İçeriğe atla

Oksijensiz bakır

KBS-3 teknolojisinde (İsveç) tüketilmiş nükleer yakıtın imhası için dış koruma olarak kullanılan CuOFP kapsül

Oksijensiz bakır (OFC) veya oksijensiz yüksek termal iletkenlikli (OFHC) bakır, oksijen seviyesini %0,001'e veya altına düşürmek için elektrolitik olarak rafine edilmiş ve işlenmiş yüksek iletkenlikli bakır alaşımları grubuna verilen isimdir.[1][2]

Şartname

Oksijensiz bakır tipik olarak ASTM/UNS veri tabanına göre belirlenir.[3] UNS veritabanı,yüksek iletkenliğe sahip elektriksel bakırın birçok farklı bileşimini içerir. Bunlardan üçü yaygın olarak kullanılır ve ikisi oksijensiz olarak kabul edilir:

  • C10100 - oksijensiz elektronik (OFE, oxygen-free electronic) olarak da bilinir. Bu, %0,0005 oksijen içeriğine sahip %99,99 saf bakırdır. Minimum %101 IACS iletkenlik derecesine ulaşır. Bu bakır, dikkatle düzenlenmiş, oksijensiz bir ortamda son haline getirilir. Gümüş (Ag) OFE kimyasal spesifikasyonunda bir safsızlık olarak kabul edilir. Bu aynı zamanda burada listelenen üç kalitenin en pahalısıdır.
  • C10200 - oksijensiz (OF, oxygen-free) olarak da bilinir. OF oksijensiz olarak kabul edilse de, iletkenlik derecesi aşağıdaki daha yaygın ETP derecesinden daha iyi değildir. 0,001 oksijen içeriğine, %99,95 saflığa ve minimum %100 IACS iletkenliğine sahiptir. Saflık yüzdesi açısından gümüş (Ag) içeriği bakır (Cu) olarak sayılır..
  • C11000 - elektrolitik tok bakır (ETP, electrolytic tough pitch) olarak da bilinir. Bu en yaygın bakırdır. Elektrik uygulamaları için evrenseldir. ETP minimum %100 IACS iletkenlik derecesine sahiptir ve %99,9 saf olması gerekir. 0,02 ila %0,04 oksijen içeriğine sahiptir. Günümüzde satılan ETP'nin çoğu %101 IACS spesifikasyonunu karşılamakta veya aşmaktadır. OF bakırda olduğu gibi, gümüş (Ag) içeriği saflık amacıyla bakır (Cu) olarak sayılır.

Oksijensiz yüksek ısı iletkenlikli

Oksijensiz yüksek ısı iletkenlikli (OFHC) bakır kriyojenikte yaygın olarak kullanılmaktadır. OFHC, işleme sırasında saf oksijensiz metalin kontaminasyonunu önlemek için dikkatle kontrol edilen koşullar altında seçilen rafine katotların ve dökümlerin doğrudan dönüştürülmesiyle üretilir. OFHC bakır üretim yöntemi, %99,99 bakır içeriğine sahip ekstra yüksek kaliteli bir metal sağlar. Bu kadar az yabancı element içeriğiyle, elementel bakırın doğal özellikleri yüksek derecede ortaya çıkarılır. Uygulamada oksijen içeriği tipik olarak %0,001 ila %0,003 arasındadır ve toplam maksimum safsızlık seviyesi %0,03'tür. Bu özellikler yüksek süneklik, yüksek elektrik ve ısı iletkenliği, yüksek darbe dayanımı, iyi sürünme direnci, kaynak kolaylığı ve ultra yüksek vakum altında düşük bağıl uçuculuktur.[4]

Standartlar

İletkenlik genellikle 1913 Uluslararası Tavlı Bakır Standardı olan 5,8×107 S/m'ye göre belirlenir. Rafine etme sürecindeki gelişmeler artık bu standardın %101'ini karşılayabilen veya aşabilen OF ve ETP bakır üretmektedir. (Ultra saf bakırın iletkenliği 5,865×107 S/m, %102,75 IACS'dir.) OF ve ETP bakırlarının aynı iletkenlik gereksinimlerine sahip olduğu göz önünde bulundurulmalıdır.[5]

Oksijen, bakır iletkenliğini iyileştirmek için faydalı bir rol oynar. Bakır eritme işlemi sırasında, aksi takdirde iletkenliği bozacak safsızlıkları temizlemek için eriyiğin içine kasıtlı olarak oksijen verilir.[6]

