1. Tabhairt isteach
Tá copar i measc mhiotail is ilúsáide na daonnachta, a bhuíochas dá seoltacht leictreach eisceachtúil, friotaíocht creimthe, agus foirmiúlacht.
Thairis sin, Braitheann eolaithe agus innealtóirí ar iompar teirmeach copair chun comhpháirteanna a dhearadh ó shreangú leictreach go malartóirí teasa.
De thoradh, Bíonn tuiscint ar leáphointe copair fíor-riachtanach i bhfeidhmiúcháin mhiotaleolaíocht agus thionsclaíocha araon.
2. Sainmhíniú agus Tábhacht an Leáphointe
An leáphointe seasann sé don teocht ag a aistríonn solad isteach i leacht faoi choinníollacha cothromaíochta.
I gcleachtas, marcálann sé an chothromaíocht idir fórsaí nasctha soladphas agus corraíl theirmeach.
Mar sin, úsáideann miotalóireachteoirí an pointe leá mar thagarmharc chun ábhair a roghnú, foirnéisí a dhearadh, agus próisis réitigh a rialú.
3. Leáphointe Copar
Leánn copar íon thart ar 1,085° C (1,984° f).
Ag an teocht seo, aistríonn copar ó sholad go leacht, ag ligean dó a chaitheamh, isteach, nó cóimhiotal. Ina fhoirm soladach, copar tá a ciúbach aghaidh-lárnaithe (CTC) struchtúr
4. Peirspictíocht Teirmidinimic agus Leibhéal Adamhach
Ag an scála adamhach, Eascraíonn leáphointe substaintiúil copair óna nascáil mhiotalacha—mara de leictreoin díláraithe a ghlúálann iain atá luchtaithe deimhneach.
A chumraíocht leictreon, [Ar] 3d¹⁰4s¹, soláthraíonn sé leictreon seolta amháin in aghaidh an adaimh, rud a thacaíonn ní amháin le seoltacht leictreach ach a threisíonn comhtháthú idiratamach freisin.
- Eantalpacht an chomhleá: ~13 kJ/mól
- Teas folaigh an leá: ~205 kJ/kg
Déanann na luachanna seo an fuinneamh a theastaíonn chun naisc mhiotalacha a bhriseadh le linn leá a chainníochtú.
Chomh maith leis sin, mais adamhach réasúnta ard copair (63.55 amú) agus laitís dlúth CCFG (12 comharsana is gaire) elevate a fuinnimh banna agus cobhsaíocht teirmeach.
5. Fachtóirí a mbíonn tionchar acu ar Leáphointe Copper
Athraíonn roinnt príomhpharaiméadair iompar leá copair, go minic trína theocht idirthréimhse soladach-go-leachtach a aistriú faoi na deich gcéimeanna Celsius.
Trí na hathróga seo a thuiscint is féidir bainistíocht theirmeach beacht a dhéanamh i bpróisis copair íon agus i dtáirgeadh cóimhiotail.
Eilimintí Cóimhiotalacha agus Neamhíonachtaí
- Sinc agus Stán: Ag tabhairt isteach 10-40 wt % Íslíonn Zn an raon leá go timpeall 900–940 °C i bprás. Mar an gcéanna, 5–15 ut % Táirgeann Sn cré-umha le eatramh leá de 950–1,000 °C.
- Airgead agus Fosfar: Fiú rian airgid (≤1 út %) is féidir leis leacht copair a ardú 5–10 °C, cé go fosfar ag 0.1 WT % laghdaíonn sé an pointe leá beagán agus feabhsaíonn sé sreabhach.
- Ocsaigin agus Sulfar: Foirmíonn ocsaigin tuaslagtha cuimsiú Cu₂O thuas 1,000 ° C, ag cur faoi deara dúlagar logánta pointe leá.
Idir an dá linn, éilliú sulfair chomh híseal agus is 0.02 WT % mar thoradh ar bhrabús agus cruthaíonn sé eutectics leá íseal ag teorainneacha gránach.
Méid Grán agus Micreastruchtúr
- Go breá vs. Gránna Garbh: Léiríonn copar mínghráin tosú leá beagán níos airde — go hiondúil 2–5 °C os cionn ábhar garbh-ghráinneach — toisc go neartaíonn achar teorann gránach méadaithe an laitís..
