1. Estándar y composición del material
Explicación de la marca:
Estándar chino (GB/T 5231-2012) enumera claramente el grado "Tu3", cobre sin oxígeno doméstico y tu1 (pureza mayor o igual a 99.97%) y tu2 (pureza mayor o igual a 99.95%) son principales.
Contrapartes internacionales: el "TU3" mencionado por los usuarios puede señalar C10200 en ASTM B152. Cobre sin oxígeno (también conocido como "de cobre"), cuya pureza está entre TU1 y Tu2.
Requisitos de composición de C10200 (ASTM B152):
Cobre (Cu) Oxígeno (O) Fósforo (P) suma de otras impurezas
Mayor o igual a 99.95% menor o igual a 0. 0 0 1% menor o igual a 0.005% menor o igual a 0.05
2. Propiedades físicas y mecánicas
Parámetro C10200 Comparación de valor típico Tu1/Tu2
Densidad (g/cm³) 8.93 Tu1: 8.94, Tu2: 8.93
Conductividad eléctrica (IACS, 20 grados) mayor o igual a 100% TU1: 101%, TU2: 99
Conductividad térmica (w/(mk)) 395 Tu1: 398, Tu2: 390
Resistencia a la tracción (estado suave, mpa) 200-240 tu1: 200-250, tu2: 195-240
Alargamiento (estado blando, %) mayor o igual a 40 tu1: mayor o igual a 45, tu2: mayor o igual a 40
Tasa de desgasificación de vacío menor o igual a 3 × 10- ⁹ PA-M³/S entre Tu1 y Tu2
3. Ventajas del núcleo
Equilibrio de contenido de pureza y oxígeno:
Pureza mayor o igual a 99.95%, contenido de oxígeno menor o igual a 0. 001%, combinando alta conductividad y rentabilidad (precio 8-12%más bajo que Tu1).
Evite el riesgo de fragilidad de hidrógeno (contenido de oxígeno tan bajo que no se puede formar la fase Cu₂o).
Adaptabilidad del procesamiento:
Elongación suave mayor o igual al 40%, adecuada para estampado y dibujo profundo (p. Ej.
Resistencia a la tracción de hasta 380 MPa (estado duro) después del endurecimiento del trabajo en frío, adecuado para resortes conductores de alta resistencia.
Compatibilidad del vacío:
Baja tasa de desgasificación, adecuada para equipos de recubrimiento de iones con vacío menor o igual a 10- ⁶ PA, componentes de control térmico de la nave espacial.
4. Escenarios de aplicación típicos
Embalaje electrónico:
IGBT/DBC substrate: thermal expansion coefficient matching ceramics (e.g. Al₂O₃), thermal cycling life>5000 veces.
HF Conductor interno del cable coaxial: atenuación de la señal<0.1 dB/m (1 GHz band).
Equipo de vacío:
Brida de sellado de cámara de vacío: velocidad de fuga de helio ＜ 1 × 10- ⁹ PA-M³/S.
Pantalla de enfriamiento de la bomba criogénica: conductividad térmica térmicamente estable a temperatura ultra baja 4K, fuga de calor<0.5 mW.
Energía y potencia:
Superconductora de la capa estabilizadora del imán: 77k resistividad a baja temperatura<5×10-¹⁰ Ω-m, guaranteeing magnet resistance to superloss.
Dispositivo de fusión Primer tubo de enfriamiento de la pared: resistente a la irradiación de neutrones (caída de conductividad<3% after irradiation).
5. Procesamiento y manejo de pautas
Proceso de formación:
Rolling en frío: aumento de la resistencia a la tracción a 350 MPa al 80% bajo presión (requerido el recocido intermedio).
Welding: Recommended electron beam welding or laser welding, conductivity retention of welded seams >98%.
Tratamiento de la superficie:
Pulido químico: mezcla de ácido fosfórico nítrico (relación 1: 4), rugosidad de la superficie RA hasta 0. 03 μm.
Plata de plata/oro: espesor de recubrimiento 0. 2-0. 5 μm, resistencia de contacto<0.005 mΩ.
Tratamiento térmico:
Recocido de hidrógeno (500-550 Grado x 1 h) Para eliminar el estrés de procesamiento y restaurar las propiedades de estado blando.
6. Comparación con materiales similares
Parámetro C10200 (Tu3) Tu1 (C10100) Tu2 (C11000)
Pureza de cobre mayor o igual a 99.95% mayor o igual a 99.97% mayor o igual a 99.95
Contenido de oxígeno menor o igual a {{0}}. 0 01% menor o igual a 0.003% menor o igual a 0.004
Conductividad eléctrica (IACS) 100% 101% 99%
Costo ($/kg) 65-75 80-90 55-65
Escenarios aplicables componentes de vacío de precisión superconductividad/computación cuántica componentes altamente conductores convencionales
7 tendencias y desafíos tecnológicos
Control de alta pureza:
Los elementos de impureza (p. Ej., Fe) deben controlarse a<10 ppm to meet semiconductor device requirements.
Diseño de estructura compuesta:
Hoja compuesta de gráfica de cobre: Agregar 0. 05% de grafeno, conductividad térmica aumentada a 420 w/(mk).
Adaptación del entorno extremo:
Anti-irradiation modification: Through nanocrystallization treatment, the ductility retention rate after neutron irradiation is >80%.
8. Resumen
El cobre libre de oxígeno C10200 (TU3) logra un equilibrio aún mejor entre pureza, conductividad, rendimiento del vacío y costo, con valores centrales que incluyen:
Posicionamiento: rendimiento cercano a TU1 pero menor costo, adecuado para escenarios en los que se requiere alta pureza, pero el presupuesto es limitado (por ejemplo, equipo de recubrimiento de vacío, ingeniería criogénica).
Irplacabilidad: en entornos extremos como el envasado de semiconductores y los dispositivos de fusión nuclear, no puede ser reemplazado por aluminio o cobre ordinario.
Escenario de selección sugerido:
Requisito de grado de vacío menor o igual a 10- ⁶ Equipo de vacío medio y de alta gama PA (como la carcasa de la bomba molecular).
Piezas conductoras de alta frecuencia/alta densidad (p. Ej., Cavidades de guía de ondas para estaciones base 5G).
Sistemas superconductores de baja temperatura (por ejemplo, una capa estabilizadora de imán de resonancia magnética) donde el costo y el rendimiento deben equilibrarse.
