Ελαττότητα χαλκού. Χαρακτηριστικά του χαλκού

2024 Συγγραφέας: Angel Austin | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 05:22

Η ελατότητα αναφέρεται στην ευαισθησία των μετάλλων και των κραμάτων στη σφυρηλάτηση και σε άλλους τύπους επεξεργασίας υπό πίεση. Μπορεί να είναι σχέδιο, σφράγιση, κύλιση ή πίεση. Η ολκιμότητα του χαλκού χαρακτηρίζεται όχι μόνο από αντοχή στην παραμόρφωση, αλλά και από ολκιμότητα. Τι είναι η πλαστικότητα; Αυτή είναι η ικανότητα του μετάλλου να αλλάζει τα περιγράμματα του υπό πίεση χωρίς καταστροφή. Τα ελατά μέταλλα είναι ο ορείχαλκος, ο χάλυβας, το ντουραλουμίνιο και μερικά άλλα κράματα χαλκού, μαγνησίου, νικελίου, αλουμινίου. Είναι αυτοί που έχουν υψηλό επίπεδο πλαστικότητας σε συνδυασμό με χαμηλή αντίσταση στην παραμόρφωση.

Χαλκός

Αναρωτιέμαι πώς μοιάζει το χαρακτηριστικό του χαλκού; Είναι γνωστό ότι πρόκειται για στοιχείο της 11ης ομάδας της 4ης περιόδου του συστήματος χημικών στοιχείων του D. I. Mendeleev. Το άτομό του έχει αριθμό 29 και συμβολίζεται με το σύμβολο Cu. Στην πραγματικότητα, είναι ένα μεταβατικό όλκιμο μέταλλο ροζ-χρυσού χρώματος. Παρεμπιπτόντως, έχει ροζ χρώμα εάν απουσιάζει η μεμβράνη οξειδίου. Για πολύ καιρό, αυτό το στοιχείο χρησιμοποιείται από ανθρώπους.

Ιστορία

Ένα από τα πρώτα μέταλλα που οι άνθρωποι άρχισαν να χρησιμοποιούν ενεργά στα νοικοκυριά τους είναι ο χαλκός. Πράγματι, είναι πολύ προσιτό για να ληφθεί από μετάλλευμα και έχει μικρόθερμοκρασία τήξης. Εδώ και πολύ καιρό, η ανθρώπινη φυλή γνώριζε τα επτά μέταλλα, στα οποία περιλαμβάνεται και ο χαλκός. Στη φύση, αυτό το στοιχείο είναι πολύ πιο κοινό από το ασήμι, τον χρυσό ή τον σίδηρο. Αρχαία αντικείμενα από χαλκό, σκωρία, μαρτυρούν την τήξη του από μεταλλεύματα. Ανακαλύφθηκαν κατά τις ανασκαφές του χωριού Chatal-Khuyuk. Είναι γνωστό ότι στην Εποχή του Χαλκού διαδόθηκαν ευρέως τα χάλκινα. Στην παγκόσμια ιστορία, ακολουθεί την πέτρινη.

S. Ο A. Semyonov και οι συνεργάτες του διεξήγαγαν πειραματικές μελέτες, στις οποίες ανακάλυψε ότι τα χάλκινα εργαλεία είναι ανώτερα από τα πέτρινα από πολλές απόψεις. Έχουν μεγαλύτερη ταχύτητα πλάνισης, διάτρησης, κοπής και πριονίσματος ξύλου. Και η επεξεργασία ενός οστού με ένα χάλκινο μαχαίρι διαρκεί όσο και με ένα πέτρινο. Αλλά ο χαλκός θεωρείται μαλακό μέταλλο.

Πολύ συχνά στην αρχαιότητα αντί για χαλκό χρησιμοποιούσαν το κράμα του με κασσίτερο - μπρούτζο. Ήταν απαραίτητο για την κατασκευή όπλων και άλλων πραγμάτων. Έτσι, η εποχή του χαλκού ήρθε να αντικαταστήσει την εποχή του χαλκού. Ο χαλκός αποκτήθηκε για πρώτη φορά στη Μέση Ανατολή το 3000 π. Χ. μ. Χ.: Στον κόσμο άρεσε η αντοχή και η εξαιρετική ελαττότητα του χαλκού. Υπέροχα εργαλεία εργασίας και κυνηγιού, σκεύη και διακοσμήσεις βγήκαν από το μπρούτζο που προέκυψε. Όλα αυτά τα αντικείμενα βρίσκονται σε αρχαιολογικές ανασκαφές. Τότε η Εποχή του Χαλκού αντικαταστάθηκε από την Εποχή του Σιδήρου.

