Kopírování mědi. Charakteristika mědi

Kovkost nazval citlivost kovů a slitin na kování a jiné druhy tlakové úpravy. To může být kreslení, razítko, válcování nebo lisování. Kovkost měď je charakterizována nejen odolností deformace, ale také plasticitou. Co je plasticita? Tato schopnost kovu měnit jeho kontury pod tlakem bez zničení. Kování kovů je mosaz, ocel, dural a některé jiné mědi, hořčíku, niklu, slitiny hliníku.

Měď

Zajímalo by mě, jaké vlastnosti mědi vypadají. Je známo, že tento prvek je skupina 4 období systému chemických prvků DI Mendeleyev. Jeho atom má číslo 29 a je označen symbolem Cu. Tento přechodný plastový kov je ve skutečnosti růžově zlatý. Mimochodem, má růžovou barvu, pokud oxidový film chybí. Dlouho tento prvek používá lidé.

Historie

Jeden z prvních kovů, které lidé začali aktivně používat ve své farmě, je měď. Je skutečně příliš přístupný pro výrobu z rudy a má nízkou teplotu tání. Po dlouhou dobu lidská rodina zná sedm kovů, které také obsahují měď. V přírodě se tento prvek vyskytuje mnohem častěji než stříbro, zlato nebo železo. Starobylé objekty z mědi, strusky, jsou důkazem jeho tavení z rud. Byly objeveny během výkopů vesnice Chatal-Hyuk. Je známo, že ve měděném věku se měděné věci rozšířily. Ve světových dějinách sleduje kámen.

SA Semyonov a jeho spolupracovníci provedli experimentální studie, ve kterých zjistil, že měděné nástroje práce v porovnání s kamennými nástroji mají v mnoha ohledech prospěch. Mají vyšší rychlost hoblování, vrtání, řezání a řezání dřeva. A zpracování kosti s měděným nožem trvá stejně jako kamenný nůž. Ale měď je považována za měkký kov.

Velmi často v dávných dobách místo mědi byla použita slitina s bronzem. Byla nezbytná pro výrobu zbraní a jiných věcí. Takže místo měděného věku přišel bronz. Bronz byl poprvé přijat na Středním východě 3000 let před naším letopočtem. e.: lidé si oblíbili sílu a vynikající tvárnost mědi. Ze získaných bronzů se objevily nádherné nástroje práce a lovu, nádobí, ozdoby. Všechny tyto položky se nacházejí v archeologických vykopávkách. Poté byl bronzový věk nahrazen železem.

Jak dostat měď v dávných dobách? Zpočátku nebyla extrahována ze sulfidu, ale z malachitové rudy. Koneckonců, v tomto případě nebylo nutné předpalovat. Za tímto účelem byla směs uhlí a rudy umístěna do hliněného hrnce. Nádoba byla umístěna do mělké jámy a směs byla zapálena. Potom se uvolnil oxid uhelnatý, který pomohl obnovit malachit na volnou měď.

Je známo, že v mědi již ve třetím tisíciletí př.nl byly stavěny měděné doly, na kterých byla tavena.

Na území Ruska a sousedních států vznikly měděné doly po dvě tisíciletí př.nl. e. Jejich zřícenina se nachází v Uralsku, Ukrajině, Zakavkazsku, Altai a vzdálené Sibiři.

Průmyslové tavení mědi bylo zvládnuto v třináctém století. A v patnáctém roce v Moskvě byl vytvořen kanonový dvůr. Tam byly bronzové odlitky z různých kalibrů. Na výrobu zvonků bylo vynaloženo neuvěřitelné množství mědi. V roce 1586 byl carský kanon odléván z bronzu, v roce 1735 - cár zvon, v roce 1782 byl vytvořen bronzový jezdec. V roce 752 velitelé vytvořili nádhernou sochu Velkého Buddhy v chrámu Todai-ji. Obecně platí, že seznam prací slévárenského umění může pokračovat neomezeně.

V osmnáctém století člověk objevil elektřinu. Bylo to tehdy, že obrovské objemy mědi začaly vyrábět dráty a podobné výrobky. Ve dvacátém století se dráty naučil vyrábět hliník, ale měď v elektrotechnice měla stále velký význam.

