구리 종류와 특성 (전기동, 무산소 동 등)

산업에서 많이 사용되는 구리 종류와 특성에 대해서 정리하려고 합니다. 구리는 제조 방법에 따라 여러가지 종류가 있으며, 특성이 조금씩 다릅니다.

구리의 종류

전기동 (electrolytic copper)

전기 분해하여 음극에서 얻어지는 구리로 동지금으로 판매가 됩니다.

특성: ① 순도 99.95% 이상으로 높으나 가공에 취약합니다.

② 산화에 의한 용융정련을 하여 형동을 만들어 판매하기도 합니다.

무산소 동 (Oxygen free high conductivity copper, OFHC)

전기동을 진공 또는 무산화 분위기에서 정련주조한 것으로 정련동과 탈탄동의 장점을 갖춘 동입니다. 전해정련된 음극 Cu를 용해하고 CO 및 질소가스의 환원성 분위기에서 O2가 Cu에 들어오는 것을 방지하면서 주조하면 무산소 동을 만들 수 있습니다.

특성: ① O2나 탈산제를 품지 않는 동이며 산소 함유량은 0.001~0.002% 정도입니다.

② 전기 전도도가 특히 좋고 가공성이 우수하여 전자기용으로 많이 사용되고 있습니다.

정련동 (전해인성 구리, electrolytic tough-pitch copper)

용해할 때 노내 분위기를 산화성으로 해서 용융 구리 중의 산소 농도를 증가시켜 수소 함유량을 저하시킨 후 생목을 용융 중에 투입하는 poling을 하여 탈탄시킨 동입니다.

특성: ① 전도성, 내식성, 전연성, 강도 등의 우수하여 공업용에 많이 사용됩니다.

탈산 구리 (deoxidized copper)

용해시 흡수된 산소를 인으로 탈산하여 산소를 0.01% 이하로 만든 동입니다.

특성: ① 고온에서 수소 취성이 없고 산소를 흡수하지 않으며 용접성이 좋아 가스관, 열교환관 등으로 많이 사용되고 있습니다.

② 연화 온도가 약간 높으므로 용접용으로 적합합니다. (판재, 가스관, 열교환관, 증유 버너용 관 등이 많이 사용되고 있음)


구리 장점 및 물리적 특성

구리 장점

  • 전기 및 열 전도성이 우수하고 유연하여 전연성이 좋아 가공성이 우수
  • 화학적 저항력이 커서 부식저항이 크며, 아름다운 광택을 갖고 있음
  • Zn, Sn, Ni, Mg 등과 함금이 용이

구리 특성

구리 (99.99%) 물리적 특성

아래 표는 구리 99.99%의 순수 구리의 특성표입니다.

밀도 (20℃, g/cm3)8.96용융숨은열 (cal/g)48.9
용융점 (℃)1083도전율 (20℃, IACS)약 101
끓는점 (℃)2595비열 (20℃, cal/g*℃)0.092
열팽창 계수16.8고유 저항 (20℃, uΩ*cm)1.71

전기적 특성

  • 전기 전도율 및 열전도율은 Ag 다음으로 높다. (전기 전도율 순위: Ag > Cu > Au > Al > Mg > Zn > Ni > Fe > Pb > Sb)
  • 도전율을 감소 시키는 원소: Ti, P, Fe, As

구리에 함유된 불순물의 영향

  • As: 0.5%까지는 소성을 해치지 않지만, 전기 전도율이 감소됨
  • Bi, Pb: Bi는 0.02% 이상, Pb는 0.05% 이상이 되면 고온 취성을 일으킴
  • O2: 수소 용해도의 감소로 순도를 높임
  • Fe: 3.0~4.0%를 고용하며 1%를 초과하면 굳고 여림
  • S: Cu2S로서 구리와 공정을 만들며 0.25% 정도에서 냉간 가공이 안됨
  • Sb: 소량 첨가시는 경도를 증대하나 소성을 해치며 5%는 전기 전도율을 해침.

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