紅(hóng)銅線淺談廢銅線的(de)冶煉方法
銅以其良好(hǎo)的(de)導電(dià₹§☆n)和(hé)導熱(rè)能(néng)力成為(wèi)電(diàn)子(≠'♦ zǐ)和(hé)電(diàn)力工(gōng)業↔λ₩λ(yè)領域裡(lǐ)的(de)首先和(hé)主要(yào)材料。為(wèi)&™了(le)達到(dào)所要(yào)求的(de)性能(néng)标準，使用(Ωγyòng)的(de)幾乎都(dōu)是(s ♣hì)高(gāo)純度的(de)銅。這(zhè)篇文(wén)章(zhāng&♣₩™)主要(yào)討(tǎo)論了(le)這(✔λ≥γzhè)樣做(zuò)的(de)原因，同時(shí)還(♦hái)特别關注了(le)一(yī)些(xiē)₽±≠σ根本的(de)冶煉原則。其目的(de)是(♠β¥×shì)要(yào)針對(duì)過去(qù)十年(ni±α ®án)銅線領域裡(lǐ)的(de)相(x ♦iàng)關發展展開(kāi)進一(yī)步的(d©®e)討(tǎo)論。
1． 導體(tǐ)要(yào)求：
近(jìn)年(nián)來(lái)在解釋貴重金♦✔≠(jīn)屬（即銅、銀(yín)和(hé)金(jīn)）的(de)電(dΩσ≠iàn)子(zǐ)屬性上(shàng)已經取¶<↔λ得(de)了(le)巨大(dà)的(de)進步。這(zhè)些(x<£iē)元素顯示出了(le)很(hěn)高(gāo)的(de)導電(dià$&βn)性能(néng)，因為(wèi)它們≤ε的(de)導電(diàn)電(diàn)子(zβα₹ǐ)對(duì)于電(diàn)場(chǎng)的(de)運¥∏動幾乎沒有(yǒu)什(shén)麽抵抗力。銅尤其是(shì)一(yī)種優δφ良的(de)導體(tǐ)，因為(wèi)較外(wài)圍☆₩"的(de)電(diàn)子(zǐ)之間(jiān)有(yǒu)很(hěn)大(Ω∏πdà)的(de)自(zì)由空(kōng)↑✘間(jiān)，以緻于不(bù)會(huì)發生§×→§(shēng)任何碰撞。而它的(de)電(©₽¶diàn)阻率則與這(zhè)寬大(dà)的(de)空(kōng)間(≈±®jiān)成反比。
有(yǒu)幾種導電(diàn)金(jīn)屬都(dōu)比銅輕，但(dàn)♦'↔是(shì)輸送同樣多(duō)的(de)♥ 電(diàn)流，它們所要(yào)求的(de)橫截面更大(dà)，所以如(∑∏↑↕rú)果要(yào)求節約空(kōng)間(jiān)的(de)話(☆₹±huà)，這(zhè)些(xiē)金(jīn)屬是(shì→εδ)不(bù)可(kě)取的(de)。（例如(rú)：在一(yī ≈)些(xiē)小(xiǎo)型電(diàn≠±©)力馬達）。所以當超重成為(wèi)問(wèn)題時(sπ∑✘hí)，人(rén)們就(jiù)開(kāi)始使用(yòng)鋁。銅具₹ ¶有(yǒu)商業(yè)應用(yòng)所ε≠"需要(yào)的(de)較好(hǎo)的(de)性能(néng)特征，因"↔★此銀(yín)就(jiù)因為(wèi)它昂貴的(de)價格而 $™∏不(bù)被采用(yòng)。
2． 應用(yòng)：
銅是(shì)以其純淨形式而不(bù)是(shì)合金(jīn)≈©¶≥形式而具有(yǒu)較廣泛用(yòng)途的(deφ£)稀有(yǒu)金(jīn)屬之一(yī)。大(dà)約有♦<₩(yǒu)五十多(duō)種不(bù)同的(de)鍛壓合金(j"γεīn)中銅的(de)較小(xiǎo)含量是(sh≤£π≥ì)99.3%，雖然隻有(yǒu)一(yī)小(xiǎo)₽≈×部分(fēn)在工(gōng)業(yè)上(shànλ↓₹↔g)用(yòng)作(zuò)電(dià ♥n)導體(tǐ)。這(zhè)些(xiē)低(dī)合金(jīn)中較常用(y∑"òng)的(de)是(shì)電(diàn)解韌銅，它由這(zhè)純度的(∏→↓de)金(jīn)屬構成，這(zhè)種金≠>$(jīn)屬可(kě)與氧在100-650p→>pm的(de)範圍內(nèi)結成合金(jīn)。但(dàn)是(shì¥☆•)在氫氣環境中人(rén)們建議(yì)不(bù)要(yào)使用(yò₹<ng)ETP銅，因為(wèi)當它暴露于這(zhè)些(xiē)溫度時(shα≠∑í)會(huì)受到(dào)氫脆裂的(de)影$λγ→(yǐng)響。在這(zhè)樣的(de)環境下(xià)，要(yào)麽使λφ£÷用(yòng)無氧銅，要(yào)麽就(jiù)使用(yò←"ng)無氧電(diàn)子(zǐ)銅。
