Tính dễ uốn đề cập đến tính nhạy cảm của kim loại và hợp kim đối với quá trình rèn và các loại xử lý áp lực khác. Nó có thể được vẽ, dập, lăn hoặc ép. Tính dẻo của đồng không chỉ được đặc trưng bởi khả năng chống biến dạng, mà còn bởi độ dẻo. Độ dẻo là gì? Đây là khả năng kim loại thay đổi đường viền của nó dưới áp lực mà không bị phá hủy. Kim loại dễ uốn là đồng thau, thép, duralumin và một số hợp kim đồng, magiê, niken, nhôm khác. Đó là chúng có độ dẻo cao kết hợp với khả năng chống biến dạng thấp.
Đồng
Tôi tự hỏi đặc tính của đồng trông như thế nào? Được biết, đây là nguyên tố thuộc nhóm 11 của chu kì 4 trong hệ thống các nguyên tố hóa học D. I. Mendeleev. Nguyên tử của nó có số 29 và được ký hiệu là Cu. Trên thực tế, nó là một kim loại dẻo chuyển tiếp có màu vàng hồng. Nhân tiện, nó có màu hồng nếu không có màng oxit. Từ lâu, nguyên tố này đã được mọi người sử dụng.
Lịch sử
Một trong những kim loại đầu tiên mà mọi người bắt đầu sử dụng tích cực trong các hộ gia đình của họ là đồng. Thật vậy, quá dễ tiếp cận để lấy từ quặng và có một lượng nhỏnhiệt độ nóng chảy. Từ lâu, loài người đã biết đến bảy kim loại, trong đó có đồng. Trong tự nhiên, nguyên tố này phổ biến hơn nhiều so với bạc, vàng hoặc sắt. Những đồ vật cổ làm bằng đồng, xỉ, là bằng chứng về quá trình nấu chảy từ quặng của nó. Chúng được phát hiện trong quá trình khai quật làng Chatal-Khuyuk. Người ta biết rằng trong thời đại đồ đồng, những thứ bằng đồng đã trở nên phổ biến. Trong lịch sử thế giới, anh ấy đi theo viên đá.
S. A. Semyonov và các đồng nghiệp của ông đã tiến hành các nghiên cứu thực nghiệm, trong đó ông phát hiện ra rằng các công cụ bằng đồng vượt trội hơn so với các công cụ bằng đá về nhiều mặt. Chúng có tốc độ bào, khoan, cắt và xẻ gỗ cao hơn. Và việc xử lý xương bằng con dao đồng sẽ tồn tại lâu như bằng con dao bằng đá. Nhưng đồng được coi là một kim loại mềm.
Rất thường trong thời cổ đại, thay vì đồng, họ sử dụng hợp kim của nó với thiếc - đồng. Nó cần thiết cho việc sản xuất vũ khí và những thứ khác. Vì vậy, thời đại đồ đồng ra đời thay thế cho thời đại đồng. Đồ đồng lần đầu tiên có được ở Trung Đông vào năm 3000 trước Công nguyên. AD: Mọi người thích sức mạnh và độ dẻo tuyệt vời của đồng. Các công cụ lao động và săn bắn, đồ dùng và đồ trang trí lộng lẫy đã ra đời từ đồ đồng. Tất cả những đồ vật này đều được tìm thấy trong các cuộc khai quật khảo cổ học. Sau đó, thời đại đồ đồng được thay thế bằng thời đại đồ sắt.
Làm thế nào có thể kiếm được đồng vào thời cổ đại? Ban đầu, nó được khai thác không phải từ sunfua mà từ quặng malachit. Thật vậy, trong trường hợp này, không cần thiết phải khai hỏa sơ bộ. Để làm được điều này, một hỗn hợp than và quặng đã được cho vào một bình đất nung. Con tàu đã được đặt trongmột lỗ nông và hỗn hợp đã được đốt cháy. Sau đó, carbon monoxide bắt đầu được giải phóng, góp phần làm giảm malachit thành đồng tự do.