Původ názvu

A víte, že Cuprum je latinský název mědi, odvozený od názvu ostrova Kypru? Mimochodem, v městečku Strabo se měď nazývá chaloky - město Chalkis na Euboea se viní původu tohoto jména. Většina starověkých řeckých jmen pro měděné a bronzové objekty vycházela z tohoto slova. V kovářském řemeslu a mezi kováním a odléváním se nacházejí široké uplatnění. Někdy se měď nazývá Aes, což znamená rudou nebo mojí.

Slovanské slovo "měď" nemá výraznou etymologii. Možná je to staré. Velmi často se však nachází v nejstarších literárních památkách Ruska. VI Abayev předpokládal, že toto slovo pochází z názvu země Midia. Alchymisté přezdívali měď "Venuše". Ve starodávných dobách se říkalo "Mars".

Kde se nachází měď v přírodě?

Zemská kůra obsahuje (4,7-5,5) × 10^-3% mědi (hmotnostně). V řece a mořské vodě je mnohem méně: 10^-7.% a 3 x 10^-7.% (hmotnostně).

V přírodě se často objevují sloučeniny mědi. Průmysl používá chalcopyrite CuFeS₂, nazývaný měďnatý pyrite, boritet Cu₅FeS₄, chalcocite Cu₂S. Současně najdou další minerály z mědi: měďnatý Cu₂O, azurit Cu₃(CO₃).₂(OH)₂, malachit Cu₂CO₃(OH)₂ a covelitu CuS. Velmi často dochází k hromadě jednotlivých hromadění mědi až 400 tun. Sulfidy mědi se vytvářejí hlavně v hydrotermálních středně teplotních žilách. Také je často možné nalézt usazeniny mědi v sedimentárních horninách - skistách a měkkých pískovcích. Nejznámější jsou v Trans-Baikal území Udokan, Zhezkazgan v Kazachstánu, Mansfeld v Německu a střední pás střední Afriky. Další nejbohatší ložiska mědi jsou v Chile (Kolyausi a Escondida) a USA (Morensi).

Většina měděné rudy se těží otevřenou metodou. Obsahuje od 0,3 do 1,0% mědi.

Fyzikální vlastnosti

Mnoho čtenářů má zájem o popis mědi. Je to plastový růžovo-zlatý kov. Ve vzduchu je jeho povrch okamžitě pokryt oxidovou vrstvou, která jí dává původní intenzivní červeno-žlutý odstín. Je zajímavé, že tenké měděné filmy mají modrozelenou barvu.

Osmium, cesium, měď a zlato mají stejnou barvu, odlišnou od šedých nebo stříbrných ostatních kovů. Tento barevný odstín označuje přítomnost elektronických přechodů mezi čtvrtou poloprázdnou a plnou třetí atomovou orbitálkou. Mezi nimi existuje určitý energetický rozdíl, který odpovídá vlnové délce oranžové barvy. Stejný systém je zodpovědný za konkrétní barvu zlata.

Co je stále zajímavé o vlastnostech mědi? Tento kov vytváří obličejovou středovou kvádrovou mřížku, prostorovou skupinu Fm3m, a = 0,36150 nm, Z = 4.

A měď je také známá svou vysokou elektrickou a tepelnou vodivostí. Prováděním proudu se jedná o kovy na druhém místě. Mimochodem, měď má obří teplotní koeficient odporu a v širokém rozmezí teplot je téměř nezávislý na jeho indexech. Měď se nazývá diamagnetický.

Slitiny mědi jsou různorodé. Lidé se naučili propojit mosaz a zinek, nikl s niklem stříbrem, olovem s neprůchodností a bronz s cínem a jinými kovy.

Izotopy mědi

Měď se skládá ze dvou stabilních izotopů - ⁶³Cu a ⁶⁵Cu, které mají prevahu 69,1 a 30,9 procenta atomové, resp. Obecně platí, že existuje více než dva tucty izotopů, které nemají stabilitu. Nejdelší izotop je ⁶⁷Cu s poločasem rozpadu 62 hodin.

Jak získat měď?

Výroba mědi je velmi zajímavý proces. Tento kov se získává z minerálů a měděných rud. Základní metody získávání mědi jsou hydrometalurgie, pyrometallurgie a elektrolýza.

