النحاس النقي: التركيب الكيميائي

النحاس النقي عبارة عن معدن غير حديدي-يحتوي على النحاس (Cu) باعتباره المكون الرئيسي المطلق له. بالإضافة إلى النحاس، فهو يحتوي فقط على كميات ضئيلة من العناصر المتبقية التي لا يمكن تجنبها من الصهر والمعالجة، مثل الفوسفور (P)، والرصاص (Pb)، والحديد (Fe)، والقصدير (Sn)، والزنك (Zn)، والنيكل (Ni)، والكبريت (S)، والأكسجين (O)، وما إلى ذلك. هذه ليست عناصر صناعة السبائك المضافة عمدا ولكن الشوائب الطبيعية. ولذلك، فإن النحاس النقي هو في الأساس نحاس عنصري ذو مستويات شوائب منخفضة للغاية.

وفقًا للمعايير الدولية والصينية الوطنية (مثل GB/T 5231 لنحاس الكاثود وGB/T 2040 لألواح/شرائط النحاس)، فإن محتوى النحاس في النحاس النقي الصناعي العادي لا يقل بشكل عام عن 99.90% بالكتلة.

بالنسبة إلى-النقاء العالي أو النحاس الكاثود المستخدم في الأغراض الكهربائية، يكون محتوى النحاس أعلى، وعادةً لا يقل عن 99.95%، ويمكن أن يصل بعض النحاس الإلكتروليتي عالي الجودة- إلى أكثر من 99.99%. يضمن المحتوى العالي من النحاس التوصيل الكهربائي الممتاز والتوصيل الحراري واللدونة.

إذا أخذنا النحاس الكاثود الإلكتروليتي القياسي الشائع الاستخدام والنحاس النقي الصناعي (درجات Cu-1 وCu-2) كأمثلة، فإن الحدود العليا النموذجية للشوائب الرئيسية هي كما يلي:

الفوسفور (P): الفوسفور يقلل بشكل خطير من التوصيل الكهربائي. عادة ما يتم التحكم في الحد الأعلى ضمن 0.005%-0.01%.

الرصاص (Pb): الرصاص هو شوائب هشة ضارة. الحد الأعلى بشكل عام هو 0.005%-0.01%.

الحديد (Fe): يضعف الحديد أيضًا التوصيلية وأداء المعالجة. الحد الأعلى هو في الغالب 0.005%-0.01%.

تشمل حدود الشوائب النموذجية الأخرى ما يلي:

القصدير (Sn): أقل من أو يساوي 0.002%

الزنك (Zn): أقل من أو يساوي 0.002%

النيكل (ني): أقل من أو يساوي 0.002%

الكبريت (S): أقل من أو يساوي 0.005%

الأكسجين (O): أقل من أو يساوي 0.04%–0.06% (بالنسبة للأكسجين - المحتوي على النحاس؛ الأكسجين الحر - النحاس أقل بكثير)

يضمن التحكم الصارم في هذه الشوائب أن يحافظ النحاس النقي على خصائص فيزيائية ومعالجة مستقرة، خاصة للتطبيقات الكهربائية والإلكترونية وتطبيقات التبادل الحراري والرسم العميق.