Được biết, các mỏ đồng được xây dựng ở Síp vào thiên niên kỷ thứ ba trước Công nguyên, nơi đồng được nấu chảy.
Trên vùng đất của Nga và các quốc gia lân cận, các mỏ đồng đã xuất hiện từ hai thiên niên kỷ trước Công nguyên. e. Tàn tích của chúng được tìm thấy ở Urals, Ukraine, Transcaucasus, Altai và Siberia xa xôi.
Công nghiệp luyện đồng đã được thành thạo vào thế kỷ thứ mười ba. Và vào ngày mười lăm ở Matxcova, Xưởng Pháo được thành lập. Ở đó, súng có nhiều cỡ nòng khác nhau được đúc từ đồng. Một lượng đồng đáng kinh ngạc đã được sử dụng để làm chuông. Năm 1586, Pháo Sa hoàng được đúc từ đồng, năm 1735 - Chuông Sa hoàng, năm 1782 Chế tạo Pháo bằng đồng. Vào năm 752, những người thợ thủ công đã làm một bức tượng tuyệt đẹp của Đại Phật tại chùa Todai-ji. Nói chung, danh sách các tác phẩm nghệ thuật đúc là vô tận.
Vào thế kỷ thứ mười tám con người phát hiện ra điện. Sau đó, khối lượng đồng khổng lồ bắt đầu được sử dụng để sản xuất dây điện và các sản phẩm tương tự. Trong thế kỷ 20, dây dẫn được làm từ nhôm, nhưng đồng vẫn có tầm quan trọng lớn trong kỹ thuật điện.
Nguồn gốc của tên
Bạn có biết Cuprum là tên Latinh của đồng, bắt nguồn từ tên của đảo Síp? Nhân tiện, Strabo gọi đồng phấn - thành phố Chalkis trên Euboea là có tội vì nguồn gốc của cái tên như vậy. Hầu hết các tên Hy Lạp cổ đại cho đồng vàcác đồ vật bằng đồng có nguồn gốc chính xác từ từ này. Họ đã tìm thấy ứng dụng rộng rãi trong nghề rèn, và trong số các sản phẩm thợ rèn và vật đúc. Đôi khi đồng được gọi là Aes, có nghĩa là quặng hoặc mỏ.
Từ "đồng" trong tiếng Slav không có từ nguyên phát âm. Có lẽ nó đã cũ. Nhưng nó rất thường được tìm thấy trong các di tích văn học cổ nhất của Nga. V. I. Abaev cho rằng từ này xuất phát từ tên của đất nước Midia. Các nhà giả kim đặt biệt danh cho đồng là "Venus". Trong thời cổ đại hơn, nó được gọi là "Sao Hỏa".
Đồng được tìm thấy ở đâu trong tự nhiên?
Vỏ Trái Đất chứa (4, 7-5, 5) x 10-3 % đồng (theo khối lượng). Trong nước sông và nước biển, nó ít hơn nhiều: 10-7 % và 3 x 10-7 % (theo khối lượng).
Hợp chất đồng thường được tìm thấy trong tự nhiên. Công nghiệp sử dụng chalcopyrit CuFeS2, được gọi là đồng pyrit, bornit Cu5FeS4, chalcocite Cu2S. Đồng thời, người ta tìm thấy các khoáng chất đồng khác: cuprite Cu2O, azurite Cu3(CO3)2(OH)2, Malachite Cu2CO3(OH)2và covelline CuS. Rất thường xuyên, khối lượng đồng tích lũy riêng lẻ lên tới 400 tấn. Đồng sunfua được hình thành chủ yếu trong các mạch nhiệt dịch nhiệt độ trung bình. Thông thường, trong đá trầm tích, các mỏ đồng có thể được tìm thấy - đá phiến sét và đá cát cốc. Các mỏ nổi tiếng nhất là ở Lãnh thổ xuyên Baikal Udokan, Zhezkazgan ở Kazakhstan, Mansfeld ở Đức và vành đai mật ong ở Trung Phi. Các mỏ đồng giàu nhất khác nằm ởở Chile (Colhausi và Escondida) và Hoa Kỳ (Morenci).
