Fabrikseitig individuell gefertigter massiver violetter Kupferstab
Benannt nach seiner purpurroten Farbe, besteht Kupfer nicht unbedingt aus reinem Kupfer. Manchmal werden geringe Mengen an desoxidierten Elementen oder anderen Legierungselementen beigemischt, um die Materialeigenschaften und Leistung zu verbessern. Daher zählt es auch zu den Kupferlegierungen. Chinesische Kupferverarbeitungsmaterialien lassen sich anhand ihrer Zusammensetzung in vier Kategorien einteilen: Normalkupfer (T1, T2, T3, T4), sauerstofffreies Kupfer (TU1, TU2 und hochreines, vakuum-sauerstofffreies Kupfer), desoxidiertes Kupfer (TUP, TUMn) und Spezialkupfer mit geringen Mengen an Legierungselementen (Arsenkupfer, Tellurkupfer, Silberkupfer). Die elektrische und thermische Leitfähigkeit von Kupfer steht der von Silber an zweiter Stelle und es findet breite Anwendung in der Herstellung von leitfähigen und wärmeleitenden Bauteilen. Kupfer ist korrosionsbeständig gegenüber der Atmosphäre, Meerwasser und bestimmten nicht-oxidierenden Säuren (Salzsäure, verdünnte Schwefelsäure), Laugen, Salzlösungen und verschiedenen organischen Säuren (Essigsäure, Zitronensäure) und wird in der chemischen Industrie eingesetzt. Darüber hinaus ist Kupfer gut schweißbar und kann durch Kalt- und thermoplastische Verarbeitung zu verschiedenen Halbzeugen und Fertigprodukten verarbeitet werden.
Spurenverunreinigungen in Kupfer haben einen erheblichen Einfluss auf dessen elektrische und thermische Leitfähigkeit. Titan, Phosphor, Eisen, Silizium usw. reduzieren die elektrische Leitfähigkeit deutlich, während Cadmium und Zink nur einen geringen Einfluss haben. Sauerstoff, Schwefel, Selen, Tellur und andere Legierungselemente bilden in sehr geringen Mengen feste Lösungen mit Kupfer und können spröde Verbindungen bilden. Der Einfluss auf die Leitfähigkeit ist zwar gering, kann aber die Verarbeitbarkeit verringern. Wird gewöhnliches Kupfer in einer reduzierenden Atmosphäre mit Wasserstoff oder Kohlenmonoxid erhitzt, reagieren diese Gase leicht mit den Korngrenzen von Kupfer(I)-oxid (Cu₂O). Dabei entsteht unter hohem Druck stehender Wasserdampf bzw. Kohlendioxid, was zum Bruch des Kupfers führen kann. Dieses Phänomen wird oft als „Wasserstoffkrankheit“ des Kupfers bezeichnet. Sauerstoff beeinträchtigt die Lötbarkeit von Kupfer. Bismut oder Blei bilden mit Kupfer ein niedrigschmelzendes Eutektikum, wodurch das Kupfer heiß spröde wird. Sprödes Bismut lagert sich zudem in den Korngrenzen ab und führt zu Kaltsprödigkeit. Phosphor kann die elektrische Leitfähigkeit von Kupfer deutlich verringern, jedoch die Fließfähigkeit des flüssigen Kupfers und damit die Schweißbarkeit verbessern. Die richtige Menge an Blei, Tellur, Schwefel usw. kann die Bearbeitbarkeit verbessern. Die Zugfestigkeit von geglühtem Kupferblech bei Raumtemperatur beträgt 22–25 kg/mm², die Bruchdehnung 45–50 % und die Brinellhärte (HB) 35–45.
Die Wärmeleitfähigkeit von reinem Kupfer beträgt 386,4 W/(mK).
Kupfer ist deutlich verbreiteter als reines Eisen. Jährlich werden 50 % des Kupfers elektrolytisch zu reinem Kupfer für die Elektroindustrie gereinigt. Das hier erwähnte Kupfer muss von sehr hoher Reinheit sein und einen Kupfergehalt von über 99,95 % aufweisen. Bereits geringste Mengen an Verunreinigungen, insbesondere Phosphor, Arsen und Aluminium, können die elektrische Leitfähigkeit von Kupfer erheblich reduzieren. Kupfer wird hauptsächlich zur Herstellung von Generatoren, Stromschienen, Kabeln, Schaltanlagen, Transformatoren und anderen elektrischen Geräten sowie Wärmetauschern, Rohren, Solaranlagen wie Flachkollektoren und anderen wärmeleitenden Bauteilen verwendet. Da Kupfer Sauerstoff enthält (bei der Kupferraffination kann leicht eine geringe Menge Sauerstoff beigemischt werden), hat dies einen großen Einfluss auf die Leitfähigkeit. Daher muss in der Elektroindustrie üblicherweise sauerstofffreies Kupfer verwendet werden. Darüber hinaus können Verunreinigungen wie Blei, Antimon, Wismut usw. die Kristallisation des Kupfers beeinträchtigen, was zu thermischer Versprödung führt und die Verarbeitung von reinem Kupfer ebenfalls erschwert. Dieses hochreine Kupfer wird üblicherweise durch Elektrolyse raffiniert: Unreines Kupfer (Rohkupfer) dient als Anode, reines Kupfer als Kathode und Kupfersulfatlösung als Elektrolyt. Beim Anlegen eines Stroms schmilzt das unreine Kupfer an der Anode allmählich, während sich das reine Kupfer an der Kathode abscheidet. So erhält man das raffinierte Kupfer. Die Reinheit beträgt bis zu 99,99 %.
Kupfer wird auch bei der Herstellung von Kurzschlussringen für Elektromotoren, elektromagnetischen Heizinduktoren und elektronischen Hochleistungsbauteilen, Klemmenblöcken usw. verwendet.
Kupfer wird auch für Türen, Fenster, Handläufe und andere Möbel und Dekorationen verwendet.
Chinesische violette Kupferverarbeitungsmaterialien können anhand ihrer Zusammensetzung in vier Kategorien unterteilt werden: gewöhnliches violettes Kupfer (T1, T2, T3, T4), sauerstofffreies Kupfer (TU1, TU2 und hochreines, vakuum-sauerstofffreies Kupfer), desoxidiertes Kupfer (TUP, TUMn), Spezialkupfer mit geringen Mengen an zugesetzten Elementen (Arsenkupfer, Tellurkupfer, Silberkupfer).
Name Chinesische Note Japanische Note Deutsche Note Amerikanische Note Britische Note
Null sauerstofffreies Kupfer TU0C1011--C10100C110
Nr. 1 sauerstofffreies Kupfer TU1C1020OF-CuC10200C103
Nr. 2 sauerstofffreies Kupfer TU2C1020OF-CuC10200C103
Nr. 1 Kupfer T1C1020OF-CuC10200C103
Nr. 2 Kupfer T2C1100SE-CuC11000C101
Nr. 3 Kupfer T3C1221
Nr. 1 Phosphor desoxidiertes Kupfer TP1C1201SW-CuC12000
Nr. 2 Phosphor desoxidiertes Kupfer TP2C1220SF-CuC12000