- Frasáil Cruathe: I gcóimhiotail cosúil le Cu–Be, tugann deascán réimsí brú áitiúla isteach ar féidir leo leá a ardú suas le 8 ° C, ag brath ar chodán toirte deascán.
Lochtanna Crystal Lattice
- Folúntais agus Dislocations: Comhchruinnithe arda folúntais (>10⁻⁴ codán adamhach) saobhadh laitíse a thabhairt isteach, an leáphointe a ísliú 3–7 °C.
- Obair chruaite: Tá díláithrithe inláimhsithe ann i gcopar fuarshaothair a laghdaíonn fuinneamh comhtháite, mar sin depressing leá ag thart 4 °C i gcomparáid le copar annealaithe.
Éifeachtaí Brú
- Caidreamh Clausius-Clapeyron: Méadaíonn brú a ardú an teocht leá ag ráta garbh +3 K in aghaidh 100 MPA.
Cé gur annamh a sháraíonn leá thionsclaíoch brú comhthimpeallach, Deimhníonn turgnaimh ardbhrú an fána intuartha seo.
Stair Theirmeach agus Coinníollacha Dromchla
- Réamh-théamh: Is féidir le réamhthéamh mall go 400–600 °C ocsaídí dromchla agus taise a shárú, cosc a chur ar dhúlagar pointe leá luath.
- Bratuithe Dromchla: Floscanna cosanta (E.g., borax-bhunaithe) bacainn a fhoirmiú a chobhsaíonn an dromchla agus a chothaíonn an leáphointe fíor le linn próiseála faoin aer.
6. Leáphointe Cóimhiotal Copar
Anseo thíos tá liosta cuimsitheach de na pointí leá do raon de chóimhiotail chopair coitianta.
Tagraíonn na luachanna seo do ghnáth-theochtaí leachtacha; is minic a solidify cóimhiotail thar raon (soladach → leachtach) a luaimid anseo mar neas-eatramh leá.
| Ainm Cóimhiotal / U.S | Comhdhéanamh (wt%) | Raon Leáphointe (° C) |
|---|---|---|
| C10200 (ECD) | ≥99.90Cu | 1 083–1085 |
| C11000 (Cu leictrilíteach) | ≥99.90Cu | 1 083–1085 |
| C23000 (Prás Buí) | ~67Cu–33Zn | 900 –920 |
| C26000 (Prás Cartúis) | ~70Cu–30Zn | 920 –940 |
| C36000 (Prás meaisínithe saor in aisce,) | ~61Cu-38Zn-1Pb | 920 –940 |
| C46400 (Prás an Chabhlaigh) | ~60Cu-39Zn-1Sn | 910 –960 |
| C51000 (Cré-umha Fosfar) | ~95Cu-5Sn | 1 000–1050 |
| C52100 (Ard-neart Phos. Crone) | ~94Cu‑6Sn | 1 000–1050 |
| C61400 (Cré-umha Alúmanam) | ~82Cu-10Al-8Fe | 1 015–1035 |
| C95400 (Cré-umha Alúmanam) | ~ 79cu-10al-6ni-3O | 1 020–1045 |
| C83600 (Prás Dearg Luaidhe) | ~84Cu-6Sn-5Pb-5Zn | 890 –940 |
| C90500 (Miotal Gunna) | ~88Cu-10Sn-2Zn | 900 –950 |
| C93200 (Cré-umha Sileacain) | ~95S. | 1 000–1050 |
| C70600 (90–10 cupronickel) | 90 Le 10Ni | 1 050–1150 |
| C71500 (70–30 cupronickel) | 70 Le-30Ni | 1 200–1300 |
| C17200 (Copar Beirilliam) | ~97Cu‑2Be‑1Co | 865 –1000 |
7. Éagsúlacht Leáphointe i gCóimhiotail Copair
Athraíonn iompar leá copair go mór nuair a théann eilimintí cóimhiotalacha isteach sa laitís.
I gcleachtas, Baineann miotalóireachteoirí leas as na héagsúlachtaí seo chun teocht réitigh a oiriúnú, luaineacht, agus feidhmíocht mheicniúil.
Tionchar na nEilimintí Cóimhiotalacha
- Sinc (Zn):
Nuair a chuirfear 10-40 wt % Zn chun práis a fhoirmiú íslíonn sé an raon leá go garbh 900–940 °C, a bhuíochas leis an eutectic Cu-Zn ag ~39 wt % Zn (leá ag ~900 °C).
