Температура плавления меди – при какой температуре плавится медь

Благодаря тому, что температура плавления меди достаточно невысокая, этот металл стал одним из первых, которые древние люди начали использовать для изготовления различных инструментов, посуды, украшений и оружия. Самородки меди или медную руду можно было расплавить на костре, что, собственно, и делали наши далекие предки.

Этап плавления меди

Несмотря на активное применение человечеством с древних времен, медь не является самым распространенным природным металлом. В этом отношении она значительно уступает остальным элементам и занимает в их ряду только 23-е место.

Как плавили медь наши предки

Благодаря невысокой температуре плавления меди, составляющей 1083 градуса Цельсия, наши далекие предки не только успешно получали из руды чистый металл, но и изготавливали различные сплавы на его основе. Чтобы получить такие сплавы, медь нагревали и доводили до жидкого расплавленного состояния. Затем в такой расплав просто добавляли олово или выполняли его восстановление на поверхности расплавленной меди, для чего использовалась оловосодержащая руда (касситерит). По такой технологии получали бронзу – сплав, обладающий высокой прочностью, который использовали для изготовления оружия.

Какие процессы происходят при плавлении меди

Что характерно, температуры плавления меди и сплавов, полученных на ее основе, отличаются. При добавлении в медь олова, имеющего меньшую температуру плавления, получают бронзу с температурой плавления 930–1140 градусов Цельсия. А сплав меди с цинком (латунь) плавится при 900–10500 Цельсия.

Во всех металлах в процессе плавления происходят одинаковые процессы. При получении достаточного количества теплоты при нагревании кристаллическая решетка металла начинает разрушаться. В тот момент, когда он переходит в расплавленное состояние, его температура не повышается, хотя процесс передачи ему теплоты при помощи нагрева не прекращается. Температура металла начинает вновь повышаться только тогда, когда он весь перейдет в расплавленное состояние.

Диаграмма состояния системы хром-медь

При охлаждении происходит противоположный процесс: сначала температура резко снижается, затем на некоторое время останавливается на постоянной отметке. После того, как весь металл перейдет в твердую фазу, температура снова начинает снижаться до полного его остывания.

Как плавление, так и обратная кристаллизация меди, связаны с параметром удельной теплоты. Данный параметр характеризует удельное количество теплоты, которая требуется для того, чтобы перевести металл из твердого состояния в жидкое. При кристаллизации металла такой параметр характеризует количество теплоты, которое он отдает при остывании.

Более подробно узнать о плавлении меди помогает фазовая диаграмма, показывающая зависимость состояния металла от температуры. Такие диаграммы, которые можно составить для любых металлов, помогают изучать их свойства, определять температуры, при которых они кардинально меняют свои свойства и текущее состояние.

Кроме температуры плавления, у меди есть и температура кипения, при которой расплавленный металл начинает выделять пузырьки, наполненные газом. На самом деле никакого кипения меди не происходит, просто этот процесс внешне очень его напоминает. Довести до такого состояния ее можно, если нагреть до температуры 2560 градусов.

Как понятно из всего вышесказанного, именно невысокую температуру плавления меди можно назвать одной из основных причин того, что сегодня мы можем использовать этот металл, обладающий многими уникальными характеристиками.

Температура кипения и плавления металлов, температура плавления стали

Температура кипения и плавления металлов

В таблице представлена температура плавления металлов t_пл, их температура кипения t_к при атмосферном давлении, плотность металлов ρ при 25°С и теплопроводность λ

при 27°С.

