Malleability miedzi. Charakterystyka miedzi

Kovkost nazwał podatnością metali i stopów na kucie i inne rodzaje obróbki ciśnieniowej. Może to być rysunek, tłoczenie, walcowanie lub naciskanie. Miedzenie miedzi Charakteryzuje się nie tylko odpornością na deformację, ale także plastycznością. Jaka jest plastyczność? Ta zdolność metalowa do zmiany konturów pod ciśnieniem bez zniszczenia. Kucie metali to mosiądz, stal, duralumin i inne miedź, magnez, nikiel, stopy aluminium. Mają wysoką plastyczność w połączeniu z niską odpornością na deformację.

Miedź

Zastanawiam się, jak wyglądają miedź? Wiadomo, że ten element jest grupą 4 okresu systemu pierwiastków chemicznych DI Mendeleyev. Jej atom ma 29 numerów i jest oznaczony symbolem Cu. W rzeczywistości ten plastikowy metal przejściowy ma kolor różowo-złotawy. By the way, ma różowy kolor, jeśli brakuje filmu tlenkowego. Przez długi czas ten element jest używany przez ludzi.

Historia

Jednym z pierwszych metali, które ludzie zaczęli aktywnie używać w gospodarstwie, jest miedź. W rzeczywistości jest zbyt dostępny do produkcji z rudy i ma niską temperaturę topnienia. Przez długi czas rodzina ludzka znała siedem metali, w tym miedź. W naturze element ten występuje częściej niż srebro, złoto lub żelazo. Starożytne przedmioty z miedzi, żużla, są dowodem jego wytapiania się z rud. Zostały odkryte podczas wykopalisk w miejscowości Chatal-Hyuk. Wiadomo, że w miedzi wiek, miedź rzeczy stały się bardzo popularne. W historii świata idzie za kamieniem.

SA Semyonov i jego współpracownicy przeprowadzili badania eksperymentalne, w których stwierdził, że miedź narzędzia pracy, w porównaniu z narzędziami z kamieniami, wygra pod wieloma względami. Mają szybsze planowanie, wiercenie, cięcie i cięcie drewna. Przetwarzanie kości nóż miedziany trwa tak długo, jak kamienny nóż. Ale miedź jest uważana za miękki metal.

Bardzo często w czasach starożytnych, zamiast miedzi, stop był stosowany z cyną – brązem. Było to konieczne do produkcji broni i innych rzeczy. W miejsce miedzianych lat przyszedł brąz. Brąz po raz pierwszy otrzymał na Bliskim Wschodzie od 3000 lat pne. E: ludzie lubili siłę i doskonałą podatność na mętność miedzi. Z brązu dostały się wspaniałe narzędzia pracy i polowania, dania, ozdoby. Wszystkie te przedmioty znajdują się w wykopaliskach archeologicznych. Wtedy wiek z brązu zastąpił żelazo.

Jak zdobyć miedź w czasach starożytnych? Początkowo wydobywano go z siarczku, ale z rudy malachitowej. Wszakże w tym przypadku nie było konieczne wstępne wypalanie. W tym celu do glinianej doniczki umieszczono mieszaninę węgla i rudy. Naczynia umieszczono w płytkiej studni i zapaliła się mieszanina. Następnie zaczęto uwalniać tlenek węgla, co pomogło przywrócić malachit do wolnej miedzi.

Wiadomo, że w miedzi już w trzecim tysiącleciu pne wybuchły kopalnie miedzi, na których było ono wytapiane.

Kopalnie miedzi pojawiły się na ziemiach Rosji i krajów sąsiadujących dwa tysiąclecie pne. E. Ich ruiny znajdują się w Uralu, na Ukrainie, w Transcauce, Altai i na Syberii.

