ऑक्सीजन रहित तांबा

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केबीएस-3 अवधारणा (स्वीडिश संस्करण) में खर्च किए गए परमाणु ईंधन निपटान के लिए ओवरपैक के रूप में इस्तेमाल किया गया यूओएफपी कैप्सूल

ऑक्सीजन -रहित ताँबा (ओएफसी) या ऑक्सीजन-मुक्त उच्च तापीय चालकता (ओएफएचसी) तांबा गढ़ा उच्च-चालकता तांबा मिले हुए धातुओं का एक समूह है जो ऑक्सीजन के स्तर को 0.001% या उससे कम करने के लिए तांबा शुद्ध #इलेक्ट्रोरिफाइनिंग (विद्युत्-परिष्करण) किया गया है।[1][2]


विशिष्टता

ऑक्सीजन रहित कॉपर आमतौर पर एएसटीएम/एकीकृत संख्या प्रणाली डेटाबेस के अनुसार निर्दिष्ट (उल्लिखित) किया जाता है।[3] यूएनएस डेटाबेस में तांबे के तार और केबल की कई अलग-अलग रचनाएँ सम्मिलित हैं। इनमें से तीन का विस्तृत रूप से उपयोग किया जाता है और दो को ऑक्सीजन रहित माना जाता है:

  • सी 0100 - ऑक्सीजन मुक्त इलेक्ट्रॉनिक (ओएफई) के रूप में भी जाना जाता है। यह 0.0005% ऑक्सीजन सामग्री के साथ 99.99% शुद्ध तांबा है। यह कम से कम 101% अंतर्राष्ट्रीय एनीलेल्ड कॉपर मानक चालकता मूल्यांकन प्राप्त करता है। यह तांबा सावधानी से विनियमित(नियमित रूप से) ,ऑक्सीजन मुक्त वातावरण में अंतिम रूप में समाप्त हो गया है। चांदी (एजी) को ओएफई रासायनिक विनिर्देश (विशेष वर्णन) में अशुद्धता माना जाता है। यह यहां सूची युक्त तीन श्रेणी में सबसे महंगा भी है।
  • सी 10200 - ऑक्सीजन रहित (ऑफ) के रूप में भी जाना जाता है। जबकि OF(ऑफ) को ऑक्सीजन मुक्त माना जाता है, इसकी चालकता मूल्यांकन नीचे दिए गए अधिक सामान्य ETP (ईटीपी) श्रेणी से बेहतर नहीं है। इसमें 0.001% ऑक्सीजन सामग्री, 99.95% शुद्धता और कम से कम 100% आईएसीएस (इण्डियन एसोसियेशन फॉर द कल्टिवेशन ऑफ साईन्स ) चालकता है। शुद्धता प्रतिशत के मतलब के लिए, चांदी (एजी) सामग्री को तांबे (सीयू) के रूप में गिना जाता है।
  • सी 11000 - इलेक्ट्रोलाइटिक-टफ-पिच (ईटीपी) के रूप में भी जाना जाता है। यह सबसे आम तांबा है। यह बिजली प्रयोग के लिए व्यापक है। ईटीपी की न्यूनतम चालकता (कंडक्टिविटी) रेटिंग 100% आईएसीएस है और इसे 99.9% शुद्ध होना आवश्यक है। इसमें 0.02% से 0.04% ऑक्सीजन सामग्री (विशेष) है। आज बेचे जाने वाले अधिकतर ETP (ईटीपी) 101% को पूरा करते हैं या उससे अधिक हैं। तांबे के साथ के रूप में, चांदी (एजी) सामग्री को शुद्धता उद्देश्यों के लिए तांबे (सीयू) के रूप में गिना जाता है।

ऑक्सीजन मुक्त उच्च तापीय चालकता

क्रायोजेनिक्स (अत्यधिक निम्न ताप उत्पन्न करने व उसके प्रयोगों का अध्ययन करना ) में ऑक्सीजन रहित उच्च तापीय चालकता (ओएफएचसी) तांबे के फैले हुए रूप से उपयोग किया जाता है। OFHC (ओएफएचसी) प्रसंस्करण (प्रॉसेसिंग) के दौरान शुद्ध ऑक्सीजन मुक्त धातु के संदूषण (संपर्क प्रभाव) को रोकने के लिए सावधानीपूर्वक नियंत्रित स्थितियों के अंतर्गत चुने गए शुद्ध कैथोड (इलेक्ट्रोड जिसमे सेल में करंट प्रवेश करता है ) और कास्टिंग के सीधे रूप में परिवर्तन द्वारा उत्पन्न किया जाता है। ओएफएचसी तांबे के उत्पादन की विधि 99.99% तांबे की सामग्री के साथ धातु का एक अतिरिक्त उच्च श्रेणी सुनिश्चित करती है। बाहरी तत्वों की बहुत कम सामग्री के साथ, असली तांबे के छिपे हुए गुणों को उच्च स्तर तक लाया जाता है। अभ्यास में ऑक्सीजन सामग्री आमतौर पर 0.03% की कुल अधिकतम अशुद्धता स्तर के साथ 0.001 से 0.003% होती है। ये विशेषताएँ उच्च लचीलापन , (लचक) उच्च विद्युत चालकता (इलेक्ट्रिकल कंडक्टिविटी) और तापीय चालकता (थर्मल कंडक्टिविटी), उच्च प्रभाव शक्ति, # शक्ति की शर्तें, अच्छा रेंगना (विरूपण) विरोध, वेल्डिंग में आसानी और अति उच्च वैक्यूम (अल्ट्रा-हाई वैक्यूम) के तहत कम सापेक्ष अस्थिरता (रिलेटिव वोलैटिलिटी)।[4]