Bakır tane yoğunluğunu azaltarak C10100 spesifikasyonunun altında safsızlık seviyelerine ulaşabilen Czochralski yöntemi gibi gelişmiş arıtma işlemleri vardır. Şu anda, bu özel bakırlar için UNS/ASTM sınıflandırması bulunmamaktadır ve bu bakırların IACS iletkenliği kolayca elde edilememektedir.[7][8][9][10]

Sınai uygulamalar

Endüstriyel uygulamalar için oksijensiz bakır, elektrik iletkenliğinden çok kimyasal saflığı açısından değerlidir. OF/OFE sınıfı bakır, yarı iletkenlerin ve süper iletken bileşenlerin üretimi de dahil olmak üzere plazma biriktirme (püskürtme) işlemlerinde ve ayrıca parçacık hızlandırıcılar gibi diğer ultra yüksek vakumlu cihazlarda kullanılır. Bu uygulamaların herhangi birinde, oksijen veya diğer safsızlıkların salınması, yerel ortamdaki diğer malzemelerle istenmeyen kimyasal reaksiyonlara neden olabilir.[11]

Ev ses sisteminde kullanım

Üst düzey hoparlör teli endüstrisi oksijensiz bakırı gelişmiş iletkenliğe veya ses sinyali iletimi için avantajlı olduğu varsayılan diğer elektriksel özelliklere sahip olarak pazarlamaktadır. Aslında, yaygın C11000 (ETP) ve daha yüksek maliyetli C10200 oksijensiz (OF) bakırların iletkenlik özellikleri aynıdır; ve çok daha pahalı olan C10100 bile sadece yüzde bir daha yüksek iletkenliğe sahiptir - bu da ses uygulamalarında önemsizdir.[12]

Yine de OFC, ses oynatma sistemlerinde ve ev sinemasında hem ses hem de video sinyalleri için satılmaktadır.[12]

Oksijensiz fosforlu bakır

Yüksek elektrik iletkenliğine sahip bakırlar, eritme işleminde fosforeklenerek oksijeni giderilmiş bakırlardan farklıdır. Oksijensiz fosfor içeren bakır (CuOFP) genellikle bakır malzemenin hidrojen gevrekliğine neden olacak kadar yüksek sıcaklıklara maruz kalacağı yapısal ve termal uygulamalar için kullanılır. Örnekler arasında kaynak/sert lehim çubukları ve eşanjör boruları bulunur.[13]

Safsızlık olarak oksijen içeren bakır alaşımları (metal matrisinde bulunan kalıntı oksitler şeklinde) sıcak hidrojene maruz kalırsa gevrekleşebilir. Hidrojen bakırın içinde yayılır ve Cu2O kalıntılarıyla reaksiyona girerek H2O oluşturur, bu da tane sınırlarında basınçlı su buharı kabarcıkları oluşturur. Bu süreç tanelerin birbirinden uzaklaşmasına neden olabilir ve buhar gevrekleşmesi olarak bilinir.

CuOFP, İsveç ve Finlandiya'da yüksek seviyeli radyoaktif atıkları kristal kaya oluşumlarında bertaraf etmek için geliştirilen KBS-3 konseptinde tüketilmiş nükleer yakıtın dış koruması için korozyona dayanıklı malzeme olarak seçilmiştir.

Ayrıca bakınız

  • Bakır iletken

Kaynakça

  1. ^ "Innovations: Introduction to Copper: Types of Copper". Copper.org. 25 Ağustos 2010. 2 Kasım 2007 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Temmuz 2011. 
  2. ^ "ASTM Standard Designation for Wrought and Cast Copper and Copper Alloys". Resources: Standards & Properties. Copper.org. 25 Ağustos 2010. 16 Haziran 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Temmuz 2011. 
  3. ^ "ASTM Standard Designation for Wrought and Cast Copper and Copper Alloys: Introduction". Copper.org. 25 Ağustos 2010. 8 Ocak 2004 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Temmuz 2011. 
  4. ^ "Oxygen-Free Copper". Anchorbronze.com. 22 Ağustos 1999 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Temmuz 2011. 
  5. ^ "Innovations in Copper: Electrical and Metallurgy of Copper: High Copper Alloys". Copper.org. 25 Ağustos 2010. 10 Ekim 2008 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Temmuz 2011. 
  6. ^ "Innovations : The Metallurgy of Copper Wire". Copper.org. 25 Ağustos 2010. 27 Kasım 2007 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Temmuz 2011. 
  7. ^ Tanner (1972). "The perfection of Czochralski grown copper single crystals". Journal of Crystal Growth. 16 (1): 86-87. doi:10.1016/0022-0248(72)90094-2. 
  8. ^ Akita (1973). "Substructure control by solidification control in Cu crystals". Metallurgical Transactions. 4 (6): 15935-15937. doi:10.1007/BF02668013. 
  9. ^ Kato (1995). "The production of ultrahigh-purity copper for advanced applications". JOM. 47 (12): 44-46. doi:10.1007/BF03221340. 
  10. ^ "Characteristics of Our 9N-Cu(99.9999999%)" (PDF). ACROTEC High Purity Metals. 15 Haziran 2016 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 21 Mayıs 2016. 
  11. ^ "Archived copy" (PDF). 29 Eylül 2007 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 26 Mayıs 2007. 
  12. ^ a b "Speaker Wire – A History". 10 Ekim 2003 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 25 Ağustos 2011.  Yazar |ad1= eksik |soyadı1= (yardım)
  13. ^ "High Conductivity Copper for Electrical Engineering". Copper Development Association. 1 Şubat 2016. 6 Mart 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 11 Şubat 2016. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Bakır</span> Atom numarası 29 olan, 1B geçiş grubundaki metalik element

