Hapnikuvaba vask: omadused, eelised, rakendused

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Vask on mineraal, mis on olnud inimelus juba mitu aastatuhandet. Iidsetel aegadel kasutati seda peamiselt tinaga legeeritud pronksi tootmiseks. Ladina keeles on selle nimi Cuprum. Selle andis talle iidne Küprose saar, mis oli üks esimesi kohti, kus kaevandustest vaske kaevandati ja sulatati.

Ajalooline taust, vase iseloomustus

Vask kuulub põhiliste keemiliste elementide järjekorda. Looduslikul (puhtal) kujul on see punakasoranži varjundiga metall. Sellest valmistatakse väga suur valik tooteid, mis hõlmavad elektrijuhtmeid, nõusid, torusid, autoradiaatoreid jne.

Arheoloogide teave viitab sellele, et vaske hakati kasutama rohkem kui kümme tuhat aastat tagasi. Nii et vasest ripats, mis avastati tänapäeva Iraagi põhjapoolsetest piirkondadest, valmistati umbes 8700 eKr.

Vasel on kõrge soojus- ja elektrijuhtivus ning seda on lihtne töödelda nii kuum alt kui külm alt. Tal onväga kõrge korrosioonikindlus. Selle põhjuseks on asjaolu, et vask tekitab hapnikuga reageerimisel oma pinnale väga õhukese oksiidist kaitsekihi.

Vask on leidnud laialdast rakendust akustiliste, elektriliste ja muude juhtmete tootmisel, mis esinevad seal kõrge puhtusastmega metallina või väikeste hõbeda, arseeni, fosfori, telluuri, väävli lisanditega.

Vastuvõtuprotsess

Kõrgelt puhastatud hapnikuvaba vaske toodetakse protsessis, mida nimetatakse elektriliseks rafineerimiseks. See settib elektrielementide katoodidele, mille tulemusena on sellel erinev nimi - katoodvask. Puhtus ulatub umbes 99,99% -ni. Sellist metalli nimetatakse ka hapnikuvabaks vaseks, millel on kõrge puhastusaste (OFC – Oxygen-Free Copper).

Sula puhas vask valatakse seejärel spetsiaalsetesse ruudu- või ristkülikukujuliste osadega vormidesse. See protsess toimub vaakumis hapniku puudumisel, mis takistab selle tungimist sulametalli. Hapniku lisandite puudumine sellises vases suurendab oluliselt selle elektrijuhtivust ja tugevust.

Puhtus

Hapnikuvaba OFC vase puhastusaste on erinev. Metalli puhtus on näidatud järgmiselt: " N". Tärni () asemel lisatakse number, mis näitab teavet üheksa kohta pärast koma. Seega teatab hapnikuvaba vase kaubamärk OFC 6N, et selles sisalduv puhas metall on 99,999999%. Võõrkeha kogus on 0,000001%.

Esimese 6N kvaliteetse vase tootmise viis 1985. aastal Jaapanis läbi firma Nippon Mining Co. Kõrgelt puhastatud hapnikuvaba vask läks masstootmisse 1987. aastal. Peamised kasutusvaldkonnad olid siis akustilised juhtmed, omavahel ühendatud võrgukaablid.

Praegu toodavad üsna paljud tootjad maailmas, sealhulgas Venemaa Föderatsioon, sellist puhast vaske.

Mõned ettevõtted väidavad, et nad on saavutanud puhastusastme üle 6 -7N, 8N jne. Kuid tuleb meeles pidada, et praegu ei ole hapnikuvaba vase puhtuse standardite kindlaksmääramisel ühtne. ja selle kvaliteet. Mõnel juhul ei võeta lisandite olemasolu lihts alt arvesse. Tavaliselt hõlmavad sellised võõrkehad hõbedat.

Metallivoorused

Oxygen Free Copper OFC eelised on järgmised:

• vaakumis, kuumutamisel ei purune ega muutu rabedaks;
• võimalik kergesti muuta kuju külmdeformatsiooni ajal (kui puutuda kokku rõhu all toatemperatuuril või nende lähedal);
• ei muuda värvi erinevates tingimustes;
• sellise metalli keskmine elektritakistus on konstantne;
• juhtivus on alati kõrge;
• see metall on oma struktuurilt homogeenne;
• vab alt töödeldud jootmise ja keevitamise teel.

Rakendused

Oma omaduste ja omaduste tõttu hapnikuvabavask on leidnud rakendust mitmesugustes toodetes, nimelt:

• sellest tehakse trafo mähised;
• kasutatakse koaksiaalkaablite tootmisel;
• kasutatakse elektroonilistes süsteemides ja seadmetes;
• oluline metall ülijuhtides ja lineaarkiirendites;
• ta on vee all töötamiseks mõeldud telekommunikatsioonijuhtmete ja -kaablite oluline konstruktsioonielement;
• on osa voolutrafo juhtmestikust.

Hapnikuvaba vaske kasutatakse ka vaakumtehnoloogias. See on asendamatu vaakumjaotussüsteemide ja pooljuhtide projekteerimisel.

Seda kasutatakse laialdaselt kosmosetööstuse toodete valmistamisel.

Muudest valdkondadest, kus hapnikuvaba vaske kasutatakse, on järgmised: raadioelektroonika, mikroelektroonika, raadio ja mõõteriistad, tuumaenergia, juveelitööstus ja ehitustööstus.

Sellest valmistatakse juhtmeid ja torusid, mis on loodud töötama tugevates elektromagnetväljades. Hapnikuvaba vask on elektrokeemiliste anoodide valmistamise aluseks.

Vaksekatoodirakendused

Kaasaegsed kaablitooted, mis on valmistatud hapnikuvabast vasest, on väga juhtivad. See võimaldab edastada suure ribalaiusega elektrisignaale väiksema juhtme ristlõikega.

Samas väärib märkimist, et hapnikuvabu vaskkaableid pole laialdaselt kasutatud. Ja kõik sellepärastsellest metallist valmistatud juhtmed on kallid. Soovitud parameetrite saavutamiseks kasutavad nad lihtsat suure läbimõõduga vaske, eelistades mitte kulutada raha kallitele hapnikuvabadele vasktoodetele.

Kuid on ka piirkondi, kus eelistatakse suurt juhtivust koos väikese traadi läbimõõduga. See on vajalik muuhulgas esteetilise välimuse tagamiseks. Need valdkonnad hõlmavad muusikaseadmete, kvaliteetsete kõrvaklappide tootmist, aga ka neid, kus on vaja hankida seadmeid, mis taasesitavad kvaliteetseid professionaalsel tasemel helisid.

Sellise vase kasutamisel märgitakse ära selle eelised sisemise korrosiooni vastu. Selle omaduse tõttu ei kaota hapnikuvabad vasktraadid aja jooksul oma omadusi. Sel põhjusel kasutatakse selle metalliga täidetud kaableid kõrge õhuniiskusega keskkondades.