Cobre 110 vs 101: Comparación técnica completa

Contenido espectáculo

1. Introducción

Cobre sigue siendo una piedra angular de la ingeniería moderna, celebrado por su Conductividad eléctrica y térmica excepcional., resistencia a la corrosión, y maleabilidad.

Entre los cobres comercialmente puros, Cobre 110 (C11000, ETP) y Cobre 101 (C10100, OMS) son dos grados ampliamente utilizados, cada uno optimizado para aplicaciones específicas.

Si bien ambos ofrecen una excelente conductividad y formabilidad, sus diferencias en pureza, contenido de oxígeno, microestructura, y su idoneidad para aplicaciones de vacío o de alta confiabilidad hacen que la elección entre ellas sea crítica para los ingenieros, diseñadores, y especialistas en materiales.

Este artículo proporciona una visión profunda, comparación técnica de estos dos grados de cobre, respaldado por datos de propiedad y guía de aplicación.

2. Estándares & Nomenclatura

Cobre 110 (C11000) se le conoce comúnmente como Cu-ETP (Cobre electrolítico de paso duro).

Está estandarizado bajo UNS C11000 y la designación EN Cu-ETP. (CW004A). El C11000 se fabrica y suministra ampliamente en diversas formas de productos, incluido el alambre., vara, hoja, y plato, convirtiéndolo en una opción versátil para aplicaciones eléctricas e industriales generales..

Cobre 101 (C10100), por otro lado, es conocido como Con-OFE (Cobre electrónico sin oxígeno).

Es cobre ultrapuro con un contenido de oxígeno extremadamente bajo., estandarizado bajo UNS C10100 y EN Cu-OFE (CW009A).

C10100 está específicamente refinado para eliminar inclusiones de oxígeno y óxido., lo que lo hace ideal para vacío, alta confiabilidad, y aplicaciones de haces de electrones.

Especificar la designación UNS o EN junto con la forma y el temperamento del producto es fundamental para garantizar que el material cumpla con las características de rendimiento requeridas..

3. Composición química y diferencias microestructurales.

La composición química del cobre influye directamente en su pureza, conductividad eléctrica y térmica, comportamiento mecánico, e idoneidad para aplicaciones especializadas.

Mientras tanto Cobre 110 (C11000, ETP) y cobre 101 (C10100, OMS) Se clasifican como cobres de alta pureza., sus microestructuras y contenido de oligoelementos difieren significativamente, afectando el rendimiento en aplicaciones críticas.

Elemento / Característica	C11000 (ETP)	C10100 (OMS)	Notas
Cobre (Cu)	≥ 99.90%	≥ 99.99%	OFE tiene una pureza ultraalta, Beneficioso para aplicaciones electrónicas y de vacío.
Oxígeno (oh)	0.02–0,04 % en peso	≤ 0.0005 WT%	El oxígeno en ETP forma inclusiones de óxido.; OFE está esencialmente libre de oxígeno.
Plata (Agotamiento)	≤ 0.03%	≤ 0.01%	Traza de impureza, impacto menor en las propiedades
Fósforo (PAG)	≤ 0.04%	≤ 0.005%	Una menor cantidad de fósforo en OFE reduce el riesgo de fragilización y formación de óxido

4. Propiedades físicas: Cobre 110 vs 101

Propiedades físicas como densidad, punto de fusión, conductividad térmica, y conductividad eléctrica Son fundamentales para los cálculos de ingeniería., diseño, y selección de materiales.

Cobre 110 (C11000, ETP) y cobre 101 (C10100, OMS) comparten propiedades a granel muy similares porque ambos son esencialmente cobre puro, pero diferencias menores en pureza y contenido de oxígeno pueden afectar levemente el rendimiento en aplicaciones especializadas.