Przemysłowe stopienie miedzi zostało opanowane w trzynastym wieku. I w piętnastym w Moskwie powstał sąd palny. Tam znajdowały się narzędzia do odlewania brązu różnych kalibrów. Niesamowita ilość miedzi została wydana na dzwonki. W 1586 r. Cara cara została wylana z brązu, w 1735 r. – cara Bell, w 1782 r. Powstał Brązowy jeździec. W 752 roku mistrzowie wyprodukowali wspaniałą posąg Wielkiego Buddy w świątyni Todai-ji. Ogólnie rzecz biorąc, listę prac odlewniczych można kontynuować nieokreślony.

W XVIII wieku człowiek odkrył elektryczność. To wtedy ogromne ilości miedzi zaczęły wchodzić w produkcję przewodów i podobnych produktów. W dwudziestym wieku przewody nauczyły się aluminium, ale miedź w elektrotechnice była nadal bardzo ważna.

Pochodzenie nazwy

Czy wiesz, że Cuprum jest łacińską nazwą miedzi pochodzącą od nazwy wyspy Cypr? Przy okazji, w miedzi Strabo nazywa się chalcos – miasto Chalkis na Eubea jest winne pochodzenia tego imienia. Większość starożytnych greckich nazwisk miedzi i brązu pochodzi z tego słowa. Znaleźli szerokie zastosowanie w rzemiośle kowalskim, a wśród kucia i odlewania. Czasami miedź nazywa się Aes, co oznacza rudę lub moje.

Słoweńskie słowo "miedź" nie ma wyraźnej etymologii. Być może jest stara. Często jednak znajduje się ona w najstarszych zabytkach literackich Rosji. VI Abayev zasugerował, że to słowo pochodzi od nazwy kraju Midia. Alchemicy o nazwie miedzi "Wenus". W czasach starożytnych nazywano go "Mars".

Gdzie znajduje się miedź w przyrodzie?

Skorupa ziemska zawiera (4.7-5.5) x ^10-3 % miedzi (wagowo). W wodzie rzek i wód morskich jest znacznie mniej: ^10-7 % i 3 x ^10-7 % (wagowo).

W naturze często występują związki miedziane. W przemyśle wykorzystano chalkopiryt CuFeS ₂ , zwany miedzi pirytem, bornit Cu ₅ FeS ₄ , chalkozyt Cu ₂ S. Jednocześnie ludzie odkrywają inne minerały miedzi: cuprite Cu ₂ O, azuryt Cu ₃ (CO ₃ ) ₂ (OH) ₂ , malachit Cu 2CO3 (OH) ₂ i covellus Cus. Bardzo często masa indywidualnych akumulacji miedzi osiąga 400 ton. Siarczki miedzi tworzą się głównie w hydrotermalnych żyłach o średniej temperaturze. Często można też znaleźć osady miedzi w skałach osadowych – łupki i piaskowce miedziane. Najbardziej znane depozyty znajdują się w regionie Trans-Baikal Udokan, Zhezkazgan w Kazachstanie, Mansfeld w Niemczech i środkowym pasie Afryki Środkowej. Pozostałe najbogatsze depozyty miedzi znajdują się w Chile (Kolyausi i Escondida) i USA (Morensi).

Większość rud miedzi jest wydobywana metodą otwartą. Zawiera od 0,3 do 1,0% miedzi.

Właściwości fizyczne

Wielu czytelników interesuje się opisem miedzi. Jest to plastikowy, różowo-złoty metal. W powietrzu jego powierzchnia jest natychmiast pokryta folią tlenkową, która nadaje mu oryginalny, intensywnie czerwono-żółty odcień. Co ciekawe, cienkie miedziane folie mają niebiesko-zielony kolor.

Osm, cez, miedź i złoto mają ten sam kolor, różny od szarych lub srebrzystych innych metali. Ten kolor odcień wskazuje na obecność elektronicznych przejść pomiędzy czwartymi pustymi, półpustymi i wypełnionymi trzecimi atomowymi orbitalami. Między nimi istnieje pewna różnica energii, odpowiadająca długości fali pomarańczowego koloru. Ten sam system jest odpowiedzialny za określony kolor złota.