含銀(yín)銅中電(diàn)源電(diàn)壓器(qì)中的 £→(de)應用(yòng)相(xiàng)當有(yǒ β u)限，因為(wèi)它在溫度提高(gāo)時(shí)具有(♦££γyǒu)較高(gāo)的(de)強度和(hé)較♦£弱的(de)抵抗力。 --紅(hóng)銅線
3． 銅棒和(hé)銅線的(de)生(s&✔hēng)産：
二十世紀七十年(nián)代以前，幾乎所有(yǒu)的(d₹★ε♣e)銅都(dōu)是(shì)通(tōng)過分(fēn♦ ♠)批法生(shēng)産的(de)，分(fē₹≤n)批法的(de)具體(tǐ)步驟是(shì)：将熔化(huà)銅澆注并凝固®φ&成為(wèi)叫做(zuò)“線錠”的(de>'¶)特種鑄塊，然後在稍微(wēi)受到(dào)'£±®限制(zhì)的(de)保護氛圍将棒再加熱(rè)，而後在通(tōnφπ₽←g)過熱(rè)壓法在空(kōng)氣中将這(zh₹"è)一(yī)鑄造的(de)樹(shù)形結構分(fēn)解 ♣成棒的(de)形式。接下(xià)來(lái)，就(jiù)将其投放(fàng®₹)在10%的(de)硫酸裡(lǐ)來(lái)清除上(shàng)面↓∞←↓的(de)氧化(huà)物(wù)，通(tōng)過将一(yī)端對(du✘βì)接在另一(yī)端而形成較長(cháng)的(φ≈de)線圈。現(xiàn)在，實際上(shàng)所有(yǒu)的(de)銅棒↕↕都(dōu)是(shì)通(tōng)過連↔φ續鑄造和(hé)軋制(zhì)程序制(zhì)成的(de)。連續鑄造的> γ(de)好(hǎo)處是(shì)：較小(••xiǎo)的(de)雜(zá)質微(wēi)分(fēn)離(lí↑↔ו)、減少(shǎo)了(le)表面的(de♠★)銅氧化(huà)物(wù)顆粒、在與軋輥接觸的(de)過程中鋼含量¥©減少(shǎo)、幾乎避免了(le)所有(yǒu)的(de)焊縫、降低(dπ ↑ī)了(le)整個(gè)加工(gōng)成本。
刻意地(dì)将氧和(hé)銅制(z"☆hì)成合金(jīn)，作(zuò)為(wèi)溶解氫和(hé)硫磺的(d∑×™×e)淨化(huà)劑，從(cóng)而在熔化(huà)中形成H2O和(≥↔hé)SO2這(zhè)兩種氣體(tǐ)。如(rú)果氧成分φ≥(fēn)有(yǒu)一(yī)定控制(zh≈§₽ì)的(de)話(huà)，那(nà)麽就(jiù)會(huì)形成小(xiǎ₽≥•≈o)型汽泡，在合适的(de)條件(jiàn)下(xià)，這(zhè)些(x≠✘Ω←iē)汽泡會(huì)抵消從(cóng)液态向固态轉變過程中約4γ∑%的(de)收縮量。如(rú)果所形成的(de)毛孔不(bùσ÷♠★)十分(fēn)大(dà)的(de)話(huà)，它們完全可(kě)以在¥≈♥熱(rè)壓期間(jiān)被消除掉。
大(dà)部分(fēn)連續鑄造和(hé)軋制(zhì)φ✔↑©的(de)産品都(dōu)裝有(yǒu)非破₹₹♣壞性設備，而這(zhè)些(xiē)設備往往都( ↕dōu)進行(xíng)在線應用(yòng→©♥✔)來(lái)檢測表面諸如(rú)裂縫和(€♠<☆hé)氧化(huà)物(wù)等缺陷。對(duì)于某種高(gāφ&o)質量的(de)應用(yòng)，通(tōng)常要(yào)通(tōng)♥ 過機(jī)械修整來(lái)将表面好(&≠↑©hǎo)多(duō)層金(jīn)屬清除掉。 --紅(hóng)銅線