Práis ard-since (os a chionn 35 % Zn) tús a chur le cur chuige an chomhdhéanamh eutectic sin, ag taispeáint eatramh leá níos cúinge agus sreabhach níos fearr. - Stáin (Sn):
Ag tabhairt isteach 5-15 wt % Táirgeann Sn cré-umha le eatramh leá de 950–1,000 °C.
An áit seo, taispeánann an phasléaráid Cu–Sn eiteicteach ag ~8 wt % Sn (~875 °C), ach tá cumadóireacht phraiticiúil chré-umha os cionn sin, ag brú an leacht in aice 1,000 °C chun neart leordhóthanach a chinntiú. - Nicil (Le linn):
I cupronickels (10–30 ut % Le linn), dreapann an leacht ó 1,050 ° C (faoi 10 % Le linn) suas go dtí 1,200 ° C (faoi 30 % Le linn).
Ardaíonn cleamhnas láidir Nicil le copar an fuinneamh bannaí agus aistríonn an dá solidus agus leacht aníos. - Alúmanam (Bal de):
Cré-umhaí alúmanaim (5–11 ut % Bal de) leá idir 1,020–1,050 °C.
Nochtann a gcéimléaráid céimeanna casta idirmhiotalacha; a etecetic bunscoile timpeall 10 % Tarlaíonn Al ag ~1,010 °C, ach teastaíonn teochtaí os cionn cóimhiotail ard-Al 1,040 °C a leachtú go hiomlán. - Beirilliam (Bí):
Fiú breiseanna beaga (~2 út %) de Bí an t-eatramh leá a laghdú go 865–1,000 °C trí neas-teocht íseal a chur chun cinn 2 % Bí (~780 °C).
Éascaíonn sé seo obair bheachtais ach éilíonn sé rialuithe cúramacha sláinte agus sábháilteachta le linn leá.
Éifeachtaí eiteicteacha agus Réitigh Sholadach
- Córais Eitéiceach: Soladachaíonn cóimhiotail ag cumadóireacht eotecticeach nó gar dóibh in aon cheann amháin, teocht géar - oiriúnach le haghaidh bás-réitigh nó teilgin ballaí tanaí.
Mar shampla, cóimhiotal Cu–Zn ag 39 % Solidíonn Zn ag 900 ° C, sreabhach a uasmhéadú. - Réitigh Soladach: Léiríonn cóimhiotail fho-eiteicteacha nó hi-eiteicteacha raon leá (soladach go leacht).
Is féidir le raonta níos leithne a bheith ina gcúis le criosanna “mushy” le linn soladaithe, idirscaradh agus porosity i mbaol. I gcodarsnacht, féadfaidh cóimhiotail hipear-eiteictic idirmhiotalacha brioscacha a fhoirmiú tráth fuaraithe.
8. Ábharthacht Tionsclaíoch an Leáphointe Copar
Leáphointe copair 1 085 ° C (1 984 ° f) tá ról lárnach aige i mbeagnach gach oibríocht mhórscála a chlaochlaíonn an mhianra go comhpháirteanna críochnaithe.
I gcleachtas, déanann monaróirí an mhaoin seo a ghiaráil chun an úsáid is fearr a bhaint as fuinneamh, rialú cáilíochta an táirge, agus dramhaíl a íoslaghdú.
Bruithniú agus scagadh
Déanann teilgcheártaí agus bruithneoirí comhchruinnithe copair a théamh go rialta 1 200-1 300 ° C, níos mó ná pointe leá na miotail chun scaradh slaig iomlán a chinntiú.
Trí chothabháil na foirnéise ag garbh 1 100 ° C, laghdaíonn oibreoirí caillteanais ocsaídiúcháin: is féidir le próisis dea-rialaithe foirmiú na salóin a laghdú ó 4 % síos go dtí faoi 1 %.
Chomh maith leis sin, gléasraí leictreascagtha a sheachbhóthar athleá trí anóidí eisíonta a thuaslagadh i dtuaslagáin aigéadacha, ach braitheann siad fós ar leá tosaigh chun plátaí ardíonachta a chaitheamh.
Réitigh agus Táirgeadh Cóimhiotail
Nuair a tháirgeadh práis, crone, nó cré-umha alúmanaim, socraíonn teicneoirí teocht leá díreach os cionn gach cóimhiotail leacht.
