Самый пластичный металл - золото. Пластичность и ковкость меди
Самый пластичный металл - золото
Золото - это самый популярный металл в истории, в культуре, в экономике. За обладание им проливались реки крови, вспыхивали семейные раздоры и даже велись войны. Его значение для всей человеческой цивилизации основано на его уникальных химических и физических свойствах, на особенностях внутреннего строения.
Золото – это самый пластичный металл. Данное качество делает его востребованным всюду: от ювелирного дела до микроэлектроники.
Самый "металлический" металл
В золоте сконцентрированы все самые явные свойства, которые ученые называют металлическими. По электропроводимости оно уступает только серебру, меди и чистому палладию. По теплопроводности - тому же серебру, меди и кобальту. По способности поглощать тепловую энергию золото уступает только экзотическому висмуту, опережая ртуть и серебро. По другим «металлическим» свойствам - ковкости и отражению света - оно является чемпионом. Золото - это самый пластичный металл в мире, а блеск его – понятие легендарное.
Молекулярное строение золота тоже очень «металлическое». Оно представляет собой геометрически правильную кристаллическую решетку с положительными ионами в узлах и плотное по концентрации облако «электронного» газа между ними. Эту часть атома составляют свободные электроны, расположенные на внешнем энергетическом уровне. Они создают силу притяжения между узлами решетки, что и обеспечивает способность металла деформироваться без нарушения общей целостности. Так устроен самый пластичный металл.
Определение пластичности
От греческого Πλαστική ("ваяние", "лепка") произошло слово «пластика», давшее корень другим, связанным с изменением формы твердого тела. Пластичность – свойство твердого тела менять форму и размеры и сохранять остаточную деформацию после прекращения действия внешних сил без изменения объема и нарушения целостности.
Для металлов это одна из важнейших характеристик, позволяющая использовать их в практике. Без возможности придавать заготовкам из металла нужную форму было бы невозможно создание даже простейших бытовых предметов. Золото – самый пластичный металл, и изделия из него - пример того, какую форму можно придать достаточно податливому материалу ковкой, давлением, прокаткой, вытяжкой, волочением и т. д. Обратным по смыслу свойством материала является хрупкость.
Испытание на пластичность
Характеристики пластичности металлов обычно определяются при статичных испытаниях. Самым показательным является испытание на растяжение. Чтобы выяснить, какой металл самый пластичный, необходимо подвергнуть такому воздействию образцы одинакового размера при сходных температурных условиях. Величина деформации, которую способен выдержать образец металла перед разрушением, – объективный показатель пластичности.
Числовым выражением результата испытаний на растяжение являются два основных коэффициента. Относительное удлинение – процентное отношение увеличенной длины образца после разрыва, вызванного деформацией, к первоначальной. Самый пластичный металл – золото – имеет показатель – 65%. Для сравнения: у железа – 40-50, у алюминия – 30-40.
Второй показатель пластичности – относительное сужение поперечного сечения образца. У золота первоначальное сечение образца на 90% больше того, какое он имеет перед разрывом. У алюминия эта цифра – 80%, у меди – 75%.
Мягкое, вязкое и прочное
По шкале твердости Мооса у золота показатель - 2,5–3,7. В чистом виде этот металл значительно мягче многих широко распространенных материалов и царапается ножом или даже ногтем. Поэтому, чтобы избежать быстрого износа золотых изделий, в металл для их изготовления добавляют специальные упрочняющие лигатурные элементы, обычно серебро или медь. Существуют у золота и вредные примеси. Самый пластичный металл в таблице Менделеева в присутствии свинца, платины, кадмия или серы становится хрупким.
Мягкость золота особого характера, она дополняется его вязкостью и тягучестью. Удобство формовки и технологической обработки деталей дополняется высокими показателями прочности на растяжение – 3300 кг/см2. Такое уникальное сочетание физико-механических характеристик золота используется с давних времен. Пример – сусальное золото.
Купола в России кроют чистым золотом…
Несмотря на многовековую историю золотодобычи, этот металл всегда относился к редким и драгоценным. Это самый пластичный металл. Это качество делает применение золотой фольги для декоративной отделки элементов интерьера или даже для покрытия церковных куполов рентабельным. Для покрытия большой площади требуется очень немного драгоценного металла: 1 грамм пластинки может быть раскован в лист площадью 1 м2.
Даже ручной способ получения листов для золочения дает возможность добиться толщины в тысячную долю миллиметра. Такая толщина позволяет золотым пластинкам держаться на поверхности за счет молекулярного притяжения. Технология получения сусали значительно усовершенствовалась. Теперь для расплющивания золотых листов применяются роботизированные линии, но в основе процесса – высокая пластичность исходного материала.
Золотая нить
Способность золота выдерживать растягивающее усилие без разрыва известно с самого начала его коммерческого использования. Изготовление такой проволоки для ювелирных изделий было налажено еще в античные времена - древние мастера уже знали, какой металл самый пластичный. В середине XX века производили микропровод с золотым сердечником, который даже с пластиковой изоляцией был в 7 раз тоньше человеческого волоса. Из 1 грамма металла вытягивали непрерывную золотую нить длиной около 3,5 км.
