各杂质元素对铜的影响——检测中心ppt课件.ppt
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1、各杂质元素对铜的影响,主要内容,一、纯铜的简单介绍二、各杂质元素对铜的影响,一、纯铜的简单介绍,铜由于具有一系列的优良性能:高电导率和热导率,强的抗腐蚀性能,优良的加工成型性能和强度适中等,获得广泛的应用。铜的最突出的优点是导电性和导热性好,其导电性在各种元素中仅次于银而居第二位,是电机、电器工业中重要的导电材料。 (工业纯金属的导电、导热性由高到低的顺序为:银、铜、铝、镁、锌、镉、钴、铁、铂、锡、铅、锑。) 含铜量在99.50以上的新制工业纯铜呈玫瑰红色,表面被氧化而生成氧化铜薄膜后呈紫红色,故一般称工业纯铜为紫铜。 工业上按含氧量和生产方法的不同将纯铜分为低氧铜和无氧铜两大类。低氧铜按所含
2、杂质的多少分为四级,编号方法为是以“T”(铜的汉语拼音字头)为首,后面再附以级别数字,有T1、T2、T3三种,数字越大,则纯度越差;无氧铜字母则为“TU”,有TU1、TU2两种。,一、纯铜的简单介绍,纯铜加工产品用汉语拼音字母“T”加顺序号表示。黄铜、青铜、白铜分别以汉语拼音字母 H、 Q 、B 表示。 黄铜是由铜和锌所组成的合金,由铜、锌组成的黄铜就叫作普通黄铜。黄铜常被用于制造阀门、水管、空调内外机连接管和散热器等。普通黄铜用“H”加铜含量平均数表示,如H68即铜的平均含量为68%的黄铜。 青铜是由铜和锡所组成的合金,是金属治铸史上最早的合金。用大写拼音字母“ Q”加第一个主合金元素符号及
3、除铜以外的成分字组表示。 白铜是由铜和镍所组成的合金,呈银白色,有金属光泽,故名白铜。铜镍之间彼此可无限固溶,从而形成连续固溶体,镍含量越高,颜色越白。用大写拼音字母 “B” 加镍含量表示, 如 B30 即平均镍含量为 30%的白铜。,一、纯铜的简单介绍,铜的机械性能:软态铜:b200240MPa,硬度3545HB,50%,达75%。硬态铜:b350400MPa,硬度110130HB,6%。 铜为面心立方晶格,滑移系多,变形易,退火态铜不经中间退火可压缩8595%而不产生裂纹。纯铜在500600呈现“中温脆性”,热加工需在高于脆性区温度下进行。 所有杂质和加入元素,不同程度降低铜的导电、导热性
4、能。固溶于铜的元素(除Ag、Cd外)对铜的导电、导热性降低较多,而呈第二相析出的元素则对铜的导电、导热性降低较少。 Ti、P、Si、Fe、Co、As、Be、Mn、Al强烈降低Cu导电性。,一、纯铜的简单介绍,电工用铜的物理性能,一、纯铜的简单介绍,纯铜一般典型的物理性能,二、各杂质元素对铜的影响,杂质及微量合金元素的分类及其对铜导体综合性能的影响见下表。任何杂质元素都不同程度的降低铜的电导率和热导率。固溶元素(Cd、Ag例外)的影响最大。,二、各杂质元素对铜的影响,接上表,二、各杂质元素对铜的影响,1、氧O的影响 氧几乎不固溶于铜。含氧铜凝固时,氧以(Cu+Cu2O)共晶体的形式析出,分布于铜
5、的晶界上。氧能与较多杂质元素反应,把这些元素从铜固溶体中析出来,阻止了它们对可退火性的影响和减少了它们对导电性的影响程度,氧的存在也能使铜中的氢反应,从而去除铜中所含的氢 。但共晶中的化合物Cu20硬而脆,以粒状形态分布于铜晶粒内或晶界上,致使金属发生“冷脆”,冷变形产生困难。,二、各杂质元素对铜的影响,1、氧O的影响 氧对铜的力学性能影响见下表。由下表可知,氧能稍微提高铜的强度,但降低铜的塑性和疲劳极限,氧对铜的电导率影响不大。,二、各杂质元素对铜的影响,氧与其他杂质共存时则影响极为复杂,例如微量氧可氧化高纯铜中的痕量杂质Fe、Sn、P等,提高铜的电导率;若杂质含量较多时,则氧的这种作用就显
6、不出来。氧能部分削弱Sb、Cd对铜导电性的影响,但不改变As、S、Se、T、Bi等对铜电导性的影响。 工业中还生产出一种不含氧的紫铜,即为无氧铜。无氧铜具有较高的导电性、延展性和气密性,低氢脆倾向,在电力电子领域受到青睐,如制作电线电缆、电机换向器、高真空电子装置等。有些紫铜还特意保留一定量的氧,方面它对铜性能的影响不大,另一方面Cu2O可与Bi、Sb、As等杂质起反应,形成高熔点的球状质点分布于晶粒内,消除了晶界脆性。,1、氧O的影响,二、各杂质元素对铜的影响,2、氢H的影响,氢在固态铜中形成间隙式固溶体,可提高铜硬度。 氢在液态与固态铜中的溶解度均随着温度的升高而增大。含氧铜在氢气氛中退火
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