Mar shampla, 70/30 leánn práis ag thart 920 ° C, in ainneoin go 6 % éilíonn cré-umha alúmanaim 1 040 ° C.
Trí an folctha a shealbhú laistigh de chaol ±5 °C fuinneoige, baineann siad treá iomlán múnla amach, laghdú porosity suas le 30 %, agus ceimic chóimhiotail chomhsheasmhach a chinntiú.
Rialú Atmaisféar agus Bainistíocht Ocsaídiúcháin
Toisc go n-imoibríonn copar leáite go bríomhar le hocsaigin, go leor áiseanna iarfheistithe foirnéisí ionduchtaithe nó reverberatory le argón nó shrouds nítrigine.
Laghdaíonn na timpeallachtaí támha seo caillteanais ocsaídiúcháin ó 2 % (faoin aer) go dtí thíos 0.5 %, ar an gcaoi sin feabhsaítear bailchríoch dromchla agus seoltacht leictreach do chomhpháirteanna ríthábhachtacha amhail barraí bus agus nascóirí.
Athchúrsáil agus Éifeachtúlacht Fuinnimh
ídíonn dramh-copair le hathchúrsáil suas go dtí 85 % níos lú fuinnimh ná táirgeadh príomhúil.
Cén dóigh faoin spéir a ...?, Is minic go mbíonn práis agus cré-umha i ndramh-chóimhiotail mheasctha a bhfuil raon idir pointí leachtacha acu 900 ° C go 1 050 ° C.
Úsáidtear dóirí athghiniúnach agus aisghabháil teasa dramhaíola i gcórais leáigh dramh-aimseartha, úsáid fhoriomlán fuinnimh a scamhadh trí 15–20 %.
Mar thoradh air sin, cuireann copar tánaisteach anois os a chionn 30 % den soláthar domhanda, á dtiomáint ag coigilteas costais agus buntáistí comhshaoil.
9. Feidhmchláir óna dteastaíonn Rialú Beacht Leáphointe
Éilíonn próisis déantúsaíochta áirithe rialú teochta an-dian timpeall leáphointe copair chun cáilíocht a ráthú, léiriú, agus in-atrialltacht.
Thíos, scrúdaímid trí phríomhfheidhm atá ag brath ar rialú leá beacht.
Réitigh infheistíochta
Le linn réitigh infheistíochta, coinníonn teilgcheárta teochtaí leá laistigh ±5 °C de leacht an chóimhiotail chun líonadh múnla mín a chinntiú agus porosity a íoslaghdú.
Mar shampla, agus impeller cré-umha fosfair á chaitheamh (leacht ~1,000 °C), go hiondúil sealbhaíonn oibreoirí an folctha ag 1,005 ° C.
Trí sin a dhéanamh, baineann siad treá múnla iomlán amach gan róthéamh, rud a dhéanfadh díghrádú ar chruinneas tríthoiseach ar shlí eile agus a mhéadódh foirmiú drála.
Táirgeadh Copar Ardíonachta le haghaidh Úsáid Leictreach
Déantóirí copair de ghrád leictreach (≥ 99.99 % Rise) leá a dhéanamh faoi fholús nó gás támh, teocht a rialú laistigh de ±2 °C de 1,083 ° C.
Coscann an rialú docht seo gabháil agus éilliú gáis, a dhéanann comhréiteach ar sheoltacht araon.
Thairis sin, Cruthaíonn bainistíocht theirmeach daingean i línte réitigh leanúnach struchtúir ghráin mhín a fheabhsaíonn feidhmíocht leictreach a thuilleadh agus a laghdaíonn friotachas thíos 1.67 µΩ·cm.
Déantúsaíocht Bhreiseáin agus Taiscí Scannán tanaí
I gcomhleá leaba púdar léasair (LPBF) de chóimhiotail chopair, déanann innealtóirí cumhacht léasair a choigeartú agus luas scanadh chun linnte leá logánta a tháirgeadh timpeall 1,100 - 1,150 ° C.
Cuireann próifíliú teirmeach beacht - a ndéantar monatóireacht air go minic i bhfíor-am le piriméadair - cosc ar an liathróid, póirseacht, agus lochtanna poll eochrach.
Mar an gcéanna, i sil-leagan gaile fisiciúil (PVD) de scannáin copair, caithfidh teochtaí breogán fanacht laistigh ±1 °C den phointe socraithe galú (de ghnáth 1,300 ° C) chun rátaí taisce agus aonfhoirmeacht scannáin a rialú síos go dtí cruinneas nanaiméadar.