Температура плавления металлов, а также их плотность и теплопроводность приведены в таблице для следующих металлов: актиний Ac, серебро Ag, алюминий Al, золото Au, барий Ba, берилий Be, висмут Bi, кальций Ca, кадмий Cd, кобальт Co, хром Cr, цезий Cs, медь Cu, железо Fe, галлий Ga, гафний Hf, ртуть Hg, индий In, иридий Ir, калий K, литий Li, магний Mg, марганец Mn, молибден Mo, натрий Na, ниобий Nb, никель Ni, нептуний Np, осмий Os, протактиний Pa, свинец Pb, палладий Pd, полоний Po, платина Pt, плутоний Pu, радий Ra, рубидий Pb, рений Re, родий Rh, рутений Ru, сурьма Sb, олово Sn, стронций Sr, тантал Ta, технеций Tc, торий Th, титан Ti, таллий Tl, уран U, ванадий V, вольфрам W, цинк Zn, цирконий Zr.

По данным таблицы видно, что температура плавления металлов изменяется в широком диапазоне (от -38,83°С у ртути до 3422°С у вольфрама). Низкой положительной температурой плавления обладают такие металлы, как литий (18,05°С), цезий (28,44°С), рубидий (39,3°С) и другие щелочные металлы.

Наиболее тугоплавкими являются следующие металлы: гафний, иридий, молибден, ниобий, осмий, рений, рутений, тантал, технеций, вольфрам. Температура плавления этих металлов выше 2000°С.

Приведем примеры температуры плавления металлов, широко применяемых в промышленности и в быту:

• температура плавления алюминия 660,32 °С;
• температура плавления меди 1084,62 °С;
• температура плавления свинца 327,46 °С;
• температура плавления золота 1064,18 °С;
• температура плавления олова 231,93 °С;
• температура плавления серебра 961,78 °С;
• температура плавления ртути -38,83°С.

Максимальной температурой кипения из металлов, представленных в таблице, обладает рений Re — она составляет 5596°С. Также высокими температурами кипения обладают металлы, относящиеся к группе с высокой температурой плавления.

Плотность металлов в таблице находится в диапазоне от 0,534 до 22,59 г/см

3, то есть самым легким металлом является литий, а самым тяжелым металлом осмий. Следует отметить, что осмий имеет плотность большую, чем плотность урана и даже плутония при комнатной температуре.

Теплопроводность металлов в таблице изменяется от 6,3 до 427 Вт/(м·град), таким образом хуже всего проводит тепло такой металл, как нептуний, а лучшим теплопроводящим металлом является серебро.

Температура плавления стали

Представлена таблица значений температуры плавления стали распространенных марок. Рассмотрены стали для отливок, конструкционные, жаропрочные, углеродистые и другие классы сталей.

Температура плавления стали находится в диапазоне от 1350 до 1535°С. Стали в таблице расположены в порядке возрастания их температуры плавления.

Температура плавления стали — таблица

Сталь	tпл, °С	Сталь	t пл, °С
Стали для отливок Х28Л и Х34Л	1350	Коррозионно-стойкая жаропрочная 12Х18Н9Т	1425
Сталь конструкционная 12Х18Н10Т	1400	Жаропрочная высоколегированная 20Х23Н13	1440
Жаропрочная высоколегированная 20Х20Н14С2	1400	Жаропрочная высоколегированная 40Х10С2М	1480
Жаропрочная высоколегированная 20Х25Н20С2	1400	Сталь коррозионно-стойкая Х25С3Н (ЭИ261)	1480
Сталь конструкционная 12Х18Н10	1410	Жаропрочная высоколегированная 40Х9С2 (ЭСХ8)	1480
Коррозионно-стойкая жаропрочная 12Х18Н9	1410	Коррозионно-стойкие обыкновенные 95Х18…15Х28	1500
Сталь жаропрочная Х20Н35	1410	Коррозионно-стойкая жаропрочная 15Х25Т (ЭИ439)	1500
Жаропрочная высоколегированная 20Х23Н18 (ЭИ417)	1415	Углеродистые стали	1535

Источники:

1. Волков А. И., Жарский И. М. Большой химический справочник. — М: Советская школа, 2005. — 608 с.
2. Казанцев Е. И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования.
3. Физические величины. Справочник. А. П. Бабичев, Н. А. Бабушкина, А. М. Братковский и др.; Под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.

