1. Sastāva prasības vara augstai vadītspējai
Varš ar augstu-vadītspēju parasti attiecas uz varu, kura elektrovadītspēja nav mazāka par 100% IACS (starptautiskais rūdīta vara standarts). Lai izpildītu šo prasību, būtiska ir stingra ķīmiskā sastāva kontrole.
Pirmkārt, bāzes vara tīrībai jābūt pietiekami augstai. Standarta augstas -vadītspējas vara masas daļai ir jābūt vismaz 99,90%. Augstas-precizitātes elektroniskām un elektriskajām ierīcēm tīrība bieži vien ir augstāka par 99,95% vai pat sasniedz 99,99%. Augstāka vara tīrība samazina elektronu izkliedi, ko izraisa piemaisījumi un režģa defekti, tādējādi uzlabojot vadītspēju.
Otrkārt, kaitīgo piemaisījumu elementu saturs ir stingri jāierobežo. Parastie piemaisījumi, piemēram, fosfors, dzelzs, sērs, skābeklis, svins, bismuts, antimons, arsēns un niķelis, ievērojami samazina elektrisko vadītspēju.
Tipiski augstas{0}}vadītspējas vara sastāva ierobežojumi ir šādi:
Fosfors ir mazāks par 0,005% vai vienāds ar to
Dzelzs mazāks vai vienāds ar 0,005%
Sērs mazāks par vai vienāds ar 0,005%
Skābeklis Mazāks vai vienāds ar 0,02% (skābekli -nesošajam vara) vai mazāks skābekli nesaturošam -varam
Kopējais ne-vara piemaisījumu daudzums Mazāks vai vienāds ar 0,05%–0,10%
Bezskābekļa -varš (OFC) vēl vairāk kontrolē skābekļa līmeni zem 0,001%, lai izvairītos no trausluma un vadītspējas zuduma augstas temperatūras apstrādes laikā.
2. Vai augstāks vara saturs vienmēr ir labāks?
Tīrā varā lielāks vara saturs uzlabo elektrisko un siltuma vadītspēju, taču tas ne vienmēr ir labāks visiem lietojumiem.
Noteiktā diapazonā vara tīrības palielināšana samazina piemaisījumu izkliedi un ievērojami uzlabo vadītspēju. Tomēr pārāk augsta tīrības pakāpe rada problēmas:
Izmaksas strauji palielinās, jo īpaši augstai{0}}attīrīšanai nepieciešami sarežģīti procesi, piemēram, elektrolītiskā attīrīšana un vakuumkausēšana.
Mehāniskā izturība samazinās, jo tīrs varš ir ļoti mīksts un tam ir zema cietība un nodilumizturība.
Dažos gadījumos mikroelementi (piemēram, neliels sudraba vai kadmija daudzums kontrolētā koncentrācijā) var uzlabot izturību un mīkstināšanas pretestību, nopietni nesabojājot vadītspēju.
Tāpēc vara tīrība jāizvēlas atbilstoši faktiskajām vajadzībām. Piemēram, parastās elektriskās sastāvdaļas izmanto 99,90%–99,95% tīrību, savukārt augstas-frekvences signāliem un īpaši{4}}precīzām ierīcēm ir nepieciešama 99,99% vai augstāka tīrība.
3. Piemaisījumu elementu ietekme uz vadītspēju
Gandrīz visi piemaisījumu elementi cietā šķīduma vai nokrišņu veidā samazina tīra vara elektrisko vadītspēju.
Šķīstošie piemaisījumi (fosfors, dzelzs, niķelis, arsēns, antimons, bismuts) deformē vara režģi un spēcīgi izkliedē elektronus, izraisot strauju vadītspējas kritumu. Pat 0,01% fosfora var izraisīt acīmredzamus vadītspējas zudumus.
Nešķīstoši vai vāji šķīstoši piemaisījumi (svins, sērs) veido otrās-fāzes daļiņas pie graudu robežām, palielinot elektronu izkliedi un arī samazinot vadītspēju.
Skābeklis veido Cu₂O daļiņas, kas ietekmē gan vadītspēju, gan apstrādes veiktspēju. Skābekli nesaturošs -varš tiek izmantots īpašos lietojumos, lai izvairītos no šīs ietekmes.
Kopumā, jo mazāka ir atomu rādiusa un šķīdības atšķirība starp piemaisījumu un varu, jo mazāks ir vadītspējas bojājums; pretējā gadījumā ietekme ir nopietnāka. Augstas-vadītspējas lietojumos piemaisījumu satura samazināšana ir visefektīvākais veids, kā nodrošināt veiktspēju.
