C10100并不是一个“合金”,它实质上是极高纯度的纯铜。根据不同的标准体系,它更广为人知的名字是:
UNS编号: C10100
ASTM 标准名称: 无氧铜 (OF, Oxygen-Free Copper)
常见商业牌号: OFC (Oxygen-Free Copper), 有时也直接称为“电子级无氧铜”。
其核心在于 “无氧”和“高纯度” ,这使得它在需要极高导电、导热和延展性的高端领域不可替代。
C10100对杂质含量,尤其是氧含量,有极为严格的控制。
元素 | 含量 (重量百分比,约) | 备注 |
铜 (Cu) | ≥ 99.99% | 核心成分,纯度极高。 |
氧 (O) | ≤ 0.0001% (1 ppm) | 关键指标,极低含氧量是其名称和优异性能的来源。 |
其他杂质 | 极微量 | 包括磷、硫、铁、铅、硒、碲等,总含量极低,通常不超过0.001%。 |
与普通纯铜(如C11000,电解韧铜ETP)的区别:
普通纯铜含有约0.02%-0.04%的氧,用于脱氧和改善铸造性能,但会降低导电性和在还原性气氛中加热时可能发生“氢病”。C10100完全避免了这些问题。
由于其极高的纯度,C10100的性能在纯铜中堪称顶级。
电导率: ≥ 101% IACS。这是国际退火铜标准的百分比,意味着它的电导率比标准退火纯铜还要高,是工业上导电性最好的材料之一(仅次于银)。
热导率: 非常高,约为 391 W/(m·K),是优良的导热材料。
耐腐蚀性: 优异的耐大气、淡水和海水腐蚀能力。无氧结构使其在还原性气氛(如含氢气氛)中加热时,不会因“氢病”(氢与内部的氧化亚铜反应生成高压水蒸气,导致裂纹)而脆化。
颜色: 典型的紫红色,高纯度使其色泽均匀。
机械性能很大程度上取决于其加工状态(退火态或硬态)。
状态 | 抗拉强度 (MPa) | 屈服强度 (MPa) | 伸长率 (%) | 硬度 (HV) |
退火态 (O) | 220 - 250 | 约 70 | 45 - 50 | 约 50 |
半硬态 (H) | 260 - 300 | 200 - 250 | 15 - 25 | 80 - 100 |
全硬态 (H) | 340 - 380 | 300 - 350 | 4 - 8 | 100 - 120 |
特点: 极高的延展性和成形性,退火后可以承受极端的弯曲、拉伸和深冲加工。但强度相对较低,属于“软”金属。
冷加工性: 极佳。但加工后会发生明显的加工硬化,需要通过中间退火来恢复塑性。
热加工性: 良好。在650-850°C温度范围内可顺利进行热加工。
退火工艺: 通常在400-650°C下进行,在保护性气氛(如氮气、氩气)或真空炉中进行效果最佳,以防止表面氧化。
焊接性: 非常优秀。适用于几乎所有焊接工艺:
熔焊: 气体保护钨极弧焊(GTAW/TIG)、气体保护金属极弧焊(GMAW/MIG),推荐使用氩气或氦气保护。
钎焊和软焊: 性能极佳。
基于其顶级的导电、导热和加工性能,C10100主要用于对性能和可靠性要求极高的领域:
高端电子电气:
真空电子器件(行波管、磁控管、真空电容器的部件)。
高频和超高频波导管、同轴电缆的内导体。
晶体管和集成电路的引线框架、导电排。
高性能音视频线材(高端音响线、HDMI线芯)。
电力传输:
大容量发电机的转子绕组、大型变压器的绕组。
高导热部件:
需要高效散热的器件,如大功率微波管的收集极、散热底板、热交换器管。
科研与特殊环境:
粒子加速器的腔体、超高真空系统中的部件。
需要在还原性气氛或高温下工作的导电部件(避免氢病)。
C10100(无氧铜)是铜金属性能的“标杆”。它通过极致地去除氧气和其他杂质,实现了:
顶级的导电和导热能力。
无与伦比的延展性和加工性。
卓越的耐腐蚀和抗氢病能力。
其缺点是强度较低、成本较高。因此,它通常不用于普通的结构件或对成本敏感的一般导电件,而是专攻那些对性能有极致要求,且愿意为可靠性支付溢价的高科技、高附加值领域。在需要平衡性能和成本时,C11000(ETP铜)或含少量合金元素的铜合金(如碲铜、磷脱氧铜)会是更常见的选择。