Phần lớn quặng đồng được khai thác lộ thiên. Nó chứa 0,3 đến 1,0% đồng.
Tính chất vật lý
Nhiều độc giả quan tâm đến mô tả của đồng. Nó là một kim loại màu vàng hồng, dễ uốn. Trong không khí, bề mặt của nó ngay lập tức được bao phủ bởi một lớp màng oxit, tạo cho nó một màu vàng đỏ đậm đặc biệt. Điều thú vị là các màng mỏng bằng đồng có màu xanh lục lam.
Osmium, xêzi, đồng và vàng có màu giống nhau, khác với màu xám hoặc bạc của các kim loại khác. Bóng màu này cho biết sự hiện diện của các chuyển đổi điện tử giữa các obitan nguyên tử thứ tư trống rỗng và thứ ba được lấp đầy. Giữa chúng có sự chênh lệch năng lượng nhất định ứng với bước sóng của màu da cam. Hệ thống tương tự chịu trách nhiệm cho màu cụ thể của vàng.
Đồng còn điều gì tuyệt vời nữa? Kim loại này tạo thành mạng tinh thể lập phương tâm diện, nhóm không gian Fm3m, a=0,36150 nm, Z=4.
Đồng cũng nổi tiếng với khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt cao. Về độ dẫn điện, nó nằm trong số các kim loại đứng ở vị trí thứ hai. Nhân tiện, đồng có hệ số nhiệt độ khổng lồ và hầu như không phụ thuộc vào hiệu suất của nó trong một phạm vi nhiệt độ rộng. Đồng được gọi là diamagnet.
Hợp kim đồng rất đa dạng. Mọi người đã học cách kết hợp đồng thau với kẽm, và niken với cupronickel, và chì với babbit,và đồng với thiếc và các kim loại khác.
Đồng vị
Đồng được tạo thành từ hai đồng vị bền,63Cu và65Cu, có hàm lượng nguyên tử lần lượt là 69,1 và 30,9%.. Nói chung, có hơn hai chục đồng vị không có tính ổn định. Đồng vị tồn tại lâu nhất là67Cu với chu kỳ bán rã là 62 giờ.
Đồng thu được bằng cách nào?
Tạo đồng là một quá trình rất thú vị. Kim loại này được lấy từ khoáng chất và quặng đồng. Các phương pháp cơ bản để thu được đồng là thủy luyện, luyện kim và điện phân.
Hãy xem xét phương pháp luyện kim. Bằng cách này, đồng thu được từ quặng sunfua, ví dụ, chalcopyrit CuFeS2. Nguyên liệu Chalcopyrit chứa 0,5-2,0% Cu. Đầu tiên, quặng ban đầu được làm giàu bằng tuyển nổi. Sau đó, nó được rang oxy hóa ở nhiệt độ 1400 độ. Tiếp theo, cô đặc đã nung được nấu chảy để làm mờ. Silica được thêm vào nấu chảy để liên kết oxit sắt.
Silicat tạo thành nổi lên dưới dạng xỉ và được tách ra. Mờ vẫn còn ở dưới cùng - một hợp kim của sunfua CU2S và FeS. Sau đó, nó được nấu chảy theo phương pháp của Henry Bessemer. Để làm điều này, chất mờ nóng chảy được đổ vào bộ chuyển đổi. Sau đó, bình được tẩy rửa bằng oxy. Và sunfua sắt còn lại sẽ bị oxy hóa thành oxit và với sự trợ giúp của silica, được loại bỏ khỏi quy trình ở dạng silicat. Đồng sunfua bị oxy hóa không hoàn toàn thành oxit đồng, nhưng sau đó nó bị khử thành đồng kim loại.
Bvỉ đồng thu được chứa 90,95% kim loại. Sau đó, nó được làm sạch bằng điện phân. Điều thú vị là, một dung dịch axit đồng sunphat được sử dụng làm chất điện phân.
