Свойства меди

свойства меди и её сплавов были известны человеку давно

Свойства меди в промышленности
Свойства меди в промышленности
0
Название, символ, номер Медь/Cuprum (Cu), 29
0
Температура плавления 1356,55 K (1083,4 °С)
0
Температура кипения 2567 °С
0
Теплопроводность элемента Cu (300 K) 401 Вт/(м·К)
0
Плотность меди (при н. у.) 8,92 г/см³
0
Атомная масса (молярная масса) 63,546(3)[1] а. е. м. (г/моль)
0
Молярный объём 7,1 см³/моль
0
Молярная теплоёмкость 24,44[2] Дж/(K·моль)

Содержание

Что такое медь?

Медь — химический элемент таблицы Менделеева с атомным номером 29 и символом Cu. Плотность меди 8,96. Атомный номер меди 29...

Температура плавления и кипения меди

Температура плавления (Cu) примерно равна 1357,77 Кельвина...

Плотность меди

Плотность чистого твердого химического элемента всегда указывается как плотность равновесного кристаллического состояния этого элемента...

Свойства меди и медных сплавов

Медь – прочный, пластичный и ковкий материал. Эти свойства делают медь чрезвычайно подходящей для формовки труб, волочения проволоки, прядения и глубокой вытяжки...

Физические свойства меди

Медь встречается в природе в металлическом состоянии в определенных местах. Чаще в виде сульфида и в меньшей степени в виде оксида и силиката...

Химические свойства меди

В таблице Менделеева медь находится в 11 группе (LB), которая включает элементы переходного металла, такие как серебро и золото...

Медь для организма человека

Медь является важным микроэлементом, он также является жизненно важной частью нескольких ферментов...

Похожий материал по сайту

Свойства алюминия

Свойства алюминия создают спрос на изделия из этого металла...

Свойства титана

Свойства титана, которые представляют собой сочетание высокой...

Что такое медь?

Медь – древнейший металл, используемый человеком. Его использование восходит к доисторическим временам. Медь добывалась более 10 000 лет, а медный кулон, найденный в современном Ираке, датируется 8700 г. до н.э. К 5000 г. до н.э. медь выплавляли из простых оксидов меди.

Медь встречается в виде самородного металла и в минералах куприте, малахите, азурите, халькопирите и борните. Он также часто является побочным продуктом производства серебра. Сульфиды, оксиды и карбонаты являются наиболее важными рудами.

Медь и медные сплавы являются одними из самых универсальных доступных конструкционных материалов. Сочетание физических свойств, таких как прочность, проводимость, коррозионная стойкость, обрабатываемость и пластичность, делает медь подходящей для широкого спектра применений. Эти свойства могут быть дополнительно улучшены за счет изменения состава и методов производства.

Соединения меди

Некоторые из важных соединений меди следующие…

  1. Оксиды. Медь образует два оксида, так как имеет две валентности. Этими соединениями являются закись [Cu2O] и  (CuO). Закись меди получают печными методами или электролитами. Это красный кристаллический материал. Закись также получают прокаливанием подходящих солей, таких как гидроксид, нитрат или карбонат меди или нагреванием закиси. CuO представляет собой порошок черного цвета.

  2. Галогениды — хлорид меди (CuCl) и [CuCl2] представляют собой соединения с хлором . При прямом соединении меди и йода получается йодид (CuI). Иодид  [Cul2] существует только в сложных органических соединениях или в сочетании с солями аммония.

  3. Сульфаты. Сульфат меди [CuSO4] называют медным купоросом, потому что он имеет ярко-синий цвет и является важнейшей солью (Cu). Сульфат (Cu) обычно кристаллизуется в виде [CuSO4 +Н2О]. 

  4. Карбонаты. При добавлении щелочного карбоната к раствору соли меди образуются основные карбонаты этого металла. Соединения, имеющие ярко-зеленый или синий цвет, используются при получении пигментов, встречающихся в природе, таких как минералы малахит и азурит.

применение меди кратко

применение меди в отраслях промышленности

Медь является очень важным металлом, используемым в повседневной жизни, а также в промышленных целях. Широкая область применения меди возможна благодаря ее металлическим свойствам.

Медь добавляется в некоторые металлы для улучшения их гибкости, твердости, эластичности, цвета и устойчивости к коррозии, поскольку это основной металл, который легко формуется. Медные сплавы, используемые в ювелирных изделиях, такие как серебро и золото, являются распространенными металлами, которые сплавляются с медью.