Zvažte pyrometallurgickou metodu. Tímto způsobem se měď získává ze sulfidových rud, například z chalcopyrit CuFeS₂. V chalcopyrite surovinách je 0,5-2,0% Cu. Za prvé, počáteční ruda je podrobena obohacení flotací. Pak se jeho oxidační odpálení provádí při teplotě 1400 stupňů. Pak spálený koncentrát jde do tavení na matu. Pro vázání oxidu železa v tavenině se přidá oxid křemičitý.

Výsledný křemičitan se vznáší ve formě strusky a je oddělen. V dolní části zůstává matná slitina sulfidů CU₂S a FeS. Dále se roztaví metodou Henry Bessemer. Za tímto účelem se do konvertoru nalije roztavená matná látka. Poté se nádoba propláchne kyslíkem. Síra železa, která zůstává, je oxidována na oxid a je odstraněna z procesu oxidem křemičitým ve formě křemičitanu. Oxidovaný oxid siřičitý na oxid mědi je neúplný, ale pak je obnoven na měděný kov.

Výsledná blistry mědi obsahuje 90,95% kovu. Dále prochází elektrolytickým čištěním. Zajímavé je, že jako elektrolyt se používá okyselený roztok síran měďnatý.

Při katodě se vytváří elektrolytická měď, která má vysokou frekvenci asi 99,99%. Položky vyrobené z mědi jsou vyrobeny z řady: dráty, elektrická zařízení, slitiny.

Hydrometalurgická metoda vypadá poněkud jinak. Zde se měděné minerály rozpouštějí ve zředěné kyselině sírové nebo v roztoku amoniaku. Z připravených kapalin je měď nahrazena kovovým železem.

Chemické vlastnosti mědi

Ve sloučeninách vykazuje měď dva oxidační stavy: +1 a +2. První z nich má tendenci být nepřiměřené a je stabilní pouze v nerozpustných sloučeninách nebo komplexech. Mimochodem, sloučeniny mědi jsou bezbarvé.

Oxidační stav +2 je stabilnější. Dává slanou modrou a modrozelenou barvu. V neobvyklých podmínkách je možné připravit sloučeniny se stupněm oxidace +3 a dokonce +5. Ta se obvykle vyskytuje v solích koproboranového anionu, získaného v roce 1994.

Čistá měď ve vzduchu se nemění. Je to slabé redukční činidlo, které nereaguje se zředěnou kyselinou chlorovodíkovou a vodou. Oxidován koncentrovanou kyselinou dusičnou a sírovou, halogeny, kyslík, "královská vodka", nekovové oxidy, chalkogeny. Při zahřátí reaguje s halogenovodíky.

Pokud je vzduch mokrý, oxiduje měď a tvoří základní uhličitan měďnatý (II). Dokonale reaguje s chladnou a horkou nasycenou kyselinou sírovou, horkou bezvodou kyselinou sírovou.

Zředěnou kyselinou chlorovodíkovou reaguje měď v přítomnosti kyslíku.

Analytická chemie mědi

Každý ví, co je chemie. Měď v roztoku se snadno rozpozná. K tomu je nutné navléknout platinový drát zkušebním roztokem a potom ho přidat do plamene hořáku Bunsen. Je-li v roztoku přítomna měď, plamen bude barven zeleně-modrý. Je třeba vědět, že:

• Obvykle se množství mědi v slabých kyselých roztocích měří pomocí sirovodíku: směs se smíchá s látkou. Zpravidla se v tomto případě sráží síran měďný.
• V těch řešeních, kde nejsou interferující ionty, se měď stanovuje komplexometricky, ionometricky nebo potenciometricky.
• Malá množství mědi v roztoku se měří spektrálními a kinetickými metodami.

Aplikace mědi

Souhlasíte, studium je velmi zábavná věc. Takže tento kov má nízký specifický odpor. Díky této kvalitě se měď používá v elektrotechnice pro výrobu silových a jiných kabelů, vodičů a dalších vodičů. Měděné dráty se používají ve vinutích silových transformátorů a elektrických pohonů. Pro vytvoření výše uvedených produktů je kov vybrán velmi čistý, protože nečistoty okamžitě snižují elektrickou vodivost. A pokud je v mědi 0,02% hliníku, jeho elektrická vodivost se sníží o 10%.