मानक

चालकता आमतौर पर 1913 (एक हज़ार नौ सौ तेरह) के अंतर्राष्ट्रीय एनीलेल्ड कॉपर मानक के सापेक्ष निर्दिष्ट (उल्लिखित) की जाती है 5.8×107सीमेंस (यूनिट) / मीटर । शुद्धिकरण प्रक्रिया में प्रगति से अब OF (ऑफ) और ETP (ईटीपी) तांबे का उत्पादन होता है जो इस मानक के 101% को पूरा या उससे अधिक कर सकता है। (अल्ट्रा-प्योर तांबे की चालकता होती है 5.865×107S/m, 102.75% आईएसीएस) ध्यान दें कि ऑफ और ईटीपी तांबे में समान चालकता आवश्यकताएं होती हैं।[5] तांबे की चालकता में सुधार के लिए ऑक्सीजन एक लाभकारी भूमिका निभाता है। तांबे की गलाने की प्रक्रिया के दौरान, अशुद्धियों को साफ करने के लिए ऑक्सीजन को जानबूझकर पिघलाया जाता है जो अन्यथा चालकता को कम कर देगा।[6] तांबे के दाने के घनत्व को कम करके सी10100 विनिर्देश (विशेष विवरण) के नीचे अशुद्धता के स्तर को प्राप्त करने की तुलना में Czochralski प्रक्रिया (ज़ोक्राल्स्की) जैसी उन्नत शुद्धिकरण प्रक्रियाएँ हैं।[7][8][9][10] इस समय, इन विशेष तांबे के लिए वर्तमान में कोई UNS/ASTM (यूएनएस/एएसटीएम) वर्गीकरण नहीं है और इन तांबे की आईएसीएस चालकता (कंडक्टिविटी ) आसानी से उपलब्ध नहीं है।

औद्योगिक अनुप्रयोग

औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए, ऑक्सीजन मुक्त तांबे को इसकी विद्युत चालकता (इलेक्ट्रिकल कंडक्टिविटी) की तुलना में इसकी रासायनिक शुद्धता के लिए अधिक महत्व दिया जाता है। अर्धचालक (सेमीकंडक्टर) और अतिचालकता (सुपरकंडक्टर) घटकों के निर्माण के साथ-साथ कण त्वरक (आवेशित कणों की गतिज ऊर्जा बढाना ) जैसे अन्य अति-उच्च वैक्यूम (अल्ट्रा-हाई वैक्यूम) उपकरणों में प्लाज्मा जमाव (स्पटरिंग ) प्रक्रियाओं में ओएफ/ओएफई-श्रेणी तांबे का उपयोग किया जाता है। इनमें से किसी भी अनुप्रयोग में, ऑक्सीजन या अन्य अशुद्धियों के निकलने से स्थानीय वातावरण में अन्य सामग्रियों के साथ अनचाही रासायनिक प्रतिक्रिया हो सकती है।[11]


== होम ऑडियो == में प्रयोग करें

हाई-एंड वक्ता तार (स्पीकर वायर ) उद्योग ऑक्सीजन मुक्त तांबे को बेहतर चालकता या अन्य विद्युत गुणों के रूप में बाजार में लाता है जो ऑडियो संकेत (ऑडियो सिग्नल ) ट्रांसमिशन के लिए फायदेमंद माना जाता है।। वास्तव में, सामान्य सी11000 (ईटीपी) और उच्च-लागत सी10200 ऑक्सीजन-मुक्त (ऑफ) तांबे के लिए चालकता विनिर्देश( विशेष वर्णन।) समान हैं;[12] और इससे भी अधिक महंगे सी10100 में केवल एक प्रतिशत उच्च चालकता है - ऑडियो अनुप्रयोगों में महत्वहीन है।[12] ओएफसी फिर भी ऑडियो प्लेबैक सिस्टम और गृह सिनेमा (होम सिनेमा ) में ऑडियो और वीडियो सिग्नल दोनों के लिए बेचा जाता है।[12]