Сегодняшние технологии довели толщину золотой проволоки до нескольких микрон, дальнейшее освоение технологических достоинств металла продолжается.
fb.ru
от чего зависит ковкость и пластичность металлов
Ковкость характеризуется двумя показателями — пластичностью, то есть способностью металла подвергаться деформации под давлением без разрушения, и сопротивлением деформации. У ковких металлов (сталь, латунь, дюралюминий и некоторые другие медные, алюминиевые, магниевые, никелевые сплавы) относительно высокая пластичность сочетается с низким сопротивлением деформации.
Ковкость и пластичность металлов объясняются движением отдельных слоев ионов относительно друг друга. Отличительные физические свойства металлов — плотность и температуры плавления и кипения. Эти свойства зависят от прочности металлической связи. Металлы главных подгрупп (в-металлы), как правило, — легкие и достаточно легкоплавкие металлы. Напротив, металлы побочных подгрупп ( -металлы) — тяжелые и очень тугоплавкие. [c.159]
В условиях обработки металлов давлением на пластичность влияют многие факторы: состав и структура деформируемого металла, характер напряженного состояния при деформации, неравномерность деформации, скорость деформации, температура деформации и др. Степень ковкости зависит от многих параметров. Наиболее существенным из них является пластичность, характеризующая способность материала деформироваться без разрушения. Чем выше пластичность материала, тем большую степень суммарного обжатия он выдерживает.
от температуры нагрева и содержания углерода
touch.otvet.mail.ru
Ковка меди - Справочник химика 21
Как чистая медь, так и медные сплавы нуждаются в отжиге. Так как рекристаллизация таких металлов происходит в широком диапазоне температур (450—800°С), то отжиг, например ковкой меди, должен осуществляться при нагреве ее до 300—600 °С. [c.317]Исходя из сведений, которые мы даем в этом задании, еще раз распределите исследованные элементы на металлы, неметаллы и элементы с промежуточными свойствами. Для металлов характерна блестящая поверхность, они ковкие и проводят электричество (физические свойства). Многие металлы реагируют с кислотами и раствором хлорида меди (II) (химические свойства). Неметаллы обычно на вид тусклые и не проводят электричество (физические свойства). Большинство неметаллов не реагируют с кислотами и раствором хлорида меди(II) (химические свойства). Промежуточные элементы имеют свойства как металлов, так и неметаллов. [c.123]
Детали из ковкого чугуна следует сваривать электродами пз монель-металла (30% меди, 65% никеля, 2% марганца, 3% железа), покрытыми обмазкой (45% графита, 15% кремнезема, 20% огнеупорной глины, 10% древесной золы, 10% соды или 74% мела, 4% оксида алюминия, 6% каолина, 16% жидкого стекла). Наплавленный металл еще до остывания следует проковывать. [c.266]
Наибольшее применение из рассмотренных элементов имеют А1 и его сплавы. Этому способствуют ценные качества этого металла малая плотность (2,7), высокая проводимость (0,6 проводимости меди), механическая прочность и большая коррозионная стойкость кряду химических реагентов. Вместе с тем алюминий легко поддается обработке давлением— прокатке, резанию, волочению, ковке. [c.281]
Чистый алюминий представляет собой легкий серебристо-белый металл (плотность 2,7 г/см — почти в три раза легче железа), очень пластичный, ковкий и тягучий, т. пл. = 660°, т. кип. = 2450°. После серебра и меди металлический алюминий — лучший проводник электричества и тепла. [c.333]
Металлы характеризуются ковкостью. Металлом называется светлое тело, которое ковать можно , так писал Ломоносов. Они обладают также тягучестью металлы можно вытягивать в тонкую проволоку. Однако эти свойства у различных металлов выражены далеко не одинаково. Способность выковываться в тонкие листы в наибольшей степени проявляется у золота, серебра и меди. Металлы ЗЬ, В1, Мп относятся к числу хрупких, ковка и прокат их затруднительны. Соответственно и по способности быть вытянутыми в тонкую проволоку на первом месте стоят золото и серебро, на последнем — висмут и марганец. [c.298]
Алюминий—серебристо-белый металл, тягучий—способен вытягиваться в тонкую проволоку, ковкий — вальцуется в очень тонкую фольгу. Может быть превращен в порошок. Теплопроводность его только вдвое меньше теплопроводности меди, электропроводность — около 60% электропроводности меди со слабо выраженными магнитными свойствами скрытая [c.435]
Металлические материалы обладают сочетанием механических свойств, таких, как прочность, вязкость, пластичность, упругость и твердость, с технологическими — возможностью использования приемов ковки, сварки, обработки режущими инструментами. Они являются незаменимыми не только для построения химических реакторов самой разнообразной формы и размеров, но и в различных областях промышленности. Так, за последние 20 лет мировое производство железа увеличилось примерно в 2,7 раза, меди — в 2,3, алюминия — в 4,7, никеля — в 4, цинка — в 2, титана — в [c.175]
Ингибитор, однако, не действует на р-фазу в латунях со структурой (а + Р), т.е. в латунях с относительно низким содержанием меди, состоящих из а + Э кристаллов. Такую латунь используют в водопроводной арматуре ввиду ее хороших характеристик при таких технологических операциях, как экструзия, литье в матрицы, горячая ковка и резание. По стандартам Швеции латунь, используемая в 136 [c.136]
Чистое железо представляет собой блестящий серебристо-белый металл, который тускнеет (быстро ржавеет) на влажном воздухе или в воде, содержащей растворенный кислород. Оно достаточно мягко, ковко и тягуче, обладает сильными магнитными свойствами (ферромагнитно). Его температура плавления 1535°С и температура кипения 3000 С (табл. 19.2). Структура обычного железа (альфа-железа) показана на рис. 2.9 (объемноцентрированная решетка, в которой каждый атом, расположенный в центре куба, окружен восемью другими атомами). При 912 °С альфа-железо переходит в другую аллотропную форму — гамма-железо, которое имеет гранецентрированную структуру, описанную для меди в гл. 2. При 1400 °С происходит следующий переход в дельта-железо, для которого характерна точно такая же объемноцентрированная структура, как и для альфа-железа. [c.545]
