Bei der Auswahl von Reinkupfer läuft der Vergleich fast immer auf C11000 (ETP) versus C10200 (sauerstofffrei) hinaus. Elektrisch und thermisch sind sie nahezu identisch. Die Entscheidung hängt von einem Element ab — Sauerstoff — und davon, ob der Herstellungsprozess Wasserstoff bei erhöhter Temperatur beinhaltet.
In den meisten Anwendungen bietet C11000 eine gleichwertige Leistung zu geringeren Kosten. Aber wählt man die falsche Sorte für die falsche Umgebung, verursacht Wasserstoffversprödung Ausfälle, die keine Nachbearbeitung rückgängig machen kann.
Was sind C11000 und C10200?
C11000 — Elektrolytkupfer (ETP)
Mindestens 99,90 % Kupfer, mit einem kontrollierten Sauerstoffgehalt von 0,02–0,04 %. Der Sauerstoff ist beabsichtigt — er bindet Verunreinigungselemente als Oxide und verbessert so die elektrische Leitfähigkeit. ETP-Kupfer macht die überwiegende Mehrheit von Kupfersammelschienen, Drähten und allgemeinen elektrischen Anwendungen aus.
C10200 — Sauerstofffreies (OF) Kupfer
Mindestens 99,95 % Kupfer, mit einem Sauerstoffgehalt unter 0,001 % (10 ppm). Hergestellt unter kontrollierter Atmosphäre, um eine Sauerstoffaufnahme während des Gießens zu verhindern. Der nahezu null Sauerstoffgehalt verleiht C10200 seine Beständigkeit gegen Wasserstoffversprödung und seine überlegene Leistung beim Hochtemperaturlöten und -schweißen.
Chemische Zusammensetzung — Der Sauerstoffunterschied
| Element | C11000 (ETP) | C10200 (OF) |
|---|---|---|
| Cu (min.) | 99.90% | 99.95% |
| Sauerstoff | 0.02 – 0.04% | ≤ 0,001 % (10 ppm) |
| Gesamtverunreinigungen | ≤ 0,10 % | ≤ 0,05 % |
Die 0,02–0,04 % Sauerstoff in C11000 sind keine Verunreinigung — sie sind ein bewusster Zusatz. Während der Erstarrung reagiert Sauerstoff mit restlichem Wasserstoff zu Dampf (H₂O) und verhindert so Porosität. Aber derselbe Sauerstoff wird in wasserstoffreicher Umgebung zum Nachteil, wo er innere Dampfblasen entlang der Korngrenzen bildet.
Die Sauerstoffgrenze von C10200 von 0,001 % ist die Schwelle, ab der Wasserstoffversprödung praktisch kein Problem mehr darstellt. Aus diesem Grund wird OF-Kupfer auch für Vakuumanwendungen spezifiziert — es gibt nichts, was bei hoher Temperatur ausgasen könnte.
Vergleich der elektrischen Leitfähigkeit
| Legierung | % IACS (geglüht) |
|---|---|
| C11000 | 100 – 101 |
| C10200 | 100 – 101 |
Im geglühten Zustand liefern beide Sorten 100 % IACS oder geringfügig mehr. Die praktische elektrische Leistung ist identisch. Wenn ein Lieferant behauptet, C10200 sei “leitfähiger” als C11000, verkauft er sauerstofffreies Kupfer mit einem nicht existierenden elektrischen Vorteil.
Der Leitfähigkeitsunterschied tritt nur im kaltverformten Zustand auf. C11000 verliert nach der Kaltverformung geringfügig mehr Leitfähigkeit als C10200, da der Sauerstoffgehalt die Versetzungsdichte beeinflusst. Der Unterschied beträgt typischerweise 1–2 % IACS — im Labor messbar, aber für die Sammelschienenauslegung irrelevant. Bei Standard-Sammelschienen- und Transformatorenwicklungsanwendungen ist die Leitfähigkeit nicht der Grund, C10200 gegenüber C11000 zu wählen.