Πώς μπορούσε να ληφθεί ο χαλκός στην αρχαιότητα; Αρχικά, εξορύχθηκε όχι από σουλφίδιο, αλλά από μετάλλευμα μαλαχίτη. Πράγματι, σε αυτή την περίπτωση, δεν χρειάστηκε να εμπλακούν σε προκαταρκτική πυροδότηση. Για να γίνει αυτό, ένα μείγμα άνθρακα και μεταλλεύματος τοποθετήθηκε σε ένα πήλινο δοχείο. Το σκάφος τοποθετήθηκε μέσαμια ρηχή τρύπα και το μείγμα πήρε φωτιά. Στη συνέχεια άρχισε να απελευθερώνεται μονοξείδιο του άνθρακα, το οποίο συνέβαλε στη μείωση του μαλαχίτη σε ελεύθερο χαλκό.

Είναι γνωστό ότι τα ορυχεία χαλκού κατασκευάστηκαν στην Κύπρο ήδη την τρίτη χιλιετία π. Χ., όπου τήκονταν ο χαλκός.

Στα εδάφη της Ρωσίας και των γειτονικών κρατών, τα ορυχεία χαλκού εμφανίστηκαν δύο χιλιετίες π. Χ. μι. Τα ερείπιά τους βρίσκονται στα Ουράλια, και στην Ουκρανία, και στον Υπερκαύκασο, και στο Αλτάι και στη μακρινή Σιβηρία.

Η βιομηχανική τήξη χαλκού κυριαρχήθηκε τον δέκατο τρίτο αιώνα. Και στο δέκατο πέμπτο στη Μόσχα, δημιουργήθηκε το Cannon Yard. Εκεί χυτεύτηκαν όπλα διαφόρων διαμετρημάτων από μπρούτζο. Για την κατασκευή κουδουνιών χρησιμοποιήθηκε απίστευτη ποσότητα χαλκού. Το 1586, το κανόνι του Τσάρου χυτεύτηκε από χάλκινο, το 1735 - η Καμπάνα του Τσάρου, το 1782 δημιουργήθηκε ο Χάλκινος Καβαλάρης. Το 752, τεχνίτες έφτιαξαν ένα υπέροχο άγαλμα του Μεγάλου Βούδα στο ναό Todai-ji. Γενικά, ο κατάλογος των έργων χυτικής τέχνης είναι ατελείωτος.

Το δέκατο όγδοο αιώνα ο άνθρωπος ανακάλυψε τον ηλεκτρισμό. Τότε ήταν που άρχισαν να πηγαίνουν τεράστιοι όγκοι χαλκού για την κατασκευή συρμάτων και παρόμοιων προϊόντων. Τον εικοστό αιώνα, τα καλώδια κατασκευάζονταν από αλουμίνιο, αλλά ο χαλκός εξακολουθούσε να έχει μεγάλη σημασία στην ηλεκτρική μηχανική.

Προέλευση του ονόματος

Ξέρετε ότι Cuprum είναι η λατινική ονομασία του χαλκού, που προέρχεται από το όνομα του νησιού της Κύπρου; Παρεμπιπτόντως, ο Στράβων αποκαλεί τον χαλκό χαλκό - η πόλη της Χαλκίδας στην Εύβοια είναι ένοχη για την προέλευση ενός τέτοιου ονόματος. Τα περισσότερα από τα αρχαία ελληνικά ονόματα για το χαλκό καιχάλκινα αντικείμενα προέρχονται ακριβώς από αυτή τη λέξη. Έχουν βρει ευρεία εφαρμογή στη σιδηρουργία, και μεταξύ των σιδηρουργικών προϊόντων και χυτών. Μερικές φορές ο χαλκός ονομάζεται Aes, που σημαίνει μετάλλευμα ή ορυχείο.