Propiedad	Cobre 110 (C11000, ETP)	Cobre 101 (C10100, OMS)	Notas / Trascendencia
Densidad	8.96 gramos/cm³	8.96 gramos/cm³	Idéntico; Adecuado para cálculos de peso en estructuras y conductores..
Punto de fusión	1083–1085°C	1083–1085°C	Ambos grados se funden casi a la misma temperatura.; Los parámetros de procesamiento para fundición o soldadura fuerte son equivalentes..
Conductividad eléctrica	~ 100 % SIGC	~101 % SIGC	OFE ofrece una conductividad marginalmente mayor debido al contenido ultrabajo de oxígeno e impurezas.; Relevante en aplicaciones de alta precisión o alta corriente..
Conductividad térmica	390–395 W·m⁻¹·K⁻¹	395–400 W·m⁻¹·K⁻¹	Ligeramente superior en OFE, que mejora la eficiencia de la transferencia de calor en aplicaciones de gestión térmica o vacío.
Capacidad calorífica específica	~0,385 J/g·K	~0,385 J/g·K	Lo mismo para ambos; útil para modelado térmico.
Coeficiente de expansión térmica	~16,5 × 10⁻⁶/K	~16,5 × 10⁻⁶/K	Diferencia insignificante; importante para el diseño de juntas y compuestos.
Resistividad eléctrica	~1,72 µΩ·cm	~1,68 µΩ·cm	La menor resistividad del C10100 contribuye a un rendimiento ligeramente mejor en circuitos ultrasensibles.

5. Propiedades mecánicas y efectos de temperamento/condición

El rendimiento mecánico del cobre depende en gran medida de temperamento de procesamiento, incluyendo recocido y trabajo en frío.

Cobre 101 (C10100, OMS) generalmente ofrece mayor resistencia en condiciones de trabajo en frío debido a su pureza ultra alta y microestructura libre de óxido,

mientras que el cobre 110 (C11000, ETP) exhibición formabilidad superior y ductilidad, lo que lo hace muy adecuado para aplicaciones de conformado intensivo, como embutición profunda o estampado..

Piezas que trabajan a máquina de cobre de C110 C11000

Propiedades mecánicas por temperamento (Valores típicos, ASTM B152)

Propiedad	Temperamento	Cobre 101 (C10100)	Cobre 110 (C11000)	Método de prueba
Resistencia a la tracción (MPa)	recocido (oh)	220–250	150–210	Asma E8/E8M
Resistencia a la tracción (MPa)	De trabajo frío (H04)	300–330	240–270	Asma E8/E8M
Resistencia a la tracción (MPa)	De trabajo frío (H08)	340–370	260–290	Asma E8/E8M
Fuerza de producción, 0.2% compensar (MPa)	recocido (oh)	60–80	33–60	Asma E8/E8M
Fuerza de producción, 0.2% compensar (MPa)	De trabajo frío (H04)	180–200	150–180	Asma E8/E8M
Fuerza de producción, 0.2% compensar (MPa)	De trabajo frío (H08)	250–280	200–230	Asma E8/E8M
Alargamiento en rotura (%)	recocido (oh)	45–60	50–65	Asma E8/E8M
Alargamiento en rotura (%)	De trabajo frío (H04)	10–15	15–20	Asma E8/E8M
Dureza Brinell (HBW, 500 kg)	recocido (oh)	40–50	35–45	ASTM E10
Dureza Brinell (HBW, 500 kg)	De trabajo frío (H04)	80–90	70–80	ASTM E10

Ideas clave:

recocido (oh) Temperamento: Ambos grados son blandos y altamente dúctiles.. Mayor elongación del C11000 (50–65%) lo hace ideal para dibujo profundo, estampado, y fabricación de contactos eléctricos.
De trabajo frío (H04/H08) Temperamento: La ultrapureza del C10100 permite un endurecimiento por trabajo más uniforme, Resultando en Resistencia a la tracción entre un 30% y un 40% mayor que C11000 en temple H08..
Esto lo hace adecuado para componentes portantes o de precisión, incluidos devanados de bobinas superconductoras o conectores de alta confiabilidad.
Dureza Brinell: Aumenta proporcionalmente con el trabajo en frío.. C10100 logra una mayor dureza para el mismo temple debido a su limpieza, microestructura libre de óxido.

6. Comportamiento de fabricación y fabricación.

Cobre 110 (C11000, ETP) y cobre 101 (C10100, OMS) Se comportan de manera similar en muchas operaciones de fabricación porque ambos son esencialmente cobre puro., Pero el diferencia en oxígeno y trazas de impurezas produce contrastes prácticos significativos durante la formación, mecanizado y unión.