Mechanische Eigenschaften
| Eigenschaft | C11000 (geglüht) | C10200 (geglüht) |
|---|---|---|
| Zugfestigkeit (MPa) | 220 – 250 | 220 – 250 |
| Streckgrenze (MPa) | 69 – 75 | 69 – 75 |
| Dehnung (%) | 45 – 50 | 45 – 50 |
| Härte (Rockwell F) | 40 – 50 | 40 – 50 |
Mechanisch sind die beiden Sorten austauschbar. Beide glühen bei ähnlichen Temperaturen (370–650 °C) und kaltverfestigen mit ähnlicher Geschwindigkeit. Wenn die einzigen Anforderungen Verformbarkeit und Festigkeit sind, gibt es keinen funktionalen Unterschied.
Wärmeleitfähigkeit und thermische Leistung
| Legierung | Wärmeleitfähigkeit (W/m·K) |
|---|---|
| C11000 | 388 – 391 |
| C10200 | 388 – 391 |
Dieselbe Geschichte wie bei der elektrischen Leitfähigkeit: Der Unterschied ist ein Rundungsfehler. Konstruieren Sie Kühlkörper, Dampfkammern oder Wärmemanagementsysteme mit C11000, es sei denn, der Herstellungsprozess selbst erfordert sauerstofffreies Material (z. B. Vakuumlöten in einer Wasserstoffatmosphäre).
Wasserstoffversprödung — Das entscheidende Unterscheidungsmerkmal
Dies ist der mit Abstand wichtigste Grund, C10200 gegenüber C11000 zu wählen.
Der Versagensmechanismus:
Wenn C11000 (mit 0,02–0,04 % O₂) über etwa 370 °C in einer wasserstoffhaltigen Atmosphäre erhitzt wird, diffundiert Wasserstoff in das Kupfer und reagiert mit den inneren Kupfer(I)-oxid-Partikeln (Cu₂O) zu Dampf (H₂O). Der Dampfdruck bricht das Kupfer entlang der Korngrenzen. Dies wird als “Wasserstoffversprödung” oder “Dampfversprödung” bezeichnet, und sobald es passiert ist, ist das Material Schrott. Keine Wärmebehandlung oder Schweißreparatur kann es rückgängig machen.
Go/No-Go-Regel:
- Wenn der Prozess Wasserstofflöten, Schweißen in einer Wasserstoffatmosphäre oder einen längeren Betrieb über 370 °C in Wasserstoff beinhaltet → C10200 ist zwingend erforderlich.
- Wenn der Prozess Standard-Lötflussmittel an Luft, Inertgasschweißen oder Betrieb unter 370 °C verwendet → C11000 ist ausreichend.
OF-Kupfer wurde aus diesem Grund entwickelt. Es geht nicht um Leitfähigkeit — es geht darum, Herstellungsprozesse zu überstehen, die ETP-Kupfer nicht kann.
Schweißbarkeit und Hartlöten
Beide Sorten lassen sich gut mit WIG-Schweißen (GTAW) schweißen, jedoch aus unterschiedlichen Gründen:
- C10200 liefert saubere, porenfreie Schweißnähte in jeder Atmosphäre, einschließlich Wasserstoffschutzgas.
- C11000 schweißt sich gut in Inertgas (Argon, Helium), versprödet jedoch, wenn Wasserstoff im Schutzgas oder durch verunreinigtes Zusatzmaterial vorhanden ist. Bereits eine 5 %ige Wasserstoffmischung in Argon reicht aus, um Schäden zu verursachen.
Für das Ofenlöten mit Wasserstoffatmosphäre — üblich in der Elektronik- und Vakuumkomponentenfertigung — ist C10200 die einzig akzeptable Wahl. C11000 wird während des Lötzyklus versagen.
Kosten, Verfügbarkeit und Beschaffung
| Faktor | C11000 (ETP) | C10200 (OF) |
|---|---|---|
| Materialkosten | Baseline | +10–20% |
| Verfügbarkeit auf Lager | Hervorragend | Gut |
| Übliche Formen | Blech, Platte, Stange, Rohr, Draht | Blech, Platte, Stange, Rohr |
| Typische MOQ (ab Werk) | 100 kg | 200 kg |
C11000 ist weltweit die am häufigsten produzierte Kupfersorte. Jedes Service-Center führt sie. C10200 kostet mehr, da der sauerstofffreie Herstellungsprozess eine kontrollierte Atmosphäre beim Gießen, eine höhere Kathodenqualität und geringere Produktionsmengen erfordert.
