Kupfer, UHV-taugliche Werkstoffe

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Die Bezeichnung „Kupfer“ umfasst üblicherweise außer Reinkupfer auch sauerstoffhaltige Kupfersorten, die kontrollierte Mengen Sauerstoff in Form von Kupfer(I)oxid enthalten, und sauerstofffreie Kupfersorten mit Restgehalten eines Desoxidationsmittels (vorzugsweise Phosphor). Kleinste Verunreinigungen wirken sich erheblich auf die elektrische Leitfähigkeit und die Wärmeleitfähigkeit von Kupfer aus. So setzt beispielsweise ein Phosphorgehalt von etwa 0,05% die Wärmeleitfähigkeit des Kupfers von 395 W/(m·K) auf 293 W/(m·K) herab.

Physikalische Eigenschaften:

  • Dichte bei 20°C: 8,9 kg/dm³
  • Schmelzpunkt: 1083°C
  • spezifische Wärme (20 bis 400°C): 0,38 J/(g·K)
  • Schmelzwärme: 214 J/g
  • Wärmeausdehnungskoeffizient (25 bis 300°C): 17·10–6/K
  • Elektrische Leitfähigkeit: <60·106S/m (hochreines Kupfer 99,998% Cu)
  • Wärmeleitfähigkeit: <395 W/(m·K) (hochreines Kupfer 99,998% Cu)


Inhaltsverzeichnis

OF-Cu

Die sauerstofffreie, nicht desoxidiere Kupfersorte OF-Cu ist aus Kathoden unter Ausschluß von Sauerstoff und Desoxidationsmitteln erschmolzen. Sie ist gut schweiß- und hartlötgeeignet sowie wasserstoffbeständig, hat eine elektrische Leitfähigkeit von mind. 58·106S/m, eine gute Oxidhaftung und ist in einer Sonderqualität frei von ausdampfbaren Elementen lieferbar. Diese Eigenschaften werden beim Bau elektronischer Geräte und in der Vakuumtechnik, z. B. bei der Verwendung von Vakuumkontakten, genutzt. Außerdem findet OF-Cu in der Raumfahrttechnik, in der Teilchenbeschleunigertechnik und bei Supraleitern Verwendung.

  • Kurzzeichen: OF-Cu (Sauerstofffreies Kupfer, nicht desoxidiert)
  • Werkstoff-Nr.: CW008A; 2.0040
  • Norm: DIN 1787
  • Elektrische Leitfähigkeit: 58·106S/m
  • Wärmeleitfähigkeit: 393 W/(m·K)

OFE-Cu

Sauerstofffreies Kupfer, nicht desoxidiert, frei von im Vakuum verdampfbaren Elementen.
Weitere Bezeichnung: OFHC-Cu "Oxygen-Free High-Conductivity"

  • Kurzzeichen: Cu-OFE (Oxygen Free Electronic Copper)
  • Werkstoff-Nr.: CW009A
  • Norm: EN 13604 : 2002
  • Elektrische Leitfähigkeit: 58...59·106S/m
  • Wärmeleitfähigkeit: 393 W/(m·K)

Datenblatt: http://www.kupferinstitut.de/front_frame/pdf/Cu-OFE.pdf

SE-Cu

Die sauerstofffreie, mit Phosphor desoxidierten Kupfersorte SE-Cu ist ebenfalls wasserstoffbeständig. Zur Desoxidation mit Phosphor wird dem schmelzflüssigen,zähgepolten Kupfer Phosphor in geringem Überschuß in Form einer Kupfer-Phosphor-Vorlegierung mit etwa 10 bis 15% P zugesetzt. SE-Cu hat infolge seines niedrigen Restphosphorgehaltes von etwa 0,003% eine hohe elektrische Leitfähigkeit von über 57·106S/m, ist jedoch auch mit einer Leitfähigkeit von über 58·106S/m lieferbar und kommt vor allem in der Elektrotechnik und Elektronik zum Einsatz. Im SE-Cu kann Phosphor teilweise oder ganz durch andere Desoxidationsmittel ersetzt werden. SE-Cu ist gut schweiß- und hartlötgeeignet. Wie OF-Cu ist auch SE-Cu in einer Sonderqualität frei von ausdampfbaren Elementen erhältlich, die für die Verwendung in der Vakuumtechnik ebenfalls gut geeignet ist.

  • Kurzzeichen: SE-Cu (Sauerstofffreies Kupfer, mit Phosphor desoxidiert, mit niedrigem Restphosphorgehalt)
  • Werkstoff-Nr.: 2.0070
  • Norm: DIN 1787
  • Elektrische Leitfähigkeit: 57·106S/m
  • Wärmeleitfähigkeit: 386 W/(m·K)


Quellen

  1. DKI Informationsdruck 02/97, Deutsches Kupferinstitut, Auskunfts- und Beratungsstelle fuer die Verwendung von Kupfer und Kupferlegierungen. http://copperpen.ch/pdf/AllesueberCuDKI.pdf