微量元素進入銅是不可避免的，由于元素特性的不同，可以不固溶于銅、微量固溶、大(dà)量固溶、無限互溶，固溶度随溫度下(xià)降而激烈降低(dī)、固相下(xià)有複雜(zá)相變等，因此對(duì)銅性能(néng)的影響千差萬别.現(xiàn)對(duì)各元素對(duì)銅性能(néng)的影響分别加以介紹。

　　氫

　　氫在銅中的行爲是人們正在研究的課題，氫與銅不形成氫化物，氫在液态和(hé)固态銅中的溶解度随着溫度升高(gāo)而增大(dà)，特别是在液态銅中有很(hěn)大(dà)的溶解度，在凝固時(shí)，會(huì)在銅中形成氣孔，從(cóng)而導緻銅制品的脆性和(hé)表面起皮；在固态銅中，氫以質子狀态存在，氫的電子填充銅原子的S層軌道(dào)，形成質子型固溶體，氫對(duì)銅的性能(néng)雖然影響甚微，但(dàn)氫對(duì)銅及銅合金(jīn)來(lái)說是有害的，含氧銅在氫氣中退火時(shí)會(huì)産生裂紋，即“氫病”，原因是發生Cu2O+H2 ⇌ 2Cu+H2O反應，産生的水(shuǐ)蒸氣會(huì)造成氣孔和(hé)裂紋；各種元素對(duì)氫在銅中的溶解度影響不一，其中Ni、Mn等元素引起溶解度增加，P、Si等元素減少氫在銅中的溶解度，可以通過減少熔煉時(shí)間，調整成分，控制爐料中氫氣含量，熔體表面采用(yòng)木(mù)炭覆蓋等辦法減少銅中氫的含量。

　　氧

　　氧在銅的生産過程中是不可避免的，其影響也(yě)非常重要，氧很(hěn)少固溶于銅，1065℃時(shí)爲0.06%,600℃時(shí)爲0.002%（重量比）；氧在銅中除極少易固溶外(wài)，均以Cu2O形式存在，銅的氧化物不固溶于銅，呈現(xiàn)Cu+Cu2O共晶組織，分布于晶界，共晶反應爲：L含氧0.39% 1065℃ α含氧0.01%+Cu2O,亞共晶銅中的含氧量與共晶量成正比,可在顯微鏡下(xià)與标準圖片比較來(lái)精确測定銅中的含氧量。

　　氧對(duì)銅及合金(jīn)性能(néng)的影響是複雜(zá)的,微量氧對(duì)銅的導電率和(hé)機械性能(néng)影響甚微,工(gōng)業銅具有很(hěn)高(gāo)的導電率,其原因是氧作(zuò)爲清潔劑,可以從(cóng)銅中清除掉許多有害雜(zá)質，以氧化物形式進入爐渣，特别是能(néng)夠清除砷、銻、铋等元素，含有少量氧的銅其導電率可以達到(dào)100-103%±ACS,高(gāo)純銅如6N銅在深冷條件下(xià)電阻值是相當低(dī)的。

　　電真空(kōng)構件用(yòng)銅應嚴格控制其中氧的含量，其原因是電真空(kōng)器件需要在氫氣中密封，銅中氧的存在會(huì)導緻氫病發生，引起器件高(gāo)真空(kōng)環境破壞，因此電真空(kōng)用(yòng)銅應該是無氧銅，中國國家标準中規定無氧銅中含氧量小(xiǎo)于20ppm，美(měi)國ASTM标準中規定爲3ppm，爲控制氧含量，在無氧銅生産中都應選擇優質電解銅原料，在熔煉工(gōng)藝中采取還原性氣氛，加強熔池表面覆蓋，一般使用(yòng)木(mù)炭保護；銅及銅合金(jīn)熔煉時(shí)，一般均應進行脫氧，脫氧劑有磷、硼、鎂等，以中間合金(jīn)方式加入，磷是最有效的脫氧劑，不過應嚴格控制磷的殘留量，因其能(néng)夠強烈降低(dī)銅及合金(jīn)的導電率。