Đồng điện phân được hình thành trên cực âm, có tần số cao khoảng 99,99%. Một loạt các mặt hàng được làm từ đồng thu được: dây điện, thiết bị điện, hợp kim.
Phương pháp luyện kim thủy lực trông hơi khác một chút. Tại đây, các khoáng chất đồng được hòa tan trong axit sunfuric loãng hoặc trong dung dịch amoniac. Từ các chất lỏng đã điều chế, đồng bị thay thế bởi sắt kim loại.
Tính chất hóa học của đồng
Trong các hợp chất, đồng thể hiện hai trạng thái oxi hóa: +1 và +2. Đầu tiên trong số chúng có xu hướng không cân đối và chỉ ổn định trong các hợp chất hoặc phức chất không hòa tan. Nhân tiện, các hợp chất đồng không màu.
Trạng thái oxy hóa +2 ổn định hơn. Chính cô ấy là người tạo ra màu xanh muối và xanh lục lam. Trong các điều kiện bất thường, các hợp chất có trạng thái oxi hóa +3 và thậm chí +5 có thể được điều chế. Chất thứ hai thường được tìm thấy trong các muối anion cupbororan thu được vào năm 1994.
Đồng nguyên chất không biến đổi trong không khí. Nó là một chất khử yếu, không phản ứng với axit clohydric loãng và nước. Bị oxi hóa bởi axit nitric và sunfuric đặc, halogen, oxi, cường thủy, oxit phi kim loại, chalcogens. Khi đun nóng, nó phản ứng với các hiđro halogenua.
Nếu không khí ẩm, đồng bị oxi hóa tạo thành bazơ đồng (II) cacbonat. Nó phản ứng tuyệt vời với axit sulfuric bão hòa nóng và lạnh, axit sulfuric khan nóng.
Đồng phản ứng với axit clohydric loãng khi có oxy.
Hóa học phân tích của đồng
Mọi người đều biết hóa học là gì. Đồng trong dung dịch rất dễ phát hiện. Để làm được điều này, cần làm ẩm dây bạch kim bằng dung dịch thử, sau đó đưa vào ngọn lửa đốt Bunsen. Nếu có đồng trong dung dịch, ngọn lửa sẽ có màu xanh lam. Bạn cần biết rằng:
- Thông thường, lượng đồng trong các dung dịch có tính axit nhẹ được đo bằng cách sử dụng hydro sunfua: nó được trộn với chất này. Theo quy luật, đồng sunfua kết tủa trong trường hợp này.
- Trong những dung dịch không có ion cản trở, đồng được xác định bằng phương pháp đo phức, đo ionome hoặc đo điện thế.
- Một lượng nhỏ đồng trong dung dịch được đo bằng phương pháp quang phổ và phương pháp động học.
Sử dụng đồng
Đồng ý, nghiên cứu về đồng là một việc rất thú vị. Vì vậy, kim loại này có điện trở suất thấp. Do chất lượng này, đồng được sử dụng trong kỹ thuật điện để sản xuất điện và các loại cáp, dây điện và vật dẫn điện khác. Dây đồng được sử dụng trong cuộn dây của máy biến áp và ổ điện. Để tạo ra các sản phẩm trên, kim loại được lựa chọn rất tinh khiết, vì tạp chất làm giảm tính dẫn điện ngay lập tức. Và nếu có 0,02% nhôm trong đồng, độ dẫn điện của nó sẽ giảm 10%.
Chất lượng hữu ích thứ hai của đồng làdẫn nhiệt tuyệt vời. Do đặc tính này, nó được sử dụng trong nhiều bộ trao đổi nhiệt, ống dẫn nhiệt, tản nhiệt và bộ làm mát máy tính.
