Qu’est-ce que le cuivre sans oxygène ?
Le cuivre sans oxygène est un cuivre généralement exempt d’oxydes et dont la pureté est égale ou supérieure à 99,96 %.
Il est généralement utilisé dans les secteurs de l’électricité, des télécommunications, des matériaux de construction et des matériaux de transformation. Le cuivre possède une conductivité électrique et thermique élevée, ainsi qu’une excellente résistance à la corrosion et une grande maniabilité.
Dans la norme JIS (Japanese Industrial Standards) H3100, le cuivre sans oxygène est spécifié comme étant l’alliage numéro C1020 avec une teneur en cuivre d’au moins 99,96 %.
Utilisations du cuivre sans oxygène
1. Équipements électroniques et électriques
Les fils, le câblage, les bornes, les cartes et les connecteurs en sont des exemples.
2. Jeu de barres
Les conditionneurs d’énergie, les transformateurs, les onduleurs et les UPS en sont des exemples.
Un jeu de barres est un type de conducteur utilisé pour transmettre l’énergie entre les équipements électriques. Un conditionneur de puissance est un convertisseur de puissance qui prend le courant alternatif, le convertit dans la forme requise et fournit une puissance stable. Un onduleur est un dispositif qui convertit le courant continu en courant alternatif ; un onduleur est une alimentation sans interruption (ASI) qui protège le courant contre des problèmes tels que les pannes de courant, les fluctuations de tension, le bruit et les surtensions, et qui fournit un courant stable.
3. Échangeur de chaleur
Les refroidisseurs, les échangeurs de chaleur, les puits de chaleur et les ailettes de refroidissement en sont des exemples. Un dissipateur thermique est un type de dispositif de refroidissement utilisé pour dissiper la chaleur générée par les composants électroniques et les semi-conducteurs. Il s’agit généralement de composants métalliques en forme d’ailettes qui sont fixés aux composants électroniques.
4. Équipement musical
Les câbles audio, les amplificateurs et les haut-parleurs en sont des exemples.
5. Véhicules à moteur
Les véhicules électriques, hybrides et à pile à combustible, ainsi que les freins, en sont des exemples.
Propriétés du cuivre sans oxygène
1. Conductivité électrique
Le cuivre sans oxygène est un matériau hautement conducteur d’électricité. Le cuivre est un bon conducteur d’électricité et plus la pureté est élevée, meilleure est la conductivité électrique. L’oxygène, en revanche, est un inhibiteur de l’électricité : la présence d’oxygène dans le cuivre réduit sa conductivité électrique.
Le cuivre sans oxygène est un matériau de grande pureté, sans oxygène, avec une structure cristalline de cuivre uniforme et une conductivité électrique très élevée. Le cuivre sans oxygène peut également être traité thermiquement pour produire des grains de cristal plus fins, ce qui améliore encore sa conductivité électrique.
2. Conductivité thermique
Le cuivre sans oxygène est un matériau à très haute conductivité thermique. L’excellente conductivité thermique du cuivre sans oxygène est en grande partie due à l’uniformité de sa structure cristalline. Le cuivre sans oxygène est très pur et exempt d’oxygène, ce qui signifie que la structure cristalline du cuivre est uniforme et que les liaisons entre les atomes sont fortes.
La chaleur transmise par un matériau existe sous la forme d’énergie vibratoire produite par le mouvement des atomes et des molécules. Lorsque la chaleur est transmise par le cuivre sans oxygène, la forte liaison entre les atomes garantit que la chaleur est transmise efficacement.
Le cuivre sans oxygène présente également de très bonnes performances en matière de traitement thermique et sa structure cristalline peut être contrôlée par chauffage ou refroidissement. Le traitement thermique permet d’obtenir des grains cristallins plus fins dans le cuivre sans oxygène. Cela favorise la diffusion des atomes et améliore ainsi la conductivité thermique.