Медь в передаче электричества

Электричество: 65%

Высокая электропроводность меди делает ее идеальным материалом для широкого спектра электрических применений

Медь в строительсве

Строительство: 25%

Как архитектурный металл, медь обеспечивает превосходную коррозионную стойкость

Свойства меди в промышленности

Транспорт: 7%

Медь используется для проводки электромобилей, двигателей, аккумуляторов, а также систем, которые поддерживают их заряженными и готовыми к работе

Температура плавления и кипения меди

Температура плавления меди примерно равна 1357,77 Кельвина или 1084,62 градуса Цельсия. Температура кипения меди примерно равна 2835 Кельвинам, или 2562 градусам Цельсия. Таким образом, можно понять, что медь (как и большинство других металлов) имеет очень высокую температуру плавления, а также очень высокую температуру кипения.

Происхождение слова: Латинское cuprum : от острова Кипр, который славится своими медными рудниками. Современное название «медь» впервые вошло в обиход около 1530 года.

Медь свойства металла

Медь свойства металла

Коррозионная стойкость

Антимикробные свойства меди Cu

Антимикробные свойства

Высокая пластичность меди

Высокая пластичность

Плотность меди

Плотность меди 8,96 г/см3.

Плотность чистого твердого химического элемента всегда указывается как плотность равновесного кристаллического состояния этого элемента, обычно при комнатной температуре, если не указано иное. Эту информацию необходимо иметь в виду при рассмотрении плотности, например, меди, которая имеет кристаллическую структуру ГЦК. Доля упаковки для ГЦК плотноупакованной структуры твердых сфер составляет 0,740. Небольшое расхождение между двумя методами расчета сложения дробей связано с усечением и округлением.

Плотность меди в амфорном твердом состоянии при комнатной температуре можно предсказать по коэффициенту упаковки. Медь является наиболее встречающимся в природе элементом, кроме золота, с характерным оттенком. В отличие от золота и серебра, медь является великолепным проводником тепла и электричества. Он также очень податлив и пластичен. Медь также устойчива к коррозии (она не очень легко ржавеет).

Медь общие свойства

Хорошая обрабатываемость меди

Хорошая обрабатываемость

Медь высокая электропроводность

Высокая электропроводность

Хорошая теплопроводность меди

Хорошая теплопроводность

Свойства меди и медных сплавов

Ключевые свойства меди и медных сплавов

Медь – прочный, пластичный и ковкий материал. Эти свойства делают медь чрезвычайно подходящей для формовки труб, волочения проволоки, прядения и глубокой вытяжки. Другие ключевые свойства меди и ее сплавов включают в себя:

~ Отличная теплопроводность

~ Отличная электропроводность

~ Хорошая коррозионная стойкость

~ Хорошая стойкость к биообрастанию

~ Хорошая обрабатываемость

~ Сохранение механических и электрических свойств при криогенных температурах

~ Немагнитный                               

Другие свойства

~ Медь и медные сплавы имеют специфический запах и неприятный вкус. Они могут передаваться контактным путем, поэтому их следует держать подальше от пищевых продуктов, хотя в некоторых кастрюлях используются эти металлы.

~ Большинство коммерчески используемых металлов имеют металлический белый или серебристый цвет. Медь и медные сплавы имеют желтый/золотой/красный цвет.

Температура плавления

Температура плавления чистой меди составляет 1083ºC.

Структура

Медь имеет гранецентрированную кубическую (ГЦК) кристаллическую структуру. Медь и ее сплавы имеют желтый/золотой/красный цвет, а при полировке приобретают яркий металлический блеск.


Переработка

Медные сплавы хорошо подходят для вторичной переработки. Около 40% годового потребления медных сплавов приходится на переработанные медные материалы.

Скорость переработки латуни для свободной обработки (CZ121/CW614N) особенно высока, поскольку чистая/сухая стружка имеет высокую ценность, что способствует расчету рентабельности при выборе материала.


Устойчивость к коррозии

Все медные сплавы устойчивы к коррозии пресной водой и паром. В большинстве сельских, морских и промышленных атмосфер медные сплавы также устойчивы к коррозии. Медь устойчива к солевым растворам, почвам, неокисляющим минералам, органическим кислотам и щелочным растворам. Влажный аммиак, галогены, сульфиды, растворы, содержащие ионы аммиака и окисляющие кислоты, такие как азотная кислота, воздействуют на медь. Медные сплавы также имеют плохую устойчивость к неорганическим кислотам.