Η σλαβική λέξη «χαλκός» δεν έχει έντονη ετυμολογία. Ίσως είναι παλιό. Αλλά πολύ συχνά βρίσκεται στα αρχαιότερα λογοτεχνικά μνημεία της Ρωσίας. Ο V. I. Abaev υπέθεσε ότι αυτή η λέξη προήλθε από το όνομα της χώρας Midia. Οι αλχημιστές ονόμασαν τον χαλκό «Αφροδίτη». Στην αρχαιότερη εποχή ονομαζόταν «Άρης».

Πού βρίσκεται ο χαλκός στη φύση;

Ο φλοιός της Γης περιέχει (4, 7-5, 5) x 10^-3% χαλκό (κατά μάζα). Στο νερό του ποταμού και της θάλασσας, είναι πολύ λιγότερο: 10^-7% και 3 x 10^-7% (κατά μάζα) αντίστοιχα.

Οι ενώσεις χαλκού βρίσκονται συχνά στη φύση. Η βιομηχανία χρησιμοποιεί χαλκοπυρίτη CuFeS₂, που ονομάζεται πυρίτης χαλκού, βορνίτης Cu₅FeS₄, χαλκοκίτης Cu ₂S. Ταυτόχρονα, οι άνθρωποι βρίσκουν άλλα ορυκτά χαλκού: χαλκός Cu₂O, αζουρίτης Cu₃(CO₃₎ 2_(OH)2_{, Μαλαχίτης Cu}2_CO3 _(OH)2 _{και covelline CuS. Πολύ συχνά, η μάζα των μεμονωμένων συσσωρεύσεων χαλκού φτάνει τους 400 τόνους. Τα σουλφίδια του χαλκού σχηματίζονται κυρίως σε υδροθερμικές φλέβες μέσης θερμοκρασίας. Συχνά, σε ιζηματογενή πετρώματα, μπορούν να βρεθούν κοιτάσματα χαλκού - σχιστόλιθοι και χάλκινοι ψαμμίτες. Τα πιο διάσημα κοιτάσματα βρίσκονται στην υπερβαϊκαλική επικράτεια Udokan, στο Zhezkazgan στο Καζακστάν, στο Mansfeld στη Γερμανία και στη ζώνη μελιού της Κεντρικής Αφρικής. Εντοπίζονται άλλα πλουσιότερα κοιτάσματα χαλκούστη Χιλή (Colhausi και Escondida) και στις ΗΠΑ (Morenci).}

Το μεγαλύτερο μέρος του μεταλλεύματος χαλκού εξορύσσεται σε ανοιχτό λάκκο. Περιέχει 0,3 έως 1,0% χαλκό.

Φυσικές ιδιότητες

Πολλοί αναγνώστες ενδιαφέρονται για την περιγραφή του χαλκού. Είναι ένα όλκιμο ροζ-χρυσό μέταλλο. Στον αέρα, η επιφάνειά του καλύπτεται αμέσως με ένα φιλμ οξειδίου, το οποίο του δίνει μια περίεργη έντονη κόκκινη-κίτρινη απόχρωση. Είναι ενδιαφέρον ότι οι λεπτές μεμβράνες χαλκού έχουν μπλε-πράσινο χρώμα.

Το όσμιο, το καίσιο, ο χαλκός και ο χρυσός έχουν το ίδιο χρώμα, διαφορετικό από το γκρι ή το ασημί άλλων μετάλλων. Αυτή η χρωματική απόχρωση υποδηλώνει την παρουσία ηλεκτρονικών μεταβάσεων μεταξύ του τέταρτου μισού κενού και του γεμισμένου τρίτου ατομικού τροχιακού. Ανάμεσά τους υπάρχει μια ορισμένη διαφορά ενέργειας που αντιστοιχεί στο μήκος κύματος του πορτοκαλιού. Το ίδιο σύστημα είναι υπεύθυνο για το συγκεκριμένο χρώμα του χρυσού.

Τι άλλο είναι εκπληκτικό για τον χαλκό; Αυτό το μέταλλο σχηματίζει ένα επικεντρωμένο κυβικό πλέγμα, ομάδα χώρου Fm3m, a=0,36150 nm, Z=4.

