La mal·leabilitat es refereix a la susceptibilitat dels metalls i aliatges a la forja i altres tipus de tractament a pressió. Pot ser dibuix, estampat, enrotllament o premsat. La ductilitat del coure es caracteritza no només per la resistència a la deformació, sinó també per la ductilitat. Què és la plasticitat? Aquesta és la capacitat del metall per canviar el seu contorn sota pressió sense destrucció. Els metalls mal·leables són el llautó, l'acer, el duralumini i alguns altres aliatges de coure, magnesi, níquel i alumini. Són ells els que tenen un alt nivell de plasticitat combinat amb una baixa resistència a la deformació.
Core
Em pregunto com són les característiques del coure? Se sap que aquest és un element de l'11è grup del 4t període del sistema d'elements químics de D. I. Mendeleiev. El seu àtom té el número 29 i es denota amb el símbol Cu. De fet, és un metall dúctil de transició de color rosa-daurat. Per cert, té un color rosat si la pel·lícula d'òxid està absent. Durant molt de temps, aquest element ha estat utilitzat per la gent.
Història
Un dels primers metalls que la gent va començar a utilitzar activament a les seves llars és el coure. De fet, és massa accessible per obtenir a partir del mineral i té un petittemperatura de fusió. Durant molt de temps, la raça humana coneix els set metalls, que també inclou el coure. A la natura, aquest element és molt més comú que la plata, l'or o el ferro. Objectes antics fets de coure, escòries, són proves de la seva fosa dels minerals. Van ser descoberts durant les excavacions del poble de Chatal-Khuyuk. Se sap que a l'edat del coure, les coses de coure es van generalitzar. A la història mundial, segueix el de pedra.
S. A. Semyonov i els seus col·legues van realitzar estudis experimentals, en els quals va descobrir que les eines de coure són superiors a les de pedra en molts aspectes. Disposen d'una velocitat més alta de cepillado, perforació, tall i serrat de fusta. I processar un os amb un ganivet de coure dura tant com amb un de pedra. Però el coure es considera un metall tou.
Molt sovint a l'antiguitat, en comptes del coure, feien servir el seu aliatge amb estany - bronze. Era necessari per a la fabricació d'armes i altres coses. Així doncs, l'edat del bronze va substituir l'edat del coure. El bronze es va obtenir per primera vegada a l'Orient Mitjà l'any 3000 aC. AD: A la gent li agradava la força i l'excel·lent mal·leabilitat del coure. Del bronze resultant van sortir magnífiques eines de treball i caça, estris i decoracions. Tots aquests elements es troben en excavacions arqueològiques. Després, l'edat del bronze va ser substituïda per l'edat del ferro.
Com es podia obtenir el coure en l'antiguitat? Inicialment, no es va extreure de sulfur, sinó de mineral de malaquita. De fet, en aquest cas, no calia participar en un tret previ. Per fer-ho, es posava una barreja de carbó i mineral en un recipient de terrissa. El vaixell es va col·locarun forat poc profund i es va encendre la barreja. Aleshores es va començar a alliberar monòxid de carboni, que va contribuir a la reducció de la malaquita a coure lliure.
Se sap que les mines de coure es van construir a Xipre ja al tercer mil·lenni aC, on es fonia coure.
A les terres de Rússia i dels estats veïns, les mines de coure van sorgir dos mil·lennis aC. e. Les seves ruïnes es troben als Urals, a Ucraïna, al Transcaucas, a Altai i a la llunyana Sibèria.
La fosa industrial del coure es va dominar al segle XIII. I al quinze a Moscou es va crear el Cannon Yard. Va ser allà on es van fer pistoles de diversos calibres de bronze. Es va utilitzar una quantitat increïble de coure per fer campanes. El 1586, el canó del tsar va ser fos de bronze, el 1735 - la campana del tsar, el 1782 es va crear el cavaller de bronze. L'any 752, els artesans van fer una magnífica estàtua del Gran Buda al temple Todai-ji. En general, la llista d'obres d'art de foneria és infinita.
