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廣東凱盟鈍化防銹技術(shù)有限公司
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微量元素進(jìn)入銅是不可避免的，由于元素特性的不同，可以不固溶于銅、微量固溶、大量固溶、無限互溶，固溶度隨溫度下降而激烈降低、固相下有復(fù)雜相變等，因此對銅性能的影響千差萬別。現(xiàn)對各元素對銅性能的影響分別加以介紹。
第一種-——氫。
氫與銅不形成氫化物，氫在液態(tài)和固態(tài)銅中的溶解度隨著溫度升高而增大，特別是在液態(tài)銅中有很大的溶解度，在凝固時，會在銅中形成氣孔，從而導(dǎo)致銅制品的脆性和表面起皮；在固態(tài)銅中，氫以質(zhì)子狀態(tài)存在，氫的電子填充銅原子的S層軌道，形成質(zhì)子型固溶體，氫對銅的性能雖然影響甚微，但氫對銅及銅合金來說是有害的，含氧銅在氫氣中退火時會產(chǎn)生裂紋，即“氫病”。可以通過減少熔煉時間，調(diào)整成分，控制爐料中氫氣含量，熔體表面采用木炭覆蓋等辦法減少銅中氫的含量。
第二種——氧。
氧對銅及合金性能的影響是復(fù)雜的,微量氧對銅的導(dǎo)電率和機械性能影響甚微,工業(yè)銅具有很高的導(dǎo)電率,其原因是氧作為清潔劑,可以從銅中清除掉許多有害雜質(zhì)，以氧化物形式進(jìn)入爐渣，特別是能夠清除砷、銻、鉍等元素，含有少量氧的銅其導(dǎo)電率可以達(dá)到100-103%±ACS,高純銅如6N銅在深冷條件下電阻值是相當(dāng)?shù)偷摹?/font>
電真空構(gòu)件用銅應(yīng)嚴(yán)格控制其中氧的含量，其原因是電真空器件需要在氫氣中密封，銅中氧的存在會導(dǎo)致氫病發(fā)生，引起器件高真空環(huán)境破壞，因此電真空用銅應(yīng)該是無氧銅。為控制氧含量，銅及銅合金熔煉時，一般均應(yīng)進(jìn)行脫氧，脫氧劑有磷、硼、鎂等，以中間合金方式加入，磷是很有效的脫氧劑，不過應(yīng)嚴(yán)格控制磷的殘留量，因其能夠強烈降低銅及合金的導(dǎo)電率。
第三種——砷。
砷在銅中有很大的固溶度，在α固溶體中的可達(dá)6.8-7.0%，砷在銅中存在強烈的降低其導(dǎo)電率和導(dǎo)熱性能，一般作為變質(zhì)劑加入，含砷0.1-0.15%的黃銅，能夠防止黃銅脫鋅腐蝕，砷之所以能夠防止黃銅脫鋅腐蝕，許多研究表明，砷能夠降低銅的電極電位，從而降低了電化學(xué)腐蝕傾向；由于砷的氧化物污染環(huán)境，對人體有害，所以熔煉合金的工廠都應(yīng)有專門的環(huán)保和防護(hù)措施；砷應(yīng)以中間合金方式加入，砷銅中間合金中砷含量可達(dá)15-20%，一般由熔煉工廠自己制作。
第四種——硼。
硼在銅中固溶度不大，一般作為脫氧劑使用，殘余的硼可以細(xì)化晶粒，人們發(fā)現(xiàn)硼的變質(zhì)作用十分顯著，在加砷黃銅合金中同時加入0.01-0.04%硼，具有更好的防止黃銅脫鋅腐蝕；硼的氧化物是銅合金熔煉時優(yōu)良覆蓋劑，已經(jīng)被廣泛的使用；在銅的焊接材料中也普遍的加入硼，可防止焊接金屬的氧化。
第五種——磷。
銅磷二元相固表明，在714℃時存在著共晶反應(yīng)：L8.4%→α1.75%+Cu3P，隨著溫度降低，磷在銅中的固溶量迅速減少，300℃時為0.6%，200℃時為0.4%；固溶于銅中的磷顯著的降低其導(dǎo)電率，含P0.014%的軟帶導(dǎo)電率為94%IACS，含P0.14%的導(dǎo)電率僅為45.2%；磷是最有效、成本最低的脫氧劑，微量磷的存在，可以提高熔體的流動性，改善銅及合金的焊接性能、耐蝕性能、提高抗軟化程度，所以磷又是銅及合金的寶貴添加元素，含P0.015-0.04%的磷銅合金，廣泛用于生產(chǎn)建筑用水道管、制冷和空調(diào)器散熱管、艦船海水管路；低磷銅合金板、帶材在電子和化工工業(yè)中廣泛應(yīng)用。