Ο χαλκός φημίζεται επίσης για την υψηλή ηλεκτρική και θερμική του αγωγιμότητα. Όσον αφορά την αγωγιμότητα του ρεύματος, είναι μεταξύ των μετάλλων στη δεύτερη θέση. Παρεμπιπτόντως, ο χαλκός έχει έναν τεράστιο συντελεστή θερμοκρασίας αντίστασης και είναι σχεδόν ανεξάρτητος από την απόδοσή του σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών. Ο χαλκός ονομάζεται διαμαγνήτης.

Τα κράματα χαλκού είναι ποικίλα. Οι άνθρωποι έχουν μάθει να συνδυάζουν τον ορείχαλκο με τον ψευδάργυρο και το νικέλιο με το χαλκονικέλιο και τον μόλυβδο με τα babbits,και μπρούντζος με κασσίτερο και άλλα μέταλλα.

Ισότοπα χαλκού

Ο χαλκός αποτελείται από δύο σταθερά ισότοπα, ⁶³Cu και ⁶⁵Cu, τα οποία έχουν αφθονία 69,1 και 30,9 τοις εκατό ατομικό αντίστοιχα. Γενικά, υπάρχουν πάνω από δύο δωδεκάδες ισότοπα που δεν έχουν σταθερότητα. Το μακροβιότερο ισότοπο είναι ⁶⁷Cu με χρόνο ημιζωής 62 ώρες.

Πώς λαμβάνεται ο χαλκός;

Η κατασκευή χαλκού είναι μια πολύ ενδιαφέρουσα διαδικασία. Αυτό το μέταλλο λαμβάνεται από ορυκτά και μεταλλεύματα χαλκού. Οι βασικές μέθοδοι για την απόκτηση χαλκού είναι η υδρομεταλλουργία, η πυρομεταλλουργία και η ηλεκτρόλυση.

Ας εξετάσουμε την πυρομεταλλουργική μέθοδο. Με αυτόν τον τρόπο, ο χαλκός λαμβάνεται από θειούχα μεταλλεύματα, για παράδειγμα, χαλκοπυρίτη CuFeS₂. Η πρώτη ύλη του χαλκοπυρίτη περιέχει 0,5-2,0% Cu. Πρώτον, το αρχικό μετάλλευμα υποβάλλεται σε εμπλουτισμό επίπλευσης. Στη συνέχεια οξειδώνεται καβουρδισμένο σε θερμοκρασία 1400 βαθμών. Στη συνέχεια, το φρυγμένο συμπύκνωμα τήκεται για ματ. Το πυρίτιο προστίθεται στο τήγμα για να δεσμεύσει το οξείδιο του σιδήρου.

Το πυριτικό που προκύπτει επιπλέει ως σκωρία και διαχωρίζεται. Το ματ παραμένει στο κάτω μέρος - ένα κράμα από σουλφίδια CU₂S και FeS. Στη συνέχεια λιώνεται με τη μέθοδο του Henry Bessemer. Για να γίνει αυτό, χύνεται λιωμένο ματ στον μετατροπέα. Στη συνέχεια το δοχείο καθαρίζεται με οξυγόνο. Και το θειούχο σίδηρο που παραμένει οξειδώνεται σε οξείδιο και, με τη βοήθεια του πυριτίου, αφαιρείται από τη διαδικασία με τη μορφή πυριτικού. Το θειούχο χαλκό οξειδώνεται σε οξείδιο του χαλκού ατελώς, αλλά στη συνέχεια ανάγεται σε μεταλλικό χαλκό.

Βο προκύπτων χαλκός blister περιέχει 90,95% του μετάλλου. Στη συνέχεια υποβάλλεται σε ηλεκτρολυτικό καθαρισμό. Είναι ενδιαφέρον ότι ένα οξινισμένο διάλυμα θειικού χαλκού χρησιμοποιείται ως ηλεκτρολύτης.

Σχηματίζεται ηλεκτρολυτικός χαλκός στην κάθοδο, ο οποίος έχει υψηλή συχνότητα περίπου 99,99%. Μια ποικιλία αντικειμένων κατασκευάζονται από χαλκό που λαμβάνεται: σύρματα, ηλεκτρικός εξοπλισμός, κράματα.