Al segle XVIII l'home va descobrir l'electricitat. Va ser llavors quan grans volums de coure van començar a destinar-se a la fabricació de filferros i productes similars. Al segle XX, els cables es feien d'alumini, però el coure encara era de gran importància en l'enginyeria elèctrica.
Origen del nom
Saps que Cuprum és el nom llatí del coure, derivat del nom de l'illa de Xipre? Per cert, Estrabó anomena chalkos de coure: la ciutat de Chalkis a Eubea és culpable de l'origen d'aquest nom. La majoria dels noms grecs antics per al coure iels objectes de bronze es van originar precisament d'aquesta paraula. Han trobat una àmplia aplicació en la ferreria, i entre els productes de ferreria i les foses. De vegades el coure s'anomena Aes, que significa mineral o mina.
La paraula eslava "coure" no té una etimologia pronunciada. Potser és vell. Però es troba molt sovint als monuments literaris més antics de Rússia. V. I. Abaev va suposar que aquesta paraula venia del nom del país Midia. Els alquimistes van anomenar el coure "Venus". En temps més antics, s'anomenava "Mart".
On es troba el coure a la natura?
L'escorça terrestre conté (4, 7-5, 5) x 10-3% de coure (en massa). A l'aigua de riu i de mar, és molt menor: 10-7% i 3 x 10-7% (en massa) respectivament.
Els compostos de coure es troben sovint a la natura. La indústria utilitza calcopirita CuFeS2, anomenada pirita de coure, bornita Cu5FeS4, calcocita Cu 2S. Al mateix temps, la gent troba altres minerals de coure: cuprita Cu2O, azurita Cu3(CO3) 2(OH)2, malaquita Cu2CO3 (OH)2 i Covelline CuS. Molt sovint, la massa de les acumulacions individuals de coure arriba a les 400 tones. Els sulfurs de coure es formen principalment en venes hidrotermals de temperatura mitjana. Sovint, a les roques sedimentàries, es poden trobar dipòsits de coure: esquists i gresos cuprosos. Els jaciments més famosos es troben al Territori Trans-Baikal Udokan, Zhezkazgan al Kazakhstan, Mansfeld a Alemanya i el cinturó de mel de l'Àfrica Central. Es localitzen altres jaciments de coure més ricsa Xile (Colhausi i Escondida) i EUA (Morenci).
La major part del mineral de coure s'extreu a cel obert. Conté entre un 0,3 i un 1,0% de coure.
Propietats físiques
Molts lectors estan interessats en la descripció del coure. És un metall dúctil daurat rosat. A l'aire, la seva superfície es cobreix instantàniament amb una pel·lícula d'òxid, que li confereix una peculiar tonalitat vermell-groc intensa. Curiosament, les pel·lícules primes de coure tenen un color verd blavós.
L'osmi, el cesi, el coure i l'or tenen el mateix color, diferent del gris o la plata d' altres metalls. Aquesta tonalitat de color indica la presència de transicions electròniques entre el quart mig buit i el tercer orbital atòmic ple. Entre ells hi ha una certa diferència d'energia corresponent a la longitud d'ona de la taronja. El mateix sistema és responsable del color específic de l'or.
Què més és sorprenent sobre el coure? Aquest metall forma una xarxa cúbica centrada en les cares, grup espacial Fm3m, a=0,36150 nm, Z=4.
El coure també és famós per la seva alta conductivitat elèctrica i tèrmica. Pel que fa a la conducció de corrent, es troba entre els metalls en segon lloc. Per cert, el coure té un coeficient de resistència de temperatura gegant i és gairebé independent del seu rendiment en un ampli rang de temperatures. El coure s'anomena diamant.
Els aliatges de coure són diversos. La gent ha après a combinar el llautó amb el zinc, el níquel amb el cuproníquel i el plom amb els babbits,i bronze amb estany i altres metalls.
