Сверхчистая Бескислородная медь
Некоторые физические характеристики
Не все методы, оборудование и квалификация позволяют измерять химическую чистоту меди одинаково. Особенно это касается чистоты 5N + и выше. Более того, если требуются физические характеристики, то не всегда о них можно сказать с нужной точностью основываясь только на химическом анализе, особенно в криогенике. Часто требуется прямое измерение.
Подтверждением качества нашего продукта является электрическая проводимость, независимая от методов анализа. Мы провели измерение электрической проводимости образцов нашей меди, отражающих колебания химического состава качества экспериментальной партии. Измерение было выполнено с использованием оборудования, соответствующего этой задаче. Результат крайне высок.
Также ИПФ РАН (Институт Прикладной Физики Российской Академии Наук) провел испытания потерь на отражение нашего образца при 4-300K. Результат также очень высок и близок к расчетам для «теоретической меди».
Не все методы, оборудование и квалификация позволяют измерять химическую чистоту меди одинаково. Особенно это касается чистоты 5N + и выше. Более того, если требуются физические характеристики, то не всегда о них можно сказать с нужной точностью основываясь только на химическом анализе, особенно в криогенике. Часто требуется прямое измерение.
Подтверждением качества нашего продукта является электрическая проводимость, независимая от методов анализа. Мы провели измерение электрической проводимости образцов нашей меди, отражающих колебания химического состава качества экспериментальной партии. Измерение было выполнено с использованием оборудования, соответствующего этой задаче. Результат крайне высок.
Также ИПФ РАН (Институт Прикладной Физики Российской Академии Наук) провел испытания потерь на отражение нашего образца при 4-300K. Результат также очень высок и близок к расчетам для «теоретической меди».
|
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОВОДИМОСТЬ 104 - 105% IACS.
|
||||||||
|
Измерения электропроводности проведены для репрезентативной выборки для качества Basic, отожженное состояние. Максимальная электропроводность выборки G (max; выборка)=G o ∈ [104,24 ; 105,13]. Статистическое интервальное распределение отклонений от G o электропроводности экспериментальной партии для текущих сортов:
|
||||||||
|
|
||||||||
|
Grade
|
[- 0.хх; 0]
|
[0; 0.05]
|
[0; 0.10]
|
[0; 0.15]
|
[0; 0.20]
|
[0; 0.45]
|
Electrical conductivity
|
|
|
New (10.05.2018)
|
||||||||
|
Extra
|
~0,6
|
~0,9
|
1
|
|||||
|
Basic+
|
0,2-0,3
|
0,4-0,6
|
0,6-0,8
|
1
|
||||
|
Basic
|
0,2-0,3
|
0,4-0,5
|
0,5-0,7
|
0,8-0,9
|
1
|
|||
|
Basic+Ag
|
0,2-0,3
|
0,4-0,5
|
0,5-0,7
|
0,8-0,9
|
1
|
|||
|
|
||||||||
|
Репрезентативная выборка формировалась на основании достаточного количества и качества массива данных химических анализов, отражающих химический состав экспериментального продукта. При формировании выборки также учитывалось известное различное влияние различных примесей на электропроводность, что подтвердилось при измерении и является признаком качества выборки и измерений. Структура тела слитков выборки идентична другим слиткам. Результаты измерений и представленное статистическое интервальное распределение отклонений электропроводности (G о - G) достаточно приемлемо отражает данные характеристики сверхчистой меди для экспериментальной партии.
|
||||||||
|
RRR ( R 293K / R T ) и ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ в криогенике
Для классической массово производимой меди, то есть меди чистоты 99,9-99,99% по общепринятым стандартам, данные характеристики более или менее исследованы. Для конкретных марок с учетом стандартов могут быть некоторые отличия, обусловленные конкретными требованиями к содержанию некоторых примесей. Если медь изготовлена классическим способом руда-металл, то другие "вредные" примеси вне общепринятых стандартов содержатся в значительно меньшем количестве и фактически не оказывают влияние по сравнению к подлежащими к контролю, для которых определено максимальное содержание. При переработке вторсырья необходимо дополнительное внимание к этим моментам. Структура массово производимой меди как правило близка.
Для более чистой меди данные отрывочны, могут сильно отличаться и есть сложности сравнения. Частично объясняется тем, что даже лабораторные образцы чистотой 5N и тем более выше, согласно общепринятым стандартам с управляемым примесными составом и кристалической структурой, произвести не просто. Часто сообщается некая общая чистота, но не конкретный химический состав, или просто упоминается, что измерены и относятся к наиболее чистым и совершенным образцам. При низких температурах характеристики сильно зависят от примесей (конкретного содержания их), от степени совершенства кристалла и других дефектов. С учетом этого, ниже приведем некоторые данные не для инженерных расчетов, а для общего представления.