Druhou užitečnou kvalitou mědi je vynikající tepelná vodivost. Díky této vlastnosti se používá v různých výměnách tepla, tepelných potrubích, chladičích a počítačových chladičích.

A kde je použitá tvrdost mědi? Je známo, že bezešvé měděné trubky s kruhovým průřezem mají pozoruhodnou mechanickou pevnost. Dokonale odolávají mechanickému ošetření a používají se k pohybu plynů a kapalin. Obvykle se vyskytují v interních systémech zásobování plynem, zásobování vodou, vytápění. Jsou široce používány v chladicích jednotkách a klimatizačních systémech.

Vynikající tvrdost mědi je v mnoha zemích známá. Například ve Francii, Spojeném království a Austrálii se používají měděné trubky pro dodávky plynu, ve Švédsku - pro vytápění ve Spojených státech, v Británii a Hongkongu - to je hlavní materiál pro zásobování vodou.

V Rusku je výroba vodovodních a plynových měděných trubek standardizována normou GOST R 52318-2005 a federální zákoník SP 40-108-2004 upravuje jejich použití. Potrubí vyrobené z mědi a jeho slitin se aktivně používají v energetice a stavbě lodí k pohybu páry a kapalin.

Víte, že slitiny mědi jsou používány v různých technických oblastech? Nejznámější z nich je bronz a mosaz. Oba slitiny zahrnují kolosální rodinu materiálů, které kromě zinku a cínu mohou obsahovat vizmut, nikl a jiné kovy. Například dělo bronz, použitý před devatenáctým stoletím pro výrobu dělostřeleckých kousků, sestával z mědi, cínu a zinku. Jeho složení se lišilo v závislosti na místě a době výroby zbraně.

Každý zná skvělou zpracovatelnost a vysokou plasticitu mědi. Díky těmto vlastnostem je neuvěřitelné množství mosazi vynaloženo na výrobu kazetových pouzder pro zbraně a dělostřeleckou munici. Je pozoruhodné, že auto díly jsou vyrobeny z mědi slitiny s křemíkem, zinek, cín, hliník a další materiály. Slitiny mědi se vyznačují vysokou pevností a pevností tepelné zpracování zachovat své mechanické vlastnosti. Jejich odolnost vůči opotřebení je určena pouze chemickým složením a jeho vlivem na strukturu. Je třeba poznamenat, že toto pravidlo se nevztahuje na berylliový bronz a některé hliníkové bronzy.

Slitiny mědi mají nižší pružnost než oceli. Jejich hlavní výhodou může být tzv. Malý koeficient tření, kombinovaný pro většinu slitin s vysokou tažností, vynikající elektrickou vodivostí a vynikající odolností proti korozi v agresivním prostředí. Zpravidla se jedná o bronzový hliník a slitiny mědi a niklu. Mimochodem, našli uplatnění v posuvných párech.

Prakticky všechny slitiny mědi mají stejnou hodnotu koeficientu tření. Zároveň odolnost proti opotřebení a mechanické vlastnosti, chování v agresivním prostředí přímo závisí na složení slitin. Tažnost mědi se používá v jednofázových slitinách a pevnost je v dvoufázových slitinách. Melchior (slitina mědi a niklu) se používá k ražení výměnné mince. Slitiny mědi a niklu, včetně "admirality", se používají při stavbě lodí. Z těchto trubek jsou vyráběny kondenzátory, které vyčišťují odsávací páru turbíny. Je pozoruhodné, že turbíny jsou chlazeny mořskou vodou. Slitiny mědi a niklu mají úžasnou odolnost proti korozi a snaží se je použít v oblastech spojených s korozními účinky mořské vody.

Ve skutečnosti je měď nejdůležitější složkou pevných pájených materiálů - slitiny s bodem tání 590 až 880 ° C. Jsou charakterizovány výraznou adhezí k většině kovů, takže se používají pro silné spojení různých kovových částí. Mohou to být potrubní ventily nebo kapalinové tryskové motory vyrobené z rozdílných kovů.

A nyní uvádíme seznam slitin, u kterých je velice důležitá tvárnost mědi. Dural nebo dural je slitina hliníku a mědi. Zde je měď 4,4%. Měděné slitiny se zlato jsou často používány v špercích. Jsou nezbytné pro zlepšení síly výrobků. Koneckonců čisté zlato je velmi měkký kov, který nemůže být odolný vůči mechanickým vlivům. Výrobky z čistého zlata jsou rychle deformovány a obrušovány.