Коррозионная стойкость медных сплавов обусловлена ​​образованием на поверхности материала липкой пленки. Эти пленки относительно невосприимчивы к коррозии, поэтому защищают основной металл от дальнейшего воздействия.

Медно-никелевые сплавы, алюминиевая латунь и алюминиевая бронза демонстрируют превосходную стойкость к коррозии в морской воде.


Электрическая проводимость

Электропроводность меди уступает только серебру. Проводимость (Cu) составляет 97% от проводимости серебра. Из-за своей гораздо более низкой стоимости и большей распространенности медь традиционно была стандартным материалом, используемым для передачи электроэнергии.

Однако соображения веса означают, что большая часть воздушных линий электропередач высокого напряжения теперь использует алюминий, а не медь. По весу проводимость алюминия примерно в два раза больше, чем у (Cu). Используемые алюминиевые сплавы имеют низкую прочность и должны быть усилены оцинкованной или покрытой алюминием высокопрочной стальной проволокой в ​​каждой пряди.

Хотя добавление других элементов улучшит такие свойства, как прочность, произойдет некоторая потеря электропроводности. Например, добавление кадмия в количестве 1% может увеличить прочность на 50%. Однако это приведет к соответствующему снижению электропроводности на 15%.


Окисление поверхности / патинирование

Большинство медных сплавов образуют сине-зеленую патину при воздействии элементов на открытом воздухе. Типичным для этого является цвет Медной статуи Свободы в Нью-Йорке. Некоторые медные сплавы темнеют после длительного воздействия элементов и приобретают цвет от коричневого до черного.

Для защиты поверхности и сохранения первоначального цвета сплава можно использовать лаковые покрытия. Акриловое покрытие с бензотриазолом в качестве добавки прослужит несколько лет в большинстве наружных условий без истирания.


Предел текучести

Предел текучести медных сплавов четко не определен. В результате, как правило, сообщается либо о 0,5% удлинении под нагрузкой, либо о смещении 0,2%.

Чаще всего предел текучести отожженного материала при растяжении 0,5% составляет примерно одну треть предела прочности при растяжении. Упрочнение холодной обработкой означает, что материал становится менее пластичным, а предел текучести приближается к пределу прочности при растяжении.


Пайка и сварка меди

Обычно используемые процессы, такие как пайка твердым припоем, сварка и пайка, могут использоваться для соединения большинства медных сплавов. Пайка часто используется для электрических соединений. Сплавы с высоким содержанием свинца непригодны для сварки.

Медь и медные сплавы также можно соединять с помощью механических средств, таких как заклепки и винты.


Горячая и холодная обработка

Хотя медь и медные сплавы могут подвергаться механической обработке, они также могут подвергаться как горячей, так и холодной обработке.

Пластичность можно восстановить отжигом. Это может быть сделано либо с помощью специального процесса отжига, либо путем случайного отжига посредством процедур сварки или пайки.


Отпуска для медных сплавов

Медные сплавы могут быть указаны в соответствии с уровнями отпуска. Отпуск придается холодной обработкой и последующими степенями отжига.

Типичные отпуска для медных сплавов:

~ Мягкий

~ Полутвердый

~ Жесткий

~ Упругий

~ Экстра-упругий

Предел текучести медного сплава в твердом состоянии составляет примерно две трети предела прочности материалов.


Литьё

Характер процесса литья означает, что большинство литых медных сплавов имеют больший диапазон легирующих элементов, чем деформируемые сплавы.


Кованые медные сплавы

Кованые медные сплавы производятся с использованием множества различных методов производства. Эти методы включают такие процессы, как прокатка, экструзия, волочение и штамповка. За такими процессами может следовать отжиг (размягчение), холодная обработка, закалка путем термической обработки или снятие напряжений для достижения желаемых свойств.

Оценочные проценты мировых запасов меди по странам в 2020 году

Наибольшая доля приходится на

Чили — 23%, за ней следуют

Перу (11%),

Австралия (10%),

Россия (7%),

Мексика (6%),

США (6%),

Польша (4%) и

Китай (3%). 

На все остальные страны вместе взятые приходилось 31%.

