在高端制造、電氣工程、半導體、新能源與真空系統等領域，銅材的選擇至關重要，它直接決定了性能上限與系統可靠性。 ETP銅（C11000）與無氧銅（C10200 / C10100, OFHC Copper）作為最常被對比的兩種高純銅材料，雖看似接近，但實則在多個方面存在關鍵差異。 選錯了，要麼是性能不達标，要麼是為多餘的性能支付高昂成本。
Part 01 核心差異對比
表1：核心差異對比表
| 對比項目 | ETP銅（C11000） | 無氧銅（C10200 / C10100） |
|---|---|---|
| 脫氧工藝 | 化學脫氧（磷脫氧） | 嚴格控制氧氣的物理脫氧 |
| 氧含量 | ≤ 0.06% | C10200： ≤ 0.001%， C10100： ≤ 0.0005% |
| 微觀結構 | 含微量 Cu₂O 夾雜 | 幾乎無氧化物，晶格純淨 |
| 氫脆風險 | Cu₂O + H₂ → 2Cu + H₂O↑ | 無氧化物，零風險 |
| 純度标準 | Cu≥99.90% | C10200： ≥ 99.95%， C10100： ≥ 99.99% |
ETP銅采用化學脫氧法，通過添加磷元素與氧結合，從而實現脫氧，因此其氧含量通常不高于0.06%，但會在材料内部殘留微量的氧化亞銅（Cu₂O）夾雜。 而無氧銅則通過嚴格的熔煉控制實現物理脫氧，幾乎不引入脫氧劑，因此氧含量極低——C10200不超過0.001%，C10100不超過0.0005%，其微觀結構純淨，幾乎不含氧化物。
ETP銅中存在的氧化亞銅在氫氣或還原性氣氛中會發生化學反應（Cu₂O + H₂ → 2Cu + H₂O↑），生成的水蒸氣在晶界聚集可導緻“氫脆”， 使其不适合用于高壓氫氣環境或某些高溫□焊工藝。 相比之下，無氧銅因不含氧化物，從根本上避免了氫脆風險，因此在半導體、超高真空、高頻信号傳輸等要求高純、高穩定性的領域中成為不可替代的材料。
此外，兩者的純度标準也有所不同：ETP銅的銅含量不低于99.9%，而無氧銅的純度更高，C10200和C10100分别達到99.95%和99.99%以上。 這種純度差異進一步影響了其導電性、導熱性以及在極端環境中的長期可靠性，使得無氧銅在高端科技與精密工業中更具應用優勢。
Part 02 導電與導熱性能
導電率： ETP銅 ≈ 100% IACS ｜ 無氧銅：101~102% IACS（C10100 可達 102%）
應用影響： 1–2% 差異在常規電力中可忽略，但在射頻/微波、超導等極限場景成為關鍵。
導熱率： ETP銅：390–400 W/m·K ｜ 無氧銅：395–405 W/m·K（C10100 更優）
應用影響： 高熱流密度散熱（如粒子加速器水冷塊）優選無氧銅。
Part 03 機械與物理特性
表2：特性對照
| 特性 | ETP銅 | 無氧銅 |
|---|---|---|
| 低溫韌性 | 良好 | 優異 |
| 高溫穩定性 | ≤ 370 ℃ 穩定 | 更高溫度穩定 |
| 再結晶溫度 | ≈ 200 ℃ | ≈ 180 ℃ |
| 真空放氣率 | 較高 | 極低 |
低溫韌性方面，雖然ETP銅在常規低溫下表現良好，但在液氮（77K）及更低的液氦溫度區間，無氧銅展現出“優異”的低溫韌性，其晶體結構在極低溫下不發生脆性轉變，因此涉及低溫超導、航天深冷系統的核心部件必須選用無氧銅。
高溫穩定性上，ETP銅在約370℃以下可保持穩定，而無氧銅能耐受“更高的溫度”。這使無氧銅成為高溫□焊、焊接或長期工作在高溫環境（如某些真空爐内部件）時的首選，能有效避免高溫下的性能退化。
