C1100はJISに規定された純銅の一種で、タフピッチ銅と呼ばれる標準的な高純度銅材料です。
99.90%以上の銅純度を持ち、優れた電気伝導性・熱伝導性を誇ります。
C1100の特徴と性質
C1100は一般的に次のような特徴があります。
- 高い電気・熱伝導性:電気導電率はIACS基準で100%、熱伝導性も非常に高い。
- 耐食性に優れる:大気中でも酸化皮膜を形成し、腐食に強い。
- 加工性が良好:冷間加工・熱間加工ともに対応可能。曲げ・絞り加工などにも適応。
- 美観性が高い:赤味を帯びた金属光沢があり、装飾用途にも適する。
C1100の用途例
C1100はその導電性・加工性の高さから、さまざまな製品に使われています。
特に電気関連部品や化学工業用として広く使用されています。
- 電気配線・バスバー・ケーブル
- 熱交換器・冷却装置部品
- 屋根材・建築装飾(銅板屋根など)
- ガスケット・シール材
- 工芸品・楽器(打楽器・管楽器)
C1100の化学成分(JIS H3100準拠)
C1100の主な化学成分は以下の通りです。
元素 | 含有量(%) |
---|---|
銅(Cu) | ≧99.90 |
酸素(O) | 0.02~0.05 |
その他不純物 | ≦0.10 |
※酸素含有により、溶接時などに注意が必要です(脱酸銅との違い)。
C1100の質別ごとの機械的性質(JIS H3100準拠)
C1100には用途や加工性に応じてさまざまな質別が規定されています。
以下に、代表的な質別の性質を一覧で示します。
質別記号 | 引張強さ (N/mm²) | 伸び (%) | 特徴・用途例 |
---|---|---|---|
O | 195以上 | 25~30 | 軟質で成形性が高く、深絞りや複雑加工に最適。 |
1/2H | 205~245 | 10~30 | 強度と加工性のバランスが良い。 |
H | 215~275 | – | 強度重視。 |
- 上記は板材の特性です。厚さによって若干の差異があります。数値は代表値です。
- 棒材・線材では、加工条件によって物性が変化します。
C1100の物理的性質(物性値)
C1100は純銅の中でも標準的な特性を持ち、以下のような物理特性を示します。
項目 | 数値 | 単位 | 備考 |
---|---|---|---|
密度 | 8.94 | g/cm³ | 純銅の標準的な値 |
比重 | 8.94 | - | |
融点 | 1084 | ℃ | 高融点で耐熱性がある |
熱伝導率 | 約390 | W/(m・K) | 金属中でトップクラス |
電気伝導率(20℃) | 100 | %IACS | 標準導電率(国際基準値) |
線膨張係数(20~300℃) | 16.5×10⁻⁶ | /K | 熱膨張は中程度 |
ヤング率 | 約110 | GPa | 弾性率は中程度 |
ポアソン比 | 約0.34 | – | 一般的な金属と同程度 |
C1100と環境負荷物質・規制対応
◆ C1100に含まれる有害物質(JISに準拠)
元素 | 含有量上限 | 備考 |
---|---|---|
鉛(Pb) | 含まれない | RoHS指令の対象物質。完全フリー。 |
カドミウム(Cd) | 含まれない | 環境規制に完全適合。 |
水銀(Hg) | 含まれない | - |
六価クロム(Cr⁶⁺) | 含まれない | - |
PBB/PBDE | 含まれない | 難燃剤としても使用されない。 |
C1100は、鉛やカドミウムなどの有害物質を含まないため、RoHS2指令(EU)、ELV指令(自動車向け)などに適合する環境にやさしい材料です。
環境負荷が極めて低く、グリーン調達対応品としても安心して使用できます。
機械設計者がC1100を使う際の注意点とトラブル事例
C1100は高い性能を持ちますが、設計・使用条件によってはトラブルの原因になることがあります。
以下に注意点と実際に報告される問題例を整理します。
◆ 設計上の注意点
項目 | 内容 | 解説・対策 |
---|---|---|
水素脆化 | 還元性雰囲気中で加熱すると脆くなる | 酸素含有のため、高温での水素雰囲気では脱酸銅(C1220)を選定 |
強度不足 | 純銅のため、機械的強度が低い | 構造部品には適さず、他合金(青銅、黄銅)を検討 |
摩耗 | 柔らかいため、摺動部では摩耗しやすい | 表面硬化処理または、接触材の見直しが必要 |
◆ 実際のトラブル事例と対策
事例 | 発生状況 | 原因 | 対策 |
---|---|---|---|
真空機器での破損 | 高温処理後にクラック発生 | 水素脆化 | 脱酸銅C1020、C1220へ変更 |
接点の摩耗 | 繰り返し使用で接点摩耗 | 柔らかさによる金属流動 | 金メッキや銀メッキ処理 |
構造材の変形 | 荷重下での塑性変形 | 強度不足 | 黄銅やリン青銅へ材質変更 |
まとめ
C1100は、高い電気・熱伝導性と耐食性を持つ汎用性の高い純銅材料です。
電気部品や熱交換器、建築装飾品など幅広い用途に適しており、環境負荷も少ないため多くの分野で採用されています。
一方で強度面や水素脆化には注意が必要であり、使用環境に応じた材料選定が重要です。