Co jest jeszcze niesamowite w odniesieniu do właściwości miedzi? Ten metal tworzy skupioną w środku siatkę sześcienną, grupę przestrzeni Fm3m, a = 0,36150 nm, Z = 4.

I miedź jest również znana z wysokiej przewodności elektrycznej i cieplnej. Poprzez prowadzenie prądu, jest wśród metali na drugim miejscu. Przy okazji, miedź ma gigantyczny współczynnik oporu i w szerokim zakresie temperatur niemal niezależny od jego osiągów. Miedź nazywa się diamagnet.

Stopy miedzi są zróżnicowane. Ludzie nauczyli się łączenia mosiądzu i cynku, niklu z niklem srebra, ołowiu z babbitami i brązu z cyna i innymi metalami.

Izotopy miedzi

Miedź składa się z dwóch stabilnych izotopów – ⁶³ Cu i ⁶⁵ Cu, które mają częstość występowania odpowiednio 69,1 i 30,9 procent atomu. Ogólnie rzecz biorąc, jest więcej niż dwudziestu izotopów, które nie mają stabilności. Najdłużej izotopem jest ⁶⁷ Cu, którego okres półtrwania wynosi 62 godziny.

Jak uzyskać miedź?

Miedź jest bardzo interesującym procesem. Ten metal jest otrzymywany z minerałów i rud miedzi. Podstawowymi metodami otrzymywania miedzi są hydrometalurgia, pirometalurgia i elektroliza.

Rozważmy metodę pirometalurgiczną. Metodą uzyskuje się miedź z rud siarczkowych, na przykład chalkopiryt CuFeS2. W surowcu chalkopirytowym wynosi 0,5-2,0% Cu. Po pierwsze, ruda początkowa jest wzbogacona w flotację. Następnie wypalanie utleniające prowadzi się w temperaturze 1400 stopni. Potem spalony koncentrat trafia do wytopu na mat. Do stopu dodaje się krzemionkę w celu związania tlenku żelaza ze stopem.

Otrzymany krzemian unosi się w postaci żużlu i jest oddzielony. Na dole pozostaje matowy – stopu siarczków CU2S i FeS. Dalej jest topiony przez metodę Henry Bessemer. W tym celu wylano roztopioną matę do przetwornika. Następnie naczynie jest oczyszczane z tlenu. Siarczek żelaza, który pozostaje, jest utleniany do tlenku i zostaje usunięty z procesu przez krzemionkę w postaci krzemianu. Utleniony siarczek miedzi do tlenku miedzi jest niekompletny, ale następnie redukuje się do metalu miedzianego.

Otrzymana miedź blistrowa zawiera 90,95% metalu. Ponadto, ulega oczyszczaniu elektrolitycznemu. Interesujące jest, że jako elektrolit stosuje się zakwaszony roztwór siarczanu miedzi.

W katodzie tworzy się miedź elektrolityczna, która ma wysoką częstotliwość około 99,99%. Elementy wykonane z miedzi wykonane są z szeregu: przewodów, urządzeń elektrycznych, stopów.

Metoda hydrometalurgiczna wygląda nieco inaczej. Tutaj minerały miedzi rozpuszcza się w rozcieńczonym kwasie siarkowym lub w roztworze amoniaku. W przygotowanych płynach miedź zastąpiona jest metalicznym żelazem.

Właściwości chemiczne miedzi

W związkach miedź wykazuje dwa stany utleniania: +1 i +2. Pierwszy z nich ma tendencję do nieproporcjonalności i jest stabilny tylko w nierozpuszczalnych związkach lub kompleksach. Przy okazji, związki miedzi są bezbarwne.

Stan utleniania +2 jest bardziej stabilny. To daje słono niebieski i niebieski-zielony kolor. W nietypowych warunkach możliwe jest przygotowanie związków o stopniu utlenienia +3, a nawet +5. Ten ostatni znajduje się zwykle w soli anionu cupraboron, otrzymanego w 1994 roku.

