El cobre libre de oxígeno (OFC) y el cobre libre de oxígeno de alta conductividad térmica (OFHC) son una familia de aleaciones de cobre altamente conductoras y refinadas electrolíticamente cuyo contenido de oxígeno se ha reducido al 0,001 % o menos. El cobre libre de oxígeno se considera el grado más alto de cobre porque tiene una conductividad extremadamente alta y casi no contiene oxígeno. La presencia de oxígeno afecta las propiedades eléctricas del cobre, reduciendo su capacidad para conducir electricidad. Este artículo analizará en profundidad las aplicaciones del cobre libre de oxígeno en una variedad de industrias y su importancia.
"La alta pureza del cobre libre de oxígeno lo convierte en un material indispensable en aplicaciones de alta tecnología".
El cobre libre de oxígeno a menudo tiene especificaciones diferentes según la base de datos ASTM/UNS. A continuación se muestran tres cobres eléctricos de alta conductividad de uso común, dos de los cuales se consideran cobres libres de oxígeno:
C10100
- Conocido como cobre electrónico libre de oxígeno (OFE), tiene una pureza del 99,99% y un contenido de oxígeno del 0,0005%. C10200
- Conocido como cobre libre de oxígeno (OF), tiene un contenido de oxígeno del 0,001% y una pureza del 99,95%. C11000
- Conocido como revestimiento electrolítico resistente (ETP), generalmente tiene una pureza del 99,9 % y un contenido de oxígeno que varía entre el 0,02 % y el 0,04 %. "El cobre de alta conductividad térmica libre de oxígeno (OFHC) es uno de los materiales responsables del uso generalizado de la tecnología de refrigeración y tiene una excelente conductividad térmica".
El cobre de alta conductividad térmica libre de oxígeno (OFHC) se utiliza ampliamente en la tecnología criogénica. El material de cobre se convierte directamente en cátodos y piezas fundidas refinadas electrolíticamente especialmente seleccionadas para evitar la contaminación durante el procesamiento. Este método de fabricación garantiza que el cobre sea de alta calidad, con niveles de oxígeno que normalmente oscilan entre 0,001% y 0,003%, lo que acentúa en gran medida las propiedades inherentes del cobre elemental.
“La alta ductilidad y conductividad eléctrica del cobre libre de oxígeno le permiten funcionar bien en entornos de ultra alto vacío”.
En aplicaciones industriales, el cobre libre de oxígeno se valora más por su pureza química que sólo por su conductividad eléctrica. El cobre electrónico libre de oxígeno y libre de oxígeno (grados OF/OFE) se utiliza principalmente en procesos de deposición de plasma (pulverización catódica), que incluyen la fabricación de piezas semiconductoras y superconductoras, así como otros equipos de ultra alto vacío como aceleradores de partículas. En estas aplicaciones, cualquier liberación de oxígeno u otras impurezas puede provocar reacciones químicas no deseadas que afectan el rendimiento del material.
El mercado de cables para altavoces de alta gama promociona el cobre sin oxígeno por tener una conductividad mejorada u otras propiedades eléctricas que son beneficiosas para transmitir señales de sonido. En la práctica, sin embargo, las especificaciones de conductividad del cobre común C11000 (ETP) y del más costoso C10200 (OF) son idénticas. Incluso la conductividad del C10100 es solo un 1% mayor, lo que no es significativo en aplicaciones de audio. A pesar de ello, el cobre libre de oxígeno todavía se utiliza para la transmisión de señales de audio y vídeo en sistemas de reproducción de audio y cines en casa.
"El uso de cobre libre de oxígeno en equipos de audio desafía nuestra imaginación sobre el rendimiento de los materiales de alta gama".
En resumen, el cobre libre de oxígeno desempeña sin duda un papel indispensable en los campos de la ciencia, la tecnología y la industria. Sin embargo, ¿cómo se puede comprender y aplicar más ampliamente el valor real de estos materiales avanzados?