Hapnikusisalduse mõju puhta vase omadustele

Hapnik on puhta vase üks levinumaid ja mõjukamaid lisandeid. Isegi väga madalad hapniku kontsentratsioonid võivad oluliselt muuta vase füüsikalisi, mehaanilisi, elektrilisi, termilisi ja töötlemisomadusi. Tööstuslikus tootmises kontrollitakse hapnikusisaldust tavaliselt rangelt vastavalt rakendusstsenaariumidele ja selle mõju kajastub peamiselt järgmistes aspektides.

Hapniku ja vase poolt moodustatud vaskoksiid on pooljuhtühend, mille eritakistus on palju suurem kui vaskmaatriks. Kui hapnik lahustub vases tahke lahuse kujul või sadestub vaskoksiidi osakestena tera piiridel, takistab see vabade elektronide liikumist, suurendab elektronide hajumist ja vähendab seega elektrijuhtivust. Üldiselt väheneb hapnikusisalduse suurenemisega vase juhtivus järk-järgult. Kaablites, juhtmetes, mootorites ja trafodes kasutatava suure -juhtivusega vase puhul peab hapnikusisaldus olema rangelt piiratud, tavaliselt kontrollitud alla 10 ppm, vastasel juhul mõjutab see otseselt elektriseadmete ülekandetõhusust ja energiatarbimist.

Teiseks määrab hapnikusisaldus puhta vase soojusjuhtivuse. 

Sarnaselt juhtivusega häirivad hapniku ja vaskoksiidi olemasolu kristallis soojusvoo levikut. Kõrge hapnikusisaldus vähendab vase soojusjuhtivust, muutes selle vähem sobivaks soojust hajutavate komponentide jaoks, nagu jahutusradiaatorid, soojusvahetid ja elektroonilised pakkematerjalid. Seevastu madala -hapnikusisaldusega või hapniku-vabal vasel on äärmiselt kõrge soojusjuhtivus ja see suudab kiiresti soojust välja viia, mis on suure jõudlusega-elektrooniliste ja elektriseadmete jaoks hädavajalik.

Kolmandaks on hapnikul kriitiline mõju puhta vase mehaanilistele omadustele, eriti plastilisusele ja sitkusele. 

Kui hapnikusisaldus on madal, säilitab vask endiselt hea plastilisuse ja vormitavuse, mis sobib stantsimiseks, tõmbamiseks, painutamiseks ja muuks külmtöötlemiseks. Kui aga hapnik ületab teatud vahemiku, moodustub tera piiridel suur hulk vaskoksiidi inklusioone ja rabedaid faase, mis vähendab oluliselt vase plastilisust ja löögikindlust. Selline vask on töötlemise ajal altid teradevahelisele murdumisele ning pinnale võivad tekkida praod ja apelsinikoore defektid. Samal ajal suureneb vase tugevus ja kõvadus veidi hapniku suurenemisega, kuid seda plastilisuse arvelt, mis ei soodusta sügavat töötlemist.

Neljandaks mõjutab hapnikusisaldus otseselt puhta vase keevitamist ja kuumtöötlemist, mis on ka üks tööstusliku töötlemise kõige murettekitavamaid probleeme. 

Kõrge hapnikusisaldusega vask tekitab keevitamise või kõvajoodisjootmise ajal väga kergesti vesiniku rabedust. Vesinik keevituskeskkonnas või räbustikus reageerib kõrgel temperatuuril vaskoksiidiga, moodustades veeauru. Materjali sisse koguneb suur hulk veeaurumulle, mille tulemuseks on mikro-praod ja poorid, mis vähendavad tõsiselt vuugi tugevust ja õhutihedust. Seetõttu on suure -hapnikusisaldusega vaske raske usaldusväärselt keevitada ning see võib kuumvaltsimise, kuumsepistamise ja muu termilise töötlemise käigus praguneda. Seevastu hapniku-vaba vask või madala-hapnikusisaldusega vask on suurepärase keevitusvõimega ning seda kasutatakse laialdaselt vaakumseadmetes, lainejuhtides ja täppiskeevitusdetailides.

Vaskoksiidi inklusioonid muutuvad kergesti korrosiooni initsiatsioonipunktideks, mis kiirendavad kohalikku korrosiooni, nagu punktkorrosioon ja teradevaheline korrosioon niiskes, happelises või saastunud keskkonnas. Samuti on kõrge hapnikusisaldusega materjalide puhul raskem saada siledat ja heledat pinda galvaniseerimise, poleerimise ja muude pinnatöötluste käigus ning need võivad tekkida laigud, lohud ja pinnakatete halb nakkuvus.

Hapnikuvaba vask, mille hapnikusisaldus on alla 5 ppm, on parima juhtivuse, soojusjuhtivuse, plastilisuse ja keevitusvõimega ning seda kasutatakse tipptasemel-elektroonikas, kosmosetööstuses ja sidevaldkonnas. Madala -hapnikusisaldusega vaske kasutatakse selle mõõduka hinna ja jõudluse tõttu laialdaselt igapäevastes juhtmetes, kaablites ja riistvaras. Suure -hapnikusisaldusega vaske kasutatakse ainult juhtudel, kus töötlemis- ja juhtivusnõuded on madalad, näiteks mõned valudetailid.

Hapnik on kahe{0}}teraga element puhtas vases. Liigne hapnik kahjustab elektrijuhtivust, soojusjuhtivust, plastilisust, keevitusjõudlust ja korrosioonikindlust, samas kui ülimadal hapnikusisaldus on vase suure jõudlusega-võti. Tootmises ja rakenduses on hapnikusisalduse täpne reguleerimine oluline puhaste vaskmaterjalide kulude, jõudluse ja kasutusea tasakaalustamise vahend.