Czysta miedź w powietrzu nie zmienia się. Jest słabym środkiem redukującym, który nie reaguje z rozcieńczonym kwasem chlorowodorowym i wodą. Utleniany przez stężone kwasy azotowe i siarkowe, halogeny, tlenu, "wódka królewska", tlenki niemetaliczne, chalkofeny. Po podgrzaniu reaguje z halogenkami wodoru.

Jeśli powietrze jest wilgotne, miedź utlenia się, tworząc zasadowy węglan miedzi (II). Doskonale reaguje z zimnym i gorącym nasyconym kwasem siarkowym, gorącym bezwodnym kwasem siarkowym.

Z rozcieńczonym kwasem chlorowodorowym miedź reaguje w obecności tlenu.

Analityczna chemia miedzi

Każdy wie, czym jest chemia. Miedź w roztworze jest łatwa do wykrycia. W tym celu należy zwilżyć przewód platynowy roztworem testowym, a następnie dodać go do płomienia palnika Bunsena. Jeśli w roztworze występuje miedź, płomień będzie koloru zielono-niebieskiego. Trzeba wiedzieć, że:

• Zwykle ilość miedzi w słabo kwaśnych roztworach jest mierzona za pomocą siarkowodoru: jest mieszana z substancją. Z reguły w tym przypadku siarczek miedzi zostaje wytrącony.
• W rozwiązaniach, w których nie występują jony zakłócające, miedź jest określana współosiowo, jonometrycznie lub potencjometrycznie.
• Małe ilości miedzi w roztworach mierzy się metodą spektralną i kinetyczną.

Zastosowanie miedzi

Zgadzam się, studiuj Miedź jest bardzo zabawną rzeczą. Tak, ten metal ma małą odporność na konkretne działanie. Ze względu na tę jakość, miedź jest stosowana w elektrotechnice do produkcji energii i innych kabli, przewodów i innych przewodów. Przewody miedziane są stosowane w uzwojeniach transformatorów i napędów elektrycznych. Aby wytworzyć powyższe produkty, metal jest bardzo czysty, ponieważ zanieczyszczenia natychmiast redukują przewodność elektryczną. A jeśli w miedzi jest 0,02% aluminium, jego przewodność elektryczna zmniejszy się o 10%.

Drugą użyteczną jakością miedzi jest doskonała przewodność cieplna. Dzięki tej właściwości jest stosowany w różnych wymiennikach ciepła, przewodach grzewczych, radiatorów i chłodnicach komputerowych.

A gdzie jest twardość miedzi? Wiadomo, że bezszwowe rury miedziane o okrągłym przekroju mają niezwykłą wytrzymałość mechaniczną. Są doskonale odporne na obróbkę mechaniczną i są wykorzystywane do przenoszenia gazów i cieczy. Zwykle można je znaleźć w wewnętrznych systemach zaopatrzenia w gaz, zaopatrzenie w wodę, ogrzewanie. Są powszechnie stosowane w urządzeniach chłodniczych i klimatyzacyjnych.

Doskonała twardość miedzi jest znana wielu krajach. Na przykład we Francji, w Wielkiej Brytanii i Australii rury miedziane są stosowane do dostaw gazu do budynków w Szwecji – do ogrzewania, w Stanach Zjednoczonych, Wielkiej Brytanii i Hong Kongu – jest to główny materiał do zaopatrzenia w wodę.

W Rosji produkcja rur z miedzianych rur wodnych i gazowych jest znormalizowana przez standardowy GOST R 52318-2005, a federalny kodeks regulacji SP 40-108-2004 reguluje ich stosowanie. Rury wykonane z miedzi i jej stopów są aktywnie stosowane w energetyce i przemyśle okrętowym do przenoszenia pary i cieczy.