ऑक्सीजन मुक्त फास्फोरस युक्त तांबा

गलाने की प्रक्रिया में फॉस्फोरस के अतिरिक्त डीऑक्सीडाइज़ किए गए कॉपर्स से उच्च-विद्युत-चालकता (हाई इलेक्ट्रिकल कंडक्टिविटी) वाले कॉपर्स अलग होते हैं। ऑक्सीजन रहित फॉस्फोरस युक्त कॉपर (यूओएफपी) का उपयोग आमतौर पर संरचनात्मक और तापीय (थर्मल) अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है, जहाँ कॉपर सामग्री हाइड्रोजन उत्सर्जन (छोड़ना) या अधिक सटीक रूप से भाप उत्सर्जन#कॉपर पैदा करने के लिए पर्याप्त उच्च तापमान के अधीन होगी। उदाहरणों में वेल्डिंग/ब्रेज़िंग रॉड और उष्मा का आदान प्रदान करने वाला (हीट एक्सचेंजर) ट्यूबिंग शामिल हैं।[13] अशुद्धता (धातु मैट्रिक्स में मौजूद अवशिष्ट आक्साइड के रूप में) के रूप में ऑक्सीजन युक्त कॉपर मिश्र धातुओं को गर्म हाइड्रोजन के संपर्क में लाया जा सकता है। हाइड्रोजन तांबे के माध्यम से फैलता है और तांबे (I) ऑक्साइड | Cu के समावेशन के साथ प्रतिक्रिया करता है जिससे एच2ओ, (पानी ) बनता है, जो तब अनाज की सीमाओं पर दबाव वाले पानी के भाप (स्टीम) के बुलबुले बनाता है। यह प्रक्रिया अनाज को एक दूसरे से दूर करने के लिए मजबूर कर सकती है और इसे भाप उत्सर्जन (स्टीम एमिशन्स) के रूप में जाना जाता है (क्योंकि भाप का उत्पादन होता है, ना कि इसलिए भाप के संपर्क में आने से समस्या होती है)।

स्वीडन और फ़िनलैंड में विकसित KBS-3(केबीएस-3) अवधारणा में क्रिस्टलीय रॉक संरचनाओं में उच्च-स्तरीय रेडियोधर्मी कचरे के निपटान (समझौते) के लिए खर्च किए गए परमाणु ईंधन के ओवरपैक के लिए CuOFP (यूओएफपी) को जंग-प्रतिरोधी सामग्री के रूप में चुना गया है।

यह भी देखें

  • तांबे के तार और केबल (कॉपर वायर एंड केबल)

संदर्भ

  1. ↑ "Innovations: Introduction to Copper: Types of Copper". Copper.org. 2010-08-25. Archived from the original on 2007-11-02. Retrieved 2011-07-05.
  2. ↑ "ASTM Standard Designation for Wrought and Cast Copper and Copper Alloys". Resources: Standards & Properties. Copper.org. 2010-08-25. Retrieved 2011-07-05.
  3. ↑ "ASTM Standard Designation for Wrought and Cast Copper and Copper Alloys: Introduction". Copper.org. 2010-08-25. Retrieved 2011-07-05.
  4. ↑ "Oxygen-Free Copper". Anchorbronze.com. Retrieved 2011-07-05.
  5. ↑ "Innovations in Copper: Electrical and Metallurgy of Copper: High Copper Alloys". Copper.org. 2010-08-25. Archived from the original on 2008-10-10. Retrieved 2011-07-05.
  6. ↑ "Innovations : The Metallurgy of Copper Wire". Copper.org. 2010-08-25. Archived from the original on 2007-11-27. Retrieved 2011-07-05.
  7. ↑ Tanner, B. K. (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, H.; Sampar, D. S.; Fiore, N. F. (1973). "Substructure control by solidification control in Cu crystals". Metallurgical Transactions. 4 (6): 15935–15937. doi:10.1007/BF02668013. S2CID 137114174.
  9. ↑ Kato, Masanori (1995). "The production of ultrahigh-purity copper for advanced applications". JOM. 47 (12): 44–46. doi:10.1007/BF03221340. S2CID 138140372.
  10. ↑ Isohara. "Characteristics of Our 9N-Cu(99.9999999%)" (PDF). ACROTEC High Purity Metals. Retrieved 2016-05-21.
  11. ↑ "Archived copy" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2007-09-29. Retrieved 2007-05-26.{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)
  12. ↑ 12.0 12.1 12.2 Russell, Roger. "Speaker Wire – A History". Retrieved 2011-08-25.
  13. ↑ "High Conductivity Copper for Electrical Engineering". Copper Development Association. 2016-02-01. Retrieved 2016-02-11.
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