無酸素高伝導銅(OFHC)の概要と特性

無酸素高伝導銅の概要と特性

無酸素高伝導銅(OFHC)(無酸素高伝導銅、Oxygen-free High Conductivity Copper)は、 酸素水準を0.001%以下に下げる、加工された高伝導性銅合金グループです。 すべての高粘度性銅は、銅の精製工程を中で少しの酸素を含みますが、特定応用分野では最高純度と最低酸素水準の銅が必要です。 これを無酸素高伝導銅といいます。

無酸素高伝導銅(OFHC)は加工の際に、純粋無酸素金属の汚染を防止するために制御された条件で厳選され精製された陰極および鋳物を直接変換して生産されます。 無酸素高伝導銅(OFHC) 銅の生産方法は、銅含量が99.99%の非常に高いレベルの金属を保証します。 異質な元素の含量が少ないため、元素銅の固有属性が高い水準であらわれます。このような特性は、高い軟性、高い電気および熱伝導性、高い衝撃強度、優れた耐クリープ性(creepresistance)、溶接しやすさ(ease of welding)、および高真空において低い相対揮発性(lowrelative volatility)です。また、 銅の精製工程は酸素が足りない場所で行われます。

無酸素高伝導銅(OFHC)の特性は以下の通りです。 102%のIACSの電気伝導度の場合、無酸素高伝導銅(OFHC)は全ての銅の中で最も優秀な電気伝導度を持ち、最も厳しい要求水準を求める応用分野で使われます。 386-394 Wm℃の熱伝導率の場合、熱除去は電気電子部品の効率的な性能のために必須です。

また、無酸素高伝導銅(OFFHC)は高純度(99.99%)の特性を持っています。 銅に含まれる不純物はすべて真空状態で蒸発します。銅に存在する酸素は、ハンダ付けの工程で水素と反応して膨張しひび割れを起こす蒸気を形成します。 これを蒸気（水素）臭性(steam （hydrogen）embrittlement)といいます。また、無酸素高伝導銅（OFHC） 加工、冷間加工後の歪み、亀裂の可能性を減らすために銅の応力緩和が必要です。これは150-200ºCで行うことができますが、銅を柔らかくすることは不可能です。この工程が必要な場合、400-650oCで全体のアニーリングが必要です。

無酸素高伝導銅の用途

1.産業応用

産業応用分野において無酸素高伝導銅(OFHC)は、電気伝導度よりも化学的純度の方が重要です。 OF/OFEクラス銅は半導体および超伝導体部品の製造を含むプラズマ蒸着(スパッタリング)工程だけでなく、粒子加速器のような高真空装置にも使用されます。 このような応用分野における酸素またはその他の不純物の放出は、地域環境における他の物質と好ましくない化学反応を引き起こす可能性があります。

2.ホームオーディオでの使用

高級スピーカーワイヤー産業は、向上した伝導度、オーディオ信号の伝送に有利な、その他の電気的特性を持つ無酸素高伝導銅(OFHC)を販売しています。 実際、一般的なC11000（ETP）及び高価なC10200無酸素高伝導銅(OF)（oxygen-free）への伝導度仕様は同じです。 はるかに高いC10100も伝導率がわずか1パーセントで、オーディオ応用の分野では重要ではありません。 それにもかかわらず、(OFFHC)はオーディオ再生システム及びホームシネマでオーディオ及びビデオ信号用として販売されます。

3. 粒子加速器(Particle Accelerators)

大型ハドロン粒子加速器(Hadron Collider)は、亜原子(subatomic)世界の構造とこれを管掌する法則を調査するために製作された、世界で最も大きくて強力な粒子衝突器です。 粒子は光の速度の99.99%で打ち上げられ1600個の超伝導磁石によって操縦されます。 この磁石の基本構造は、伝導性の高い銅マトリックスに内蔵された無酸素高伝導銅(OFHC)およびニオビウム-チタン(niobium-titanium)繊維で構成されています。

4.マグネトロン(Magnetron)

無酸素高伝導銅(OFFHC)は、マイクロ波を生成するのに使用するマグネトロン(Magnetron)のような専門的で強力な電子装備に使われます。 マグネトロンの中心には、陽極から真空状態で放出される電子の流れによって振動し、マイクロ波を放出する環状の無酸素高伝導銅陰極があります。 マイクロ波は無酸素高伝導銅(OFHC)導波管によって、 レーダー装置のアンテナ、または衛星皿によって空中に伝送されます。

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