Piezas que trabajan a máquina del CNC del cobre C101

Conformado y trabajo en frío

Ductilidad y flexibilidad:

- material recocido (Oh temperamento): Ambos grados son altamente dúctiles y aceptan curvaturas cerradas., embutición profunda y conformado severo.
  El cobre recocido normalmente puede tolerar radios de curvatura internos muy pequeños. (cerca de 0,5–1,0 × espesor de la hoja en muchos casos), lo que lo hace excelente para estampar y piezas con formas complejas.
- Temperamento trabajado en frío (H04, H08, etc.): La resistencia aumenta y la ductilidad disminuye a medida que aumenta el temperamento.; Los radios de curvatura mínimos deben aumentarse en consecuencia..
  Los diseñadores deben dimensionar los radios de curvatura y los filetes según el temple y el alivio de tensión previsto después del conformado..

Endurecimiento por trabajo & dibujabilidad:

- C10100 (OMS) Tiende a endurecerse más uniformemente durante el trabajo en frío debido a su microestructura libre de óxido.; esto produce una mayor resistencia alcanzable en los templados H y puede ser ventajoso para piezas que requieren un mayor rendimiento mecánico después del estirado..
- C11000 (ETP) Es extremadamente indulgente para operaciones progresivas de embutición y estampado porque los largueros de óxido son discontinuos y normalmente no interrumpen el conformado a niveles de deformación comerciales..

Recocido y recuperación:

- Recristalización El cobre se produce a temperaturas relativamente bajas en comparación con muchas aleaciones.; dependiendo del trabajo en frío previo, El inicio de la recristalización puede comenzar dentro de aproximadamente 150–400 ° C.
- Práctica industrial de recocido completo comúnmente utiliza temperaturas en el 400–650 ° C rango (Tiempo y atmósfera seleccionados para evitar oxidación o contaminación de la superficie.).
  Las piezas OFE destinadas al uso en vacío pueden recocerse en atmósferas inertes o reductoras para preservar la limpieza de la superficie..

Extrusión, laminación y trefilado

trefilado: C11000 es el estándar de la industria para la producción de alambres y conductores de gran volumen porque combina una excelente capacidad de trefilado con una conductividad estable..
C10100 también se puede estirar en calibres finos, pero se selecciona cuando se requiere un rendimiento de vacío posterior o superficies ultralimpias..
Extrusión & laminación: Ambos grados extruyen y ruedan bien. La calidad superficial del OFE suele ser superior en productos laminados de alta precisión debido a la ausencia de inclusiones de óxido.; Esto puede reducir los desgarros interdendríticos o microhoyos en acabados superficiales exigentes..

Mecanizado

Comportamiento general: El cobre es relativamente blando., térmicamente conductivo y dúctil; tiende a producir continuo, chips de goma si los parámetros no están optimizados.
La maquinabilidad de C11000 y C10100 es similar en la práctica.
Herramientas y parámetros: Utilice bordes cortantes afilados, fijación rígida, herramientas de rastrillo positivo (Carburo o acero rápido según el volumen.), avances y profundidades controlados, y amplio enfriamiento/lavado para evitar el endurecimiento por trabajo y la acumulación de bordes..
Para cortes largos y continuos, Se recomiendan rompevirutas y estrategias de corte intermitente..
Acabado superficial y control de rebabas.: El material OFE a menudo logra un acabado superficial marginalmente mejor en el micromecanizado de precisión debido a menos microinclusiones..