　　銻、铋、硫、碲、硒

　　這(zhè)些(xiē)元素在銅中固溶度極小(xiǎo)，室溫下(xià)基本不溶于銅，它們以金(jīn)屬化合物形式存在，分布于晶界，對(duì)銅的的導電、導熱影響不大(dà)，但(dàn)是都嚴重的惡化了(le)銅及合金(jīn)的塑性加工(gōng)性能(néng)，應該嚴格控制其含量，各國标準中規定不應超出0.005%；由于含有這(zhè)些(xiē)元素的銅，具有良好(hǎo)的切削性能(néng)，在工(gōng)程技術界也(yě)有應用(yòng)，比如铋钼，可以作(zuò)爲真空(kōng)開(kāi)關中斷路器的觸頭，在斷路時(shí)，防止開(kāi)關觸頭的沾結，铋銅中含铋量可高(gāo)達0.5%-1.0%；含碲0.15-0.5%的碲銅合金(jīn)，可作(zuò)爲高(gāo)導電、易切削無氧銅使用(yòng)，能(néng)夠加工(gōng)成精密的電子原器件；作(zuò)爲特殊用(yòng)途的銅合金(jīn)，可以加入這(zhè)些(xiē)元素，但(dàn)其加工(gōng)工(gōng)藝是特殊的，可采用(yòng)包套擠壓、冷擠、鑄造、粉末冶金(jīn)等方法。

　　砷、硼

　　砷在銅中有很(hěn)大(dà)的固溶度，在α固溶體中的可達6.8-7.0%，砷在銅中存在強烈的降低(dī)其導電率和(hé)導熱性能(néng)，一般作(zuò)爲變質劑加入，特别是對(duì)黃銅冷凝器合金(jīn)來(lái)說更爲寶貴，近一百年來(lái)火電和(hé)艦船(chuán)冷凝器管材使用(yòng)實踐表明(míng)，含砷0.1-0.15%的黃銅，能(néng)夠防止黃銅脫鋅腐蝕，解決了(le)黃銅冷凝管早期洩漏的緻命問題，所以各國材料标準中都規定必須加入砷，經驗表明(míng)，不含砷的HSn70-1冷凝管，經常在使用(yòng)初期的2-3年内發生洩漏事(shì)故，而加入砷之後，壽命可增至15-20年，被稱爲銅合金(jīn)研究中重大(dà)的技術進步；砷之所以能(néng)夠防止黃銅脫鋅腐蝕，許多研究表明(míng)，砷能(néng)夠降低(dī)銅的電極電位，從(cóng)而降低(dī)了(le)電化學腐蝕傾向；由于砷的氧化物污染環境，對(duì)人體有害，所以熔煉合金(jīn)的工(gōng)廠(chǎng)都應有專門(mén)的環保和(hé)防護措施；砷應以中間合金(jīn)方式加入，砷銅中間合金(jīn)中砷含量可達15-20%，一般由熔煉工(gōng)廠(chǎng)自(zì)己制作(zuò)。
　　
　　硼在銅中固溶度不大(dà)，一般作(zuò)爲脫氧劑使用(yòng)，殘餘的硼可以細化晶粒，人們發現(xiàn)硼的變質作(zuò)用(yòng)十分顯著，在加砷黃銅合金(jīn)中同時(shí)加入0.01-0.04%硼，具有更好(hǎo)的防止黃銅脫鋅腐蝕；硼的氧化物是銅合金(jīn)熔煉時(shí)優良覆蓋劑，已經被廣泛的使用(yòng)；在銅的焊接材料中也(yě)普遍的加入硼，可防止焊接金(jīn)屬的氧化。

　　磷

　　銅磷二元相固表明(míng)，在714℃時(shí)存在着共晶反應：L8.4%→α1.75%+Cu3P，随着溫度降低(dī)，磷在銅中的固溶量迅速減少，300℃時(shí)爲0.6%，200℃時(shí)爲0.4%；固溶于銅中的磷顯著的降低(dī)其導電率，含P0.014%的軟帶導電率爲94%IACS，含P0.14%的導電率僅爲45.2%；磷是最有效、成本最低(dī)的脫氧劑，微量磷的存在，可以提高(gāo)熔體的流動性，改善銅及合金(jīn)的焊接性能(néng)、耐蝕性能(néng)、提高(gāo)抗軟化程度，所以磷又是銅及合金(jīn)的寶貴添加元素，含P0.015-0.04%的磷銅合金(jīn)，廣泛用(yòng)于生産建築用(yòng)水(shuǐ)道(dào)管、制冷和(hé)空(kōng)調器散熱管、艦船(chuán)海水(shuǐ)管路；低(dī)磷銅合金(jīn)闆、帶材在電子和(hé)化工(gōng)工(gōng)業中廣泛應用(yòng)，集成電路引線框架銅帶也(yě)大(dà)量使用(yòng)低(dī)磷銅合金(jīn)；共晶成份的磷銅合金(jīn)，是優良的焊接材料，高(gāo)磷銅合金(jīn)在580-620℃之間具有超塑性，可以熱擠成φ3-φ5毫米焊絲，是焊接銅及銅合金(jīn)、鋼和(hé)銅零件的重要材料。