Czy wiesz, że stopy miedzi są stosowane w różnych dziedzinach technicznych? Najbardziej znanymi z nich są brązu i mosiądzu. Obydwa stopy zawierają kolosalną rodzinę materiałów, które oprócz cynku i cyny mogą zawierać bizmut, nikiel i inne metale. Na przykład, brąz wykonany z armaty, używany przed XIX w. Do wyrobu artylerii, składał się z miedzi, cynku i cynku. Jego formuła była zróżnicowana w zależności od miejsca i czasu pistoletu.

Wszyscy znają doskonałą użyteczność i dużą plastyczność miedzi. Dzięki tym właściwościom ogromna ilość mosiądzu przeznaczona jest na produkcję kaset na broń i amunicję artylerii. Warto zauważyć, że części samochodowe są wykonane ze stopów miedzi z krzemem, cynkiem, cyną, aluminium i innymi materiałami. Stopy miedzi są bardzo odporne i zachowują swoje właściwości mechaniczne podczas obróbki cieplnej . Ich odporność na ścieranie zależy wyłącznie od składu chemicznego i jego wpływu na strukturę. Należy zauważyć, że zasada ta nie dotyczy soli berylowej i niektórych brązów aluminium.

Stopy miedzi mają moduł sprężystości niższy od stali. Ich główną zaletą jest mały współczynnik tarcia, który łączy się w większości stopów o dużej plastyczności, doskonałą przewodność elektryczną i doskonałą odporność na korozję w agresywnym środowisku. Z reguły są to brązowe stopy aluminium i miedź-nikiel. Przy okazji, znaleźli ich zastosowanie w przesuwane pary.

Praktycznie wszystkie stopy miedzi mają tę samą wartość współczynnika tarcia. Jednocześnie odporność na zużycie i właściwości mechaniczne, zachowanie w środowisku agresywnym zależy bezpośrednio od składu stopów. Stosowana jest miedź W stopach jednofazowych i wytrzymałości w stopach dwufazowych. Melchior (stop miedzi i niklu) jest używany do monetyzacji monet. Stopy miedzi i niklu, w tym "Admiralicja", są stosowane w przemyśle okrętowym. Wśród nich są rury wykonane w skraplaczach, które oczyszczają parę wyciągową turbiny. Warto zauważyć, że turbiny są chłodzone wodą morską. Stopy miedzi i niklu mają niesamowitą odporność na korozję, dlatego starają się je stosować w obszarach związanych z korozyjnymi wpływami wody morskiej.

W rzeczywistości miedź jest głównym składnikiem stałych lutowniczych – stopy o temperaturze topnienia 590 do 880 stopni Celsjusza. Nieodłącznym nich wielki przyczepność do większości metali, dzięki czemu mają one zastosowanie do stałego połączenia z różnymi częściami metalowymi. Mogą być przewodów rurowych lub silników odrzutowych płynów, wykonanych z różnych metali.

Teraz listy stopów, w którym miedź plastyczność jest bardzo ważne. Duraluminium lub duraluminium jest stop aluminium i miedzi. Tutaj miedzi wynosi 4,4%. Stopy miedzi ze złotem jest często stosowany w jubilerstwie. Są one niezbędne, aby poprawić wytrzymałość produktu. Po tym wszystkim, czystego złota – bardzo miękki metal, który nie może być odporny na obciążenia mechaniczne. Produkty wykonane z czystego złota szybko zdeformowane i szlifowane.

Co ciekawe, dla utworzenia tlenku itru-tlenku baru, miedzi stosuje się miedź. On służy jako podstawa do produkcji nadprzewodników wysokotemperaturowych. Miedź jest również stosowany do wytwarzania baterii i tlenku miedzi ogniw elektrochemicznych.

Inne obszary zastosowań

Czy wiesz, że miedź jest bardzo często stosowany jako katalizator polimeryzacji acetylenu? Ze względu na tę właściwość rur miedzianych stosowanych do przesyłania acetylen wolno stosować tylko wtedy, gdy zawartość miedzi nie przekracza 64% z nich.