Unirse - soldar, soldadura, soldadura, enlace de difusión

Soldadura: Ambos grados se sueldan fácilmente después de una limpieza adecuada..
Porque C11000 contiene trazas de oxígeno y películas de óxido., Por lo general, se utilizan colofonia estándar o fundentes ligeramente activos.; La limpieza exhaustiva antes de soldar mejora la confiabilidad de la unión..
La superficie más limpia de OFE puede reducir los requisitos de fundente en algunos procesos controlados.
Soldadura: Temperaturas de soldadura fuerte (>450 °C) puede exponer películas de óxido; La soldadura fuerte C11000 generalmente requiere fundentes apropiados o atmósferas controladas..
Para soldadura fuerte al vacío o soldadura fuerte sin fundente, Se prefiere C10100, ya que su contenido insignificante de óxido evita la vaporización del óxido y la contaminación del entorno de vacío.
Soldadura por arco (Tig/yo) y soldadura por resistencia: Ambos grados se pueden soldar utilizando prácticas de soldadura de cobre estándar. (alta corriente, precalentamiento para secciones gruesas, y protección con gas inerte).
OFE ofrece baños de soldadura más limpios y menos defectos relacionados con el óxido, lo cual es ventajoso en uniones eléctricas críticas.
Soldadura por haz de electrones y láser: Estos de alta energía, Los métodos de baja contaminación se utilizan comúnmente en aplicaciones de vacío o de precisión..
C10100 es el material elegido aquí porque sus bajos niveles de impurezas y oxígeno minimizan los contaminantes vaporizados y mejoran la integridad de las articulaciones..
Enlace por difusión: Para ensamblajes de vacío y aeroespaciales, La limpieza del OFE y su microestructura casi monofásica lo hacen más predecible en los procesos de unión de estado sólido.

Preparación de la superficie, limpieza y manipulación

Para C11000, desengrasar, La eliminación mecánica/química del óxido y la aplicación adecuada del fundente son requisitos previos normales para uniones de alta calidad..
Para C10100, Se requiere un estricto control de limpieza para el uso de aspiradora.: manipulación con guantes, evitando los hidrocarburos, limpieza con solvente ultrasónico, y el embalaje para salas limpias son prácticas comunes.
Horneado al vacío (p.ej., 100–200 °C dependiendo del estado) A menudo se utiliza para eliminar los gases adsorbidos antes del servicio UHV..

7. Corrosión, Rendimiento del vacío y efectos del hidrógeno/oxígeno.

Estos tres temas interrelacionados: resistencia a la corrosión, comportamiento de vacío (desgasificación y vaporización de contaminantes), e interacciones con hidrógeno/oxígeno, son donde el cobre 110 y cobre 101 divergen más en el desempeño funcional.

Comportamiento de corrosión (atmosférico y galvánico)

Corrosión atmosférica general: Ambos grados forman una película superficial estable. (pátina) que limita una mayor corrosión en ambientes interiores normales y en muchos exteriores.
El cobre puro resiste la corrosión general mucho mejor que muchos metales activos..
Corrosión local y ambientes.: En ambientes ricos en cloruros (marina, sales de deshielo), El cobre puede experimentar un ataque acelerado si hay grietas o depósitos que permiten que se formen células electroquímicas localizadas..
Diseño para evitar geometrías de grietas y permitir el drenaje/inspección..
Acoplamiento galvánico: El cobre es relativamente noble en comparación con muchos metales estructurales..
Cuando se acopla eléctricamente a metales menos nobles. (p.ej., aluminio, magnesio, algunos aceros), el metal menos noble se corroerá preferentemente.
Reglas prácticas de diseño.: Evite el contacto directo con metales activos., aislar juntas de metales diferentes, o utilizar tolerancias/recubrimientos contra la corrosión cuando sea necesario.

Rendimiento de vacío (desgasificación, vaporización y limpieza)

Por qué es importante el rendimiento del vacío: En ultra alto vacío (ultravioleta) sistemas, incluso niveles de ppm de impurezas volátiles o inclusiones de óxido pueden crear contaminación,
aumentar la presión base, o depositar películas en superficies sensibles (espejos ópticos, obleas semiconductoras, óptica electrónica).
C11000 (ETP): trazas de oxígeno y hilos de óxido pueden provocar aumento de la desgasificación y posible vaporización de partículas de óxido a temperaturas elevadas en el vacío..
Para muchas aplicaciones de vacío bajo o vacío intenso, esto es aceptable., pero los usuarios de UHV deben tener cuidado.
C10100 (OMS): su contenido ultra bajo de oxígeno e impurezas da como resultado tasas de desgasificación significativamente más bajas, Presiones parciales reducidas de especies condensables durante el horneado., y mucho menos riesgo de contaminación bajo exposición a rayos de electrones o vacío a alta temperatura.
Para ciclos de horneado y análisis de gases residuales (RGA) estabilidad, OFE suele superar a ETP por un amplio margen en sistemas prácticos.
Mejores prácticas para el uso de la aspiradora: limpieza al vacío, desengrasar con solvente, baños ultrasónicos, montaje de sala limpia, y el horneado controlado son obligatorios.
Especifique OFE para componentes expuestos directamente a UHV o a haces de electrones/iones..