　　鉛

　　鉛不固溶于銅，在銅合金(jīn)中固溶度也(yě)很(hěn)小(xiǎo)，與銅形成易溶共晶組織，38。0-。。%範圍的鉛，液态下(xià)與銅液互不混熔，凝固時(shí)形成偏晶組織；固态下(xià)，鉛在銅中以單質狀态分布，可以分布在晶内和(hé)晶介，含鉛的銅合金(jīn)，在發生相變或再結晶時(shí)，晶介的鉛可以轉移到(dào)晶内；鉛對(duì)銅及合金(jīn)導電和(hé)導熱性能(néng)無顯著影響，但(dàn)可以改善切削性能(néng)，鉛質點又是固相，正是軸承材料所希望的，所以含鉛銅及合金(jīn)是寶貴的易切削材料與軸承材料，因其成本低(dī)廉更爲市場所歡迎，含鉛黃銅使用(yòng)極爲廣泛，鉛的質點越細小(xiǎo)，分布越均勻，性能(néng)越優良，含鉛銅及合金(jīn)可以鑄态使用(yòng)，也(yě)可以壓力加工(gōng)，鉛黃銅在高(gāo)溫（500℃以上(shàng)）爲單相β，熱加工(gōng)性能(néng)優良，可以承受大(dà)的熱變形，而在常溫下(xià)F爲α相和(hé)α+β相區(qū)，冷變形時(shí)變形抗力大(dà)，塑性較差，過大(dà)的加工(gōng)率會(huì)使合金(jīn)材料産生裂紋；随着科學技術的發展，常規使用(yòng)的鉛黃銅中含鉛量已由0.8-2.5%增加至5%以上(shàng),新型的含鉛紫銅、黃銅、青銅、白(bái)銅正不斷地被開(kāi)發出來(lái)；特别應該指出的是，含鉛銅合金(jīn)對(duì)原料的适應性極強，可以直接使用(yòng)再生銅生産含鉛銅合金(jīn)，這(zhè)對(duì)銅加工(gōng)企業非常重要。

　　随着技術進步發現(xiàn)，含鉛銅及合金(jīn)在使用(yòng)中，有鉛的溶出，對(duì)環境造成污染，因此具有優良切屑性能(néng)的無鉛銅合金(jīn)研究正在展開(kāi)，特别是廣泛使用(yòng)的鉛黃銅材料的代用(yòng)問題已經提到(dào)日程，其中可以考慮的替代元素是铋、硫、矽等。

　　鐵(tiě)、锆、鉻、矽、銀、铍、镉

　　這(zhè)七種金(jīn)屬元素的共同特點是：它們有限固溶于銅，固溶度随着溫度變化而激烈的變化，當溫度從(cóng)合金(jīn)結晶完成之後開(kāi)始下(xià)降時(shí)，它們在銅中的固溶度也(yě)開(kāi)始降低(dī)，以金(jīn)屬化合物或單質形态從(cóng)固相中析出，當這(zhè)些(xiē)元素固溶于銅中，能(néng)夠明(míng)顯地提高(gāo)其強度，具有固溶強化效應，當它們從(cóng)固相中析出時(shí)，又産生了(le)彌散強化效果，導電和(hé)導熱性能(néng)得到(dào)了(le)恢複，它們是典型的時(shí)效熱處理(lǐ)型銅合金(jīn)，通過淬火（950℃—980℃、淬水(shuǐ)）和(hé)時(shí)效（450℃—550℃、2-4小(xiǎo)時(shí)），可以獲得高(gāo)強導電性能(néng)；其中微量銀，對(duì)銅的導電率、導熱率降低(dī)不大(dà)，并能(néng)顯著提高(gāo)再結晶溫度、抗蠕變性能(néng)和(hé)耐磨性能(néng)，廣泛用(yòng)于電機整流子，近來(lái)又普遍用(yòng)于制造高(gāo)速列車的接觸導線，镉銅具有沖擊時(shí)不發生火花(huā)特性，是重要的航空(kōng)儀表材料，由于镉具有毒性，污染環境，用(yòng)途日益縮小(xiǎo)；铍銅是著名的彈性材料，铍對(duì)銅的強化最爲顯著，熱處理(lǐ)後的铍銅強度，可達純銅的4-5倍；鐵(tiě)可以細化晶粒，改善銅及合金(jīn)性能(néng)，在要求抗磁的環境下(xià)，應嚴格控制鐵(tiě)的含量，一般應控制在0.003%以下(xià)；锆、鉻銅合金(jīn)具有很(hěn)高(gāo)的導電率，在航天發動機中有重要的應用(yòng)；矽青銅具有高(gāo)的強度和(hé)耐磨性能(néng),鐵(tiě)、锆、鉻青銅是著名的高(gāo)強高(gāo)導銅合金(jīn)，在電極制造中有重要應用(yòng)；鐵(tiě)、矽、锆、鉻銅合金(jīn)成了(le)集成電路引線框架銅合金(jīn)的基礎，其合金(jīn)成分、性能(néng)的研究非常活躍。