Металлургия меди уже была рассмотрена в гл. 11. Медь — красный вязкий металл с умеренно высокой температурой плавления (табл. 19.5). В чистом виде она обладает исключительно высокими теплопроводностью и электропроводностью, и поэтому ее широко применяют в электропромышленности. При нагревании чистая медь размягчается и ее можно вытягивать в проволоку и ковать. В результате-такой холодной обработки (вытягивания или ковки) металл становится-более твердым, поскольку кристаллические зерна дробятся на значительно более мелкие, границы их в процессе деформации изменяются,, что приводит к (Возрастанию твердости металла. Такой металл с повышенной твердостью можно нагреть и снова превратить в мягкий металл ( отжиг ) лри этом процессе мелкие зерна сливаются в более крупные.. [c.558]
Возникновение М. относится к глубокой древности, выплавка меди производилась уже в 7-б-м тыс. до н.э. (юго-зап. часть Малой Азии). Вначале человек познакомился с самородными металлами-золотом, серебром, медью и метеоритным железом, а затем научился производить металлы. Первые металлич. изделия изготовлялись в холодном состоянии. После открытия горячей обработки (ковки) металлич. изделия получают более широкое распространение. Первоначально выплавку Си производили из окисленных медных руд (литье, 5-4-е тыс. до н.э.), переработка сульфидных руд, их окисление и рафинирование Си относятся ко 2-му тыс. до н. э. (Ближний Восток и Центр. Европа). Во 2-м тыс. до н.э. медь стала вытесняться ее сплавом - бронзой (бронзовый век). В сер. 2-го тыс. до н.э. осваивается получение Ре из руд (сыродутный процесс). В дальнейшем успехи в произ-ве Ре (овладение процессами его науглероживания и закалки) привели к появлению литого металла и стали. Эти усовершенствования обеспечили главенствующее положение черным металлам среди материалов уже в 1-м тыс. до н.э. (железный век). На протяжении почти трех тысячелетий М. железа не претерпевала принципиальных изменений. В 18 в. в Европе открыт способ произ-ва литой стали (тигельная плавка), а в 19 в.-еще три новых процесса (бессемеровский, мартеновский и тома-совский). [c.52]
Описанные структуры позволяют объяснить многие свойства металлов. Например, хорошая ковкость таких металлов, как серебро или медь, обусловлена тем, что в их кристаллах слои атомов способны скользить вдоль так называемых плоскостей скольжения. Плоскости скольжения располагаются наиболее регулярно и имеются в наибольшем количестве в кристаллах с кубической плотноупакованной структурой, которой обладают наиболее ковкие и пластичные металлы. Наличие в металле небольшого количества примесей, как, например, в сплавах, означает появление в их кристаллической решетке атомов другого размера. Такие неоднородности могут очень сильно искажать плоскости скольжения и препятствовать скольжению одних атомных плоскостей вдоль других. Наиболее ярким примером такого влияния служит сплав меди с небольшим ( [c.180]
Перейдем теперь к изучению веществ, получающихся при смешивании двух или нескольких металлов и известных под названием сплавов. Если бы мы располагали всего 40 или чуть большим числом наиболее распространенных металлов в чистом состоянии и могли использовать только их свойства, современная техника оказалась бы чрезвычайно ограниченной в своих возможностях, однако путем смешивания двух или нескольких металлов удается получить весьма разнообразные сочетания свойств. Большое влияние на свойства чистых металлов оказывает также введение в них даже незначительных количеств неметаллических примесей — углерода, кремния или бора. Например, медь, которая в чистом состоянии представляет собой мягкий, ковкий металл, при введении в нее приблизительно 1% бериллия становится гибкой и упругой. [c.392]
Согласно теории Эйнштейна, графики зависимости Су от Т совпадут. если разделить Т на некоторую величину 6, значения которой могут различаться для разных атомных кристаллов. Величина 0, называемая характеристической температурой вещества, обычно имеет порядок 100—400 К. Для веществ, теплоемкость которых достигает значения 6 кал/(К-моль) только при высоких температурах, значение 0 оказывается большим так, для алмаза оно равно 1860 К. Подобное поведение характерно для твердых тел с сильными межатомными связями (например, алмаз и графит). В частотном спектре таких твердых тел имеются высокие частоты, которые при комнатной температуре возбуждены не полностью. Для мягких и ковких металлов с низкой температурой плавления (например, медь и серебро) значение 0 меньше (соответственно 315 и 215 К). У таких твердых тел со слабыми межатомными связями решеточные колебания имеют низкие частоты, которые полностью возбуждены уже при температурах ниже комнатной. [c.29]
Желтый металл, более мягкий, чем медь и серебро ковкий, тяжелый, высокоплавкий. Устойчив в сухом и влажном воздухе. В особых условиях образуется коллоидное золото. Благородный металл не реагирует с водой, кислотами-не-окислителями, концентрированными серной и азотной кислотами, щелочами, гидратом аммиака, кислородом, азотом, углеродом, серой. В растворе простых катионов не образует. Переводится в раствор действием царской водки , смесями галогенов и галогеноводородных кислот, кислородом в присутствии цианидов щелочных металлов. При нагревании реагирует с галогенами, селеновой кислотой. Окисляется нитратом натрия при сплавлении, дифторидом криптона. Со ртутью образует амальгаму. В природе встречается в самородном виде. Получение см. 57б 579 580 . [c.299]