大(dà)部分(fēn)圓形和(hé)方→✔↓β形銅産品都(dōu)是(shì)通(tōng≠✔✔)過用(yòng)傳統的(de)人(rén)工(gōng)多(duō∏©≥)晶拉模或天然單晶拉模進行(xíng)拉絲而生(shēng)産的(d•✔e)。銅具有(yǒu)良好(hǎo)的(de)成形♠ ×性，銅棒可(kě)以很(hěn)容易地(dì)制(z↔¥Ω™hì)成比較細的(de)銅絲，而不(bù)需要(yào)任♦♠♥β何中間(jiān)的(de)退火(huǒ) ≠δ過程。盡管它具有(yǒu)這(zhè)種比較理(lǐ)'×想的(de)特性，但(dàn)是(shì)磁線工(g☆ ōng)業(yè)中的(de)一(yī)般做(zuò)法 ←←是(shì)在拉絲過程中将減面率降到(dào)90%左右，之後還(hái₽$β)要(yào)進行(xíng)退火(huǒ)。除了(le→δ)減面率以外(wài)，金(jīn)相(xiàng)結構↓↑™σ也(yě)可(kě)能(néng)會(huì)發生(shēng)♥₹≥ 變化(huà)，從(cóng)而削弱了(le)銅線的(de)機(jī)械&♦特性。磁線經常是(shì)通(tōng)過所謂的(de¶∞β&)“在線過程”來(lái)進行(xíng)生(shēng)産的(d¥™¥e)，這(zhè)一(yī)過程包括：“慢(màn)速”拉絲，接著÷<(zhe)進行(xíng)連續退火(huǒ)，同時(shí)還(há₹↓→↔i)要(yào)上(shàng)塗料。較終的(de)銅線産品是(shì)通(t£↕β÷ōng)過将退火(huǒ)之間(jiān)的(de)減面率降低(dī)到₽<(dào)90%而得(de)到(dào)改善的€£α(de)。
4． 雜(zá)質的(de)作(zuò)用₽¶(yòng)：
在高(gāo)導電(diàn)率形成過程中化(÷♣↓≈huà)學性質是(shì)較重要(yào)的(de)變÷×≤₹量之一(yī)。這(zhè)些(xiē)成分(fēn♠λ✔)中較有(yǒu)害的(de)東(dōnπ$♠g)西(xī)能(néng)夠降低(dī)導 β電(diàn)率、提高(gāo)退火(huǒ✔↔)線的(de)機(jī)械強度、避免再結晶、有(yǒ×₽u)時(shí)在生(shēng)産銅棒的(de)熱(rè)壓過程★β"♣中還(hái)會(huì)導緻熱(rè)脆。無數(shù)♣∏的(de)研究調查表明(míng)：極少(shǎo)數(shù)量&♦的(de)溶解物(wù)都(dōu)會(huì)一(yī)次性地(dì•<)提高(gāo)銅的(de)電(diàn)阻率。許多(duō)雜(zá)質♣£✘都(dōu)會(huì)階段性地(dì)提高(gāo☆₩<☆)其半硬再結晶溫度。然而，當雜(zá)質與沉澱物(wù)或氧化(huà☆)物(wù)而不(bù)是(shì)溶解物(wù)混合在一(yī)起時(sh™✘¶♠í)，對(duì)導電(diàn)率的(de)有(yǒu)害影>♥(yǐng)響就(jiù)會(huì)降到(dào)較低(d β™ī)。表2表明(míng)了(le)各種各樣的(de)單一(y≠$¥©ī)元素添加到(dào)隻含有(yǒu)200ppm氧的☆←(de)高(gāo)純度ETP銅所産生(∑÷shēng)的(de)影(yǐng)響。一(yī)般÷₹來(lái)說(shuō)，每百萬分(fēn↑)之一(yī)雜(zá)質中的(de)前半部分©$(fēn)與相(xiàng)同劑量的(d₹£π≈e)後半部分(fēn)相(xiàng)比影(yǐ×™ng)響力更大(dà)。然而，需要(yào)注意的(☆σ÷₹de)是(shì)，自(zì)從(cóng)建立§π于1913年(nián)的(de)銅電(ασ>®diàn)力标準由100%IACS導電(dφ♠→iàn)率表示以來(lái)，商業(yè)銅的(de)純度<'就(jiù)得(de)到(dào)了(le)極大(dà)地(∞λ≈☆dì)改善。如(rú)今，大(dà)部分(fēn) Ω商業(yè)銅負極的(de)導電(diàn)率都(dōu)超過10↑★1%IACS。 --紅(hóng)銅線
