銅 110 対 101: 完全な技術比較

1. 導入

銅 現代工学の基礎であり続ける, そのために祝われた 優れた電気伝導性と熱伝導性, 耐食性, と展性.

商業用純銅の中では, 銅 110 (C11000, ETP) そして 銅 101 (C10100, 誰が) 広く使用されている 2 つのグレード, それぞれが特定のアプリケーション向けに最適化されている.

どちらも優れた導電性と成形性を備えています, 彼らの純粋さの違い, 酸素含有量, 微細構造, 真空または高信頼性アプリケーションへの適合性により、エンジニアにとってどちらを選択するかが重要になります。, デザイナー, と材料の専門家.

この記事では詳細な情報を提供します, これら 2 つの銅グレードの技術的比較, 物件データと申請ガイダンスによるサポート.

2. 規格 & 命名法

銅 110 (C11000) 一般に次のように呼ばれます Cu-ETP (電解タフピッチ銅).

UNS C11000 および EN 指定 Cu-ETP に基づいて標準化されています。 (CW004A). C11000はワイヤーを含むさまざまな製品形態で広く製造および供給されています, ロッド, シート, そしてプレート, 一般的な電気および産業用途に多用途の選択肢となる.

銅 101 (C10100), 一方で, として知られています OFEあり (無酸素電子銅).

酸素含有量が極めて低い超純銅です。, UNS C10100 および EN Cu-OFE に基づいて標準化されています (CW009A).

C10100 は、酸素と酸化物含有物を除去するために特別に精製されています, に最適です 真空, 高信頼性, および電子ビーム応用.

製品の形状や質質とともに UNS または EN の指定を指定することは、材料が必要な性能特性を確実に満たすために重要です。.

3. 化学組成と微細構造の違い

銅の化学組成は銅の性質に直接影響します。 純度, 電気伝導率と熱伝導率, 機械的挙動, 特殊な用途への適合性.

どちらも銅ですが、 110 (C11000, ETP) と銅 101 (C10100, 誰が) 高純度銅として分類されます, それらの微細構造と微量元素含有量は大きく異なります, 重要なアプリケーションのパフォーマンスに影響を与える.

4. 物理的特性: 銅 110 対 101

物理的特性など 密度, 融点, 熱伝導率, と電気伝導率 工学計算の基礎となる, デザイン, そして素材選び.

銅 110 (C11000, ETP) と銅 101 (C10100, 誰が) どちらも本質的に純粋な銅であるため、非常によく似たバルク特性を共有します。, ただし、純度と酸素含有量のわずかな違いは、特殊な用途では性能にわずかに影響を与える可能性があります。.

5. 機械的特性と焼き戻し/状態の影響

銅の機械的性能は次の要素に大きく依存します。 加工気質, 焼きなましと冷間加工を含む.

銅 101 (C10100, 誰が) 一般的に提供します 冷間加工条件でのより高い強度 超高純度で酸化物のない微細構造により、,

一方、銅 110 (C11000, ETP) 展示 優れた成形性 と延性, 深絞りやスタンピングなどの成形集約的な用途に最適です。.

焼き戻しによる機械的性質 (典型的な値, ASTM B152)

重要な洞察:

• 焼き鈍し (○) 気性: どちらのグレードも柔らかく延性に優れています. C11000の高い伸び (50–65%) それを理想的にします 深絞り加工, スタンピング, および電気接点の製造.
• コールドワーク (H04/H08) 気性: C10100 の超高純度により、より均一な加工硬化が可能になります, その結果 H08 焼戻しの C11000 よりも引張強度が 30 ～ 40% 高い.
  これにより、次のような用途に適しています。 耐荷重部品または精密部品, 超電導コイル巻線や高信頼性コネクタを含む.
• ブリネル硬度: 冷間加工に比例して増加. C10100はクリーンなため、同じ焼き戻しでより高い硬度を実現します。, 酸化物のない微細構造.

6. 製造および製造行為

銅 110 (C11000, ETP) と銅 101 (C10100, 誰が) どちらも本質的に純銅であるため、多くの製造作業で同様に動作します。, しかし、 酸素と微量不純物の違い 成形中に意味のある実用的なコントラストを生成します, 加工と接合.

