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C1100(タフピッチ銅)の特徴、性質、使用上の注意について解説!

C1100(タフピッチ銅)の特徴、性質、使用上の注意について解説!

C1100(タフピッチ銅)の特徴、性質、使用上の注意について解説!

目次
  1. C1100とは
  2. C1100(タフピッチ銅)の特徴
  3. C1100以外の純銅について
  4. C1100(タフピッチ銅)を使用する上での注意点
  5. C1100の用途は?
  6. C1100の機械的性質・物理的性質

C1100とは

C1100は純銅の一種で、Cuの純度が99.90%以上の金属にあります。ちなみに純銅は酸素の含有量で3種類に分かれており、タフピッチ銅(C1100)、りん脱酸銅(C1201、C1220)、無酸素銅(C1020)になります。

C1100の特徴は純銅であるため展延性、耐食性に優れており、また高い熱伝導性や導電率を有しています。そのためC1100は銅線や電子機器材料に使用されます。

C1100(タフピッチ銅)の特徴

C1100の特徴として導電率、熱伝導率、加工性、耐熱温度、耐食性、光沢、非磁性が挙げられます。

・導電率

銅の最大の特徴は導電率の高さです。銀に次いで導電率が高いため、銅線として電気配線に利用されています。

・熱伝導率

C1100の熱伝導率は鉄鋼材料やアルミよりも優れています。そのため、以前はアルミよりも銅が一般的に熱伝導性の高い金属として利用されていました。現在でも熱伝導性の必要なフライパンなどに利用されています。

・加工性

C1100の特徴の1つが加工性です。C1100の加工性が高い理由として、銅の融点が関係します。銅の融点は1084℃で、金属の中では比較的低い融点となっています。またこの温度はなどで燃焼できるため銅の加工は大昔から行われています。そして融点に加えて、銅の展延性が高いことで圧延や押し出し加工を行いやすくしています。

・耐熱温度

C1100は耐熱温度が低いことが特徴です。200℃を超えると軟化するため、通常200℃以下で使用されます。

・光沢

金以外で唯一金色の光沢をもつ金属です。

加工性がよく光沢があることから、工芸品にも使われます。

C1100以外の純銅について

上で述べたように純銅は酸素の含有量で3種類に分けられ、タフピッチ銅、りん脱酸銅、無酸素銅に分類されます。

タフピッチ銅(C1100)

タフピッチ銅(C1100)は導電性・熱伝導性、耐食性、加工性が優れた純銅です。タフピッチ銅は内部に微量の酸素が含まれているため600℃以上の加熱を与えると残留酸素と水素が反応して、水素脆性が起こる可能性があります。

りん脱酸銅

りん脱酸銅はかつりん(P)で脱酸をした純銅です。脱酸をしたことによってタフピッチ銅のような水素脆性が起こらない材質です。ただ、Pが銅内部に若干残ってしまいます。

無酸素銅

無酸素銅は酸素が極少で不純物も除去された高純度の銅です。

タフピッチ銅(C1100)と比較すると、抵抗や歪みが少ないため工業的に優れています。また、ガス放出が少ないため真空機器に広く利用されています。

C1100の使用において注意すべきこと

C1100は導電性・熱伝導性が高いことや加工性が優れているため、非常に使い勝手の良い金属です。しかし一方で、C1100の使用を検討する際に注意すべきことがあります。上で述べたようにC1100の内部には少量の酸素が含まれます。そのため600℃以上の加熱を与えた場合、残留酸素と水素が反応して、水素脆性が起こり亀裂が生じる可能性があります。このようにC1100を使用する場合、加熱においては注意すべきです。

C1100の用途は?

C1100は熱伝導性が高く、展延性が優れているため、銅線や電子機器材料に使用されます。

C1100の機械的性質・物理的性質

C1100の性質として、強度と熱伝導率が挙げらます。

一般的に金属の基準とされる鉄(SS400)の引張り強さは400〜510(N/mm^2)です。この数字と下にあるC1100の引張り強さを比較すると、銅の強度の低さが明白です。このようにC1100の性質の1つとして強度が挙げられます。

熱伝導性に関しても鉄と比較すると、鉄(SS400)の熱伝導率は51.6(W/m•k)、C1100の熱伝導性は391(w/m•k)でC1100の熱伝導性の高さが際立っています。

このようにC1100の特性は強度と熱伝導性です。

機械的性質

引張り強さ (N/mm^2) 硬度 (HV)
245以上 75以上

物理的性質

比重(g/cm^3) 縦弾性係数 (kN/mm^2) 比熱 膨張係数(10^-6•k) 熱伝導率(w/(m•k)) 液相融点 (℃) 固相融点 (℃)
8.89-8.94 118 385 17.7 391 1083 1065

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