　　鋅、錫、鋁、鎳

　　這(zhè)四個元素的共同特點是在銅中固溶度很(hěn)大(dà)，分别爲39.9%、15.8%9.4%，鎳則無限互溶，它們與銅形成連續固溶體，具有寬闊的單相區(qū)，它們能(néng)夠明(míng)顯地提高(gāo)銅的機械性能(néng)、耐蝕性能(néng)，但(dàn)都使銅的導電、導熱性能(néng)降低(dī)，與其它金(jīn)屬材料相比較，仍屬于優良的導電和(hé)導熱材料，它們與銅形成寶貴的合金(jīn)，可分爲黃銅、青銅、白(bái)銅合金(jīn)，構築了(le)龐大(dà)合金(jīn)系的基礎，這(zhè)些(xiē)合金(jīn)具有優秀的綜合性能(néng)，比如，黃銅具有高(gāo)強、耐磨、耐蝕、高(gāo)導熱、低(dī)成本；青銅具有高(gāo)強、耐磨、耐蝕；白(bái)銅具有極爲優秀的耐惡劣水(shuǐ)質和(hé)海水(shuǐ)腐蝕性能(néng)，所有這(zhè)些(xiē)優點都是其它金(jīn)屬材料不能(néng)代替的。

　　難熔金(jīn)屬鎢、钼、钽、铌不固溶于銅，微量存在可以作(zuò)爲結晶核心細化晶粒、提高(gāo)再結晶溫度，粉末法生産的鎢銅、钼銅具有很(hěn)高(gāo)的耐熱性能(néng)，比容很(hěn)大(dà)，導熱性優于難熔合金(jīn)，是重要的熱沉材料，用(yòng)于電子工(gōng)業中的固體器件。
稀貴金(jīn)屬中金(jīn)、钯、鉑、铑與銅無限互溶，是寶貴的焊料合金(jīn)，用(yòng)于電子元器件的封裝和(hé)各種觸點；其它稀有、稀散和(hé)阿系元素微量存在于銅中，或與銅形成合金(jīn)，在特殊環境中有着重要應用(yòng)，許多元素在銅中行爲的研究正不斷深化。

　　其它金(jīn)屬元素對(duì)銅的影響

鎂、锂、鈣有限固溶于銅，錳與銅無限互溶，這(zhè)四個元素都可作(zuò)爲銅的脫氧劑；錳可以提高(gāo)銅的強度，低(dī)錳銅合金(jīn)具有高(gāo)強和(hé)耐蝕性能(néng)，在化學工(gōng)程中有所應用(yòng)，錳銅電阻溫度系很(hěn)少，是優良的電阻合金(jīn)；由于有同素異晶轉變，使銅錳合金(jīn)固态下(xià)相變十分複雜(zá)，固相下(xià)具有調幅分解，變晶轉變等過程，具有減振降噪性能(néng)，是著名的阻尼合材料。
以铈爲代表的稀土元素幾乎不固溶于銅，它們在銅中的作(zuò)用(yòng)是變質和(hé)淨化，可以脫硫與脫氧，并能(néng)與低(dī)熔點雜(zá)質形成高(gāo)熔點化合物，消除有害作(zuò)用(yòng)，提高(gāo)銅及合金(jīn)的塑性，在上(shàng)引鑄造線坯中加入稀土元素，能(néng)夠改善塑性，減少冷加工(gōng)的裂紋。