成形と冷間加工

• 延性と曲げ性:

• • 焼きなまし材 (ああ、気性が荒い): どちらのグレードも延性が高く、きつい曲げにも対応します, 深絞り加工と厳しい成形加工.
    焼きなました銅は通常、非常に小さな内側の曲げ半径を許容できます。 (0.5～1.0×板厚に近い場合が多い), スタンピングや複雑な形状の部品に最適です。.
  • 冷間加工された焼き戻し (H04, H08, 等): 焼き戻しが進むと強度は上がり、延性は下がります; それに応じて最小曲げ半径を大きくする必要があります.
    設計者は、焼き戻しと意図する成形後の応力緩和に基づいて、曲げ半径とフィレットのサイズを決定する必要があります。.

• 加工硬化 & 描画性:

• • C10100 (誰が) 酸化物を含まない微細構造のため、冷間加工中により均一に硬化する傾向があります。; これにより、H 焼き戻しでより高い達成可能な強度が得られ、絞り加工後により高い機械的性能が必要な部品に有利になります。.
  • C11000 (ETP) 酸化物ストリンガーは不連続であり、通常、商用ひずみレベルでの成形を中断しないため、漸進的な絞り加工やスタンピング操作に非常に寛容です。.

• アニーリングと回復:

• • 再結晶 銅の場合、多くの合金と比較して比較的低温で発生します; 事前の冷間加工に応じて, 再結晶の開始はおよそ 1 日以内に始まる可能性があります 150–400°C.
  • 工業用完全焼鈍の実践 一般的には次の温度を使用します。 400–650°C 範囲 (酸化や表面汚染を避けるために選択された時間と雰囲気).
    真空での使用を目的とした OFE 部品は、表面の清浄度を維持するために不活性雰囲気または還元雰囲気でアニールされる場合があります。.

押し出し, 圧延と伸線

• 伸線: C11000 は、優れた伸線性と安定した導電性を兼ね備えているため、ワイヤおよび導体の大量生産の業界標準です。.
  C10100 は細かいゲージまで描画可能ですが、下流の真空性能や超清浄な表面が必要な場合に選択されます。.
• 押し出し & ローリング: どちらのグレードも押し出しと転がりに優れています. OFE の表面品質は、酸化物介在物がないため、通常、高精度の圧延製品に優れています。; これにより、要求の厳しい表面仕上げにおける樹枝状裂け目やマイクロピットを軽減できます。.

機械加工

• 一般的な動作: 銅は比較的柔らかい, 熱伝導性と延性がある; 継続的に生成する傾向があります, パラメータが最適化されていない場合はグミチップ.
  C11000 と C10100 の被削性は実際には同様です.
• ツールとパラメータ: 鋭い刃先を使用する, 堅固な固定具, ポジティブレーキツール (体積に応じて超硬または高速度鋼), 制御された送りと深さ, 加工硬化やエッジの蓄積を防ぐための十分な冷却/フラッシュ.
  長時間の連続カットに, チップブレーカーと断続切削戦略をお勧めします.
• 表面仕上げとバリ制御: OFE 材料は、微細な介在物が少ないため、精密微細加工においてわずかに優れた表面仕上げを実現することがよくあります。.

