Ϫ METALE.XMC.PL

Hartowanie Metali Umacnianie Zastosowanie Cechy

.:: Miedź Właściwości Zastosowanie ::.

Miedź była już znana w starożytności. Obecnie otrzymuje się ją za pomocą procesów ogniowych stosowanych w pirometalurgii oraz w mniejszym stopniu za pomocą procesów hydroelektrometalurgicznych. Miedź otrzymana za pomocą procesów pirometalurgicznych jest silnie zanieczyszczona i z tego powodu poddaje się ją zazwyczaj rafinacji ogniowej lub elektrolitycznej.

Cu
– metal półszlachetny
– dobra odporność korozyjna (pokrywa się patyną)
– wysoka przewodność elektr i cieplna
– łatwość odlewania
– przeróbka plast na zimno i gorąco
– bardzo dobra skrawalność i spawalność
– Miedź stopowa
– stop podwójny 98%Cu, do 2% pierw stopowych (np. na wymienniki ciepła)

Miedź elektrolityczna dla wielu celów, zwłaszcza naukowych i elektronicznych, jest jeszcze zbyt silnie zanieczyszczona i z tego powodu poddaje się ją dodatkowo rafinacji, ale najczęściej już w pracowniach naukowych lub w zakładach użytkowych, metodami metalurgii próżniowej. Jako materiał wyjściowy do tej rafinacji służy miedź elektrolityczna, którą poddaje się najpierw w stanie ciekłym redukcji tlenkiem węgla, lub węglem i otrzymuje się miedź beztlenową. Następnie przetapia się ją w próżni i otrzymuje się miedź próżniową pozbawioną prawie całkowicie gazów.

Własności Fizyczne
Do własności tych należą: bardzo duża przewodność elektryczna, co wpływa na znaczne zastosowanie miedzi w przemyśle elektrotech­nicznym i elektronicznym oraz duża przewodność cieplna; co dzięki również wysokiej odporności miedzi na korozję, czyni ją bardzo uży­teczną w przemyśle chemicznym. Z innych własności miedzi na szczególną uwagę zasługuje zdolność do tworzenia dużej liczby stopów z róż­nymi pierwiastkami o bardzo dobrych własnościach mechanicznych i specjalnych.
Wysoka przewodność elektryczna miedzi zależy przede wszystkim od jej czystości. Wszelkie zanieczyszczenia miedzi wpływają mniej lub bardziej szkodliwie na jej przewodność elektryczną. Z tego powodu w elektronice, oraz na przewody elektryczne stosuje się tylko miedź o dużej czystości. Na przewodność elektryczną miedzi naj­bardziej obniżająco działają zanieczyszczenia fosforem, krzemem, żela­zem, arsenem, berylem, aluminium, cyną i niklem. Natomiast srebro, kadm i cynk obniżają przewodność elektryczną miedzi tylko w stopniu nieznacznym.

Własności Chemiczne
Jedną z najważniejszych własności chemicznych miedzi jest jej stosun­kowo duża odporność na korozję. W wilgotnym powietrzu miedź pokrywa się warstwą tzw. paty­ny, która jest zasadowym węglanem miedzi, chroniącą w pewnym stopniu miedź przed dalszą korozją. Na działanie wilgotnej atmosfery przemysłowej, zawierającej dwutlenek siarki, jest miedź jednak nieodporna, ponieważ wytwarza­jąca się wtedy na jej powierzchni warstewka zasadowego siarczanu miedzi nie zabezpiecza jej przed dalszą korozją. Miedź w mniejszym lub w większym stopniu utleniona, z jaką przeważnie ma się do czynienia w przemyśle, traci zdolność do obrób­ki plastycznej po wyżarzeniu jej w temperaturze 500°C­ lub w tempe­raturze wyższej w atmosferze redukującej, zawierającej wodór, a więc przede wszystkim w czystym wodorze, gazie świetlnym, gazie koksow­niczym, gazie generatorowym wodnym itp. To szkodliwe zjawisko, zwane chorobą wodorową mie­dzi, spowodowane jest stosunkowo dużą zdolnością wodoru do dy­fundowania do miedzi, szczególnie w wyższych temperaturach i reak­cją wodoru z tlenkiem miedziawym w myśl równania