Серебро Ag — ковкий тягучий блестящий металл белого цвета плот, ность 10,49 г/см , температура плавления 960 °С. По сравнению с дру. гими металлами обладает наивысшей отражательной способностью, лег. ко поддается полировке, ковке, прокатывается в тонкие листы толщи, ной до 0,00025 мм. Так как серебро - очень мягкий металл, его oбJ o используют в виде бинарных сплавов с медью, а также вводят в сплавы золота. При комнатной температуре серебро во влажном чистом воздухе адсорбирует кислород с образованием оксидной пленки толщиной до 1,2 нм. [c.174]
Если сырой титан не содержал примесей вышеупомянутых металлов, то полученный гладкий титановый пруток весьма чист, так как количество примеси вольфрама, переходящего в титановый пруток из нити, составляет менее 0,01%. По ковкости металл приближается к меди его можно в холодном состоянии ковать и прокатывать в листы. Если из куска ковкого металла нужно получить порошок, поступают следующим образом. Титан (а также цирконий или гафний) нагревают при 600 °С в потоке очень чистого водорода (см. т. 1, ч. II, гл. 1).Образовавшийся гидрид хрупок, и его можно растереть в порошок. Водород удаляют из гидрида при последующем нагревании в высоком вакууме при 1000 С. [c.1416]
В минералогии реакцию кристалла на динамическую нагрузку выражают понятием характер сцепления . Подавляющая часть минералов — это тела хрупкие. В обычных условиях пластические деформации на них незаметны. Некоторые минералы с металлическим блеском обнаруживают явную пластичность. Среди них выделяют минералы тягучие (золото, медь, платина) и ковкие (халькозин, галенит). При царапании ножом на ковких минералах получается блестящая царапина, минерал слегка режется, а на хрупком минерале образуется тонкая пыль (минерал пылит), и царапина имеет светлый или черный цвет — в зависимости от блеска минерала. [c.104]
К типичным проводникам принадлежат тягучие минералы, обладающие металлическим блеском медь (р = 15-10 Ом-м), серебро (16-10-в Ом-м). Удельное сопротивление несколько выше для ковких минералов, халькозина (1,1-10 Ом-м), галенита (3-10-е Ом-м). Все сульфиды характеризуются более низким сопротивлением по сравнению с кислородными соединениями и являются типичными полупроводниками. Минералы— кислородные соединения с металлическим блеском — отличаются более высоким удельным электросопротивлением по сравнению с сульфидами, но и для них р металлическим блеском имеют р[c.120]
Опытные данные показывают, что величина Я для разных веществ сильно разнится, а для одного и того же вещества зависит от температуры, плотности, структуры, влажности и других факторов. Наибольшая теплопроводность наблюдается у металлов, для которых значения к при 20 °С находятся в пределах 2,3—418 Вт/(м-К), причем верхний предел относится к серебру. Далее следуют красная медь (X 395), золото Я яй 300), алюминий ( t 210), цинк ( t = 113) и т.д. На коэ ициенты теплопроводности металлов оказывают большое влияние примеси и их концентрация, а также структурные изменения, вызванные термической обработкой, ковкой, вытяжкой и т. п. Так, например, следы мышьяка уменьшают коэффициент теплопроводности меди на 60—65%, а 1% примесей понижает к для алюминия на 15%. Величина к для углеродистой стали падает с ростом содержания углерода, марганца и серы. В результате закалки коэффициент теплопроводности углеродистой стали снижается на 10%. Наконец, для большинства металлов величина к уменьшается с ростом температуры. [c.267]
Хелатные соединения с многоатомными спиртами типа маннита и в этом случае предложено использовать в фармакологии и ветеринарии . Указывается, что введение координацггонного соединения Bi (И1) с многоатомными спиртами или оксикнслотами в ванну с u( N)2 приводит к получению светлой ковкой меди очень высокого качества при плотности тока вплоть до 1,85 а на 1 л 2 необходимое количество висмута — всего 0,025—1 ммоль на 1 л . [c.307]
Указывается [142], что введение координационного соединения 131 (III) с многоатомными спиртами или оксикислотами в ванну с цианидом меди приводит к получению светлой ковкой меди очень высокого качества при плотности тока вплоть до 1,85 а/м2 необходимое количество висмута составляет всего 0,025—1,0 ммолъ на литр электролита. [c.384]
При изготовлении кинжала, ножа или долота режущий край, естественно, приходилось отковывать для отточки и придания ему нужной формы. Ковка увеличивала твердость металла, и это пе могло долго оставаться пезамечеппым. Но при слишком продолжительной ковке медь становится хрупкой. Это также было [337] скоро замечено, и против этого были приняты меры. Средством понижения хрупкости меди служит нагревание ее до температуры от 500 до 700° по Цельсию. Процесс этот называется отжигом, или отпуском, и цель его — сделать медь не твердой, как иногда ошибочно утверждают, а мягкой. Единственным средством придания меди твердости была ковка, и так называемый утраченный секрет , о котором так часто говорят, является мифом. Деш па опыте доказал, что медь с исходной твердостью 87 (но шкале Бринелля) можно одной лишь ковкой довести до твердости 135 . Твердость испытанной тем же способом современной стали колеблется от 100 до 800 . Процесс ковки вызывает изменения кристаллического состояния, нри которых медь тверже, чем в обычном состоянии. Через некоторое время это ненормальное состояние проходит и медь возвращается к своему обычному мягкому состоянню ". [c.186]
Золото —- ярко-желтый блестящий металл. Оно очень ковко н йластичио иутем прокатки из него можно получить листочки толщиной менее 0,0002 мм, а из 1 г золота можно вытянуть проволоку длиной 3,5 км. Золото — прекрасный проводник теплоты и электрического тока, уступающий в этом отношении только серебру и меди. [c.580]