再結晶溫度的差異反映了材料冷加工後的熱穩定性。ETP銅的再結晶溫度（約200℃）略高于無氧銅（約180℃），這意味着經過冷加工的ETP銅零件在後續遇到較低溫度的工藝環節時，更不容易發生軟化，有利于保持加工後的形狀和強度。
最關鍵的特性之一是 “真空放氣率” 。ETP銅因含有微量磷等揮發性元素，其放氣率“較高”，若用于超高真空系統，會嚴重污染真空環境、延長抽氣時間并影響工藝穩定性。因此，所有超高真空系統都“強制要求”使用放氣率“極低”的無氧銅，這是保證真空度與系統潔淨度的鐵律。
Part 04 制造工藝兼容
一、連接工藝選擇
| 工藝類型 | ETP銅适用性 | 無氧銅适用性 | 關鍵控制點 |
|---|---|---|---|
| TIG/MIG焊接 | 良好（需除氧） | 優秀 | ETP銅需嚴格保護氣氛 |
| 電子束焊接 | 不準薦 | 最佳選擇 | 無氧銅真空性能完美 |
| 火焰□焊 | 自好 | 良好（成本高） | 含磷□料與ETP更匹配 |
| 真空□悍 | 禁用 | 強烈準薦 | ETP銅放氣污染真空 |
| 氫氣退火 | 嚴禁（氫脆） | 标準工藝 | 無氧銅可光亮退火 |
二、加工性能對比
- 冷加工性： 兩者均優異，ETP略好
- 熱加工性： ETP銅 ＞ 無氧銅
- 機加工性： ETP銅更優（斷屑性更好）
- 表面處理： 無氧銅鍍層附着力更佳
Part 05 快速選型
一、應用環境
| 環境類型 | 推薦材料 | 關鍵理由 |
|---|---|---|
| 含氫/還原氣氛 | ETP銅（C11000） | 磷脫氧防止氫脆，工藝寬容度高 |
| 高真空/超高真空 | 無氧銅（C10100） | 極低放氣率，無污染風險 |
| 半導體潔淨環境 | 無氧銅（C10200） | 高純度，無顆粒釋放 |
| 常規工業環境 | ETP銅（C11000） | 成本優勢顯著，性能足夠 |
二、性能需求
| 性能優先級 | 推薦材料 | 性能差距 |
|---|---|---|
| 極限導電率需求 | 無氧銅 (C10100) | 領先1-2% IACS，高頻優勢明顯 |
| 極限導熱率需求 | 無氧銅 (C10100) | 約5-10 W/m·K優勢 |
| 低溫韌性需求 | 無氧銅 (C10100) | 77K以下韌性優勢顯著 |
| 常規電氣性能 | ETP銅 (C11000) | 99.9% IACS滿足絕大多數需求 |
三、工藝與成本
| 考慮因素 | ETP銅優勢 | 無氧銅限制 |
|---|---|---|
| 制造成本 | 低30-50% | 成本顯著更高 |
| 供應與交期 | 标準庫存，供應快 | 特種訂單，交期長 |
| 工藝寬容度 | 适合多種焊接工藝 | 潔淨度要求高 |
| 批量适應性 | 适合大批量生產 | 适合高附加值小批量 |
Part 06 典型應用場景
一、ETP銅主導領域（性價比最優解）
- 電力傳輸系統（母線排、配電櫃連接件）
- 新能源汽車（電池連接片、充電樁端子、電機繞組）
- 常規熱管理（換熱器、散熱器）
- 建築與基礎設施（接地系統、防雷導體）
二、無氧銅強制領域（性能唯一解）
- 半導體制造（PVD/CVD 設備關鍵部件）
- 高能物理與航天（粒子加速器、火箭推力室）
- 尖端電子（超導磁體、微波波導、量子計算）
- 精密計量（國家标準電阻、時間頻率基準）