Cu2 + H2 = 2Cu + H20

przy czym powstaje czysta miedź oraz para wodna, która z powodu braku zdolności do dyfuzji nie może się z miedzi wydostać na zew­nątrz. Ponieważ wytworzona para wodna może mieć duże ciśnienie, przeto może ono wywołać lokalne mikroskopowe pęknięcia miedzi, których wpływ na własności uwidacznia się wyraźnie dopiero podczas następnej obróbki plastycznej. Uniknięcie tego szkodliwego zjawiska jest możliwe przez użycie miedzi nie zawierającej tlenu lub przez za­stosowanie wyżarzania w atmosferze nie zawierającej wodoru, ani łatwo rozkładających się związków zawierających wodór.

Z technicznie ważnych materiałów chemicznych silnie działają na miedź: chlor, chlorek amonu, chlorek glinu, chlorek żelaza, fluorek amonu, kwas siarkowy w wyższych temperaturach, siarkowodór, a nie­co słabiej: acetylen (niebezpieczeństwo eksplozji), chlorek sodowy, chlorek wapnia, chlorowodór, kwas solny, siarczek sodowy, wapno bie­lące, zaprawa murarska itp. Rozpuszczalnikiem miedzi jest kwas azotowy, w którym rozpusz­cza się ona bardzo łatwo, szczególnie przy użyciu go w stanie stężo­nym.

Własności Mechaniczne
Umocnienie miedzi może być osiągnięte tylko przez obróbkę plastyczną na zimno (zgniot). Wyżarzanie miedzi zgniecionej, poczynając od temperatury rekry­stalizacji, powoduje znaczny spadek własności wytrzymałościowych przy jednoczesnym wzroście własności plastycznych. Jednoznaczna temperatura początku rekrystalizacji dla każdego rodza­ju miedzi: dla miedzi elektrolitycznej (jako dla miedzi bardziej czy­stej) wynosi ona ok. 200°C, a dla miedzi hutniczej (znacznie zanie­czyszczonej) – nieco więcej. Na ogół można stwierdzić, że temperatu­ra rekrystalizacji dla miedzi, objawiająca się najgwałtowniejszym spadkiem wytrzymałości na rozciąganie lub twardości, a jednocześnie wzrostem wydłużenia dla różnych gatunków miedzi i różnych zgniotów waha się w zakresie temperatury ok. 300-400°C. Dla miedzi elektrolitycznej, największą wartość wydłużenia otrzy­muje się po wyżarzeniu jej w temperaturze 400-500°C, a dla miedzi hutniczej – po wyżarzeniu w temperaturze 650°C.

Wpływ zanieczyszczeń na własności mechaniczne miedzi jest bar­dzo różny i zależy przede wszystkim od tego, w jakim stanie one wy­stępują się i gdzie się one umiejscawiają.

Wpływ antymonu na własności miedzi, zwłaszcza plastyczne, jest bardzo szkodliwy i z tego powodu nawet w najgorszej miedzi ra­finowanej ogniowo nie powinno go być więcej niż 0,2%.

Wpływ arsenu na własności plastyczne miedzi jest również szkodliwy, lecz dopiero przy większej zawartości, ponieważ zwiększa kruchość na zimno, a powyżej 1% As – również na gorąco. Dopuszczalna zawartość arsenu w miedzi wynosi 0,2%, gdyż w tych ilościach jest on jeszcze nie szkodliwy, a nawet przeciwstawia się innym domieszkom. Dodatek arsenu w podanej wyżej ilości podnosi wytrzymałość na rozciąganie, nie obniżając udarności.

Czytaj Więcej Click »