1. Bahan standard dan komposisi
Penjelasan Nama Jenama:
Standard Cina (GB/T 5231-2012) jelas menyenaraikan "TU3" gred, tembaga bebas oksigen domestik dan TU1 (kesucian lebih besar daripada atau sama dengan 99.97%) dan TU2 (kesucian lebih besar daripada atau sama dengan 99.95%) adalah yang utama.
Rakan -rakan antarabangsa: "TU3" yang disebutkan oleh pengguna boleh menunjuk kepada C10200 di ASTM B152. Tembaga bebas oksigen (juga dikenali sebagai "tembaga"), yang kesuciannya antara TU1 dan TU2.
Keperluan Komposisi C10200 (ASTM B152):
Tembaga (Cu) oksigen (O) fosforus (p) jumlah kekotoran lain
Lebih besar daripada atau sama dengan 99.95% kurang daripada atau sama dengan 0. 0 0 1% kurang daripada atau sama dengan 0.005% kurang daripada atau sama dengan 0.05
2. Sifat fizikal dan mekanikal
Parameter C10200 Perbandingan Nilai Tipikal TU1/TU2
Ketumpatan (g/cm³) 8.93 TU1: 8.94, TU2: 8.93
Kekonduksian Elektrik (IAC, 20 darjah) lebih besar daripada atau sama dengan 100% TU1: 101%, TU2: 99
Kekonduksian Thermal (W/(MK)) 395 TU1: 398, TU2: 390
Kekuatan tegangan (keadaan lembut, mpa) 200-240 tu1: 200-250, tu2: 195-240
Pemanjangan (keadaan lembut, %) lebih besar daripada atau sama dengan 40 tu1: lebih besar daripada atau sama dengan 45, tu2: lebih besar daripada atau sama dengan 40
Kadar luar vakum kurang daripada atau sama dengan 3 × 10- ⁹ PA-m³/s antara TU1 dan TU2
3. Kelebihan teras
Keseimbangan kandungan kesucian dan oksigen:
Kesucian lebih besar daripada atau sama dengan 99.95%, kandungan oksigen kurang daripada atau sama dengan 0. 001%, menggabungkan kekonduksian tinggi dan keberkesanan kos (harga 8-12%lebih rendah daripada TU1).
Elakkan risiko pelengkap hidrogen (kandungan oksigen begitu rendah sehingga fasa Cu₂o tidak dapat dibentuk).
Memproses kebolehsuaian:
Pemanjangan lembut lebih besar daripada atau sama dengan 40%, sesuai untuk lukisan dan lukisan yang mendalam (contohnya foil tembaga ultra tipis, penyambung RF).
Kekuatan tegangan sehingga 380 MPa (keadaan keras) selepas pengerasan kerja sejuk, sesuai untuk kekuatan konduktif kekuatan tinggi.
Keserasian vakum:
Kadar luar yang rendah, sesuai untuk peralatan salutan ion dengan vakum kurang daripada atau sama dengan 10- ⁶ pa, komponen kawalan terma kapal angkasa.
4. Senario aplikasi biasa
Pembungkusan elektronik:
IGBT/DBC substrate: thermal expansion coefficient matching ceramics (e.g. Al₂O₃), thermal cycling life>5000 kali.
HF Coaxial Cable Conductor: Pengurangan isyarat<0.1 dB/m (1 GHz band).
Peralatan vakum:
Flange Pengedap ruang vakum: Kadar kebocoran helium ＜ 1 × 10- ⁹ PA-m³/s.
Skrin penyejukan pam kriogenik: kekonduksian terma termal termal pada suhu ultra-rendah 4k, kebocoran haba<0.5 mW.
Tenaga & Kuasa:
Superconducting Magnet Stabilizing Lapisan: 77K Resistivity Suhu Rendah<5×10-¹⁰ Ω-m, guaranteeing magnet resistance to superloss.
Fusion Peranti Tube Penyejukan Dinding Pertama: Tahan Penyinaran Neutron (Penurunan Konduktiviti<3% after irradiation).
5. Garis Panduan Pemprosesan dan Pengendalian
Proses pembentukan:
Rolling sejuk: Kekuatan tegangan meningkat kepada 350 MPa pada 80% di bawah tekanan (penyepuhlindapan perantaraan diperlukan).
Welding: Recommended electron beam welding or laser welding, conductivity retention of welded seams >98%.
Rawatan Permukaan:
Penggilap kimia: campuran asid asid nitrik (nisbah 1: 4), kekasaran permukaan RA sehingga 0. 03 μm.
Perak/Plating Emas: Ketebalan Plating 0. 2-0. 5 μm, Rintangan Hubungi<0.005 mΩ.
Rawatan Haba:
Hydrogen Annealing (500-550 darjah x 1 h) Untuk menghapuskan tekanan pemprosesan dan pulihkan sifat keadaan lembut.
6. Perbandingan dengan bahan serupa
Parameter C10200 (TU3) TU1 (C10100) TU2 (C11000)
Kesucian tembaga lebih besar daripada atau sama dengan 99.95% lebih besar daripada atau sama dengan 99.97% lebih besar daripada atau sama dengan 99.95
Kandungan oksigen kurang daripada atau sama dengan {{0}}. 0 01% kurang daripada atau sama dengan 0.003% kurang daripada atau sama dengan 0.004
Kekonduksian Elektrik (IACs) 100% 101% 99%
Kos ($/kg) 65-75 80-90 55-65
Senario yang sesuai dengan komponen vakum ketepatan superkonduktiviti/pengkomputeran kuantum komponen konduktif konvensional
7 Trend Teknologi dan Cabaran
Kawalan kesucian yang tinggi:
Unsur -unsur kekotoran (contohnya, Fe) perlu dikawal ke<10 ppm to meet semiconductor device requirements.
Reka bentuk struktur komposit:
Lembaran Komposit Tembaga-Graphene: Tambah 0. 05% graphene, kekonduksian terma meningkat kepada 420 w/(mk).
Penyesuaian persekitaran yang melampau:
Anti-irradiation modification: Through nanocrystallization treatment, the ductility retention rate after neutron irradiation is >80%.
8. Ringkasan
C10200 (TU3) tembaga bebas oksigen mencapai keseimbangan yang lebih baik antara kesucian, kekonduksian, prestasi vakum dan kos, dengan nilai teras termasuk:
Kedudukan: Prestasi dekat dengan TU1 tetapi kos yang lebih rendah, sesuai untuk senario di mana kesucian yang tinggi diperlukan tetapi anggaran terhad (contohnya peralatan salutan vakum, kejuruteraan kriogenik).
Irreplaceability: Dalam persekitaran yang melampau seperti pembungkusan semikonduktor dan peranti gabungan nuklear, ia tidak boleh digantikan oleh aluminium atau tembaga biasa.
Senario pemilihan yang dicadangkan:
Keperluan ijazah vakum kurang daripada atau sama dengan 10- ⁶ PA peralatan vakum sederhana dan mewah (seperti perumahan pam molekul).
Bahagian konduktif berkepadatan tinggi/berketumpatan tinggi (contohnya, rongga gelombang untuk stesen asas 5G).
Sistem superconducting suhu rendah (contohnya lapisan penstabilan magnet MRI) di mana kos dan prestasi perlu seimbang.