Медь, серебро и золото несколько выпадают из общей для переходных металлов закономерности по своему электронному строению с валентной конфигурацией Они характеризуются более низкими температурами плавления и кипения, чем предшествующие им переходные элементы, и являются довольно мягкими металлами. Проявление таких свойств соответствует закономерной тенденции к ослаблению металлических связей, обнаруживаемой начиная с группы У1Б(Сг-Мо- У). Эта тенденция объясняется постепенным уменьшением числа неспаренных -электронов у атомов металлов второй половины переходных рядов. Медь, серебро и золото обладают очень большой электро- и теплопроводностью, поскольку их электронное строение обусловливает высокую подвижность 5-электронов. Эти металлы ковки, пластичны и инертны и могут находиться в природе в металлическом состоянии. Они встречаются довольно редко и поэтому имеют высокую стоимость, но все же распространены значительно больше, чем платиновые металлы. Относительно большая распространенность и возможность существования этих металлов в природе в несвязанном виде послужили причиной того, что они явились первыми металлами, с которыми познакомился чёловск и кошрые иН научился обрабатывать. По-видимому, первым металлом, который стали восстанавливать из его руды, была медь. Металлургия началась с открытия того, что сплав меди с оловом (естественно встречающаяся примесь) дает намного более твердый материал - бронзу. Медные предметы были найдены [c.446]
Все три металла характеризуются значительныг ч плотностями, довольно высокими температурами плавления и сравнительно малой твердостью. Их тягучесть и ковкость исключительно велики. Из любого металла можно вытянуть проволоку диаметром в 0,001 мм (которая примерно в 50 раз тоньше человеческого волоса), а путем ковки или прокатки Аи могут быть получены листочки ( золотая фольга ) толщиной до 0,0001 мм. Они имеют в отраженном свете желтый, а в проходящем — зеленый цвет. По электро- и теплопроводности элементы подгруппы меди также превосходят все остальные металлы. [c.413]
Значительно большие плотности, температуры плав ления и кипения, твердости металлов подгруппы меди, по сравнению со щелочными металлами, обусловлены меньшими размерами их атомов и более плотной упа ковкой крсталлйчёскоя решетке. [c.414]
Чистый алюминий —мягкий, ковкий и тягучий металл. Однако для некоторых целей необходимы сплавы алюминия, обладаюшие большей прочностью, вязкостью и меньшей тягучестью. Алюминиевые сплавы с такими свойствами можно получить, вводя в их состав небольшое количество других металлов, например меди или магния. Добавление примерно 4%-меди и 0,5% магния вызывает образование твердых хрупких кристаллов интерметаллического соединения Mg u2, что придает прочность алюминию. Чрезвычайно мелкие кристаллы такого состава, внедренные в кристаллы алюминия, весьма эффективно предотвраша -ют скольжение плоскостей в металлическом алюминии, в результате чего механические свойства сплава оказываются значительно выше соответствующих свойств чистого металла. [c.510]
В производстве дорогих бытовых предметов, ювелирных изделий, иногда как имитацию серебра применяют сплавы меди с никелем -нейзильбер (альпан, аргентан) и мельхиор. Нейзильбер - сплав, содержащий 65 % меди, 15 % никеля и 20% цинка. Имеет цвет, близкий к цвету серебра, весьма коррозионностоек. Мельхиор - сплав, содержащий 80% меди и 20% никеля. Характеризуется высокой текучестью и легко обрабатывается в холодном состоянии (ковка, штамповка). [c.132]
Ддя золочения применяют листовое сусальное золото, которое из- готовляют из предварительно отожженного листового металла ручной ковкой. Наиболее распространено сусальное золото 96-й пробы, в состав которого входит 96% золота, 2% серебра и 2% меди. Реже используется зеленое золото 75-й пробы, состоящее из 75% золота и 25% серебра. [c.189]
Очистка технического продукта для получения Ti U, пригодного для производства ковкого титана, производится при помощи меди с последующей дистилляцией образовавшихся продуктов. При взаимодействии с порошком меди хлор, растворенный в Ti U, связывается в хлорид ме ди, а хлориды железа и ванадия, а также хлорокись ванадия восстанавливаются до низших хлоридов, имеющих [c.743]
После дробления и смятия под влиянием идиометаморфизма осколки хрупких минералов обладают угловатыми очертаниями (пирит, арсенопирит, кварп и др.). O кoJ ки мягких и ковких минералов имеют сплющенный вид и сглаженные контуры (золото, серебро, медь, платина и др.). Осколки минералов с резко выраженной спайностью в одном направлении имеют вид чешуек, пластинок (молибденит, графит, серицит и др.). [c.95]
Назначение ковки. В физическом кабинете нет ни возможности, ИИ нужды заниматься какими-либо кузнечными работами. Однако иногда прибегают к ковке некоторых металлов в холодном СОСТОЯНИИ, чтобы оттянуть, например, лопаточкой конец у проволоки, несколько сузить отверстие, сделанное слишком щироким, и вместо так называемой закалки придать металлу ударами молотка большую упругость. Лучше всего под ударами молотка расплющиваются или растягиваются наиболее вязкие металлы, такие, как свинец, медь, алюминий, мягкое (отожженное) железо. [c.136]
chem21.info
электропроводность, свойства, особенности и применение
Во многих отраслях современной промышленности очень широко используется такой материал, как медь. Электропроводность у этого металла очень высокая. Этим и объясняется целесообразность его применения прежде всего в электротехнике. Из меди получаются проводники с отличными эксплуатационными характеристиками. Конечно же, используется этот металл не только в электротехнике, но и в других отраслях промышленности. Объясняется его востребованность в том числе и такими его качествами, как стойкость к коррозионным разрушениям в ряде агрессивных сред, тугоплавкость, пластичность и т.д.