接合～はんだ付け, ろう付け, 溶接, 拡散接合

• はんだ付け: どちらのグレードも、適切な洗浄を行うとすぐにはんだ付けされます。.
  C11000には微量の酸素と酸化皮膜が含まれているため, 通常は標準ロジンまたは弱活性フラックスが使用されます。; はんだ付け前の徹底的な洗浄により、接合の信頼性が向上します.
  OFE のよりきれいな表面により、一部の制御されたプロセスでのフラックス要件を削減できます.
• ろう付け: ろう付け温度 (>450 ℃) 酸化膜が露出する可能性がある; C11000 ろう付けには通常、適切なフラックスまたは制御された雰囲気が必要です.
  のために 真空ろう付け またはフラックスレスろう付け, C10100 が強く推奨されます, 酸化物含有量がごくわずかであるため、酸化物の蒸発や真空環境の汚染を防ぎます。.
• アーク溶接 (ティグ/私) そして抵抗溶接: どちらのグレードも標準的な銅溶接方法を使用して溶接できます。 (大電流, 厚い部分の予熱, 不活性ガスシールド).
  OFE はよりクリーンな溶接池を提供し、酸化物関連の欠陥を減らします, これは重要な電気接続に有利です.
• 電子ビームおよびレーザー溶接: これらの高エネルギーは、, 低汚染方法は真空または精密用途で一般的に使用されます.
  C10100 が最適な材料です 不純物と酸素レベルが低いため、蒸発した汚染物質が最小限に抑えられ、接合部の完全性が向上するためです。.
• 拡散接合: 真空および航空宇宙アセンブリ用, OFE の清浄度とほぼ単相の微細構造により、固体接合プロセスでの予測が容易になります。.

表面処理, 掃除と取り扱い

• のために C11000, 脱脂, 機械的/化学的酸化物の除去と適切なフラックスの塗布は、高品質の接合の通常の前提条件です。.
• のために C10100, 真空使用には厳密な清浄度管理が必要: 手袋をして扱う, 炭化水素を避ける, 超音波溶剤洗浄, クリーンルーム包装が一般的です.
  真空ベークアウト (例えば, 100–200 °C（条件による）) UHV サービスの前に吸着ガスを除去するためによく使用されます.

7. 腐食, 真空性能と水素/酸素の影響

これら 3 つの相互に関連するトピック、つまり耐食性, 真空動作 (ガスの放出と汚染物質の蒸発), および水素/酸素との相互作用 - 銅が存在する場所 110 と銅 101 機能的パフォーマンスが最も異なる.

腐食挙動 (大気およびガルバニック)

• 一般的な大気腐食: どちらのグレードも安定した表面皮膜を形成します (緑青) 通常の屋内および多くの屋外環境下でのさらなる腐食を制限します。.
  純銅は、多くの活性金属よりもはるかに優れた一般的な腐食に対する耐性を備えています。.
• 局部腐食と環境: 塩化物が豊富な環境では (海洋, 凍結防止塩), 隙間が存在する場合、または堆積物によって局所的な電気化学セルが形成される場合、銅の攻撃が加速される可能性があります。.
  隙間の形状を回避し、排水/検査を可能にする設計.
• ガルバニックカップリング: 銅は多くの構造用金属と比較して比較的高貴です.
  低貴金属と電気的に結合した場合 (例えば, アルミニウム, マグネシウム, いくつかの鋼), 貴金属の低い金属が優先的に腐食します。.
  実践的なデザインルール: 活性金属との直接接触を避ける, 異種金属接合部を絶縁する, または、必要に応じて腐食許容/コーティングを使用します.

真空性能 (ガス放出, 蒸発性と清浄性)

• 真空性能が重要な理由: 超高真空中で (UHV) システム, ppmレベルの揮発性不純物や酸化物含有物でも汚染を引き起こす可能性があります,
  ベース圧力を上げる, または敏感な表面に膜を堆積させる (光学ミラー, 半導体ウェーハ, 電子光学).
• C11000 (ETP): 微量酸素と酸化ストリンガーが原因となる可能性があります ガス放出の増加 真空中での高温での酸化物粒子の蒸発の可能性.
  多くの低真空または低真空アプリケーションでは、これは許容可能です, ただし、UHV ユーザーは注意が必要です.
• C10100 (誰が): 酸素と不純物の含有量が極めて低いため、 ガス放出率が大幅に低下, ベークアウト中の凝縮性種の分圧の低下, 電子ビームや高温真空への曝露下でも汚染リスクが大幅に軽減されます。.
  ベークアウトサイクルおよび残留ガス分析用 (RGA) 安定性, 通常、OFE は実際のシステムでは ETP よりも大幅に性能が優れています.
• 真空使用のベストプラクティス: 真空グレードのクリーニング, 溶剤脱脂, 超音波バス, クリーンルームでの組み立て, および制御されたベークアウトは必須です.
  UHV または電子/イオン ビームに直接さらされるコンポーネントには OFE を指定します.

