非鐵金屬材料

韌煉銅(含氧約0.02~0.05%、其大部分以Cu₂O分散的銅)在含氫的還原性氣氛中加熱,或進行氣焊、硬焊時,有時會變脆。其原因與對策,下列何者正確?

  1. A侵入的氫與Cu₂O反應生成水蒸氣,在晶界形成高壓的空洞或裂縫,因此使用無氧銅或磷脫氧銅
  2. B侵入的氫與銅反應,在晶界形成硬的氫化物,因此在加熱後進行高溫退火以分解氫化物
  3. C加熱使Cu₂O熔化,在晶界形成液相膜,因此使用增加氧量、使Cu₂O變圓變大的銅
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正確答案:A. 侵入的氫與Cu₂O反應生成水蒸氣,在晶界形成高壓的空洞或裂縫,因此使用無氧銅或磷脫氧銅

擴散到銅中的氫與晶界等處的Cu₂O反應,Cu₂O + H₂ → 2Cu + H₂O,水蒸氣分子無法在銅中擴散,因此在晶界形成高壓的空洞而產生裂縫。這稱為銅的氫脆(氫病)。對策是使用幾乎不含氧的無氧銅,或以磷脫氧的磷脫氧銅。磷脫氧銅因殘留的磷而導電率下降,因此需要高導電率的用途使用無氧銅。銅不會形成穩定的氫化物,因此以氫化物為原因的選項是錯誤的。此外,此脆化不是因Cu₂O熔化而起,增加氧反而會增加產生水蒸氣的來源。

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