Bakır, Cu sembollü ve 29 atom sayılı bir kimyasal elementtir. Çok yüksek termal ve elektrik iletkenliği olan yumuşak, dövülebilir ve sünek bir metaldir. Yeni açığa çıkmış saf bakır yüzeyi pembemsi-turuncu renklidir. Bakır, ısı ve elektrik iletkeni olarak yapı malzemelerinde, çeşitli metal alaşımların bileşiminde, som gümüş gibi kuyumculukta, kupronikel denizcilik donanımı ve madenî para yapımında ve konstantan yük ölçerlerde ve sıcaklık ölçen termokupllarda kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Oksijen</span> sembolü O ve atom numarası 8 olan kimyasal element

Oksijen atom numarası 8 olan ve O harfi ile simgelenen kimyasal elementtir. Oksijen ismi Yunanca ὀξύς (oxis - "asit", tam anlamıyla "keskin", asitlerin acı tadı kastedilir) ve -γενής (-genēs) ("üretici", tam anlamıyla "sebep olan şey") köklerinden gelmektedir, çünkü isimlendirildiği zamanlarda tüm asitlerin oksijen içerikli olduğu sanılırdı. Standart şartlar altında, elementin iki atomu bağlanarak çok soluk mavi renkte, kokusuz, tatsız, diatomik yapıdaki, O2 formülüne sahip dioksijen gazını oluşturur.

<span class="mw-page-title-main">Yarı iletken</span> Normal şartlar altında yalıtkan iken belirli fiziksel etkilerde iletken duruma geçen madde

Yarı iletken üzerine yapılan mekanik işin etkisiyle iletken özelliği kazanabilen, normal şartlar altında yalıtkan olan maddelerdir.

<span class="mw-page-title-main">Alüminyum</span> sembolü Al, atom numarası 13 olan element

Alüminyum, atom numarası 13 ve simgesi Al olan kimyasal element. Gümüş renkte, sünek bir metaldir. Doğada genellikle boksit cevheri halinde bulunur ve oksidasyona karşı üstün direnci ile tanınır. Bu direncin temelinde pasivasyon özelliği yatar.

<span class="mw-page-title-main">Bakır(II) sülfat</span>

Küprik sülfat ya da sadece bakır sülfat olarak da bilinen Bakır (II) sülfat, kimyasal formülü CuSO4 olan bir kimyasal bileşiktir. Bu tuzun hidrasyon derecelerine bağlı olarak bir dizi farklı bileşikleri mevcuttur. Susuz formu soluk yeşil ya da grimsi beyaz bir toz olmasına karşın en çok bilinen pentahidrat (CuSO4•5H2O) formu, parlak mavi renktedir. Çok az miktardaki CuSO4•5H2O çevreye çok zehirlidir, gözleri ve cildi tahriş eder ve yutulduğunda zararlı da olabilir. Oktahedral moleküler geometriye ve paramanyetik özelliğe sahip olan bakır (II) sülfat ekzotermik olarak suda çözünürek [Cu(H2O)6]2+ kompleksini oluşturur. Bakır (II) sülfat "mavi vitriyol", "göztaşı" ve "göktaşı" olarak da bilinmektedir.