Η υδρομεταλλουργική μέθοδος φαίνεται λίγο διαφορετική. Εδώ, τα ορυκτά χαλκού διαλύονται σε αραιό θειικό οξύ ή σε διάλυμα αμμωνίας. Από τα παρασκευασμένα υγρά, ο χαλκός εκτοπίζεται από μεταλλικό σίδηρο.

Χημικές ιδιότητες του χαλκού

Στις ενώσεις, ο χαλκός εμφανίζει δύο καταστάσεις οξείδωσης: +1 και +2. Το πρώτο από αυτά τείνει σε δυσαναλογία και είναι σταθερό μόνο σε αδιάλυτες ενώσεις ή σύμπλοκα. Παρεμπιπτόντως, οι ενώσεις του χαλκού είναι άχρωμες.

Η κατάσταση οξείδωσης +2 είναι πιο σταθερή. Είναι αυτή που δίνει στο αλάτι μπλε και γαλαζοπράσινο χρώμα. Κάτω από ασυνήθιστες συνθήκες, μπορούν να παρασκευαστούν ενώσεις με κατάσταση οξείδωσης +3 έως και +5. Το τελευταίο βρίσκεται συνήθως σε άλατα ανιόντων κυβορρανίου που ελήφθησαν το 1994.

Ο καθαρός χαλκός δεν αλλάζει στον αέρα. Είναι ένας ασθενής αναγωγικός παράγοντας που δεν αντιδρά με αραιό υδροχλωρικό οξύ και νερό. Οξειδωμένος από συμπυκνωμένα νιτρικά και θειικά οξέα, αλογόνα, οξυγόνο, aqua regia, οξείδια μη μετάλλων, χαλκογόνα. Όταν θερμαίνεται, αντιδρά με υδραλογονίδια.

Εάν ο αέρας είναι υγρός, ο χαλκός οξειδώνεται για να σχηματίσει βασικό ανθρακικό χαλκό(II). Αντιδρά εξαιρετικά με κρύο και ζεστό κορεσμένο θειικό οξύ, ζεστό άνυδρο θειικό οξύ.

Ο χαλκός αντιδρά με αραιό υδροχλωρικό οξύ παρουσία οξυγόνου.

Αναλυτική χημεία του χαλκού

Όλοι ξέρουν τι είναι η χημεία. Ο χαλκός σε διάλυμα είναι εύκολο να εντοπιστεί. Για να γίνει αυτό, είναι απαραίτητο να υγράνετε το σύρμα πλατίνας με το δοκιμαστικό διάλυμα και στη συνέχεια να το φέρετε στη φλόγα του καυστήρα Bunsen. Εάν υπάρχει χαλκός στο διάλυμα, η φλόγα θα είναι μπλε-πράσινη. Πρέπει να γνωρίζετε ότι:

Συνήθως, η ποσότητα του χαλκού σε ελαφρώς όξινα διαλύματα μετριέται χρησιμοποιώντας υδρόθειο: αναμιγνύεται με την ουσία. Κατά κανόνα, το θειούχο χαλκό κατακρημνίζεται σε αυτήν την περίπτωση.
Σε εκείνα τα διαλύματα όπου δεν υπάρχουν παρεμβαλλόμενα ιόντα, ο χαλκός προσδιορίζεται συμπλοκομετρικά, ιονομετρικά ή ποτενσιομετρικά.
Μικρές ποσότητες χαλκού σε διαλύματα μετρώνται με φασματικές και κινητικές μεθόδους.

χρήση χαλκού

Συμφωνώ, η μελέτη του χαλκού είναι ένα πολύ διασκεδαστικό πράγμα. Έτσι, αυτό το μέταλλο έχει χαμηλή ειδική αντίσταση. Λόγω αυτής της ιδιότητας, ο χαλκός χρησιμοποιείται στην ηλεκτρική μηχανική για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και άλλων καλωδίων, καλωδίων και άλλων αγωγών. Τα καλώδια χαλκού χρησιμοποιούνται στις περιελίξεις των μετασχηματιστών ισχύος και των ηλεκτροκινητήρων. Για τη δημιουργία των παραπάνω προϊόντων, το μέταλλο επιλέγεται πολύ καθαρό, καθώς οι ακαθαρσίες μειώνουν άμεσα την ηλεκτρική αγωγιμότητα. Και αν υπάρχει 0,02% αλουμίνιο στον χαλκό, η ηλεκτρική του αγωγιμότητα θα μειωθεί κατά 10%.