Zajímavé je, že oxidy mědi se používají k výrobě yttria-bária-oxidu měďnatého. Slouží jako základ pro výrobu vysokoteplotních supravodičů. Měď se také používá k výrobě baterií a oxidů mědi galvanických článků.

Další oblasti použití

Víte, že měď se často používá jako katalyzátor polymerace acetylenu? Díky této vlastnosti mohou být měděné potrubí používané pro pohyb acetylenu používány pouze tehdy, pokud obsah mědi v nich nepřesahuje 64%.

Lidé se naučil používat v architektuře měkkou měď. Fasády a střechy, vyrobené z nejlepšího plechu z mědi, slouží 150 let bez úrazu. Tento jev je vysvětlen jednoduše: u měděných plechů dochází k automatickému vyhynutí korozního procesu. V Rusku použijte měděný plech pro fasády a střechy v souladu s normami Federálního kodexu pravidel SP 31-116-2006.

V blízké budoucnosti lidé chtějí užít mědi jako baktericidní povrchy na klinikách, aby zabránili pohybu bakterií v areálu. Všechny povrchy, na které se dotýká lidská ruka - dveře, kliky, madla, vodovodní ventily, desky, postele - odborníci z tohoto úžasného kovu.

Měděné značení

Jaké značky mědi používají lidé k výrobě potřebných výrobků? Jejich souprava: M00, M0, M1, M2, M3. Obecně jsou třídy mědi identifikovány čistotou jejich obsahu.

Například mědi třídy M1p, M2p a M3p obsahují 0,04% fosforu a 0,01% kyslíku a třídy M1, M2 a M3 - 0,05-0,08% kyslíku. Ve značce M0b chybí kyslík a v MO je jeho podíl 0,02%.

Takže zvažte podrobněji měď. Následující tabulka poskytne přesnější informace:

27 druhů mědi

Existuje dvacet sedm značek mědi. Kde se používá množství měděného materiálu? Zvažte tuto nuance podrobněji:

• Materiál Cu-DPH se používá k výrobě armatur potřebných pro spojování trubek.
• AMF je zapotřebí pro vytváření anodů válcovaných za tepla a za studena.
• AMFU se používá pro výrobu za studena válcovaných a za tepla válcovaných anod.
• M0 je zapotřebí k vytvoření proudových vodičů a vysokofrekvenčních slitin.
• Materiál M00 se používá pro výrobu vysokofrekvenčních slitin a proudových vodičů.
• M001 se používá k výrobě drátů, pneumatik a jiných elektrických výrobků.
• M001b je nezbytný pro výrobu elektrických výrobků.
• M00b se používá k vytváření proudových vodičů, vysokofrekvenčních slitin a zařízení vákuového průmyslu.
• M00k je surovina pro vytváření deformovaných a odlitých předlitků.
• M0b se používá k vytváření slitin s vysokou frekvencí.
• M0K se používá k výrobě odlitých a deformovaných polotovarů.
• M1 je zapotřebí pro výrobu drátů a produktů kryogenního zařízení.
• M16 se používá pro výrobu zařízení vakuového průmyslu.
• M1E je nezbytný pro vytváření fólií a pásky válcované za studena.
• M1k je potřeba k vytvoření polotovarů.
• M1or se používá k výrobě drátů a dalších elektrických výrobků.
• M1p se používá k výrobě elektrod používaných pro svařování litiny a mědi.
• MIPE je potřebná pro výrobu pásů a fólií válcovaných za studena.
• M1u se používá k výrobě za studena válcovaných a za tepla válcovaných anod.
• M1f je zapotřebí k vytvoření fólií, fólií, válcovaných za tepla a plechů válcovaných za studena.
• M2 se používá na výrobu kvalitních slitin a polotovarů na měděném podkladu.
• M2k se používá k výrobě polotovarů.
• M2p je nezbytný pro vytváření tyčí.
• M3 je zapotřebí pro výrobu válcovaných výrobků, slitin.
• M3r se používá k výrobě válcovaných výrobků a slitin.
• MB-1 je nezbytná pro vytvoření bronzů obsahujících berýlium.
• MCP1 se používá k výrobě elektrických konstrukcí.