Şekil hafızalı alaşımlar; martensitik yapıda iken belli bir dış kuvvete maruz kalmaları sonucu değişen orijinal şekillerini, östenit faz sıcaklığına geçtiklerinde büyük oranda geri kazanabilen alaşımlardır. Alaşım östenit fazda iken, herhangi bir sıcaklık değişimi olmaksızın, sadece uygulanan stresin ortadan kalkması sonucu malzemenin orijinal formunu tekrar kazanması ise süperelastisite(en) olarak tanımlanır.

Kimyasal ayar bir kimyasal bileşiğin kimyasal analiz, kimyasal tepkime veya fiziksel test yapmakta kullanılmaya uygunluğunu belirten bir teknik standarttır. Bir kimyasal bileşik hazırlanırken veya satın alınırken kullanılır. Tepkenler (reaktantlar) için saflık standartları ASTM International gibi kurumlar tarafından belirlenir. Örneğin, reaktif ayar sudaki katışkıların oranı çok düşük olmalı, elektrik özdirenci yüksek olmalıdır.

<span class="mw-page-title-main">Lehimleme</span>

Lehimleme iki ya da daha fazla sayıda metal parçanın, görece düşük erime sıcaklığına sahip bir dolgu metali eritilip bağlantı yerine akıtılarak, tutturulması işlemidir.

<span class="mw-page-title-main">Burgonya bulamacı</span>

Fransa'nın Bourgogne bölgesinde ilk defa üzüm ve asmaların tedavisinde kullanıldığı için bu bölgenin adını alan Burgonya bulamacı bakır sülfat ve sodyum karbonatın bir karışımıdır. İçerisinde %1 -20 arasında toplam bir bakır konstrasyonuna sahip olabilen bu bulamaç, ağaçlar ve küçük meyvelerdeki fungal etmenlere karşı püskürtülerek kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Bakır(II) oksit</span>

Bakır (II) oksit ya da küprik oksit (CuO) bakırın daha yüksek oksit formunda olanıdır. Doğada tenorit minerali halinde bulunur.

<span class="mw-page-title-main">Bakır oksiklorür</span> Bileşik

Bakır oksiklorür formülü Cu2(OH)3Cl olan bir kimyasal bileşiktir. Tribazik bakır klorür (TBCC), bakır trihidroksil klorür ya da dibakırklorür trihidroksit olarak da adlandırılır. Maden yataklarında, metal korozyon ürünlerinde, sanayi ürünlerinde, sanat ve arkeolojik eserlerde ve de bazı canlı sistemlerde rastlanılan yeşilimsi bir kristal katıdır. Endüstriyel ölçekte ilk başlarda ya kimyasal ara ürün ya da bir fungusit olarak kullanılmak üzere imal edilmiştir. 1994 yılından bu yana ise, yılda binlerce ton üretilen saflaştırılmış, kristalize ürün hayvanlar için besin takviyesi olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Bakır(I) oksit</span>

Bakır(I) oksit ya da küproz oksit formülü Cu2O olan inorganik bileşiktir. Bakırın oksitlerinden biridir. Bu kırmızı renkli katı bazı yosun önleyici boyaların bileşimine girmektedir. Bu bileşik, tanecik büyüklüğüne bağlı olarak sarı ya da kırmızı renkli olabilir. Bakır(I) oksit kırmızımsı renkteki kuprit minerali halinde bulunur.

<span class="mw-page-title-main">Yüksek sıcaklık süperiletkenliği</span> alışılmadık derecede yüksek sıcaklıklarda süper iletkenler gibi davranan malzeme

Yüksek sıcaklık süperiletkenleri, normalin üzerinde sıcaklıklarda süperiletken olarak davranan materyallerdir. İlk yüksek sıcaklık süperiletkeni, 1986’da IBM araştırmacıları Georg Bednorz ve K. Alex Müller tarafından keşfedilmiştir ve 1987’de seramik materyalindeki yüksek iletkenlik keşfinde önemli atılımlarından dolayı Nobel Fizik Ödülü ile ödüllendirilmişlerdir. Sıradan ya da metalik süperiletkenler genellikle 30 Kelvin (-243,15 °C) altında geçiş sıcaklıklarına sahipken yüksek sıcaklık süperiletkenleri 138 K (-135,15 °C) kadar iletkenlik sıcaklıklarıyla gözlemlenir. 2008’e kadar sadece belirli bakır ve oksijen bileşiklerinin (kupratlar) yüksek sıcaklık süperiletkenlik özelliklerine sahip olduğuna inanılıyordu ve yüksek sıcaklık süperiletkenlik terimi bizmut, stronsiyum, kalsiyum, itriyum, baryum gibi bileşikler için bakır oksijen süperiletkenleri yerine kullanılıyordu; fakat şu an birçok demir bileşiğinin yüksek sıcaklıklarda süperiletkenliği biliniyor.

