แท่งทองแดงบริสุทธิ์เป็นจุดเริ่มต้นสำหรับโครงสร้างพื้นฐานทางไฟฟ้าส่วนใหญ่ของโลก แร่ทองแดงได้รับการขัดเกลา จากนั้นจึงขัดด้วยไฟฟ้า-เพื่อขจัดสิ่งเจือปนออก หลังจากนั้นโลหะจะถูกหล่อและรีดร้อนอย่างต่อเนื่องเป็นม้วนหรือเป็นเส้นตรงโดยมีปริมาณทองแดงมากกว่า 99.90% ความบริสุทธิ์นั้นคือสิ่งที่ช่วยรักษาการนำไฟฟ้าและความร้อนให้อยู่ในระดับสูงสุดของกลุ่มผลิตภัณฑ์ที่มีจำหน่ายในท้องตลาด
สภาพนำไฟฟ้าที่กำหนดมาตรฐานอุตสาหกรรม
ทองแดงที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูง-คือค่าอ้างอิงเทียบกับโลหะตัวนำอื่นๆ ที่ใช้ตัดสิน ทองแดงที่ผ่านการอบด้วยไฟฟ้า (ETP) ได้รับการจัดอันดับที่ 100% IACS เท่ากับความต้านทานปริมาตรประมาณ 1.72 x 10-8ohm·m ที่ 20 องศา และค่าการนำความร้อนใกล้เคียงกับ 398 W/(m·K) เกรดปลอดออกซิเจน-ทำให้ตัวเลขสูงขึ้นเล็กน้อย ประมาณ 101% IACS
ค่าการนำไฟฟ้า: 100% IACS ทั่วไป (58 MS/m); IACS ประมาณ 101% สำหรับเกรดปลอดออกซิเจน-
การนำความร้อน: ประมาณ 398 W/(m·K) ที่ 20 องศา
ความหนาแน่น: 8.96 ก./ซม3; จุดหลอมเหลว: 1,083 องศา
ปริมาณทองแดง: ขั้นต่ำ 99.90% สำหรับแท่ง ETP, 99.99% สำหรับเกรดอิเล็กทรอนิกส์ปลอดออกซิเจน-
เส้นผ่านศูนย์กลางแท่งทั่วไป: 8 มม., 12.5 มม., 16 มม. และ 20 มม. มีจำหน่ายแบบม้วนหรือแท่งตรง
โดยปกติแล้วผลิตภัณฑ์จะถูกสั่งซื้อเทียบกับ ASTM B49 สำหรับแท่งทองแดงสำหรับวัตถุประสงค์ทางไฟฟ้า, ASTM B187/B187M สำหรับแท่งและแท่งทองแดง, EN 13601 สำหรับแท่งทองแดง, แท่งและลวดสำหรับการใช้ไฟฟ้าทั่วไป หรือ GB/T 3952 สำหรับแท่งลวดทองแดง ขีดจำกัดของสิ่งเจือปนมีความสำคัญพอๆ กับปริมาณทองแดง: แม้แต่ฟอสฟอรัส สารหนู หรือกำมะถันแม้แต่สองสามร้อยเปอร์เซ็นต์ก็สามารถลดค่าการนำไฟฟ้าได้อย่างเห็นได้ชัด ดังนั้นแท่งเกรด-ของตัวนำจึงถูกกำหนดด้วยขีดจำกัดที่เข้มงวดสำหรับองค์ประกอบเหล่านั้น
การใช้งานทางไฟฟ้า
การใช้แท่งทองแดงบริสุทธิ์เป็นหลักคือการเป็นตัวนำ เนื่องจากวัสดุส่งกระแสไฟฟ้าโดยมีการสูญเสียความต้านทานต่ำมาก วัสดุจึงปรากฏในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและขดลวดมอเตอร์ บัสบาร์ สายไฟ สวิตช์เกียร์ หม้อแปลงไฟฟ้า และอุปกรณ์จ่ายไฟ ไม่ว่าผลิตภัณฑ์สุดท้ายจะเป็นเครื่องป้อนในที่พักอาศัย แผงสวิตช์อุตสาหกรรม หรือสถานีย่อยแบบกริด แกนที่ถูกดึงเข้าไปในเส้นลวดหรืออัดเข้าไปในแท่งจะช่วยลดการสูญเสียการส่งผ่านให้เหลือน้อยที่สุด