Η δεύτερη χρήσιμη ποιότητα του χαλκού είναιεξαιρετική θερμική αγωγιμότητα. Λόγω αυτής της ιδιότητας, χρησιμοποιείται σε διάφορους εναλλάκτες θερμότητας, σωλήνες θερμότητας, ψύκτρες και ψύκτες υπολογιστών.

Και πού χρησιμοποιείται η σκληρότητα του χαλκού; Είναι γνωστό ότι οι στρογγυλοί χάλκινοι σωλήνες χωρίς ραφή έχουν αξιοσημείωτη μηχανική αντοχή. Αντέχουν τέλεια τη μηχανική επεξεργασία και χρησιμοποιούνται για τη μετακίνηση αερίων και υγρών. Συνήθως μπορούν να βρεθούν σε εσωτερικά συστήματα παροχής αερίου, παροχή νερού, θέρμανση. Χρησιμοποιούνται ευρέως σε ψυκτικές μονάδες και συστήματα κλιματισμού.

Η εξαιρετική σκληρότητα του χαλκού είναι γνωστή σε πολλές χώρες. Έτσι, στη Γαλλία, το Ηνωμένο Βασίλειο και την Αυστραλία, οι σωλήνες χαλκού χρησιμοποιούνται για την παροχή αερίου σε κτίρια, στη Σουηδία - για θέρμανση, στις ΗΠΑ, τη Μεγάλη Βρετανία και το Χονγκ Κονγκ - αυτό είναι το κύριο υλικό για την παροχή νερού.

Στη Ρωσία, η παραγωγή σωλήνων χαλκού νερού και αερίου ρυθμίζεται από το πρότυπο GOST R 52318-2005 και ο ομοσπονδιακός κώδικας κανόνων SP 40-108-2004 ρυθμίζει τη χρήση τους. Οι σωλήνες από χαλκό και τα κράματά του χρησιμοποιούνται ενεργά στη βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας και τη ναυπηγική για τη μετακίνηση ατμού και υγρών.

Γνωρίζετε ότι τα κράματα χαλκού χρησιμοποιούνται σε διάφορους τομείς της τεχνολογίας; Από αυτά, ο μπρούτζος και ο ορείχαλκος θεωρούνται τα πιο διάσημα. Και τα δύο κράματα περιλαμβάνουν μια κολοσσιαία οικογένεια υλικών, η οποία, εκτός από τον ψευδάργυρο και τον κασσίτερο, μπορεί να περιλαμβάνει βισμούθιο, νικέλιο και άλλα μέταλλα. Για παράδειγμα, το πυροβόλο μέταλλο, που χρησιμοποιήθηκε μέχρι τον δέκατο ένατο αιώνα για την κατασκευή τεμαχίων πυροβολικού, αποτελούνταν από χαλκό, κασσίτερο και ψευδάργυρο. Η συνταγή του άλλαζε ανάλογα με το μέρος καιχρόνος κατασκευής εργαλείου.

Όλοι γνωρίζουν την εξαιρετική ικανότητα κατασκευής και την υψηλή ολκιμότητα του χαλκού. Λόγω αυτών των ιδιοτήτων, μια απίστευτη ποσότητα ορείχαλκου πηγαίνει στην παραγωγή οβίδων για όπλα και πυρομαχικά πυροβολικού. Αξίζει να σημειωθεί ότι τα ανταλλακτικά αυτοκινήτων κατασκευάζονται από κράματα χαλκού με πυρίτιο, ψευδάργυρο, κασσίτερο, αλουμίνιο και άλλα υλικά. Τα κράματα χαλκού χαρακτηρίζονται από υψηλή αντοχή και διατηρούν τις μηχανικές τους ιδιότητες κατά τη θερμική επεξεργασία. Η αντοχή τους στη φθορά καθορίζεται μόνο από τη χημική σύνθεση και την επίδρασή της στη δομή. Λάβετε υπόψη ότι αυτός ο κανόνας δεν ισχύει για μπρούτζο από βηρύλλιο και ορισμένα μπρούτζινα αλουμίνια.