Và độ cứng của đồng được sử dụng ở đâu? Được biết, ống đồng tròn liền khối có độ bền cơ học đáng nể. Chúng hoàn toàn chịu được quá trình xử lý cơ học và được sử dụng để di chuyển chất khí và chất lỏng. Thông thường chúng có thể được tìm thấy trong các hệ thống cấp khí bên trong, cấp nước, sưởi ấm. Chúng được sử dụng rộng rãi trong các đơn vị làm lạnh và hệ thống điều hòa không khí.
Độ cứng tuyệt vời của đồng đã được nhiều quốc gia biết đến. Vì vậy, ở Pháp, Anh và Úc, ống đồng được sử dụng để cung cấp khí đốt cho các tòa nhà, ở Thụy Điển - để sưởi ấm, ở Mỹ, Anh và Hồng Kông - đây là vật liệu chính để cấp nước.
Ở Nga, việc sản xuất ống đồng dẫn nước và khí đốt được quy định bởi tiêu chuẩn GOST R 52318-2005, và Bộ luật liên bang SP 40-108-2004 quy định việc sử dụng chúng. Các đường ống làm bằng đồng và hợp kim của nó được sử dụng tích cực trong ngành công nghiệp điện và đóng tàu để di chuyển hơi nước và chất lỏng.
Bạn có biết rằng hợp kim đồng được sử dụng trong các lĩnh vực công nghệ khác nhau? Trong số này, đồ đồng và đồng thau được coi là nổi tiếng nhất. Cả hai hợp kim đều bao gồm một nhóm vật liệu khổng lồ, ngoài kẽm và thiếc, có thể bao gồm bitmut, niken và các kim loại khác. Ví dụ, gunmetal, được sử dụng cho đến thế kỷ 19 để làm pháo, bao gồm đồng, thiếc và kẽm. Công thức của nó thay đổi tùy theo từng nơi vàthời gian sản xuất công cụ.
Mọi người đều biết khả năng sản xuất tuyệt vời và độ dẻo cao của đồng. Do những đặc tính này, một lượng đồng thau đáng kinh ngạc được sử dụng để sản xuất vỏ đạn cho vũ khí và đạn pháo. Đáng chú ý là phụ tùng ô tô được làm từ hợp kim đồng với silicon, kẽm, thiếc, nhôm và các vật liệu khác. Hợp kim đồng được đặc trưng bởi độ bền cao và giữ được các đặc tính cơ học của chúng trong quá trình nhiệt luyện. Khả năng chống mài mòn của chúng chỉ được xác định bởi thành phần hóa học và ảnh hưởng của nó đối với cấu trúc. Xin lưu ý rằng quy tắc này không áp dụng cho đồng berili và một số đồng nhôm.
Hợp kim đồng có môđun đàn hồi thấp hơn thép. Ưu điểm chính của chúng có thể được gọi là hệ số ma sát nhỏ, được kết hợp cho hầu hết các hợp kim với độ dẻo cao, dẫn điện tuyệt vời và khả năng chống ăn mòn tuyệt vời trong môi trường xâm thực. Theo quy định, đây là đồng nhôm và hợp kim đồng-niken. Nhân tiện, họ đã tìm thấy ứng dụng của mình trong các cặp trượt.
Thực tế tất cả các hợp kim đồng đều có cùng hệ số ma sát. Đồng thời, khả năng chống mài mòn và các đặc tính cơ học, ứng xử trong môi trường xâm thực phụ thuộc trực tiếp vào thành phần của hợp kim. Độ dẻo của đồng được sử dụng trong hợp kim một pha và độ bền được sử dụng trong hợp kim hai pha. Cupronickel (hợp kim đồng-niken) được sử dụng để đúc tiền xu. Hợp kim đồng-niken, bao gồm cả "Admir alty", được sử dụng trong đóng tàu. Chúng được sử dụng để làm ống cho bình ngưng làm sạch hơi nước thải tuabin. Đáng chú ý là các tuabin được làm mát bằng nước bên ngoài. Hợp kim đồng-niken có khả năng chống ăn mòn đáng kinh ngạc, vì vậy chúng được săn lùng ở những khu vực chịu tác động mạnh của nước biển.