แนะนำให้ใช้เกรดปลอดออกซิเจน-โดยที่ตัวนำจะถูกอบอ่อน งอ หรือเชื่อมหลังจากการดึง เนื่องจากออกซิเจนที่ละลายน้ำอาจทำให้เกิดก๊าซและความพรุนในระหว่าง-การประมวลผลที่อุณหภูมิสูง ในกรณีที่ชิ้นส่วนที่เสร็จแล้วต้องต้านทานการอ่อนตัวที่อุณหภูมิสูง บางครั้งอาจมีการแทนที่ทองแดงที่มีแบริ่งเงิน- แต่งานตัวนำทั่วไป-จะทำหน้าที่ได้ดีโดยใช้ ETP และแท่งปลอดออกซิเจน-
การประยุกต์ใช้การจัดการความร้อน
ค่าการนำความร้อนของทองแดงมีความสำคัญในเชิงพาณิชย์เป็นอันดับสองรองจากค่าการนำไฟฟ้าเท่านั้น แท่งทองแดงบริสุทธิ์ถูกกลึงให้เป็น-แผ่นท่อและครีบตัวแลกเปลี่ยนความร้อน ส่วนประกอบหม้อน้ำ แผ่นเย็น คอยล์เหนี่ยวนำ และข้อต่อระบบทำความเย็น- ซึ่งการกระจายความร้อนอย่างรวดเร็วจะควบคุมอายุการใช้งานของอุปกรณ์
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและคอนเดนเซอร์สำหรับโรงไฟฟ้าและโรงงานแปรรูป
หม้อน้ำ แผ่นเย็น และบล็อคทำความเย็น-ของเหลวสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางอุตสาหกรรม
ขดลวดทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำและความต้านทาน-อิเล็กโทรดเชื่อม
แผ่นดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์แบบแบน-และตัวสะสมความร้อนจากแสงอาทิตย์
การขึ้นรูปและการประดิษฐ์
ทองแดงบริสุทธิ์มีความอ่อน เหนียว และมีความยืดหยุ่นสูง ดังนั้นจึงสามารถดึงแท่งเหล็กเข้ากับลวดละเอียด อัดรีดเป็นโปรไฟล์ งอ พันเกลียว หรือบัดกรีด้วยเครื่องมือทั่วไปได้ ส่วนต่างๆ สามารถยืดตรง ตัด และขึ้นรูปได้ และงานโลหะ-จะแข็งตัวอย่างคาดเดาได้ ทำให้มีการแลกเปลี่ยนความแข็งแรงกับความเหนียวผ่านการลดและการอบอ่อนด้วยความเย็นที่ควบคุมได้ ความอเนกประสงค์นี้เป็นเหตุผลว่าทำไมแท่งทองแดงจึงป้อนทุกอย่างตั้งแต่ขั้วต่อไฟฟ้าและมอเตอร์สับเปลี่ยนไปจนถึงอุปกรณ์ประปาและองค์ประกอบทางสถาปัตยกรรม
สำหรับการแปรรูป แนวทางปฏิบัติทั่วไปคือการทำงานโดยใช้ความร้อนหรือการอบอ่อนระหว่างการลดอุณหภูมิเย็น รักษาเครื่องมือตัดให้คมและปราศจากสารหล่อลื่นที่มีซัลเฟอร์{0}} และอบอ่อนหลังจากการโค้งงออย่างรุนแรง โดยที่ชิ้นส่วนต้องส่งกระแสไฟฟ้าโดยไม่มีความต้านทานมากเกินไป
ทองแดงในพลังงานทดแทนและความคล่องตัว
ความต้องการแท่งทองแดงบริสุทธิ์เพิ่มขึ้นพร้อมกับการเปลี่ยนไปใช้ระบบพลังงานไฟฟ้า แผงเซลล์แสงอาทิตย์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหัน-ชุดแบตเตอรี่และ-มอเตอร์ฉุดยานพาหนะไฟฟ้าและฮาร์ดแวร์ในการชาร์จล้วนอาศัยทองแดงในการแปลง การส่งผ่าน และการจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ กังหันลมอเนกประสงค์-ขนาดเดียวและรถยนต์ไฟฟ้าหนึ่งคันต่างใช้ทองแดงในปริมาณมาก และการใช้พลังงานไฟฟ้าในการขนส่งจะเพิ่มความต้องการมากขึ้นอีก