Isòtops de coure
El coure està format per dos isòtops estables, 63Cu i 65Cu, que tenen abundància d'un 69,1 i un 30,9 per cent atòmic respectivament. En general, hi ha més de dues dotzenes d'isòtops que no tenen estabilitat. L'isòtop de vida més llarga és 67Cu amb una vida mitjana de 62 hores.
Com s'obté el coure?
Fer coure és un procés molt interessant. Aquest metall s'obté a partir de minerals i minerals de coure. Els mètodes bàsics per obtenir coure són la hidrometal·lúrgia, la pirometal·lúrgia i l'electròlisi.
Considerem el mètode pirometal·lúrgic. D'aquesta manera s'obté coure a partir de minerals de sulfur, per exemple, calcopirita CuFeS2. La matèria primera de calcopirita conté 0,5-2,0% Cu. En primer lloc, el mineral original se sotmet a un enriquiment per flotació. Després s'oxida rostit a una temperatura de 1400 graus. A continuació, el concentrat calcinat es fon per obtenir mat. S'afegeix sílice a la massa fosa per unir l'òxid de ferro.
El silicat resultant flota com a escòria i es separa. El mat queda a la part inferior: un aliatge de sulfurs CU2S i FeS. Després es fon segons el mètode d'Henry Bessemer. Per fer-ho, s'aboca mat fos al convertidor. A continuació, es purga el recipient amb oxigen. I el sulfur de ferro que queda s'oxida a òxid i, amb l'ajuda de sílice, s'elimina del procés en forma de silicat. El sulfur de coure s'oxida a òxid de coure de manera incompleta, però després es redueix a coure metàl·lic.
Bel coure blister resultant conté el 90,95% del metall. Després es sotmet a purificació electrolítica. Curiosament, s'utilitza una solució acidificada de sulfat de coure com a electròlit.
El coure electrolític es forma al càtode, que té una alta freqüència d'aproximadament el 99,99%. Amb coure obtingut es fabriquen diversos articles: cables, equips elèctrics, aliatges.
El mètode hidrometal·lúrgic sembla una mica diferent. Aquí, els minerals de coure es dissolen en àcid sulfúric diluït o en solució d'amoníac. Dels líquids preparats, el coure és desplaçat per ferro metàl·lic.
Propietats químiques del coure
En els compostos, el coure mostra dos estats d'oxidació: +1 i +2. El primer d'ells tendeix a la desproporció i només és estable en compostos o complexos insolubles. Per cert, els compostos de coure són incolors.
L'estat d'oxidació +2 és més estable. És ella qui dóna a la sal el color blau i blau-verd. En condicions inusuals, es poden preparar compostos amb un estat d'oxidació de +3 i fins i tot +5. Aquest últim es troba habitualment en sals d'anions de cupbororan obtingudes el 1994.
El coure pur no canvia a l'aire. És un agent reductor feble que no reacciona amb l'àcid clorhídric diluït i l'aigua. Oxidat per àcids nítrics i sulfúrics concentrats, halògens, oxigen, aigua regia, òxids no metàl·lics, calcògens. Quan s'escalfa, reacciona amb halogenurs d'hidrogen.
Si l'aire és humit, el coure s'oxida per formar carbonat bàsic de coure (II). Reacciona molt bé amb àcid sulfúric saturat fred i calent, àcid sulfúric anhidre calent.
El coure reacciona amb l'àcid clorhídric diluït en presència d'oxigen.
Química analítica del coure
Tothom sap què és la química. El coure en solució és fàcil de detectar. Per fer-ho, cal humitejar el cable de platí amb la solució de prova i després portar-lo a la flama del cremador Bunsen. Si hi ha coure a la solució, la flama serà de color blau verd. Has de saber que:
- Normalment, la quantitat de coure en solucions lleugerament àcides es mesura amb sulfur d'hidrogen: es barreja amb la substància. Per regla general, el sulfur de coure precipita en aquest cas.
- En aquelles solucions on no hi ha ions interferents, el coure es determina complexomètricament, ionomètricament o potenciomètricament.