Таблица температуры плавления (tпл) металлов и сплавов при нормальном атмосферном давлении

Металл или сплав	tпл. С
Алюминий	660,4
Вольфрам	3420
Германий	937
Дуралюмин	~650
Железо	1539
Золото	1064?4
Инвар	1425
Иридий	2447
Калий	63,6
Карбиды гафния	3890
ниобия	3760
титана	3150
циркония	3530
Константин	~1260
Кремний	1415
Латунь	~1000
Легкоплавкий сплав	60,5
Магний	650
Медь	1084,5
Натрий	97,8
Нейзильбер	~1100
Никель	1455
Нихром	~1400
Олово	231,9
Осмий	3030
Платина	17772
Ртуть	— 38,9
Свинец	327,4
Серебро	961,9
Сталь	1300-1500
Фехраль	~1460
Цезий	28,4
Цинк	419,5
Чугун	1100-1300

Вернуться в раздел аналитики

Запись опубликована автором admin в рубрике Полезные материалы. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

таблица по возрастанию в градусах, самая высокая температура плавления

На чтение 6 мин. Просмотров 361 Опубликовано 17.01.2021

Металлы и сплавы — это незаменимая основа для литейного и ювелирного производства, ковки и многих других сфер. Что бы ни делал человек из металла (какой бы это ни был процесс), для правильной работы ему нужно знать, при какой температуре плавится тот или иной металл. Мы подробно рассмотрим процесс плавления, его отличие от кипения, а также сравним температуры в таблицах.

Таблица температур плавления

Узнать какая нужна температура для плавления металлов, поможет таблица по возрастанию температурных показателей.

Элемент или соединение	Необходимый температурный режим
Литий	+18°С
Калий	+63,6°С
Индий	+156,6°С
Олово	+232°С
Таллий	+304°С
Кадмий	+321°С
Свинец	+327°С
Цинк	+420°С

Таблица плавления среднеплавких металлов и сплавов.

Элемент либо сплав	Температурный режим
Магний	+650°С
Алюминий	+660°С
Барий	+727°С
Серебро	+960°С
Золото	+1063°С
Марганец	+1246°С
Медь	+1083°С
Никель	+1455°С
Кобальт	+1495°С
Железо	+1539°С
Дюрали	+650°С
Латуни	+950…1050°С
Чугун	+1100…1300°С
Углеродистые стали	+1300…1500°С
Нихром	+1400°С

Таблица плавления тугоплавких металлов и сплавов.

Наименование элемента	Температурный режим
Титан	+1680°С
Платина	+1769,3°С
Хром	+1907°С
Цирконий	+1855°С
Ванадий	+1910°С
Иридий	+2447°С
Молибден	+2623°С
Тантал	+3017°С
Вольфрам	+3420°С

Что такое температура плавления

Каждый металл имеет неповторимые свойства, и в этот список входит температура плавления. При плавке металл уходит из одного состояния в другое, а именно из твёрдого превращается в жидкое. Чтобы сплавить металл, нужно приблизить к нему тепло и нагреть до необходимой температуры – этот процесс и называется температурой плавления. В момент, когда температура доходит до нужной отметки, он ещё может пребывать в твёрдом состоянии. Если продолжать воздействие – металл или сплав начнет плавиться.

Плавление и кипение – это не одно и то же. Точкой перехода вещества из твердого состояния в жидкое, зачастую называют температуру плавления металла. В расплавленном состоянии у молекул нет определенного расположения, но притяжение сдерживает их рядом, в жидком виде кристаллическое тело оставляет объем, но форма теряется.

При кипении объем теряется, молекулы между собой очень слабо взаимодействуют, движутся хаотично в разных направлениях, совершают отрыв от поверхности. Температура кипения – это процесс, при котором давление металлического пара приравнивается к давлению внешней среды.

