Tembaga bebas oksigen (OFC) dan tembaga konduktivitas termal tinggi bebas oksigen (OFHC) adalah keluarga paduan tembaga yang dimurnikan secara elektrolitik dan sangat konduktif yang kandungan oksigennya telah dikurangi hingga 0,001% atau kurang. Tembaga bebas oksigen dianggap sebagai tembaga dengan mutu tertinggi karena memiliki konduktivitas yang sangat tinggi dan hampir tidak mengandung oksigen. Keberadaan oksigen memengaruhi sifat listrik tembaga, sehingga mengurangi kemampuannya untuk menghantarkan listrik. Artikel ini akan membahas secara mendalam aplikasi tembaga bebas oksigen di berbagai industri dan pentingnya tembaga bebas oksigen.
"Kemurnian tinggi tembaga bebas oksigen menjadikannya material yang sangat diperlukan dalam aplikasi teknologi tinggi."
Tembaga bebas oksigen sering kali memiliki spesifikasi yang berbeda menurut basis data ASTM/UNS. Berikut tiga tembaga listrik dengan konduktivitas tinggi yang umum digunakan, dua di antaranya dianggap sebagai tembaga bebas oksigen:
C10100
- Dikenal sebagai tembaga elektronik bebas oksigen (OFE), tembaga ini memiliki kemurnian 99,99% dan kandungan oksigen sebesar 0,0005%.C10200
- Dikenal sebagai tembaga bebas oksigen (OF), tembaga ini memiliki kandungan oksigen sebesar 0,001% dan kemurnian sebesar 99,95%.C11000
- Dikenal sebagai Electrolytic Tough Plating (ETP), tembaga ini biasanya memiliki kemurnian 99,9% dengan kandungan oksigen berkisar antara 0,02% hingga 0,04%. "Tembaga konduktivitas termal tinggi bebas oksigen (OFHC) adalah salah satu material yang bertanggung jawab atas penggunaan teknologi pendinginan secara luas dan memiliki konduktivitas termal yang sangat baik."
Tembaga konduktivitas termal tinggi bebas oksigen (OFHC) banyak digunakan dalam teknologi kriogenik. Material tembaga diubah secara langsung menjadi katode dan coran yang dimurnikan secara elektrolitik yang dipilih secara khusus untuk mencegah kontaminasi selama pemrosesan. Metode produksi ini memastikan tembaga berkualitas tinggi, dengan kadar oksigen biasanya berkisar antara 0,001% hingga 0,003%, yang sangat menonjolkan sifat bawaan tembaga unsur.
“Duktilitas dan konduktivitas listrik yang tinggi dari tembaga bebas oksigen memungkinkannya bekerja dengan baik di lingkungan vakum yang sangat tinggi.”
Dalam aplikasi industri, tembaga bebas oksigen lebih dihargai karena kemurnian kimianya daripada sekadar konduktivitas listriknya. Tembaga elektronik bebas oksigen dan bebas oksigen (kelas OF/OFE) sebagian besar digunakan dalam proses deposisi plasma (sputtering), yang meliputi pembuatan komponen semikonduktor dan superkonduktor, serta peralatan vakum sangat tinggi lainnya seperti akselerator partikel. Dalam aplikasi ini, setiap pelepasan oksigen atau kotoran lainnya dapat menyebabkan reaksi kimia yang tidak diinginkan yang memengaruhi kinerja material.
Pasar kabel speaker kelas atas menggembar-gemborkan tembaga bebas oksigen karena memiliki konduktivitas yang ditingkatkan atau sifat listrik lainnya yang bermanfaat untuk mentransmisikan sinyal suara. Namun, dalam praktiknya, spesifikasi konduktivitas untuk tembaga C11000 (ETP) umum dan tembaga C10200 (OF) yang lebih mahal identik. Bahkan konduktivitas C10100 hanya 1% lebih tinggi, yang tidak signifikan dalam aplikasi audio. Meskipun demikian, tembaga bebas oksigen masih digunakan untuk transmisi sinyal audio dan video dalam sistem pemutaran audio dan teater rumah.
"Penggunaan tembaga bebas oksigen dalam peralatan audio menantang imajinasi kita tentang kinerja material kelas atas."
Tembaga yang sangat konduktif dibedakan dari tembaga yang telah dideoksidasi dengan penambahan fosfor selama proses peleburan. Tembaga Fosfor Bebas Oksigen (CuOFP) sering digunakan dalam aplikasi struktural dan termal di mana material tembaga akan mengalami suhu yang cukup tinggi untuk menghindari kerapuhan hidrogen. Jenis tembaga ini dipilih sebagai bahan pelapis untuk konsep KBS-3 untuk penanganan limbah radioaktif tingkat tinggi karena sifatnya yang tahan korosi.
Singkatnya, tembaga bebas oksigen tidak diragukan lagi memainkan peran yang sangat penting dalam bidang sains, teknologi, dan industri. Namun, bagaimana nilai sebenarnya dari bahan canggih ini dapat dipahami dan diterapkan secara lebih luas?