- Les petites quantitats de coure en solucions es mesuren mitjançant mètodes espectrals i cinètics.
Ús de coure
D'acord, l'estudi del coure és una cosa molt entretinguda. Per tant, aquest metall té una baixa resistivitat. A causa d'aquesta qualitat, el coure s'utilitza en enginyeria elèctrica per a la producció d'energia i altres cables, cables i altres conductors. Els cables de coure s'utilitzen en els bobinatges dels transformadors de potència i accionaments elèctrics. Per crear els productes anteriors, el metall es selecciona molt pur, ja que les impureses redueixen instantàniament la conductivitat elèctrica. I si hi ha un 0,02% d'alumini al coure, la seva conductivitat elèctrica disminuirà un 10%.
La segona qualitat útil del coure ésexcel·lent conductivitat tèrmica. A causa d'aquesta propietat, s'utilitza en diversos intercanviadors de calor, tubs de calor, dissipadors de calor i refrigeradors d'ordinadors.
I on s'utilitza la duresa del coure? Se sap que els tubs de coure rodons sense costures tenen una resistència mecànica notable. Resisteixen perfectament el processament mecànic i s'utilitzen per moure gasos i líquids. Normalment es poden trobar en sistemes interns de subministrament de gas, subministrament d'aigua, calefacció. S'utilitzen àmpliament en unitats de refrigeració i sistemes d'aire condicionat.
L'excel·lent duresa del coure és coneguda per molts països. Així, a França, el Regne Unit i Austràlia, les canonades de coure s'utilitzen per subministrar gas als edificis, a Suècia, per a la calefacció, als EUA, Gran Bretanya i Hong Kong, aquest és el material principal per al subministrament d'aigua.
A Rússia, la producció de canonades de coure d'aigua i gas està regulada per l'estàndard GOST R 52318-2005 i el Codi de normes federal SP 40-108-2004 regula el seu ús. Les canonades de coure i els seus aliatges s'utilitzen activament a la indústria elèctrica i a la construcció naval per moure vapor i líquids.
Saps que els aliatges de coure s'utilitzen en diversos camps de la tecnologia? D'aquests, el bronze i el llautó es consideren els més famosos. Tots dos aliatges inclouen una família colossal de materials que, a més del zinc i l'estany, poden incloure bismut, níquel i altres metalls. Per exemple, el gunmetal, utilitzat fins al segle XIX per fer peces d'artilleria, estava format per coure, estany i zinc. La seva recepta va canviar segons el lloc itemps de fabricació d'eines.
Tothom sap l'excel·lent capacitat de fabricació i l' alta ductilitat del coure. A causa d'aquestes propietats, una quantitat increïble de llautó es destina a la producció de petxines per a armes i municions d'artilleria. Cal destacar que les peces d'automòbil estan fetes d'aliatges de coure amb silici, zinc, estany, alumini i altres materials. Els aliatges de coure es caracteritzen per una gran resistència i conserven les seves propietats mecàniques durant el tractament tèrmic. La seva resistència al desgast només ve determinada per la composició química i el seu efecte sobre l'estructura. Tingueu en compte que aquesta regla no s'aplica al bronze de beril·li i alguns bronzes d'alumini.
Els aliatges de coure tenen un mòdul d'elasticitat més baix que l'acer. El seu principal avantatge es pot anomenar un petit coeficient de fricció, combinat per a la majoria d'aliatges amb alta ductilitat, excel·lent conductivitat elèctrica i excel·lent resistència a la corrosió en un entorn agressiu. Per regla general, es tracta de bronzes d'alumini i aliatges de coure-níquel. Per cert, han trobat la seva sol·licitud en parells d'aplicacions.