Для того, чтобы упростить разницу между критическими точками нагрева мы подготовили для вас простую таблицу:

Свойство	Температура плавки	Температура кипения
Физическое состояние	Сплав переходит в расплав, разрушается кристаллическая структура, проходит зернистость	Переходит в состояние газа, некоторые молекулы могут улетать за пределы расплава
Фазовый переход	Равновесие между твердым состоянием и жидким	Равновесие давления между парами металла и воздухом
Влияние внешнего давления	Нет изменений	Изменения есть, температура уменьшается при разряжении

При какой температуре плавится

Металлические элементы, какими бы они ни были — плавятся почти один в один. Этот процесс происходит при нагреве. Оно может быть, как внешнее, так и внутреннее. Первое проходит в печи, а для второго используют резистивный нагрев, пропуская электричество либо индукционный нагрев. Воздействие выходит практически схожее. При нагреве, увеличивается амплитуда колебаний молекул. Образуются структурные дефекты решётки, которые сопровождаются обрывом межатомных связей. Под процессом разрушения решётки и скоплением подобных дефектов и подразумевается плавление.

У разных веществ разные температуры плавления. Теоретически, металлы делят на:

1. Легкоплавкие – достаточно температуры до 600 градусов Цельсия, для получения жидкого вещества.
2. Среднеплавкие – необходима температура от 600 до 1600 ⁰С.
3. Тугоплавкие – это металлы, для плавления которых требуется температура выше 1600 ⁰С.

Плавление железа

Температура плавления железа достаточно высока. Для технически чистого элемента требуется температура +1539 °C. В этом веществе имеется примесь — сера, а извлечь ее допустимо лишь в жидком виде.

Без примесей чистый материал можно получить при электролизе солей металла.

Плавление чугуна

Чугун – это лучший металл для плавки. Высокий показатель жидкотекучести и низкий показатель усадки дают возможность эффективнее пользоваться им при литье. Далее рассмотрим показатели температуры кипения чугуна в градусах Цельсия:

• Серый — температурный режим может достигать отметки 1260 градусов. При заливке в формы температура может подниматься до 1400.
• Белый — температура достигает отметки 1350 градусов. В формы заливается при показателе 1450.

Важно! Показатели плавления такого металла, как чугун – на 400 градусов ниже, по сравнению со сталью. Это значительно снижает затраты энергии при обработке.

Плавление стали

Плавления стали при температуре 1400 °C

Сталь — это сплав железа с примесью углерода. Её главная польза — прочность, поскольку это вещество способно на протяжении длительного времени сохранять свой объем и форму. Связано это с тем, что частицы находятся в положении равновесия. Таким образом силы притяжения и отталкивания между частицами равны.

Справка! Сталь плавится при 1400 °C.

Плавление алюминия и меди

Температура плавления алюминия равна 660 градусам, это означает то, что расплавить его можно в домашних условиях.

Чистой меди – 1083 градусов, а для медных сплавов составляет от 930 до 1140 градусов.

От чего зависит температура плавления

Для разных веществ температура, при которой полностью перестраивается структура до жидкого состояния – разная. Если взять во внимание металлы и сплавы, то стоит подметить такие моменты:

1. В чистом виде не часто можно встретить металлы. Температура напрямую зависит от его состава. В качестве примера укажем олово, к которому могут добавлять другие вещества (например, серебро). Примеси позволяют делать материал более либо менее устойчивым к нагреву.
2. Бывают сплавы, которые благодаря своему химическому составу могут переходить в жидкое состояние при температуре свыше ста пятидесяти градусов. Также бывают сплавы, которые могут «держаться» при нагреве до трех тысяч градусов и выше. С учетом того, что при изменении кристаллической решетки меняются физические и механические качества, а условия эксплуатации могут определяться температурой нагрева. Стоит отметить, что точка плавления металла — важное свойство вещества. Пример этому – авиационное оборудование.