<span class="mw-page-title-main">Elektriksel özdirenç ve iletkenlik</span> Wikimedia anlam ayrımı sayfası

Elektriksel öz direnç, belirli bir malzemenin elektrik akımının akışına karşı nicelleştiren bir özelliktir. Düşük bir direnç kolaylıkla elektrik akımının akışını sağlayan bir malzeme anlamına gelir. Karşıt değeri, elektrik akımının geçiş kolaylığını ölçen elektriksel iletkenliktir. Elektriksel direnç, mekanik sürtünme ile kavramsal paralelliklere sahiptir. Elektriksel direncin SI birimi ohm, elektriksel iletkenliğin birimi ise siemens (birim) (S)'dir.

Kan-oksijene bağlı görüntüleme veya KOSB-kontrast görüntüleme (BOLD), beynin veya diğer organların herhangi bir zamanda aktif olduğu bulunan farklı bölgelerini gözlemlemek için fonksiyonel manyetik rezonans görüntülemede (fMRI) kullanılan bir yöntemdir.

<span class="mw-page-title-main">Bakır(II) nitrat</span>

Bakır (II) nitrat Cu(NO3)2(H2O)x formülüne sahip inorganik bileşikler ailesinin herhangi bir üyesini tanımlar. Hidratlar mavi katılardır. Susuz bakır nitrat mavi-yeşil kristaller oluşturur ve 150-200 °C'de vakumda süblimleşir. Yaygın hidratlar hemipentahidrat ve trihidrattır.

Şablon:KristalleştirmeCzochralski yöntemi, ayrıca Czochralski tekniği veya Czochralski işlemi, yarı iletkenlerin tek kristallerini, metalleri, tuzları ve sentetik değerli taşları elde etmek için kullanılan bir kristal büyütme yöntemidir. Metoda, 1915 yılında metallerin kristalleşme oranlarını araştırırken icat eden Polonyalı bilim adamı Jan Czochralski'nin adı verilmiştir. Czochralski ilgili keşfi tesadüfen yapmıştır: Kalemini mürekkep haznesine daldırmak yerine erimiş kalaya daldırmış ve kağıda daha sonra tek bir kristal olduğunu anladığı kalay bir filaman çekmiştir.

Dejenere yarı iletken, malzemenin bir yarı iletkenden çok bir metal gibi davranmaya başladığı kadar yüksek bir katkı/ uyarılma seviyesine sahip bir yarı iletkendir. Dejenere olmayan yarı iletkenlerin aksine, bu tür yarı iletkenler, içsel taşıyıcı konsantrasyonunu sıcaklık ve bant aralığı ile ilişkilendiren kütle hareket yasasına uymaz.

Uluslararası Tavlı Bakır Standardı, Amerika Birleşik Devletleri Ticaret Bakanlığı tarafından 1914 yılında oluşturulmuş bir standarttır. Ticari olarak temin edilebilen bakırın elektrik iletkenliği için deneysel olarak türetilmiş standart bir değerdir.

Kavaklama, safsızlık olarak bakır oksit içeren bakırın saflaştırılmasında ve ayrıca safsızlık olarak kalay oksit (stannik oksit veya "SnO2") içeren kalayın saflaştırılmasında kullanılan bir metalürjik yöntemdir. Genellikle erimiş blister bakır formundaki saf olmayan metal, iki aşamalı rafinasyon işlemi için bir anot fırınına yerleştirilir. İlk aşamada, demir oksit ve kükürt dioksit oluşturmak için erimiş metale hafifçe hava üflenerek kükürt ve demir uzaklaştırılır. Demir oksitler ya sıyrılır ya da bakırın üstünden dökülür ve gaz hâldeki kükürt dioksit gaz çıkış sistemi yoluyla fırından çıkar. İlk oksidasyon aşaması tamamlandığında, ikinci aşama olan kavaklama başlar. Bu, bakır oksitteki oksijenle reaksiyona girerek bakır oluşturmak için normalde doğalgaz veya mazot (ancak amonyak, LPG ve nafta da kullanılabilir) gibi bir indirgeyici maddenin kullanılmasını içerir. Geçmişte, yeni kesilmiş ("yeşil") ağaç kütükleri kullanılıyordu. Bu kütüklerde bulunan özsu, indirgeyici madde olarak işlev görür. Bakırın ısısı kütüğün odun gazı (CO2 ve H2) yaymasına neden olur ve bu da bakır oksitin bakıra indirgenmesini sağlar.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.