Pràcticament tots els aliatges de coure tenen el mateix coeficient de fricció. Al mateix temps, la resistència al desgast i les propietats mecàniques, el comportament en un entorn agressiu depenen directament de la composició dels aliatges. La ductilitat del coure s'utilitza en aliatges monofàsics i la resistència s'utilitza en aliatges bifàsics. El cuproníquel (aliatge de coure-níquel) s'utilitza per encunyar monedes de canvi. Els aliatges de coure i níquel, inclòs "Almirallat", s'utilitzen en la construcció naval. S'utilitzen per fer tubs per a condensadors que netegen el vapor d'escapament de la turbina. Cal destacar que les turbines es refreden amb aigua fora de bord. Els aliatges de coure i níquel tenen una resistència a la corrosió increïble, de manera que són buscats en zones subjectes als efectes agressius de l'aigua de mar.
De fet, el coure és el component més important de les soldadures dures: aliatges amb un punt de fusió de 590 a 880 graus centígrads. Són ells els que tenen una excel·lent adherència a la majoria de metalls, per la qual cosa s'utilitzen per connectar fermament diverses peces metàl·liques. Aquests poden ser accessoris per a canonades o motors a reacció de propulsor líquid fets de metalls diferents.
I ara enumerem els aliatges en què la mal·leabilitat del coure és de gran importància. El dural o duralumini és un aliatge d'alumini i coure. Aquí el coure és del 4,4%. Els aliatges de coure i or s'utilitzen sovint en joieria. Són necessaris per augmentar la força dels productes. Després de tot, l'or pur és un metall molt tou que no pot ser resistent a l'estrès mecànic. Els articles fets d'or pur es deformen i es desgasten ràpidament.
Curiosament, els òxids de coure s'utilitzen per crear òxid d'itri-bari-coure. Serveix com a base per a la fabricació de superconductors d' alta temperatura. El coure també s'utilitza per fabricar bateries i cèl·lules electroquímiques d'òxid de coure.
Altres aplicacions
Saps que el coure s'utilitza sovint com a catalitzador per a la polimerització de l'acetilè? A causa d'aquesta propietat, es permeten les canonades de coure que s'utilitzen per transportar acetilèutilitzar només quan el contingut de coure en ells no superi el 64%.
La gent ha après a utilitzar la mal·leabilitat del coure a l'arquitectura. Les façanes i les cobertes fetes amb la làmina de coure més fina serveixen sense problemes durant 150 anys. Aquest fenomen s'explica simplement: en les làmines de coure, el procés de corrosió s'extingeix automàticament. A Rússia, la làmina de coure s'utilitza per a façanes i teulades d'acord amb les normes del Codi Federal de Normes SP 31-116-2006.
En un futur no gaire llunyà, la gent té previst utilitzar el coure com a superfícies germicides a les clíniques per evitar que els bacteris es moguin a l'interior. Totes les superfícies tocades per la mà humana (portes, nanses, baranes, accessoris d'aigua, taulells, llits) seran fetes per especialistes només amb aquest increïble metall.
Marca de coure
Quines classes de coure fa servir una persona per produir els productes que necessita? N'hi ha molts: M00, M0, M1, M2, M3. En general, els graus de coure s'identifiquen per la puresa del seu contingut.
Per exemple, els graus de coure M1r, M2r i M3r conté un 0,04% de fòsfor i un 0,01% d'oxigen, i els graus M1, M2 i M3 - 0,05-0,08% d'oxigen. No hi ha oxigen al grau M0b i en MO el seu percentatge és del 0,02%.
Així que mirem més de prop el coure. La taula següent proporcionarà informació més precisa:
| Grau de coure | M00 | M0 | M0b | M1 | M1p | M2 | M2r | M3 | M3r | M4 |
|
Percentatge contingut coure |
99, 99 | 99, 95 | 99, 97 | 99, 90 | 99, 70 | 99, 70 | 99, 50 | 99, 50 | 99, 50 | 99, 00 |
27 graus de coure
Hi ha vint-i-set graus de coure en total. On fa servir una persona tanta quantitat de materials de coure? Considereu aquest matís amb més detall:
El material
Cal
Es necessita
Necessita
Es necessita
Cal
Es necessita
Es necessita
Es necessita
Es necessita
Es necessita