Термообработка, в большинстве случаев, почти не изменяет устойчивость к нагреву. Единственно верным способом увеличения устойчивости к нагреванию можно назвать внесение изменений в химический состав, для этого и проводят легирование стали.

Вольфрам – самый тугоплавкий металл, 3422 °C (6170 °F).

Твердый, тугоплавкий, достаточно тяжелый материал светло-серого цвета, который имеет металлический блеск. Механической обработке поддается с трудом. При комнатной температуре достаточно хрупок и ломается. Ломкость металла связана с загрязнением примесями углерода и кислорода.

Примечание! Технически, чистый металл при температуре выше четырехсот градусов по Цельсию становится очень пластичным. Демонстрирует химическую инертность, неохотно вступает в реакции с другими элементами. В природе встречается в виде таких сложных минералов, как: гюбнерит, шеелит, ферберит и вольфрамит.

Вольфрам можно получить из руды, благодаря сложным химическим переработкам, в качестве порошка. Используя прессование и спекание, из него создают детали обычной формы и бруски.

Вольфрам — крайне стойкий элемент к любым температурным воздействиям. По этой причине размягчить вольфрам не могли более сотни лет. Не существовало такой печи, которая смогла бы нагреться до нескольких тысяч градусов по Цельсию. Ученым удалось доказать, что это самый тугоплавкий металл. Хотя бытует мнение, что сиборгий, по некоторым теоретическим данным, имеет большую тугоплавкость, но это лишь предположение, поскольку он является радиоактивным элементом и у него небольшой срок существования.

Температура плавления разных металлов в таблице

Каждый металл и сплав имеет собственный уникальный набор физических и химических свойств, среди которых не последнее место занимает температура плавления. Сам процесс означает переход тела из одного агрегатного состояния в другое, в данном случае, из твердого кристаллического состояния в жидкое. Чтобы расплавить металл, необходимо подводить к нему тепло до достижения температуры плавления. При ней он все еще может оставаться в твердом состоянии, но при дальнейшем воздействии и повышении тепла металл начинает плавиться. Если температуру понизить, то есть отвести часть тепла, элемент затвердеет.

Самая высокая температура плавления среди металлов принадлежит вольфраму: она составляет 3422С^о, самая низкая — у ртути: элемент плавится уже при — 39С^о. Определить точное значение для сплавов, как правило, не представляет возможности: оно может значительно колебаться в зависимости от процентного соотношения компонентов. Их обычно записывают в виде числового промежутка.

Как происходит

Плавление всех металлов происходит примерно одинаково — при помощи внешнего или внутреннего нагревания. Первый осуществляется в термической печи, для второго используют резистивный нагрев при пропускании электрического тока или индукционный нагрев в высокочастотном электромагнитном поле. Оба варианта воздействуют на металл примерно одинаково.

При увеличении температуры увеличивается и амплитуда тепловых колебаний молекул, возникают структурные дефекты решетки, выражающиеся в росте дислокаций, перескоке атомов и других нарушениях. Это сопровождается разрывом межатомных связей и требует определенного количества энергии. В это же время происходит образование квази-жидкого слоя на поверхности тела. Период разрушения решетки и накопления дефектов называется плавлением.

Разделение металлов

В зависимости от температуры плавления металлы делятся на:

1. Легкоплавкие: им необходимо не более 600С^о. Это цинк, свинец, виснут, олово.
2. Среднеплавкие: температура плавления колеблется от 600С^о до 1600С^о. Это золото, медь, алюминий, магний, железо, никель и большая половина всех элементов.
3. Тугоплавкие: требуется температура свыше 1600С^о, чтобы сделать металл жидким. Сюда относятся хром, вольфрам, молибден, титан.

В зависимости от температуры плавления выбирают и плавильный аппарат. Чем выше показатель, тем прочнее он должен быть. Узнать температуру нужного вам элемента можно из таблицы.