Hidrógeno, Interacciones con oxígeno y riesgos de fragilización.

Fragilidad de hidrógeno: El cobre es no susceptibles a la fragilización por hidrógeno de la misma manera que lo son los aceros.;
Las aleaciones de cobre típicas no fallan por los mecanismos clásicos de agrietamiento inducido por hidrógeno que se observan en los aceros de alta resistencia..
Química del hidrógeno/oxígeno: sin embargo, bajo atmósferas reductoras de alta temperatura (Hidrógeno o formación de gas a temperatura elevada.),
El cobre que contiene oxígeno o ciertos residuos desoxidantes puede sufrir reacciones superficiales. (formación de agua, reducción de óxido) que pueden alterar la morfología de la superficie o promover la porosidad en soldaduras fuertes.
El bajo contenido de oxígeno de OFE mitiga estas preocupaciones.
Consideraciones de servicio: en servicio de hidrógeno a alta temperatura o en procesos donde el hidrógeno está presente (p.ej., ciertos recocidos o procesamiento químico), especificar OFE si la química de la superficie y la estabilidad dimensional son críticas.

8. Aplicaciones industriales típicas

C11000 (ETP):

Barras colectoras de distribución de energía, cables, y conectores
Transformadores, motores, aparamenta
Cobre arquitectónico y fabricación en general.

C10100 (OMS):

Cámaras de vacío y equipos de ultra alto vacío.
haz de electrones, RF, y componentes de microondas
Fabricación de semiconductores y conductores criogénicos.
Instrumentación de laboratorio de alta confiabilidad

Resumen: C11000 es adecuado para uso eléctrico y mecánico general., mientras que C10100 es necesario cuando estabilidad al vacío, impurezas mínimas, o procesamiento ultralimpio son esenciales.

9. Costo & disponibilidad

C11000: Este es el estándar, producto de cobre de alto volumen.
generalmente es menos costoso y más abastecido por fábricas y distribuidores, convirtiéndolo en la opción predeterminada para producción en masa y aplicaciones sensibles al presupuesto..
C10100: lleva un Precio premium debido a pasos de refinamiento adicionales, requisitos especiales de manipulación, y menores volúmenes de producción.
esta disponible, pero normalmente sólo en formas de productos limitadas (verja, platos, hojas en temperamentos selectos) y a menudo requiere Tiempos de entrega más largos.
Para componentes de gran volumen donde la rentabilidad es fundamental, Generalmente se especifica C11000.
En cambio, para aplicaciones de nicho como vacío o componentes electrónicos de alta pureza, Los beneficios de rendimiento del C10100 justifican el mayor costo..