Ludzie nauczyli się używać plastyczność miedzi w architekturze. Elewacje i dachy wykonane z bardzo cienkiej blachy miedziane, są bezproblemowe do 150 lat. Zjawisko to można łatwo wytłumaczyć: w mosiądzu występuje avtozatuhanie proces korozji. W Rosji, blachy miedzianej dla elewacji i dachów, zgodnie z przepisami Kodeksu Federalnej regulaminu SP 31-116-2006.

W niedalekiej przyszłości ludzie planują wykorzystać miedź jako mikrobójczych powierzchni w klinikach dla zapobiegania ruchowi bakterii palaczy. Wszystkie powierzchnie, które dotyka ludzkiej dłoni, – klamki, poręcze, uchwyty vodozapornaya, blaty, łóżka – specjaliści będą produkować tylko z tego niezwykłego metalu.

oznakowanie miedzi

Która marka miedzi wykorzystuje ludzi do produkcji niezbędnych produktów? Są wiele: M00, M0, M1, M2, M3. Ogólnie, marka zidentyfikowane miedź jego zawartości.

Na przykład, stopnie miedzi M1r, M2P i M3R zawiera 0,04% fosforu, do 0,01% tlenu, a znaki M1, M2 i M3 – 0,05-0,08% tlenu. Stempel M0b tlenu jest nieobecny, przy czym zawartość procentowa wynosiła 0,02% w MO.

Tak więc uważamy, bardziej szczegółowo miedź. Stół, na odlew, zapewni bardziej dokładne informacje:

27 gatunki miedzi

W sumie istnieją dwadzieścia siedem klas miedzi. Gdzie dokładnie jest ilość materiałów miedzianych wykorzystaniem osobę? Rozważmy ten niuans szczegół:

• Materiał Cu DPH jest stosowany do wytwarzania kształtek potrzebnych do podłączenia rur.
• AMP jest niezbędne do stworzenia walcowane na gorąco i zimno walcowane anod.
• Amphoux stosowany do wytwarzania anod na zimno oraz walcowanej na gorąco.
• M0 jest potrzebne, aby stworzyć wysokiej przewodów prądowych i stopy.
• M00 Materiał używany do wytwarzania wysokiego stopu i prądowych.
• M001 jest stosowany do produkcji drutu, opon i innych urządzeń elektrycznych.
• M001b niezbędne do wytwarzania produktów elektrycznych.
• M00b służy do tworzenia przewodów prądowych o wysokich stopach i sprzętem elektrycznym przemysłu próżniową.
• M00k – surowiec do tworzenia zdeformowanych i odlewanych wlewków.
• M0b wykorzystywane do tworzenia stopów o wysokiej częstotliwości.
• M0k wykorzystywane do produkcji żeliwa i zdeformowanych elementów.
• M1 potrzebna do produkcji drutu i wytwarzaniu urządzeń kriogenicznych.
• M16 jest używany do produkcji przemysłu elektrycznego urządzeń próżniowych.
• M1E musi tworzyć folię i taśmę walcowaną na zimno.
• M1k potrzebne do stworzenia półprodukty.
• M1or wykorzystywane do produkcji przewodów elektrycznych i innych produktów.
• M1r stosowane do wytwarzania elektrod stosowanych do spawania żelazo i miedź.
• M1rE potrzebne do wytwarzania walcowanej na zimno taśmy i folii.
• M1u wykorzystywane do tworzenia anod walcowanych na zimno i gorąco walcowane.
• M1F trzeba utworzyć taśma, folia, walcowane na gorąco i zimno walcowane arkusze.
• M2 są używane do wytwarzania półproduktów, wytrzymałość stopów opartych na miedzi.
• M2K wykorzystywane do produkcji półproduktów.
• M2P wymagane dla prętów produkcyjnych.
• M3 jest potrzebne do produkcji walcowanych stopów.
• M3R użyć do wykonania i gorąco stopów.
• MB-1 jest niezbędna do tworzenia brązu berylu.
• MSr1 stosowany do wytwarzania wzorów elektrycznych.