Историческая справка
Медь является металлом, известным человеку с глубокой древности. Объясняется раннее знакомство людей с эти материалом прежде всего его широкой распространенностью в природе в виде самородков. Многие ученые считают, что именно медь была первым металлом, восстановленным человеком из кислородных соединений. Когда-то горные породы просто нагревали на костре и резко остужали, в результате чего они растрескивались. Позднее восстановление меди начали производить на кострах с добавлением угля и поддувом мехами. Совершенствование этого способа в конечном итоге привело к созданию шахтной печи. Еще позже этот металл начали получать методом окислительной плавки руд.
Медь: электропроводность материала
В спокойном состоянии все свободные электроны любого металла вращаются вокруг ядра. При подключении внешнего источника воздействия они выстраиваются в определенной последовательности и становятся носителями тока. Степень способности металла пропускать сквозь себя последний и называется электропроводностью. Единицей ее измерения в Международной СИ является сименс, определяемый как 1 См = 1 Ом-1.
Электропроводность меди очень высока. По этому показателю она превосходит все известные на сегодня неблагородные металлы. Лучше нее ток пропускает только серебро. Показатель электропроводности меди составляет 57х104 см-1 при температуре в +20 °С. Благодаря такому своему свойству этот металл на данный момент является самым распространенным проводником из всех используемых в производственных и бытовых целях.
Медь отлично выдерживает постоянные электрические нагрузки и к тому же отличается надежностью и долговечностью. Помимо всего прочего, этот металл характеризуется и высокой температурой плавления (1083,4 °С). А это, в свою очередь, позволяет меди долгое время работать в нагретом состоянии. По распространенности в качестве проводника тока конкурировать с этим металлом может только алюминий.
Влияние примесей на электропроводность меди
Конечно же, в наше время для выплавки этого красного металла используются гораздо более совершенные методики, чем в древности. Однако и сегодня получить совершенно чистый Cu практически невозможно. В меди всегда присутствуют разного рода примеси. Это могут быть, к примеру, кремний, железо или бериллий. Между тем, чем больше примесей в меди, тем меньше показатель ее электропроводности. Для изготовления проводов, к примеру, подходит только достаточно чистый металл. Согласно нормативам, для этой цели можно использовать медь с количеством примесей, не превышающем 0.1 %.
Очень часто в этом металле содержится определенный процент серы, мышьяка и сурьмы. Первое вещество значительно снижает пластичность материала. Электропроводность меди и серы сильно различается. Ток эта примесь совершенно не проводит. То есть является хорошим изолятором. Однако на электропроводность меди сера не влияет практически никак. То же самое касается и теплопроводности. С сурьмой и мышьяком наблюдается обратная картина. Эти элементы электропроводность меди способны снижать значительно.
Сплавы
Разного рода добавки могут использоваться и специально для повышения прочности такого пластичного материала, как медь. Электропроводность ее они также снижают. Но зато их применение позволяет значительно продлить срок службы разного рода изделий.
Чаще всего в качестве повышающей прочность меди добавки используется Cd (0.9 %). В результате получается кадмиевая бронза. Ее проводимость составляет 90 % от проводимости меди. Иногда вместо кадмия в качестве добавки используют также алюминий. Проводимость этого металла составляет 65 % от этого же показателя меди. Для повышения прочности проводов в виде добавки могут применяться и другие материалы и вещества — олово, фосфор, хром, бериллий. В результате получается бронза определенной марки. Соединение меди с цинком называется латунью.
Характеристики сплавов
Зависеть электропроводность металлов может не только от количества имеющихся в них примесей, но и от других показателей. К примеру с повышением температуры нагрева способность меди пропускать сквозь себя ток снижается. Оказывает влияние на электропроводность такой проволоки даже способ ее изготовления. В быту и на производстве могут использоваться как мягкие отожженные медные проводники, так и твердотянутые. У первой разновидности способность пропускать сквозь себя ток выше.