3. Facilité de mise en œuvre
Le cuivre sans oxygène est fabriqué à un degré de pureté très élevé et possède une structure métallurgique très flexible en raison de sa structure cristalline uniforme, ce qui en fait un matériau moins cassant. De plus, le traitement thermique permet d’obtenir des grains cristallins plus fins et une structure métallurgique plus homogène, ce qui le rend plus facile à travailler. En raison de son point de fusion élevé et de sa résistance à l’oxydation et à la corrosion, la surface du cuivre est moins susceptible d’être endommagée au cours du traitement thermique et de la transformation. L’état de la surface est maintenu et cela se traduit par une bonne aptitude au travail.
4. Résistance à la corrosion
Le cuivre sans oxygène est un matériau très résistant à la corrosion. La principale raison en est la formation d’un film d’oxyde qui protège la surface du métal. Le film d’oxyde est formé par une réaction entre le cuivre et l’oxygène. Il est très fin et très adhérent, recouvrant la surface du cuivre et la protégeant de l’oxydation et de la corrosion. Le cuivre sans oxygène est fabriqué avec une grande pureté et ne contient pas d’oxygène, de sorte que le film d’oxyde produit est plus uniforme et adhère mieux.
Le film d’oxyde se régénère plus rapidement et possède des propriétés d’auto-guérison. Ainsi, la surface du cuivre se régénère même si elle est endommagée. La surface métallique est donc maintenue pendant une longue période et est très résistante à la corrosion.
5. Soudabilité
Le cuivre sans oxygène présente une bonne soudabilité et une bonne brasabilité en raison de la très grande pureté du cuivre, de sa faible teneur en impuretés et de l’uniformité de ses particules cristallines. Sa conductivité thermique élevée et sa température uniforme dans l’ensemble du joint facilitent le traitement sans déformation du joint.
6. Magnétisme
La raison pour laquelle le cuivre sans oxygène est moins magnétique et magnétiquement inerte réside dans sa structure cristalline. Il s’agit d’un cuivre pur qui ne contient pas d’oxygène, ce qui en fait un matériau extrêmement pur. La structure cristalline du cuivre sans oxygène présente une structure de réseau cubique à faces centrées. Dans la structure du réseau cubique à faces centrées, les atomes sont densément serrés les uns contre les autres, ce qui limite le mouvement des électrons libres et rend le cuivre sans oxygène magnétiquement inerte.
7. Plasticité
Le cuivre sans oxygène est un matériau qui présente une bonne plasticité et conserve sa résistance à la flexion et au pliage. La raison en est sa structure cristalline fine et ses propriétés de limite de grain.
Le cuivre sans oxygène a des particules cristallines uniformes et des joints de grains très fins, ce qui permet aux particules cristallines de se déplacer en douceur entre elles pendant la déformation, réduisant ainsi la contrainte au point de déformation et maintenant la résistance à la flexion et au pliage. Le cuivre sans oxygène est également très pur et exempt de défauts, ce qui lui permet de conserver une résistance élevée.
8. Dureté et résistance
Le traitement thermique du cuivre sans oxygène modifie la taille et la disposition des particules cristallines, élimine les défauts et favorise la diffusion des impuretés. Il améliore ainsi les propriétés mécaniques du matériau. La direction des particules cristallines peut également être contrôlée par forgeage ou laminage à chaud, ce qui modifie la dureté et la résistance du matériau.
Autres informations sur le cuivre sans oxygène
Pureté du cuivre
Le cuivre sans oxygène présente une très faible magnétorésistance en raison de la grande pureté du cuivre et de la très faible concentration d’impuretés et d’oxygène. La magnétorésistance est la résistance créée par le passage d’ondes électromagnétiques. Plus la magnétorésistance d’un matériau est élevée, plus il fait obstacle au passage des ondes électromagnétiques.
Dans les circuits à haute fréquence, les interférences électromagnétiques, qui affectent la communication et la transmission des ondes radio, constituent un problème. Les ondes électromagnétiques interfèrent plus fortement avec les matériaux ayant une résistance magnétique plus élevée à des fréquences plus élevées. Des matériaux ayant une résistance magnétique plus faible doivent donc être utilisés dans les circuits à haute fréquence.