Wenn nur die Leitfähigkeit die Auswahl bestimmt, liefert C11000 die gleiche Leistung zu geringeren Kosten. Der Aufpreis von 10–20 % für C10200 ist nur dann unvermeidbar, wenn die Anwendung tatsächlich OF-Kupfer erfordert (Wasserstofflöten, Vakuumanwendungen).
Linsy Copper führt sowohl C11000 als auch C10200 in Blech, Platte, Stange und Rohr auf Lager – kontaktieren Sie Linsy für die aktuelle Lagerverfügbarkeit und projektspezifische MOQ.
Entscheidungsmatrix für Anwendungen
| Anwendung | Empfohlene Sorte | Grund |
|---|---|---|
| Elektrische Stromschiene | C11000 | Gleiche Leitfähigkeit, geringere Kosten |
| Transformatorwicklung | C11000 | Kein Wasserstoffkontakt |
| Wasserstoffofenlöten | C10200 | C11000 versprödet |
| Vakuumkomponenten | C10200 | Keine Gasabgabe |
| Geschweißtes Rohr (GTAW/Argon) | C11000 | Schweißen in Inertgas einwandfrei |
| Kühlkörper | C11000 | Gleiche thermische Leistung, geringere Kosten |
| Halbleiter-Leadframes | C10200 | Löt- und Vakuumanforderungen |
| Architekturkupfer | C11000 | Kein technischer Grund für OF |
| Kryogene Anwendungen | C10200 | Bessere Duktilität bei niedrigen Temperaturen |
| Allgemeine Fertigung | C11000 | Deckt 80 %+ der Anwendungen ab |
Fazit
C11000 und C10200 sind in Bezug auf Leitfähigkeit, Festigkeit und thermische Leistung funktional identisch. Die Entscheidung hängt von einer Frage ab: Beinhaltet der Herstellungsprozess Wasserstoff bei erhöhter Temperatur? Wenn ja, ist C10200 zwingend erforderlich. Wenn nein, erfüllt C11000 die Anforderungen zu 10–20 % geringeren Kosten und besserer Verfügbarkeit. Linsy Copper liefert beide Sorten mit projektspezifischer MOQ und sortengerechter Dokumentation. Senden Sie die Zeichnung für eine sortengerechte Prüfung.
FAQ
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Nein. Beide erreichen im geglühten Zustand 100–101 % IACS. Der eigentliche Unterschied liegt im Sauerstoffgehalt, nicht in der elektrischen Leistung.
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Wenn das Kupfer über etwa 370 °C in Gegenwart von Wasserstoff erhitzt wird – typischerweise beim Wasserstoffofenlöten, Wasserstoffatmosphärenschweißen oder der Herstellung von Vakuumkomponenten.
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Ja, mit GTAW (WIG) und Argon- oder Helium-Schutzgas. Wasserstoffhaltiges Schutzgas oder verunreinigtes Zusatzmaterial führt bei C11000-Schweißnähten zu Versprödung.
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Im Allgemeinen nein. Der Sauerstoffgehalt in C11000 kann bei hohem Vakuum und erhöhter Temperatur ausgasen. C10200 wird für Vakuumkammern und -komponenten bevorzugt.
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C11000. Die elektrische Leitfähigkeit ist identisch mit C10200, bei geringeren Kosten. Sofern die Stromschienenherstellung kein Wasserstofflöten beinhaltet, bietet OF-Kupfer keinen Vorteil.
David Huang ist ein Spezialist für Kupferwerkstoffe und Vertriebsleiter bei Linsy Copper mit langjähriger praktischer Erfahrung in der Unterstützung globaler Kunden bei der Beschaffung von Kupfer und Kupferlegierungen.
Er ist spezialisiert auf industrielle Kupferprodukte wie C11000-Kupfer, C10200-sauerstofffreies Kupfer, Messing, Bronze, Kupferbleche, -platten, -rohre, -stangen und kundenspezifisch bearbeitete Kupferkomponenten.
Mit einem praktischen Verständnis der Kupferherstellung, Qualitätskontrolle, Oberflächenbehandlung und Exportlieferketten hilft David Kunden, die richtigen Materialien für elektrische, mechanische, maritime, Bau- und Industrieanwendungen auszuwählen.