Однако больше всего влияют, конечно же, используемые добавки и их количество на электропроводность меди. Таблица ниже представляет читателю исчерпывающую информацию относительно способности пропускать ток наиболее распространенных сплавов этого металла.
Сплав | Состояние (О — отожженная, Т-твердотянутая) | Электропроводность (%) |
Чистая медь | О | 101 |
Т | 98 | |
Оловянная бронза (0.75 %) | О | 55-60 |
Т | 50-55 | |
Кадмиевая бронза (0.9 %) | О | 95 |
Т | 83-90 | |
Алюминиевая бронза (2,5 % А1, 2 % Sn) | О | 15-18 |
Т | 15-18 | |
Фосфористая бронза (7 % Sn, 0,1 % Ρ) | О | 10-15 |
Т | 10-15 |
Электропроводность латуни и меди сравнима. Однако у первого металла этот показатель, конечно же, немного ниже. Но при этом он и выше, чем у бронз. В качестве проводника латунь используется довольно-таки широко. Ток она пропускает хуже меди, но при этом и стоит дешевле. Чаще всего из латуни делают контакты, зажимы и различные детали для радиоаппаратуры.
Медные сплавы высокого сопротивления
Такие проводниковые материалы применяют в основном при изготовлении резисторов, реостатов, измерительных приборов и электронагревательных устройств. Чаще всего для этой цели используются медные сплавы константан и манганин. Удельное сопротивление первого (86 % Cu, 12 % Mn, 2 % Ni) составляет 0.42-0.48 мкОм/м, а второго (60 % Cu, 40 % Ni) — 0.48-0.52 мкОм/м.
Связь с коэффициентом теплопроводности
Удельная электропроводность меди - 59 500 000 См/м. Этот показатель, как уже упоминалось, верен, однако только при температуре +20 оС. Между коэффициентом теплопроводности любого металла и удельной проводимостью существует определенная связь. Устанавливает его закон Видемана — Франца. Выполняется он для металлов при высоких температурах и выражается в такой формуле: K/γ = π2 / 3 (k/e)2T, где y — удельная проводимость, k — постоянная Больцмана, e — элементарный заряд.
Разумеется, существует подобная связь и у такого металла, как медь. Теплопроводность и электропроводность у нее очень высокие. На втором месте после серебра она находится по обоим этим показателям.
Соединение медных и алюминиевых проводов
В последнее время в быту и промышленности начало использоваться электрооборудование все более высокой мощности. Во времена СССР проводка изготавливалась в основном из дешевого алюминия. Новым требованиям ее эксплуатационные характеристики, к сожалению, уже не соответствуют. Поэтому сегодня в быту и в промышленности очень часто алюминиевые провода меняются на медные. Основным преимуществом последних, помимо тугоплавкости, является то, что при окислительном процессе их токопроводящие свойства не уменьшаются.
Часто при модернизации электросетей алюминиевые и медные провода приходится соединять. Делать это напрямую нельзя. Собственно, электропроводность алюминия и меди различается не слишком сильно. Но только у самих этих металлов. Окислительные же пленки у алюминия и меди свойства имеют неодинаковые. Из-за этого значительно снижается проводимость в месте соединения. Окислительная пленка у алюминия отличается гораздо большим сопротивлением, чем у меди. Поэтому соединение этих двух разновидностей проводников должно производиться исключительно через специальные переходники. Это могут быть, к примеру, зажимы, содержащие пасту, защищающую металлы от появления окиси. Данный вариант переходников обычно используется при соединении проводов на улице. В помещениях чаще применяются ответвительные сжимы. В их конструкцию входит специальная пластина, исключающая прямой контакт между алюминием и медью. При отсутствии таких проводников в бытовых условиях вместо скручивания проводов напрямую рекомендуется использовать шайбу и гайку в качестве промежуточного «мостика».
Физические свойства
Таким образом, мы выяснили, какая электропроводность у меди. Показатель этот может меняться в зависимости от входящих в состав этого металла примесей. Однако востребованность меди в промышленности определяется и другими ее полезными физическими свойствами, получить информацию о которых можно из представленной ниже таблицы.
Параметр | Значение |
Решетка | Гранецентрированная кубическая, а=3.6074 Å |
Атомный радиус | 1,28 Å |
Удельная теплоемкость | 385,48 дж/(кг·К) при +20 оС |
Теплопроводность | 394,279 вт/(м·К) при +20 оС |
Электрическое сопротивление | 1,68·10-8 Ом·м |
Коэффициент линейного расширения | 17,0·10-6 |
Твердость | 350 Мн/м2 |
Предел прочности при растяжении | 220 Мн/м2 |
Химические свойства
По таким характеристикам медь, электропроводность и теплопроводность которой очень высокие, занимает промежуточное положение между элементами первой триады восьмой группы и щелочными первой группы таблицы Менделеева. К основным ее химическим свойствам относят:
склонность к комплексообразованию;
способность давать окрашенные соединения и нерастворимые сульфиды.
Наиболее характерным для меди является двухвалентное состояние. Сходства с щелочными металлами она не имеет практически никакого. Химическая активность ее также невелика. В присутствии СО2 или же влаги на поверхности меди образуется зеленая карбонатная пленка. Все соли меди являются ядовитыми веществами. В одно- и двухвалентном состоянии этот металл образует очень устойчивые комплексные соединения. Наибольшее значение для промышленности имеют аммиачные.
