無酸素銅：優れた伝導性と耐食性を持つプレミアム用途
銀に次いで、銅は利用可能な最も伝導性の高い材料で、同じサイズのアルミニウムワイヤーより66%伝導性が高いです。8 AWG銅ワイヤーと同じ電流を伝送するには、最大25%太い6 AWGアルミニウム導体が必要です。
しかし、銅は腐食しやすく、酸素にさらされると緑青色に変色します。この効果は古いペニー銅貨や自由の女神像で見られます。銅から酸素を除去することで、無酸素銅（OFC）が生産され、耐食性が劇的に向上します。OFCの使用には、より高い電流流通、伝導効率の向上、環境負荷の低減という明確なメリットがあります。
以下では、さまざまな無酸素銅グレードと、OFC使用のメリットと課題を詳述し、お客様の用途に適した購入ができるよう支援します。
無酸素銅グレードとそのメリット
無酸素銅は、電解精錬を経て、ほぼ99.99%の酸素を除去し微量レベルのみを残した銅材料です。酸素とその他の不純物を除去することで、銅は優れた伝導性を獲得し、腐食に対して感受性が低くなります。
無酸素銅の種類
無酸素銅には以下の3グレードがあります。
- C10100
C10100はOFE（無酸素電子銅）に指定され、アニール状態で最低101% IACSの伝導率定格を達成します。高い延性と電気・熱伝導性を必要とする用途に推奨されます。 - C10200
C10200は99.95%純銅です。材料に応力腐食割れに対する強い耐性が必要な場合に理想的な選択です。C10100と同様に、優れた伝導性、溶接性、半田付け特性を持ちます。 - C11000
C11000は電解タフピッチ銅（ETP）としても知られます。99.9%純銅ですが、ETP銅はOFE銅より酸素を多く含みます。OFEは酸素10ppm未満なのに対し、ETPは最低150ppmの酸素を含みます。しかし、ETPは固有の加工品質により最も一般的に使用されるグレードです。
以下は、無酸素銅グレードの概要と、それぞれの酸素含有量、純度、用途です。
| OFCグレード | 酸素含有量 | 純度 | 用途 |
|---|---|---|---|
| C10100 | 0.0005% | 99.99% |
|
| C10200 | 0.001% | 99.95% |
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| C11000 | 0.02%〜0.04% | 99.9% |
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無酸素銅使用のメリット
OFCの使用は特定用途で有益です。以下でいくつかのメリットを詳しく探ります。
卓越した電気伝導性
OFC製造時に、銅を炭素存在下で処理し、酸素を除去します。高純度と酸素の不在により、同じ導体サイズでより多くの電流を通せます。したがって、OFCはバッテリーケーブル、誘導コイル、スペースヒーターに特定使用されます。
高い熱容量
高い伝導性により、OFC銅ワイヤーはアルミニウムなどの他の金属ほど速く加熱しません。その結果、優れた熱強度と熱伝導性も備えています。産業界は、誘導加熱炉などの高温用途でこれらを多用しています。
水素脆化に対する優れた耐性
無酸素銅は、湿潤電気化学環境下で発生する水素脆化に対して優れた耐性を達成します。延性、溶接性、無酸素水中での非反応性により、フィンランドでは核廃棄物をカプセル化プラント内の銅カニスターで保管しています。
優れた加工特性
すべての無酸素銅グレードは加工に適し、優れた切削性評価20（100がより加工困難）を持ちます。優れた熱間加工と冷間加工特性を備えます。すべてのグレードが半田付け、ろう付け、ガスシールドアーク溶接に最適です。ただし、スポット溶接とシーム溶接は推奨されません。
無酸素銅使用の課題
すべての無酸素銅グレードの中で、C101はその製造方法で他と異なります。C101の溶解と鋳込みは無酸素環境で行われます。製造の複雑さを考慮すると、C101銅は最も高価なグレードです。したがって、特に切断プロセスでは廃棄を最小限に抑えるよう、C101を慎重に使用することが不可欠です。C101を精密に切断するための必要なインフラや、廃棄物を有利にリサイクルする専門知識がない場合、信頼できる金属サプライヤーに金属ソーイングをアウトソーシングするのが有益かもしれません。
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