10. Comparación completa: Cobre 110 vs 101

Característica	Cobre 110 (C11000, ETP)	Cobre 101 (C10100, OMS)	Implicaciones prácticas
Pureza del cobre	≥ 99.90%	≥ 99.99%	El cobre OFE ofrece una pureza ultraalta, crucial para el vacío, alta confiabilidad, y aplicaciones de haces de electrones.
Contenido de oxígeno	0.02–0,04 % en peso	≤ 0.0005 WT%	El oxígeno en C11000 forma largueros de óxido; El oxígeno casi nulo del C10100 previene defectos relacionados con el óxido.
Conductividad eléctrica	~ 100 % SIGC	~101 % SIGC	OFE ofrece una conductividad ligeramente mayor, Relevante en sistemas eléctricos de precisión..
Conductividad térmica	390–395 W·m⁻¹·K⁻¹	395–400 W·m⁻¹·K⁻¹	Diferencia menor; OFE ligeramente mejor para aplicaciones sensibles al calor o de alta precisión.
Propiedades mecánicas (recocido)	Tracción 150–210 MPa, Alargamiento 50–65%	Tracción 220–250 MPa, Alargamiento 45–60%	C11000 más formable; C10100 más resistente en estados recocido o trabajado en frío.
Propiedades mecánicas (Trabajado en frío H08)	Tracción 260–290 MPa, Alargamiento 10–15%	Tracción 340–370 MPa, Alargamiento 10–15%	C10100 se beneficia de un mayor endurecimiento por trabajo debido a una microestructura ultralimpia.
Fabricación/Formación	Excelente conformabilidad para estampación., doblando, dibujo	Excelente formabilidad, endurecimiento por trabajo superior y estabilidad dimensional	C11000 adecuado para fabricación de gran volumen; C10100 preferido para componentes de precisión o piezas de alta confiabilidad.
Unión (Soldadura fuerte/soldadura)	Soldadura asistida por fundente; soldadura estándar	Soldadura fuerte sin fundente, soldaduras más limpias, preferido para soldadura por haz de electrones o al vacío	OFE crítico para aplicaciones de vacío o de alta pureza.
Vacío/Limpieza	Aceptable para vacío bajo/medio	Requerido para UHV, desgasificación mínima	OFE elegido para entornos de vacío ultraalto o sensibles a la contaminación.
Rendimiento criogénico	Bien	Excelente; estructura de grano estable, variación mínima de expansión térmica	OFE preferido para instrumentación superconductora o de baja temperatura.
Costo & Disponibilidad	Bajo, ampliamente abastecido, múltiples formas	De primera calidad, formas limitadas, Tiempos de entrega más largos	Elija C11000 para productos sensibles al costo, aplicaciones de gran volumen; C10100 para alta pureza, aplicaciones especializadas.
Aplicaciones industriales	Barras colectoras, alambrado, conectores, chapa de metal, fabricación general	Cámaras de vacío, componentes del haz de electrones, caminos eléctricos de alta confiabilidad, sistemas criogénicos	Haga coincidir la calidad con el entorno operativo y los requisitos de rendimiento.

12. Conclusión

C11000 y C10100 son cobres de alta conductividad adecuados para una amplia gama de aplicaciones..

La principal diferencia radica en Contenido de oxígeno y nivel de impurezas., que influyen en el comportamiento del vacío, unión, y aplicaciones de alta confiabilidad.

C11000 es rentable y versátil, lo que lo convierte en el estándar para la mayoría de las aplicaciones eléctricas y mecánicas..

C10100, con pureza ultra alta, está reservado para vacío, haz de electrones, criogénico, y sistemas de alta confiabilidad donde la microestructura libre de óxido es esencial.

La selección de materiales debe priorizar requisitos funcionales sobre diferencias de propiedad nominales.

Preguntas frecuentes

¿El C10100 es significativamente mejor eléctricamente que el C11000??

No. La diferencia de conductividad eléctrica es menor. (~100% frente a 101% SIGC). La principal ventaja es contenido de oxígeno ultrabajo, lo que beneficia las aplicaciones de vacío y de alta confiabilidad.

¿Se puede utilizar C11000 en equipos de vacío??

Sí, pero sus trazas de oxígeno pueden desgasificarse o formar óxidos en condiciones de vacío ultraalto.. Para aplicaciones de vacío estricto, Se prefiere C10100.

¿Qué grado es estándar para la distribución de energía??

C11000 es el estándar industrial para barras colectoras, conectores, y distribución eléctrica general debido a su conductividad., formabilidad, y rentabilidad.

¿Cómo se debe especificar el cobre OFE para la adquisición??

Incluye designación UNS C10100 o Cu-OFE, límites de oxígeno, conductividad mínima, forma del producto, y temperamento. Solicite Certificados de Análisis de trazas de oxígeno y pureza de cobre.

¿Existen grados de cobre intermedios entre ETP y OFE??

Sí. Existen cobres desoxidados con fósforo y variantes de alta conductividad., Diseñado para mejorar la soldabilidad o reducir la interacción del hidrógeno.. La selección debe coincidir con los requisitos de la aplicación..