とは何ですか 1090アルミニウム線 ?
1090 アルミニウム ワイヤは、最小アルミニウム含有量が 99.90% の市販の純粋なアルミニウム ワイヤです。 1xxx シリーズの中で最高純度のグレードに位置します。この名称は、アルミニウム協会の合金番号付けシステムに従っています。最初の桁「1」は非合金アルミニウムを示し、2 桁目の「0」は個々の不純物に対する特別な管理がないことを示し、最後の 2 桁「90」は最小純度レベルを指定します。この場合は 99.90% Al です。
純度 99.90% の 1090 は、より一般的な 1050 (99.50%) および 1060 (99.60%) グレードよりも上であり、特殊半導体および光学用途で使用される 1099 (99.99%) および 1199 (99.99%) の超高純度グレードよりも下に位置します。このような位置付けにより、1090 は、高い導電性と化学純度を必要とするが、4N または 5N の超高純度アルミニウムほどのコストを必要としないアプリケーションにとって実用的な選択肢となります。
1090 アルミニウム ワイヤの合金含有量が低いということは、その特性がほぼ完全にアルミニウム マトリックスによって支配されることを意味します。 優れた導電率 (通常 61% IACS 以上) 、高い熱伝導性、強力な耐食性、非常に優れた成形性を備えていますが、6061 や 6201 などの合金グレードと比較して機械的強度は低くなります。
化学組成と主要な物理的特性
1090 アルミニウム ワイヤーの組成制限は、その純度と機能の一貫性を保護するために厳しく制限されています。 ASTM および AA 規格によれば、不純物の合計許容量は 0.10% 以下で、主に鉄 (Fe)、シリコン (Si)、銅 (Cu)、および微量元素に分布しています。
| 要素 | 最大。限界(wt%) |
|---|---|
| アルミニウム(Al) | 99.90%以上 |
| シリコン（Si） | 0.070 |
| 鉄(Fe) | 0.070 |
| 銅(Cu) | 0.005 |
| マンガン(Mn) | 0.010 |
| マグネシウム(Mg) | 0.010 |
| 亜鉛(Zn) | 0.010 |
| その他（それぞれ） | 0.005 |
焼きなまし (O 焼き戻し) 状態の 1090 アルミニウム ワイヤの主な物理的および機械的特性:
- 電気伝導率: ≥61% IACS (国際なまし銅規格)
- 抵抗率: 約0.0282μΩ・m（20℃）
- 引張強さ（焼きなまし）： ～55～75MPa
- 伸び： 20～25％（O型）短気な/頑固な気性が減少する
- 密度: 2.70 g/cm3
- 溶解範囲: 646～657℃
- 熱伝導率: ~230 W/m・K
1050 または 1060 グレードと比較して鉄とシリコンの含有量が低いことは重要です。Fe と Si は両方とも第二相粒子 (Al₃Fe、Al-Si 共晶) を形成し、電子を散乱させ、導電性を低下させます。これらの不純物をそれぞれ 0.070% 未満に保つことで、1090 は純アルミニウムの理論上の最大値に近い導電率レベルを確実に達成できます。
1090アルミニウム線の主な用途
高純度、信頼性の高い導電性、優れた伸線性の組み合わせにより、1090 アルミニウム ワイヤは、低純度グレードでは許容できないばらつきが生じる特定範囲の要求の厳しい用途に最適です。
電気・電子用ボンディングワイヤ
1090 アルミニウム ワイヤーの技術的に最も厳密な用途の 1 つは次のとおりです。 半導体パッケージのボンディングワイヤ 。アルミニウム ボンディング ワイヤ (通常は直径 17 µm ～ 500 µm に引き出されます) は、ダイ パッドを IC パッケージ内のリード フレーム コンタクトに接続します。純度 1090 により、一貫したループ形成、予測可能な結合強度、および Al-Si 結合界面での金属間化合物の生成が最小限に抑えられます。不純物レベルが高くなると、ワイヤの硬度にばらつきが生じ、熱音波または超音波接合プロセスの一貫性が低下します。
トランスとモーターの巻線
電力変圧器、配電変圧器、および特定のモーター巻線では、 1090アルミニウムマグネットワイヤー 銅巻線のコスト効率の高い代替品として使用されます。アルミニウムは、同等の断面積で銅の約 60% の導電率を持ちますが、重量は約 3 分の 1 であり、単位導電率当たりのコストは大幅に低くなります。連続負荷下で動作する高効率トランス設計の場合、1060 または 1050 に対する 1090 の純度の利点は、定格電流での I²R 損失の目に見える削減につながります。
架空送配電線
ほとんどの架空送電導体は 1350 アルミニウム (導電率が最適化された 1xxx グレード) を使用していますが、 1090 は特定の地域または公共規格で指定されています 高度な純度検証が必要な場合。また、導体の柔軟性と導電率と設置時の取り扱い要件のバランスをとる必要がある細撚り架空束線ケーブル (ABC) 用途でも使用されます。
電気化学的および陰極防食アノード
高純度アルミニウム陽極は、海洋構造物、パイプライン、海洋プラットフォームの陰極防食システムに使用されます。 純度はアノード効率と電流容量に直接影響します : Fe や Cu などの不純物はアルミニウム表面の不動態化を促進し、保護電流を一貫して供給するアノードの能力を低下させます。したがって、より厳しい電気化学的性能許容差が必要な場合には、アノードの製造に 1090 グレードのワイヤとロッドが指定されることがあります。