Еще одной немаловажной величиной является температура кипения. Это величина, при которой начинается процесс кипения жидкостей, она соответствует температуре насыщенного пара, который образуется над плоской поверхностью кипящей жидкости. Обычно она почти в два раза больше, чем температура плавления.

Обе величины принято приводить при нормальном давлении. Между собой они прямопропорциональны.

1. Увеличивается давление — увеличится величина плавления.
2. Уменьшается давление — уменьшается величина плавления.

Таблица легкоплавких металлов и сплавов (до 600С

^о )

Название элемента	Латинское обозначение	Температуры
		Плавления	Кипения
Олово	Sn	232 Со	2600 Со
Свинец	Pb	327 Со	1750 Со
Цинк	Zn	420 Со	907 Со
Калий	K	63,6 Со	759 Со
Натрий	Na	97,8 Со	883 Со
Ртуть	Hg	— 38,9 Со	356.73 Со
Цезий	Cs	28,4 Со	667.5 Со
Висмут	Bi	271,4 Со	1564 Со
Палладий	Pd	327,5 Со	1749 Со
Полоний	Po	254 Со	962 Со
Кадмий	Cd	321,07 Со	767 Со
Рубидий	Rb	39,3 Со	688 Со
Галлий	Ga	29,76 Со	2204 Со
Индий	In	156,6 Со	2072 Со
Таллий	Tl	304 Со	1473 Со
Литий	Li	18,05 Со	1342 Со

Таблица среднеплавких металлов и сплавов (от 600С

^о до 1600С ^о )

Название элемента	Латинское обозначение	Температураы
		Плавления	Кипения
Алюминий	Al	660 Со	2519 Со
Германий	Ge	937 Со	2830 Со
Магний	Mg	650 Со	1100 Со
Серебро	Ag	960 Со	2180 Со
Золото	Au	1063 Со	2660 Со
Медь	Cu	1083 Со	2580 Со
Железо	Fe	1539 Со	2900 Со
Кремний	Si	1415 Со	2350 Со
Никель	Ni	1455 Со	2913 Со
Барий	Ba	727 Со	1897 Со
Бериллий	Be	1287 Со	2471 Со
Нептуний	Np	644 Со	3901,85 Со
Протактиний	Pa	1572 Со	4027 Со
Плутоний	Pu	640 Со	3228 Со
Актиний	Ac	1051 Со	3198 Со
Кальций	Ca	842 Со	1484 Со
Радий	Ra	700 Со	1736,85 Со
Кобальт	Co	1495 Со	2927 Со
Сурьма	Sb	630,63 Со	1587 Со
Стронций	Sr	777 Со	1382 Со
Уран	U	1135 Со	4131 Со
Марганец	Mn	1246 Со	2061 Со
Константин		1260 Со
Дуралюмин	Сплав алюминия, магния, меди и марганца	650 Со
Инвар	Сплав никеля и железа	1425 Со
Латунь	Сплав меди и цинка	1000 Со
Нейзильбер	Сплав меди, цинка и никеля	1100 Со
Нихром	Сплав никеля, хрома, кремния, железа, марганца и алюминия	1400 Со
Сталь	Сплав железа и углерода	1300 Со — 1500 Со
Фехраль	Сплав хрома, железа, алюминия, марганца и кремния	1460 Со
Чугун	Сплав железа и углерода	1100 Со — 1300 Со

Таблица тугоплавких металлов и сплавов (свыше 1600С

^о )