水素, 酸素相互作用と脆化のリスク

• 水素抱負: 銅は ない 鋼と同様に水素脆化の影響を受けやすい;
  典型的な銅合金は、高張力鋼に見られる古典的な水素誘起亀裂メカニズムによって破損することはありません。.
• 水素・酸素化学: しかし, 下 高温還元性雰囲気 (高温での水素またはフォーミングガス),
  酸素または特定の脱酸剤残留物を含む銅は表面反応を起こす可能性があります (水の形成, 酸化物還元) 表面形態を変えたり、ろう付けの多孔性を促進したりする可能性があります.
  OFE の低酸素含有量はこれらの懸念を軽減します.
• サービスに関する考慮事項: 高温での水素使用または水素が存在するプロセスでの使用 (例えば, 特定のアニールまたは化学処理), 表面化学と寸法安定性が重要な場合は OFE を指定してください.

8. 代表的な産業用途

C11000 (ETP):

• 配電バスバー, ケーブル, とコネクタ
• トランスフォーマー, モーター, 開閉装置
• 建築用銅および一般製造

C10100 (誰が):

• 真空チャンバーおよび超高真空装置
• 電子線, RF, および電子レンジのコンポーネント
• 半導体製造と極低温導体
• 信頼性の高い実験用機器

まとめ: C11000 は一般的な電気および機械の用途に適しています, 一方、C10100 は次の場合に必要です。 真空安定性, 最小限の不純物, またはウルトラクリーン処理 不可欠です.

9. 料金 & 可用性

• C11000: これが標準です, 大量の銅製品.
  一般的には 安価な 工場や販売業者によってより広く在庫されています, 大量生産や予算重視の用途ではデフォルトの選択肢となります.
• C10100: を運ぶ プレミアム価格 追加の精製ステップのため, 特別な取り扱い要件, 生産量も少ない.
  利用可能です, ただし、通常は 限られた商品形態 (バー, プレート, 厳選されたテンパーのシート) そして多くの場合、 より長いリードタイム.
  コスト効率が重要な大量生産コンポーネント向け, 通常はC11000を指定します.
  逆に, のために ニッチなアプリケーション 真空や高純度電子部品など, C10100 のパフォーマンス上の利点は、コストの上昇を正当化します.

10. 総合比較: 銅 110 対 101

12. 結論

C11000 と C10100 はどちらも幅広い用途に適した高導電性銅です.

主な違いは次のとおりです。 酸素含有量と不純物レベル, 真空の挙動に影響を与えるもの, 接合, 信頼性の高いアプリケーション.

C11000 はコスト効率が高く多用途です, ほとんどの電気および機械用途の標準となっています.

C10100, 超高純度の, のために予約されています 真空, 電子ビーム, 極低温, 信頼性の高いシステム 酸化物のない微細構造が不可欠な場合.

材料の選択を優先する必要があります 機能要件 名目上の特性の違いを超えて.

 

よくある質問

C10100 は C11000 よりも電気的に大幅に優れていますか?

いいえ. 電気伝導率の差はわずかです (~100% 対 101% IACS). 主な利点は 超低酸素含有量, 真空および高信頼性アプリケーションにメリットをもたらします.

C11000は真空装置でも使用できますか?

はい, ただし、超高真空条件下では微量の酸素がガスを放出したり、酸化物を形成したりする可能性があります。. 厳密な真空用途向け, C10100が好ましい.

配電の標準グレードはどれですか?

C11000 はバスバーの業界標準です, コネクタ, 導電性による一般的な配電, 成形性, コスト効率.

OFE銅を調達のためにどのように指定する必要がありますか?

UNS C10100 または Cu-OFE 指定を含む, 酸素制限, 最小導電率, 製品形態, そして気性. 微量酸素と銅の純度に関する分析証明書をリクエストする.

ETPとOFEの中間の銅グレードはありますか?

はい. リン脱酸銅と高導電性銅が存在します, はんだ付け性の向上または水素相互作用の低減を目的とした設計. 選択はアプリケーションの要件と一致する必要があります.