溶射および積層造形の原料
アーク スプレーおよびフレーム スプレー プロセスでは、アルミニウム ワイヤが原材料として機能し、溶融して基材上に噴射され、保護コーティングまたは機能コーティングを形成します。 1090 アルミニウム線原料 は、コーティングの純度が下流の特性に影響を与える場合に使用されます。たとえば、電磁波シールドコーティング、陽極酸化を必要とする装飾仕上げ、またはワイヤーからの Fe 汚染によりコーティングの完全性が損なわれる可能性がある鋼構造上の腐食バリアコーティングなどです。
1090 と隣接するアルミニウム ワイヤ グレード: 純度が重要な場合
正しい純度グレードを選択するには、導電率の目標、機械的要件、コスト、および下流の処理ニーズのバランスを考慮する必要があります。以下の比較により、1090 は市販の高純度アルミニウム ワイヤ グレードの実用範囲内に位置します。
- 1050 / 1060 (99.50 ～ 99.60% アルミニウム) — 汎用の導電体、箔、および押出成形に適しています。コストは低いが、導電性が重要な用途では不純物の散乱が多い
- 1070 (99.70% アルミニウム) — コンデンサ箔や一部の巻線で使用される一般的な中間ステップ。 1050/1060 よりも導電率が向上していますが、1090 よりも多くの Fe/Si が含まれています。
- 1090 (99.90% アルミニウム) — 4N 材料をコストをかけずに、確認された高い導電性とプロセスの再現性を必要とするアプリケーションに最適な実用的なエンジニアリング
- 1199 / 4N (≧99.99% アルミニウム) — 半導体コンタクトのメタライゼーション、光学コーティング、研究用途向けの超高純度。通常、単価 1090 の 3 ～ 5 倍
ほとんどのボンディングワイヤおよび変圧器巻線用途では、 1090 は変曲点を表します 追加の純度投資により、実際の電気的性能の利益は減少します。 1090 を超えるグレードを指定するエンジニアリング チームは、アプリケーションの公差システムが実際に増加する導電率増加 (通常は 1090 ～ 1099 の間で 0.5% IACS 未満) を検出して利用できることを検証する必要があります。
調質指定とワイヤの性能に対するその影響
1090 アルミニウム ワイヤは、加工硬化または焼きなましを通じて機械的特性を変える複数の焼き戻し条件で使用できます。焼き戻し指定は、ワイヤをその成形、取り扱い、および最終用途の要件に適合させるために重要です。
- O (焼き鈍し) — 完全に柔らかくなった。最高の延性と伸び。最低の引張強さ (約 55 ～ 75 MPa)。ループ形成と可塑性が重要な微細絞り加工、深成形、ボンディングワイヤー用途に適しています。
- H12 / H14 (ひずみ硬化、1/4/1/2 硬さ) — 伸びが減少し、引張強度が適度に増加します（85 ～ 115 MPa の範囲）。完全な焼きなましを必要とせずに、取り付けまたは巻き付け中にワイヤの変形に耐える必要がある場合に使用されます。
- H19 (フルハード、重度に描画) — 冷間引抜きによって達成可能な最大強度 (最大 ~165 MPa)。機械的負荷による垂れ下がり抵抗が主な設計制約となる架空導体用途で使用されます。
合金ベースのアルミニウムグレードとは異なり、 1090は析出硬化では強化できない — 従来の意味での熱処理はできません。すべての強度の増加は冷間加工 (ひずみ硬化) によってもたらされる必要があり、同時に格子の歪みにより導電率がわずかに低下します。導電性が重要な設計の場合は、焼きなましまたは軽く絞り加工した焼き戻しが推奨されます。
1090 アルミニウム ワイヤーの調達と品質検証
高純度アルミニウム線の純度を主張するには、第三者による厳格な検証が必要です。 1090 アルミニウム ワイヤのサプライヤーを認定する場合、調達および品質チームは以下を確認する必要があります。
- 工場認証（分析証明書/CoA） — 超低不純物検証のための熱数、ICP-OES またはグロー放電質量分析 (GDMS) による化学組成、およびロットごとの機械的試験結果を指定する必要があります。
- 導電率検査 — IACS の導電性は、各製造ロットの代表的なワイヤ サンプルの渦電流または 4 点抵抗測定によって検証する必要があります。
- 寸法許容差 — 直径公差（細線の場合は通常 ±1 ～ 2%）と真円度を ASTM B230、B233、または同等の規格に照らして確認する必要があります。
- 表面品質 — 表面の亀裂、継ぎ目、または描画潤滑剤の残留物がないことは、ボンディング ワイヤおよび溶射原料にとって重要です。重要な用途の表面状態の SEM または光学顕微鏡写真の証拠を要求する
- スプールとパッケージング — スプール材料または層間接触による汚染は、細線では大きなリスクです。高純度グレードの包装材料の適合性と不活性ガスまたは湿気から保護する包装を確認します。
IPC、MIL-SPEC、またはユーティリティ規格によって管理されるアプリケーションの場合、サプライヤーの 1090 ワイヤが文書化された品質管理システム (ISO 9001 または IATF 16949) に基づいて製造されていること、およびインゴットの熱から完成したワイヤ スプールまでのトレーサビリティが生産チェーン全体で維持されていることを確認してください。