Τα κράματα χαλκού έχουν χαμηλότερο συντελεστή ελαστικότητας από τον χάλυβα. Το κύριο πλεονέκτημά τους μπορεί να ονομαστεί ένας μικρός συντελεστής τριβής, σε συνδυασμό για τα περισσότερα κράματα με υψηλή ολκιμότητα, εξαιρετική ηλεκτρική αγωγιμότητα και εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση σε ένα επιθετικό περιβάλλον. Κατά κανόνα, πρόκειται για μπρούντζους αλουμινίου και κράματα χαλκού-νικελίου. Παρεμπιπτόντως, έχουν βρει την εφαρμογή τους σε slip pairs.

Πρακτικά όλα τα κράματα χαλκού έχουν τον ίδιο συντελεστή τριβής. Ταυτόχρονα, η αντοχή στη φθορά και οι μηχανικές ιδιότητες, η συμπεριφορά σε ένα επιθετικό περιβάλλον εξαρτώνται άμεσα από τη σύνθεση των κραμάτων. Η ολκιμότητα του χαλκού χρησιμοποιείται σε μονοφασικά κράματα και η αντοχή σε κράματα δύο φάσεων. Το Cupronickel (κράμα χαλκού-νικελίου) χρησιμοποιείται για την κοπή νομισμάτων αλλαγής. Τα κράματα χαλκού-νικελίου, συμπεριλαμβανομένου του "Admir alty", χρησιμοποιούνται στη ναυπηγική. Χρησιμοποιούνται για την κατασκευή σωλήνων για συμπυκνωτές που καθαρίζουν τον ατμό εξάτμισης του στροβίλου. Αξιοσημείωτο είναι ότι οι τουρμπίνες ψύχονται από εξωλέμβια νερά. Τα κράματα χαλκού-νικελίου έχουν εκπληκτική αντοχή στη διάβρωση, επομένως είναι περιζήτητα σε περιοχές που υπόκεινται στις επιθετικές επιπτώσεις του θαλασσινού νερού.

Στην πραγματικότητα, ο χαλκός είναι το πιο σημαντικό συστατικό των σκληρών συγκολλήσεων - κραμάτων με σημείο τήξης από 590 έως 880 βαθμούς Κελσίου. Είναι αυτοί που έχουν εξαιρετική πρόσφυση στα περισσότερα μέταλλα, λόγω της οποίας χρησιμοποιούνται για τη σταθερή σύνδεση διαφόρων μεταλλικών μερών. Αυτά μπορεί να είναι εξαρτήματα σωληνώσεων ή κινητήρες αεριωθούμενων υγρών καυσαερίων κατασκευασμένοι από ανόμοια μέταλλα.

Και τώρα παραθέτουμε τα κράματα στα οποία η ελατότητα του χαλκού έχει μεγάλη σημασία. Το Dural ή duralumin είναι ένα κράμα αλουμινίου και χαλκού. Εδώ ο χαλκός είναι 4,4%. Τα κράματα χαλκού και χρυσού χρησιμοποιούνται συχνά στα κοσμήματα. Είναι απαραίτητα για την αύξηση της αντοχής των προϊόντων. Άλλωστε, ο καθαρός χρυσός είναι ένα πολύ μαλακό μέταλλο που δεν μπορεί να είναι ανθεκτικό στη μηχανική καταπόνηση. Αντικείμενα από καθαρό χρυσό παραμορφώνονται γρήγορα και τρίβονται.

Είναι ενδιαφέρον ότι τα οξείδια του χαλκού χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία οξειδίου υττρίου-βαρίου-χαλκού. Χρησιμεύει ως βάση για την κατασκευή υπεραγωγών υψηλής θερμοκρασίας. Ο χαλκός χρησιμοποιείται επίσης για την κατασκευή μπαταριών και ηλεκτροχημικών στοιχείων οξειδίου του χαλκού.

Άλλες εφαρμογές

Γνωρίζετε ότι ο χαλκός χρησιμοποιείται συχνά ως καταλύτης για τον πολυμερισμό της ακετυλίνης; Λόγω αυτής της ιδιότητας, επιτρέπεται να αγωγοί χαλκού που χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά ασετυλίνηςχρήση μόνο όταν η περιεκτικότητα σε χαλκό δεν υπερβαίνει το 64%.