Сфера использования
Высокая тепло- и электропроводность меди определяет ее широкое применение в самых разных отраслях промышленности. Конечно же, чаще всего этот металл используется в электротехнике. Однако это далеко не единственная сфера его применения. Помимо всего прочего, медь может использоваться:
в ювелирном деле;
в архитектуре;
при сборке водопроводных и отопительных систем;
в газопроводах.
Для изготовления разного рода ювелирных изделий используется в основном сплав меди с золотом. Это позволяет увеличить стойкость украшений к деформациям и истиранию. В архитектуре медь может использоваться при облицовке кровель и фасадов. Основным преимуществом такой отделки является долговечность. К примеру, листами именно этого металла обшита крыша широко известной архитектурной достопримечательности — католического собора в немецком городе Хильдесхайме. Медная кровля этого здания надежно защищает его внутреннее пространство вот уже почти 700 лет.
Инженерные коммуникации
Основными преимуществами медных водопроводов также являются долговечность и надежность. Кроме того, этот металл способен придавать воде особые уникальные свойства, делая ее полезной для организма. Для сборки газопроводов и систем отопления медные трубы также подходят идеально - в основном благодаря своей коррозийной стойкости и пластичности. При аварийном повышении давления такие магистрали способны выдерживать гораздо большую нагрузку, чем стальные. Единственным недостатком медных трубопроводов является их дороговизна.
fb.ru
Медь и сплавы. Работы по металлу
Довольно часто домашние слесари отдают предпочтение меди (удельный вес 9,0 г/см2), поскольку ее мягкость и пластичность позволяют добиваться точности и высокого качества при изготовлении всевозможных деталей и изделий.
Чистая (красная) медь – прекрасный материал для различных поделок. Она подходит для ковки (в том числе холодной), чеканки, по ней можно легко гравировать и из нее выпиливать. Ее существенный недостаток – относительная дороговизна, а достать какие-либо бросовые изделия или детали для переработки довольно трудно из-за прокатившейся по России (и не только) волны массовой скупки цветных металлов. При работе с медью необходимо учитывать несколько особенностей этого металла.
Обработка меди резанием затруднена из-за ее пластичности и вязкости. Если необходимо вырезать из медного листа фигуру определенной формы (особенно со сложным контуром или небольших размеров), то лучше воспользоваться дрелью, ножовкой по металлу или напильником. Для тонких листов подойдет лобзик. Зубило или ножницы по металлу сомнут лист и загнут края, восстановить их будет трудно.
При длительной ударной обработке (чеканке, ковке) медь может потерять пластичность и начать трескаться. Для восстановления пластичности необходимо обжечь деталь при температуре 200–300 °C, но не выше; при 400–600 °C металл станет хрупким. Для обжига небольших деталей в домашних условиях вполне подойдет духовка газовой плиты со средним огнем.
Следует учитывать, что первоначальный яркий блеск меди вскоре потускнеет, несмотря на полировку. На воздухе изделия из медных пластинок окисляются и приобретают темно-красный цвет. В таком состоянии медь очень устойчива к коррозии, а во влажном воздухе со временем покроется зеленоватым налетом – патиной. С помощью различных химических веществ можно придать меди синий, зеленый и даже черный цвет. При желании сохранить изделие ярко-красным необходимо покрыть его прозрачным (бесцветным) лаком.
Медь является великолепным проводником электрического тока, а медный провод широко используется в работах, связанных с электротехникой.
Широко распространена латунь – сплав меди с цинком золотисто-желтого цвета. Иногда в него добавляется еще и алюминий. Благодаря содержанию цинка латунь прочнее и меньше окисляется, но обладает не столь высокой пластичностью. Ее марки характеризуются различным процентным содержанием меди (например, Л68 – 68 %, Л70 – 70 % и т. д.).
Латунь, в отличие от бронзы, относится к разряду дешевых материалов. Наряду с мягкостью и пластичностью, латунь практически не подвержена коррозии. В слесарных работах на дому чаще всего используется листовая латунь и латунная проволока.
Для поделочных работ рекомендуется использовать сплавы с высоким содержанием меди. Латунь прочнее и тверже меди, ее можно использовать для ажурной чеканки, выпиливания, гравировки, но не для ковки или чеканки с высоким рельефом, потому что могут образоваться трещины. Чтобы этого не произошло при создании плоского рельефа или длительном хранении изделия, надо обжечь латунь при температуре 200–300 °C.
Бронза (сплав меди с другими металлами) – материал не из дешевых, поэтому используется она в основном в декоративных целях. Ее качества зависят от составляющих сплава. Так, алюминиевые бронзы отличаются высокой износоустойчивостью, оловянные – пластичностью, бериллиевые – прочностью. Бронзовые изделия тверже медных (некоторые специальные марки бронзы по прочности превосходят сталь), поддаются ковке и пригодны для литья. Однако бронза дороже и дефицитнее меди, не выпускается в виде тонких листов, поэтому работать с ней в домашних условиях удается редко, только если выплавлять ее самостоятельно.
Благодаря своим декоративным качествам медь (и ее сплавы – латунь, бронза) используется для изготовления предметов украшения, мебельной фурнитуры.
Поделитесь на страничкеСледующая глава >
tech.wikireading.ru