10. Comparáidí le Miotail Eile
Trí leáphointe copair a chur i gcomparáid le speictream níos leithne de mhiotail, soiléirítear tuilleadh an chaoi a n-ordaíonn struchtúr adamhach agus fuinneamh nasctha iompar teirmeach – agus cabhraíonn sé le hinnealtóirí ábhair chuí a roghnú.
Pointí Leáphointe agus Fuinnimh Bannaí
| Miotal trom | Leáphointe (° C) | Fuinneamh Banna (kJ/mol) | Struchtúr Crystal |
|---|---|---|---|
| Mainistreach | 650 | 75 | HCP |
| Sinc | 420 | 115 | HCP |
| Luaidhe | 327 | 94 | CTC |
| Alúmanam | 660 | 106 | CTC |
| Airgead | 961 | 216 | CTC |
| Óir | 1 064 | 226 | CTC |
| Copar | 1 085 | 201 | CTC |
| Cóbalt | 1 495 | 243 | HCP (α-Co) |
| Nicil | 1 455 | 273 | CTC |
| Tíotáiniam | 1 668 | 243 | HCP (α-Ti) |
| Iarann | 1 538 | 272 | BCC (δ‑Fe), CTC (γ- Fe) |
| Platanam | 1 768 | 315 | CTC |
| Tungstain | 3 422 | 820 | BCC |
Impleachtaí maidir le Dearadh Cóimhiotail
- Fuinneamh agus Costas: Buaileann miotail cosúil le copar cothromaíocht idir teochtaí leá réasúnta (maidir le 1 085 ° C) agus airíonna meicniúla láidre.
I gcodarsnacht, Teastaíonn trealamh speisialaithe ardteochta agus ionchur fuinnimh níos mó ag próiseáil tungstain nó platanam. - Ceangal agus Castability: Nuair a chuirtear miotail neamhionanna le chéile, mar phrásáil copar go tíotáiniam,
roghnaíonn innealtóirí líontóirí a bhfuil leáphointí acu faoi bhun an mhiotail ísealteochta chun damáiste bonn-mhiotail a sheachaint. - Tiúnadh Feidhmíochta: Déanann dearthóirí cóimhiotail na treochtaí leá agus nascáil seo a ghiaráil chun ábhair a innealtóireacht a fheidhmíonn faoi choinníollacha teirmeacha sonracha,
cibé an bhfuil cóimhiotal in-chomhleáite ísealteochta nó sárchóimhiotail ardteochta ag teastáil uathu.
11. Deireadh
Léiríonn an leáphointe de chóimhiotail copair agus copair cothromaíocht idir nascadh miotalach láidir agus ceanglais theirmeacha inoibrithe.
Baineann innealtóirí an fheidhmíocht is fearr amach i bruithniú, teilgean, agus déantúsaíocht chun cinn trí neamhíonachtaí a rialú, eilimintí cóimhiotail, agus paraiméadair phróisis.
Agus tionscail ag iarraidh éifeachtúlacht fuinnimh níos fearr agus inbhuanaitheacht ábhar a bhaint amach, tá tuiscint críochnúil ar iompar leá copair ina bhunchloch ríthábhachtach don nuálaíocht i gcónaí.
Ceisteanna Coitianta
Conas a thomhaistear an leáphointe copair?
Socraíonn saotharlanna leáphointe copair trí úsáid a bhaint as calraiméadracht scanadh difreálach (DSC) nó foirnéis ardteochta atá feistithe le teirmeachúplaí calabraithe.
Teasaíonn na modhanna seo samplaí ag rátaí rialaithe (5–10 °C/nóiméad de ghnáth) agus taifead a dhéanamh ar theacht an trasdul soladach-go-leacht.
Cad iad na neamhíonachtaí is mó a théann i bhfeidhm ar leáphointe copair?
Íslíonn since agus stán leacht copar go suntasach (go 900–940 °C i práis agus 950–1,000 °C i gcré-umhaí). Os a choinne sin, is féidir le rian airgid é a ardú faoi 5–10 °C.
Is minic a fhoirmíonn ocsaigin agus sulfar ocsaídí nó suilfíd leá íseal, is cúis le logáin leáphointe logánta.
