Depois da prata, o cobre é o material mais condutor disponível, sendo a fiação de cobre 66% mais condutora do que os fios de alumínio do mesmo tamanho.
Para transferir a mesma quantidade de corrente em um fio de cobre 8 AWG, é necessário um condutor de alumínio 6 AWG com tamanho até 25% mais grosso. No entanto, o cobre é propenso à corrosão e pode ficar esverdeado quando exposto ao oxigênio-esse efeito pode ser visto em moedas antigas ou na Estátua da Liberdade.
Ao remover o oxigênio do cobre, é produzido cobre-livre de oxigênio (OFC), melhorando drasticamente sua resistência à corrosão. O uso do OFC traz benefícios óbvios, como maior fluxo de corrente, maior eficiência de condução e redução da tensão ambiental.
Abaixo, detalhamos os diferentes tipos de cobre-isentos de oxigênio e alguns dos benefícios e desafios do uso do OFC para que você possa fazer a compra certa para sua aplicação.
Graus de cobre-isentos de oxigênio e seus benefícios
O cobre-isento de oxigênio é um material de cobre que passou por um processo de refino eletrolítico para remover todo (quase 99,99%) níveis de oxigênio, exceto vestígios. Ao remover o oxigênio e outras impurezas, o cobre atinge uma condutividade elétrica superior e se torna menos suscetível à corrosão.
Tipos de oxigênio-Cobre livre
Existem três tipos de cobre-isentos de oxigênio, detalhados abaixo.
C10100: O C10100 é designado como OFE, ou eletrônico-livre de oxigênio, e atinge uma classificação de condutividade elétrica mínima de 101% IACS sob condições recozidas. C10100 é recomendado para aplicações que requerem alta ductilidade e condutividade elétrica e térmica.
C10200: C10200 é 99,95% de cobre puro. É a escolha ideal quando o material necessita de uma forte resistência contra fissuração por corrosão sob tensão. Ele também possui excelentes características de condutividade, soldagem e soldagem, iguais ao C10100.
C11000: C11000 também é conhecido como cobre eletrolítico de passo resistente ou ETP. Embora seja 99,9% de cobre puro, o cobre ETP contém mais oxigênio do que o cobre OFE, com o OFE tendo menos de 10 ppm de oxigênio, enquanto o ETP contém um mínimo de 150 ppm de oxigênio. No entanto, o ETP é o tipo de cobre mais comumente usado por suas qualidades inerentes de fabricação.
| Grau OFC | Conteúdo de oxigênio | Pureza | Aplicativo |
| C10100 | 0.0005% | 99.99% | Retificadores automotivos Condutores de ônibus Cabos coaxiais Base de componente transistor Ressonadores de cavidade Vedações de-para{1}}metal |
| C10200 | 0.001% | 99.95% | Condutores elétricos Cabos coaxiais Tubo de molde de boleto Clístrons Dissipadores de calor |
| C11000 | 0.02%- 0.04% | 99.9% | Dispositivos de soldagem Apoie-se-nos fios Correias de aterramento Ânodos Condutores de ônibus |
Benefícios do uso de oxigênio-cobre livre
Condutividade Elétrica Excepcional
Durante a fabricação do OFC, o cobre é processado com carbono para remover qualquer oxigênio presente. A alta pureza, aliada à ausência de oxigênio, permite que mais correntes passem pelo mesmo tamanho de condutor. Assim, o OFC é usado especificamente para cabos de bateria, bobinas de indução e aquecedores de ambiente.
Alta capacidade térmica
Devido à maior condutividade térmica, os fios de cobre elementar OFC não aquecem tão rapidamente quanto outros metais, como o alumínio. Como resultado, eles também possuem resistência térmica e condutividade térmica superiores. As indústrias dependem muito deles para aplicações-de alta temperatura, como fornos de aquecimento por indução.
Excelente resistência à fragilização por hidrogênio
Os cobres-isentos de oxigênio alcançam excelente resistência contra a fragilização por hidrogênio que ocorre em ambientes eletroquímicos úmidos. Devido à sua maleabilidade, soldabilidade e falta de reatividade em águas-sem oxigênio, a Finlândia está até usando recipientes de cobre para armazenar resíduos nucleares dentro de uma planta de encapsulamento.
Excelentes propriedades de fabricação
Todos os tipos de cobre-isentos de oxigênio são bons para usinagem, com uma excelente classificação de usinabilidade de 20 (100 é mais difícil de usinar). Eles têm excelentes propriedades de trabalho-a quente e a frio-. Todas as classes são ideais para soldagem, brasagem e soldagem a arco com proteção de gás. No entanto, a soldagem por pontos e a soldagem por costura não são recomendadas.
Condutividade térmica superior para gerenciamento eficiente de calor
O cobre-livre de oxigênio (OFC) é uma liga de cobre-de alta pureza com níveis de oxigênio abaixo de 0,001%, obtida por meio de um processo de refino avançado. Isto inclui técnicas de conversão direta envolvendo gases carbonosos e ambientes controlados para evitar a absorção de oxigênio.
O resultado são as ligas de cobre C10100 e C10200, conhecidas por sua excelente condutividade elétrica e térmica. As propriedades primárias do-cobre livre de oxigênio incluem:
Alta condutividade elétrica: Condutividade superior à média encontrada em outros produtos de cobre, tornando o OFC ideal para aplicações elétricas e eletrônicas.
Alta condutividade térmica: Eficiente na dissipação de calor, essencial para aplicações como tubos de micro-ondas e componentes de transistores.
Alta ductilidade e trabalhabilidade: Permite que o material seja facilmente moldado em vários formatos, benéfico para vedações a vácuo e outros componentes complexos.
Resistência à fragilização por hidrogênio: Ao contrário do cobre padrão, o OFC não se torna quebradiço quando exposto ao hidrogênio em altas temperaturas, tornando-o adequado para aplicações criogênicas.
Desafios no uso de oxigênio-cobre livre
Entre todos os tipos de cobre-isentos de oxigênio, o C101 difere dos demais em termos de método de processamento, já que a fundição e o vazamento do C101 são realizados em um ambiente-isento de oxigênio.
Considerando a complexidade da produção, os cobres C101 são o tipo mais caro; portanto, é imperativo utilizar o C101 com cuidado, especialmente durante o processo de corte, para minimizar o desperdício.
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