銅合金,一種被廣泛應用的合金材料,微量元素進入銅是不可避免的,由于元素特性的不同,可以不固溶于銅、微量固溶、大量固溶、無限互溶,固溶度隨溫度下降而激烈降低、固相下有復雜相變等。氧氮氫分析儀對銅合金材料中氧元素的含量進行檢測分析。
氧在銅的生產過程中是不可避免的,其影響也非常重要,氧很少固溶于銅,1065℃時為0.06%,600℃時為0.002%(重量比);氧在銅中除極少易固溶外,均以Cu2O形式存在,銅的氧化物不固溶于銅,呈現Cu+Cu2O共晶組織,分布于晶界,共晶反應為:L含氧0.39% 1065℃α含氧0.01%+ Cu2O,亞共晶銅中的含氧量與共晶量成正比,可在顯微鏡下與標準圖片比較來精確測定銅中的含氧量。
氧對銅及合金性能的影響是復雜的,微量氧對銅的導電率和機械性能影響甚微,工業銅具有很高的導電率,其原因是氧作為清潔劑,可以從銅中清除掉許多有害雜質,以氧化物形式進入爐渣,特別是能夠清除砷、銻、鉍等元素,含有少量氧的銅其導電率可以達到100- 103%+ACS,高純銅如6N銅在深冷條件下電阻值是相當低的。
銅合金的檢測分析
電真空構件用銅應嚴格控制其中氧的含量,其原因是電真空器件需要在氫氣中密封,銅中氧的存在會導致氫病發生,引起器件高真空環境破壞,因此電真空用銅應該是無氧銅,中國國家標準中規定無氧銅中含氧量小于20ppm,美國ASTM標準中規定為3ppm,為控制氧含量,在無氧銅生產中都應選擇優質電解銅原料,在熔煉工藝中采取還原性氣氛,加強熔池表面覆蓋,一般使用木炭保護;銅及銅合金熔煉時,一般均應進行脫氧,脫氧劑有磷、硼、鎂等,以中間合金方式加入,磷是有效的脫氧劑,不過應嚴格控制磷的殘留量,因其能夠強烈降低銅及合金的導電率。
控制銅合金材料中氧元素的含量比,對于控制銅合金材料質量有著重要的意義。