الاختلافات بين النحاس الفوسفور المؤكسد والنحاس النقي العادي
يُعرف النحاس النقي على نطاق واسع بأنه المادة الأساسية ذات الموصلية الكهربائية والحرارية الممتازة، ولكن يمكن تقسيمه إلى أصناف مختلفة وفقًا لعمليات الإنتاج والتحكم في الشوائب، ومن بينها النحاس الخالي من الأكسدة الفوسفور والنحاس النقي العادي هما الأكثر استخدامًا. على الرغم من أن كلاهما ينتمي إلى فئة المواد النحاسية التي يزيد محتوى النحاس فيها عن 99.9%، إلا أن هناك اختلافات واضحة في التركيب الكيميائي والخصائص الفيزيائية وعملية الإنتاج وسيناريوهات التطبيق.
بادئ ذي بدء، يكمن الاختلاف الأكبر في طريقة إزالة الأكسدة والعناصر المتبقية.
عادةً ما يحتوي النحاس النقي العادي، والمعروف أيضًا باسم-النحاس الخالي من الأكسجين أو النحاس الصلب بالمعنى الواسع، على كمية صغيرة من الأكسجين، تتراوح بشكل عام بين 100 و650 جزء في المليون. أثناء عملية الصهر، يتم خلط الأكسجين حتماً، مما يشكل أكسيد النحاس في حدود الحبوب. في المقابل، النحاس منزوع الأكسدة الفوسفور هو نوع خاص من النحاس الذي يضيف كمية صغيرة من الفوسفور في مرحلة الصهر لإزالة الأكسدة العميقة. يتفاعل الفوسفور مع الأكسجين لينتج غاز أكسيد الفوسفور ويهرب، بحيث يقل محتوى الأكسجين في النحاس بشكل كبير، ويتم التحكم فيه عادةً إلى أقل من 10 جزء في المليون. ومع ذلك، ستبقى كمية صغيرة من الفوسفور المتبقي (عموما 0.005٪ -0.04٪) في المنتج النهائي، وهو أهم مكون مميز للنحاس منزوع الأكسدة الفوسفور.
ثانيا، الاثنان مختلفان تماما في التوصيل الكهربائي.
يتمتع النحاس النقي العادي بموصلية عالية للغاية، قريبة من 100% IACS، وهي تقريبًا الأعلى بين المواد المعدنية الشائعة. ولذلك، فهي المادة المفضلة لنقل الطاقة الكهربائية-بكفاءة عالية. سوف يعيق الفوسفور المتبقي في النحاس منزوع الأكسدة الفوسفور تدفق الإلكترونات قليلاً، مما يؤدي إلى انخفاض في التوصيل، عادة حوالي 85٪ -95٪ IACS. على الرغم من أن هذه الموصلية لا تزال ممتازة، إلا أنها ليست جيدة مثل النحاس النقي العادي. يحدد هذا الاختلاف بشكل مباشر مواقعهم المختلفة في المجال الكهربائي.
فيما يتعلق بأداء اللحام وقابلية التشغيل على الساخن، فإن النحاس الفوسفوري المؤكسد له مزايا واضحة.
من السهل أن يتسبب الأكسجين الموجود في النحاس النقي العادي في تقصف الهيدروجين أثناء اللحام بالغاز أو اللحام بالنحاس أو التسخين بدرجة حرارة عالية. يتفاعل الهيدروجين مع أكسيد النحاس لينتج بخار الماء، الذي يشكل ضغطًا عاليًا داخل المادة، مما يؤدي إلى حدوث الشقوق والكسور. يحتوي النحاس المؤكسد الفوسفوري على محتوى أكسجين منخفض للغاية بعد إزالة الأكسدة العميقة، لذلك يمكنه تجنب التقصف بالهيدروجين. إنها تتميز بأداء اللحام الممتاز، وأداء اللحام بالنحاس وأداء التشكيل الساخن، وليس من السهل أن تتشقق أثناء المعالجة. وهذا يجعلها غير قابلة للاستبدال في المنتجات التي تتطلب الكثير من اللحام.
من حيث التوصيل الحراري واللدونة، كلاهما ممتاز، ولكن هناك اختلافات طفيفة.
يتمتع النحاس النقي العادي بموصلية حرارية أعلى قليلاً، وهو أكثر ملاءمة للمناسبات التي تتطلب كفاءة توصيل الحرارة الدقيقة. يتمتع النحاس الفوسفوري المؤكسد بمرونة وصلابة أفضل قليلاً تحت درجات الحرارة العالية، وهو أكثر ملاءمة للثني والحرق والبثق وعمليات التشكيل المعقدة الأخرى.
وفيما يتعلق بسيناريوهات التطبيق، فإن الاثنين منقسمان بوضوح.
يستخدم النحاس النقي العادي بشكل رئيسي في المجالات ذات المتطلبات العالية للتوصيل، مثل كابلات الطاقة، وقضبان التوصيل، ولفات المحركات، والمحولات، والموصلات الإلكترونية، وإطارات الرصاص للدوائر المتكاملة. يستخدم النحاس الفوسفوري المؤكسد على نطاق واسع في السباكة والتبريد وخطوط أنابيب الغاز والمبادلات الحرارية وخزانات المياه والأجزاء النحاسية المزخرفة وغيرها من المنتجات التي تحتاج إلى اللحام والتشكيل، لأنه آمن وموثوق في اللحام وليس من السهل تسريبه.
في ملخص
يأتي الفرق الأساسي بين النحاس منزوع الأكسدة من الفوسفور والنحاس النقي العادي من معالجة إزالة الأكسدة من الفوسفور: يركز النحاس النقي العادي على موصلية عالية جدًا-، بينما يركز النحاس منزوع الأكسدة من الفوسفور على أداء لحام ممتاز وثبات منخفض للأكسجين. يعتمد اختيار المادة بشكل أساسي على ما إذا كان المنتج يعطي الأولوية للتوصيل الكهربائي أو أداء اللحام والمعالجة.