Οι άνθρωποι έχουν μάθει να χρησιμοποιούν την ελατότητα του χαλκού στην αρχιτεκτονική. Οι προσόψεις και οι στέγες από το λεπτότερο φύλλο χαλκού λειτουργούν χωρίς προβλήματα για 150 χρόνια. Αυτό το φαινόμενο εξηγείται απλά: στα φύλλα χαλκού, η διαδικασία διάβρωσης σβήνει αυτόματα. Στη Ρωσία, το φύλλο χαλκού χρησιμοποιείται για προσόψεις και στέγες σύμφωνα με τους κανόνες του Ομοσπονδιακού Κώδικα Κανόνων SP 31-116-2006.

Στο όχι πολύ μακρινό μέλλον, οι άνθρωποι σχεδιάζουν να χρησιμοποιήσουν τον χαλκό ως μικροβιοκτόνο επιφάνειες στις κλινικές για να εμποδίσουν τα βακτήρια να κυκλοφορούν σε εσωτερικούς χώρους. Όλες οι επιφάνειες που αγγίζει το ανθρώπινο χέρι - πόρτες, χερούλια, κιγκλιδώματα, εξαρτήματα νερού, πάγκοι, κρεβάτια - θα κατασκευαστούν από ειδικούς μόνο από αυτό το καταπληκτικό μέταλλο.

Σήμανση χαλκού

Τι ποιότητες χαλκού χρησιμοποιεί ένα άτομο για να παράγει τα προϊόντα που χρειάζεται; Υπάρχουν πολλά από αυτά: M00, M0, M1, M2, M3. Γενικά, οι ποιότητες χαλκού προσδιορίζονται από την καθαρότητα του περιεχομένου τους.

Για παράδειγμα, οι ποιότητες χαλκού M1r, M2r και M3r περιέχουν 0,04% φώσφορο και 0,01% οξυγόνο, και οι ποιότητες M1, M2 και M3 - 0,05-0,08% οξυγόνο. Δεν υπάρχει οξυγόνο στον βαθμό M0b και στο MO το ποσοστό του είναι 0,02%.

Ας ρίξουμε λοιπόν μια πιο προσεκτική ματιά στον χαλκό. Ο παρακάτω πίνακας θα παρέχει πιο ακριβείς πληροφορίες:

Βαθμός χαλκού

M00

M0b

M1p

M2r

M3r

Ποσοστό

περιεχόμενα

χαλκό

99, 99

99, 95

99, 97

99, 90

99, 70

99, 50

99, 00

27 ποιότητες χαλκού

Υπάρχουν είκοσι επτά ποιότητες χαλκού συνολικά. Πού χρησιμοποιεί ένα άτομο τέτοια ποσότητα υλικών χαλκού; Εξετάστε αυτήν την απόχρωση με περισσότερες λεπτομέρειες:

Το υλικό Cu-DPH χρησιμοποιείται για την κατασκευή εξαρτημάτων που απαιτούνται για τη σύνδεση σωλήνων.

Απαιτείται

AMF για τη δημιουργία ανοδίων θερμής και ψυχρής έλασης.

Το

AMPU χρησιμοποιείται για την παραγωγή ανοδίων ψυχρής και θερμής έλασης.

Απαιτείται

M0 για τη δημιουργία αγωγών ρεύματος και κραμάτων υψηλής συχνότητας.
Το υλικό M00 χρησιμοποιείται για την κατασκευή κραμάτων υψηλής συχνότητας και αγωγών ρεύματος.

Το

M001 χρησιμοποιείται για την κατασκευή συρμάτων, ελαστικών και άλλων ηλεκτρικών προϊόντων.

Το

M001b απαιτείται για την κατασκευή ηλεκτρικών προϊόντων.

Το

M00b χρησιμοποιείται για τη δημιουργία αγωγών ρεύματος, κραμάτων υψηλής συχνότητας και συσκευών για τη βιομηχανία ηλεκτροκενού.
M00k - πρώτη ύλη για τη δημιουργία παραμορφωμένων και χυτών τεμαχίων.