เนื่องจากการใช้งานเหล่านี้เป็น-อายุการใช้งานที่ยาวนาน ข้อมูลจำเพาะเกี่ยวกับการนำไฟฟ้าและสิ่งเจือปนของแท่งฐานจึงได้รับการแก้ไขในขั้นตอนการออกแบบ แทนที่จะปรับในภายหลัง ซึ่งทำให้คุณภาพของแท่งที่สม่ำเสมอเป็น-ลำดับความสำคัญของห่วงโซ่อุปทาน
การรีไซเคิลและการจัดหาอย่างมีความรับผิดชอบ
ทองแดงสามารถรีไซเคิลได้ทั้งหมดโดยไม่สูญเสียคุณสมบัติ และทองแดงรองก็มีปริมาณการบริโภคทั่วโลกเป็นจำนวนมากอยู่แล้ว การรีไซเคิลช่วยลดพลังงานและการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เกี่ยวข้องกับการผลิต และลดแรงกดดันในการทำเหมืองขั้นต้น สำหรับผู้ผลิต ขั้นตอนการปฏิบัติคือการแยกเศษของกระบวนการที่สะอาดตามเกรด ควบคุมการปนเปื้อนจากสารเคลือบและโลหะผสม และระบุเนื้อหาที่รีไซเคิลได้ในกรณีที่อนุญาตให้นำไปใช้ได้ การรักษาสมดุลระหว่างประสิทธิภาพ ต้นทุน และความรับผิดชอบต่อสิ่งแวดล้อมด้วยวิธีนี้ทำให้แท่งทองแดงเป็นวัสดุรองพื้นที่ทนทานสำหรับอุตสาหกรรม
คำถามที่พบบ่อย
ถาม: แท่งเกรดตัวนำ-ควรมีปริมาณทองแดงเท่าใด
โดยปกติแล้วแท่ง ETP จะระบุที่ทองแดงขั้นต่ำ 99.90%; เกรดปลอดออกซิเจน-อยู่ที่ 99.95% ขึ้นไป และเกรดอิเล็กทรอนิกส์ปลอดออกซิเจน-อยู่ที่ 99.99%
ถาม: เหตุใดตัวนำบางชนิดจึงเลือกใช้ทองแดงปลอดออกซิเจน-
ออกซิเจนที่ละลายน้ำสามารถทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนได้ในระหว่างการหลอมและการบัดกรีแข็ง ทำให้เกิดความพรุนของไอน้ำและความเปราะบาง ดังนั้นจึงเลือกเกรดปลอดออกซิเจน-โดยที่ชิ้นส่วนจะได้รับการบำบัดความร้อนหรือปิดผนึกอย่างแน่นหนา
ถาม: ฟอสฟอรัสส่งผลต่อการนำไฟฟ้าอย่างไร
ฟอสฟอรัสเป็นตัวฆ่าค่าการนำไฟฟ้าที่แข็งแกร่งแม้ในระดับที่ต่ำมาก ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมทองแดงฟอสฟอรัสสูง-ที่ถูกดีออกซิไดซ์จึงถูกนำมาใช้สำหรับงานประปา ไม่ใช่สำหรับ-ตัวนำกระแสไฟฟ้า
ถาม: มาตรฐานใดบ้างที่ใช้กับแท่งทองแดง
ASTM B49 และ ASTM B187/B187M, EN 13601 และ GB/T 3952 เป็นข้อมูลอ้างอิงตามปกติสำหรับ-แท่ง แท่ง และลวดไฟฟ้า
ถาม: แท่งทองแดงสามารถเชื่อมหรือบัดกรีได้หรือไม่?
การเชื่อมสามารถทำได้แต่ต้องได้รับการดูแลเนื่องจากมีการนำความร้อนสูง การบัดกรีและการบัดกรีด้วยโลหะตัวเติมที่เหมาะสมนั้นพบได้ทั่วไปในข้อต่อในตัวนำและงานท่อ
ถาม: แท่งทองแดงจัดหามาอย่างไร?
โดยทั่วไปเป็นคอยล์ต่อเนื่องขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 8 มม. ถึง 20 มม. สำหรับการวาดลวด หรือเป็นแท่งตรงและโปรไฟล์สำหรับการตัดเฉือนและการผลิตบัสบาร์