Trên thực tế, đồng là thành phần quan trọng nhất của vật hàn cứng - hợp kim có nhiệt độ nóng chảy từ 590 đến 880 độ C. Đó là chúng có khả năng kết dính tuyệt vời với hầu hết các kim loại, do đó chúng được sử dụng để kết nối chắc chắn các bộ phận kim loại khác nhau. Đây có thể là phụ kiện đường ống hoặc động cơ phản lực đẩy chất lỏng được làm từ các kim loại khác nhau.
Và bây giờ chúng tôi liệt kê các hợp kim trong đó tính dễ uốn của đồng có tầm quan trọng lớn. Dural hay duralumin là hợp kim của nhôm và đồng. Ở đây đồng là 4,4%. Hợp kim của đồng và vàng thường được sử dụng trong đồ trang sức. Chúng cần thiết để tăng sức mạnh của sản phẩm. Xét cho cùng, vàng nguyên chất là một kim loại rất mềm, không thể chịu được ứng suất cơ học. Các vật dụng làm bằng vàng nguyên chất rất nhanh bị biến dạng và mài mòn.
Thật thú vị, các oxit đồng được sử dụng để tạo ra yttrium-bari-oxit đồng. Nó là cơ sở để sản xuất chất siêu dẫn nhiệt độ cao. Đồng cũng được sử dụng để sản xuất pin và tế bào điện hóa oxit đồng.
Ứng dụng khác
Bạn có biết đồng thường được dùng làm chất xúc tác cho phản ứng trùng hợp axetilen không? Do tính chất này, các đường ống đồng được sử dụng để vận chuyển axetylen được phépchỉ sử dụng khi hàm lượng đồng trong chúng không vượt quá 64%.
Mọi người đã học cách sử dụng tính dễ uốn của đồng trong kiến trúc. Mặt tiền và mái nhà làm bằng đồng tấm mỏng nhất có thể hoạt động không gặp sự cố trong 150 năm. Hiện tượng này được giải thích đơn giản: trong các tấm đồng, quá trình ăn mòn tự động tắt. Ở Nga, tấm đồng được sử dụng cho mặt tiền và mái nhà theo các tiêu chuẩn của Bộ luật Liên bang SP 31-116-2006.
Trong một tương lai không xa, người ta đang có kế hoạch sử dụng đồng làm bề mặt diệt khuẩn trong các phòng khám để ngăn vi khuẩn di chuyển trong nhà. Tất cả các bề mặt do bàn tay con người chạm vào - cửa ra vào, tay nắm, lan can, phụ kiện nước, mặt bàn, giường - sẽ được các chuyên gia chỉ làm từ kim loại tuyệt vời này.
Đồng khắc
Một người sử dụng loại đồng nào để sản xuất các sản phẩm anh ta cần? Có rất nhiều trong số họ: M00, M0, M1, M2, M3. Nói chung, các loại đồng được xác định bằng độ tinh khiết của nội dung của chúng.
Ví dụ, các loại đồng M1r, M2r và M3r chứa 0,04% phốt pho và 0,01% ôxy, và các hạng M1, M2 và M3 - 0,05-0,08% ôxy. Không có oxy ở cấp M0b và trong MO phần trăm của nó là 0.02%.
Vì vậy, chúng ta hãy xem xét kỹ hơn về đồng. Bảng dưới đây sẽ cung cấp thông tin chính xác hơn:
| Đồng lớp | M00 | M0 | M0b | M1 | M1p | M2 | M2r | M3 | M3r | M4 |
|
Phần trăm nội dung đồng |
99, 99 | 99, 95 | 99, 97 | 99, 90 | 99, 70 | 99, 70 | 99, 50 | 99, 50 | 99, 50 | 99, 00 |
27 hạng đồng
Tổng cộng có hai mươi bảy loại đồng. Do đâu mà một người sử dụng một lượng nguyên liệu đồng như vậy? Hãy xem xét sắc thái này chi tiết hơn:
Vật liệu