Физические свойства меди

Атомный номер29
Атомный вес63,55
Плотность, г/см 38,96
Температура плавления, °С1084,62
Температура кипения, °С2562
Теплота плавления, Дж/г210
Теплота парообразования, Дж/г4810
Давление пара при тр, Па0,073
Удельная теплоемкость, Дж г -1  К -1 
При 20°C и 100 кПа0,385
При 957°C и 100 кПа0,494
Средняя удельная теплоемкость, Дж г -1  К -1 
  0–300°C при 100 кПа0,411
  0–1000°C при 100 кПа0,437
Коэффициент линейного теплового расширения, К -1 …

Перейти на главную страницу

Компания ООО «Галант» предоставляет услуги по металлообработке деталей на станках с ЧПУ

Химические свойства меди

Атомный номер29
Атомная масса63,546 г.моль -1
Электроотрицательность по Полингу1,9
Плотность8,9 г.см -3 при 20°С
Температура плавления1083 °С
Точка кипения2595°С
Радиус Вандерваальса0,128 нм
Ионный радиус0,096 нм (+1); 0,069 нм (+3)
Изотопы6
Электронная оболочка[Ар] 3д 10 4с1
Энергия первой ионизации743,5 кДж.моль -1
Энергия вторичной ионизации1946 кДж.моль -1
Стандартный потенциал+0,522 В (Cu + /Cu); +0,345 В (Cu 2+ /Cu)

Переработка меди

Медь является одним из немногих материалов, который не деградирует и не теряет своих химических и физических свойств в процессе переработки. Переработка имеет потенциал для расширения использования ресурсов и минимизации отходов

По оценкам Международной исследовательской группы, в 2018 году 32% мирового потребления меди приходилось на переработанный металл.

Медь для организма человека

Медь является важным микроэлементом, который необходим для работы ряда ферментов, например, тирозиназы, лизилоксидазыВ кровотоке 90% меди связано с церулоплазмином, а остальная часть связана с другими белками плазмы, в первую очередь с альбуминомПриобретенный дефицит меди встречается редко, но о нем сообщалось у младенцев, получавших молоко с низким содержанием (cu), при белково-энергетической недостаточности и как следствие избыточного потребления цинка. Симптомы включают анемию, нейтропению и задержку развития. Кожные проявления ограничиваются редкими сообщениями о пигментном разбавлении кожи и волос.

Он также является жизненно важной частью нескольких ферментов (например, ферроксидаз, цитохром с-оксидазы, супероксиддисмутазы, тирозиназы, лизилоксидазы и дофамин бета-гидроксилазы). Всасывание зависит от количества проглоченного продукта, его химической формы и состава других пищевых компонентов, таких как цинк. 

Питьевая вода может вносить значительный вклад в ежедневное потребление данного металла из-за широкого использования медных труб. Всасывание регулируется гомеостатическими механизмами в печени и выделение с желчью увеличивается, когда металла в избытке. Количественные данные о легочной абсорбции отсутствуют. 

Медь содержится во всех органах. Самые высокие концентрации, как у взрослых, так и у новорожденных, обнаруживаются в печени. Кроме того, мозг богат медью. Выведение происходит в основном с желчью, и лишь несколько процентов поглощенной меди содержится в моче.

Решающее значение для надлежащего выведения меди с желчью имеет присутствие экспортера ATP7B. Мутации в гене ATP7B ответственны за генетическое заболевание Болезнь Вильсона. Биологический общий период полураспада тела в группах здоровых людей после перорального введения был рассчитан в диапазоне 2-5 недель. 

С целью биологического мониторинга было оценено несколько маркеров воздействия, но ни один из них не выявил четкой связи с чрезмерным воздействием. Поскольку медь является высокореактивным металлом и, следовательно, вредна для клеток, если присутствует в виде свободных ионов, внутриклеточные уровни меди строго контролируются рядом интегральных трансмембранных транспортеров, металлобуферов и металлохаперонов. 

Прием большого количества солей меди вызывает желудочно-кишечные расстройства. Первым возникающим симптомом является тошнота, при этом повышенное содержание (Cu) в питьевой воде начинается примерно с 4 мг/л. В тяжелых случаях могут возникнуть системные эффекты, особенно гемолиз, повреждение печени и почек.

В отличие от данных, полученных после приема внутрь, сравнительно мало известно о последствиях для здоровья, связанных с вдыханием меди и ее паров в промышленных условиях. Медь может вызвать раздражение дыхательных путей и лихорадку от паров металла.

Изменения в легких были приписаны сульфату меди в винограднике рабочих, но роль меди до конца не объяснена.

Пролистать наверх