|
||||||||||
|
|
||||||||||
|
Температура
|
К
|
4
|
8
|
10
|
15
|
20
|
25
|
30
|
40
|
|
|
99,95 - 99,97%, 100% IACS
|
||||||||||
|
М0б/М0 (RF), С10200 (USA),
Cu-OF/C110 (UK), C1020 (Japan) |
RRR ~
|
80-120
|
||||||||
|
W /m*K ~
|
400
|
1000
|
1300
|
1800
|
2000
|
2000
|
1900
|
1500
|
||
|
min 99,99%, 101-102% IACS
|
||||||||||
|
М00б/М00 (RF), С10100 (USA),
Cu-OFE/C103 (UK), C1011 (Japan) |
RRR ~
|
200-300
|
||||||||
|
W /m*K ~
|
1200-2000
|
2500-4000
|
3500-4500
|
4500-5000
|
4500-5000
|
3500-4000
|
2600-3100
|
1500-1700
|
||
|
Специальная марка меди для применения в криогенике :
|
||||||||||
|
CG-OFG, Hitachi Cable Ltd
|
RRR ~
|
500
|
240-250
|
220
|
160
|
120
|
100
|
90
|
80
|
|
|
W /m*K ~
|
3000
|
5000
|
6500
|
7700
|
7000
|
6000
|
4000
|
2000
|
||
|
Некая чистая медь :
|
||||||||||
|
Некая чистая медь 1
|
RRR ~
|
---
|
||||||||
|
W /m*K ~
|
7500
|
12500
|
14000
|
12500
|
9000
|
7000
|
5500
|
2600
|
||
|
Некая чистая медь 2
|
RRR ~
|
2100-2200
|
||||||||
|
W /m*K ~
|
---
|
|||||||||
|
Некая чистая медь 3
|
RRR ~
|
2900-3000
|
||||||||
|
W /m*K ~
|
16200
|
24000
|
10800
|
|||||||
|
|
||||||||||
|
Некая чистая медь
Данные для Некая чистая медь 1,2,3 приведены из источников заслуживающих доверия, и с учетом сложностей измерения таких величин, в целом можно принять. Данные Некая чистая медь 1 приведены для очень чистого образца, кристаллическая структура неизвестна. Некая чистая медь 2 - в одной из исследовательских работ была получена медь чистотой 99,999% в виде монокристалла с RRR 273K/4,2K ~2000. Данные для Некая чистая медь 3 приведены как для наиболее чистого и совершенного образца с остаточным сопротивлением 0,589 * 10(-9) Ом*см. К сожалению, у нас нет данных и ясности насколько чисты (точный химический состав, что важно) и совершенны образцы, и насколько являются характеристики Некая чистая медь 3 предельными. В некоторых различных источниках утверждается, что для качественной меди 99,999% электропроводность не менее ~103,4-6% IACS и RRR >1000. RRR можно повысить и до 1000 путем отжига и "насыщением кислородом" меди чистотой 99,99%, когда формирование оксидов приводит к уменьшению сопротивления. Но это не для очень чистой меди (примеси остаются, повышенное содержание кислорода) с вытекающими последствиями для других характеристик и свойств: "водородная болезнь", снижение пластичности и т. п. Для очень чистой меди 99,99999% (?) с RRR 2000 растворение кислорода в 25 ppm ведет к уменьшению RRR до 50. Поэтому с медью 5N и выше по техническим условиям нужно обращаться с осторожностью, в зависимости от задач: если нужно RRR, то может оказаться и хуже М0б или еще хуже, и т. п. Произведенная медь RRR для нашей меди ожидается > 1500 - 2000 - ...? ( для Extra вполне > 2000 - ...? ), Теплопроводность ожидается на таком же высоком уровне. С учетом данных для Некоторая медь 2, нижние значения характеристик могут быть и выше, в частности RRR и для Basic > 2000. Точно сказать не можем, не известен точный химический состав Некая медь 2. В целом, RRR и Теплопроводность ожидаются ~60-95% max для меди (М00б: RRR ~200 или < 7%). Прогнозные ожидания в 60-95% max меди имеют под собой основания, вполне обоснованы и вопрос скорей в статистическом интервальном распределении данного прогноза для текущего продукта. Из соображений проистекающих из нашей Технологии и некоторых результатов испытаний нашей меди, мы уверены что и близкий к Некая чистая медь 3 продукт у нас уже произведен. В любом случае, такие результаты могут быть получены. В некоторых задачах одновременно высокие характеристики по RRR и Теплопроводности могут входить в конфликт, в некоторых наоборот. Сверхчистость и совершенство структуры не является также одновременным требованием для некоторых других задач, но в некоторых нужны. Мы исходим из того, что для тех задач где нужна максимальная чистота и структура, с вытекающими характеристиками и свойствами, когда она понадобиться в таком качестве, то лучше чтобы она уже была, и мы ее произвели. Тем более что это не просто, что могло явиться ограничением в планировании задач и использования такого качества. В целом, она полезна и для многих уже существующих задач, но каждую надо смотреть оценивая необходимые параметры и выгоды, где то и потери (как упомянутый конфликт и другие), и не только упомянутые характеристики. |
||||||||||
ОТРАЖАТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ
В приложении приведены некоторые данные из исследований потерь на отражение и поверхностного сопротивления нашей меди на некоторых частотах от температуры. В оригинальных статьях наша медь упомянута как высокочистая медь 0,99999 или особо чистая медь 99,999. В нашей текущей классификации исследованный образец - сверхчистая медь.
Некоторые исследования :
Некоторые исследования :
Site is under development
Производитель специальной бескислородной меди.
Химическая чистота меди : 99,999+% - 99,99999+%.
Химическая чистота меди : 99,999+% - 99,99999+%.