Название элемента	Латинское обозначение	Температуры
		Плавления	Кипения
Вольфрам	W	3420 Со	5555 Со
Титан	Ti	1680 Со	3300 Со
Иридий	Ir	2447 Со	4428 Со
Осмий	Os	3054 Со	5012 Со
Платина	Pt	1769,3 Со	3825 Со
Рений	Re	3186 Со	5596 Со
Хром	Cr	1907 Со	2671 Со
Родий	Rh	1964 Со	3695 Со
Рутений	Ru	2334 Со	4150 Со
Гафний	Hf	2233 Со	4603 Со
Тантал	Ta	3017 Со	5458 Со
Технеций	Tc	2157 Со	4265 Со
Торий	Th	1750 Со	4788 Со
Ванадий	V	1910 Со	3407 Со
Цирконий	Zr	1855 Со	4409 Со
Ниобий	Nb	2477 Со	4744 Со
Молибден	Mo	2623 Со	4639 Со
Карбиды гафния		3890 Со
Карбиды ниобия		3760 Со
Карбиды титана		3150 Со
Карбиды циркония		3530 Со

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

химический элемент, температура плавления и кипения, пошаговая инструкция

Медь входит в семёрку самых древних металлов, с которыми люди познакомились на самом начальном этапе своего существования. Период с 4 по 3 тысячелетие до нашей эры так и называется медный век в истории развития человечества. Древние люди изготавливали из неё предметы быта, орудия труда и боевое оружие. Это стало возможным благодаря относительно невысокой температуре плавления меди.

Купрум: характеристика элемента

Научное наименование меди Cuprum (Купрум) происходит от названия греческого острова Кипр, где медь начали добывать ещё в середине третьего тысячелетия до нашей эры. В периодической таблице Менделеева химический элемент медь имеет 29 атомный (порядковый) номер, находится в 11 группе четвёртого периода. Принадлежит к пластичным переходным металлам. В чистом виде имеет характерный золотисто-розовый цвет. Чистую медь легко окислить, поэтому в естественных условиях она всегда образует на своей поверхности тонкую оксидную плёнку, которая придаёт ей красноватый оттенок.

Физические свойства

Это второй металл после серебра по уровню электропроводности, что делает её крайне востребованной в современной электронике. Второе ценное качество — высокая теплопроводность, это позволяет её широко применять во всевозможных теплообменниках и в холодильной аппаратуре.

• Температура плавления 1083 градуса.
• Температура кипения 2567 градусов.
• Удельное сопротивление при 20 градусах составляет 1,68·10 ^-3 Ом·м.
• Плотность 8,92 г/см.

Нахождение в природе

В природе встречается в самородном виде и в виде соединений.

Самые крупные месторождения самородной меди находятся в США в районе озера Верхнего. Именно в этом районе был найден самый крупный медный самородок весом 3560 килограмм. А также много самородной меди встречается в рудных горах Германии.

В России и на постсоветском пространстве добыча меди происходит путём извлечения из сульфидной руды. Её можно добыть, извлекая из медного колчедана или халькопирита CuFeS2. Наиболее известны такие месторождения, как Удокан в Забайкалье и Джезказган в Казахстане.

Сульфиты меди чаще всего образуются в так называемых среднетемпературных гидротермальных жилах. Могут образовываться и в осадочных породах в виде медистых песчаников и сланцев.

Как правило, медная руда всегда добывается открытым способом. Процентное содержание чистой меди в руде составляет от 0,2 до 1,0 процента в зависимости от месторождения.

Медные сплавы

Являются самыми первыми металлическими сплавами, получение которых человечество освоило ещё на самой заре своего развития. При какой температуре плавится медь, зависит от того, в каком сплаве она находится. В настоящее время наиболее известны и востребованы такие сплавы, как:

• Латунь. Сплав с добавление цинка, содержание которого может доходить до 40%. Цинк повышает пластичность и прочность металла. Температура, при которой латунь плавится, составляет 880 — 950 градусов.
• Бронза. Сплав с оловом, с добавлением некоторых других компонентов, таких как кремний, бериллий, свинец. Получать бронзу из меди человек научился ещё в самом начале бронзового века. Бронза не утратила своей актуальности даже с наступлением века железа, например, ещё в начале 20 века стволы пушек изготавливали из так называемой орудийной бронзы. Температура, при которой бронза начинает плавиться, составляет 930 — 1140 градусов.
• Мельхиор. Кроме меди, содержит в своём составе 5−30% никеля. Никель увеличивает прочность медного сплава и повышает его электрическое сопротивление. Кроме того, сильно повышается коррозионная стойкость. Температура плавления — 1170 градусов. По своим внешним характеристикам мельхиор очень похож на серебро, раньше его называли белой медью. Но он обладает более высокой механической прочностью, чем обычное серебро.
• Дюраль, или дюралюминий. Основную массу сплава составляет алюминий 93%, на медь приходится 5%, оставшиеся 2% занимают марганец, железо и магний. Название происходит от названия немецкого города Дюрен, где в 1906 году был впервые получен этот высокопрочный сплав алюминия. Одной из его особенностей является тот факт, что его прочностные характеристики с течением времени имеют тенденцию к увеличению. Поэтому он не теряет своей прочности после нескольких лет эксплуатации, как другие металлы. В настоящее время этот сплав является основой самолётостроения.
• Ювелирные сплавы. Сплавы меди с золотом. Тем самым увеличивается устойчивость драгметалла к механическим воздействиям и истиранию.

Переплавка меди дома

Этот металл обладает целым набором полезных свойств, которые делают её весьма желанным металлом в домашнем хозяйстве. А относительно невысокая температура при плавлении и изрядное количество медного лома, которое можно обнаружить на ближайшей свалке, позволяют задавать вопрос о том, как расплавить медь в домашних условиях, не как риторический, а вполне реальный и практический.

График плавления меди

Расплавление любого металла заключается в том, что под воздействием высоких температур разрушается кристаллическая решётка и металл переходит из твёрдого состояния в жидкое. Можно выделить некоторые закономерности, свойственные любому металлу в процессе расплавления:

• Во время нагревания температура внутри металла повышается, но кристаллическая решётка не подвергается разрушению. Металл сохраняет своё твёрдое состояние.
• При достижении температуры плавления, для меди это 1083 градуса, температура внутри металла перестаёт повышаться, несмотря на то что общий нагрев и передача тепла продолжаются.
• После того как вся масса метала переходит в расплавленное состояние, температура внутри металла снова начинает резко повышаться.

В случае процесса охлаждения расплавленного металла происходит всё то же самое, но в обратной последовательности. Сначала происходит резкое снижение температуры внутри металла, затем на значении 1080 градусов падение температуры прекращается до тех пор, пока вся масса метала не перейдёт в твёрдое состояние. После этого температура снова начинает резко падать, пока не сравняется с температурой окружающего воздуха и кристаллизация не завершится окончательно.

Температура кипения

Медь начинает активно выделять углерод в виде пузырьков газа при температуре 2560 градусов. Внешне это очень напоминает кипение воды. На самом деле это процесс активного окисления меди, в результате которого металл теряет практически все свои уникальные свойства. Детали, отлитые из кипящей меди, имеют в своей структуре большое количество пор, которые будут уменьшать механическую прочность материала и ухудшать его декоративные свойства. Потому в процессе плавки необходимо внимательно следить за температурой и не допускать закипания меди.

Способы плавки

Медный лом можно переплавить в домашних условиях разными способами в зависимости от технического оснащения домашней мастерской. При этом нужно иметь в виду, что придётся нагревать медь не до её температуры плавления, а чуть выше — примерно до 1100−1200 градусов.

Для этих целей годятся следующие приспособления:

• Муфельная печь. Наиболее рациональное решение проблемы расплавления меди, так как такая печь позволяет регулировать температуру во время процесса плавки, что очень удобно. Подобные лабораторные печи оснащены специальным окном из жаропрочного стекла, что позволяет постоянно осуществлять визуальный контроль всего процесса.
• Газовая горелка. Ручная газовая горелка размещается под дном ёмкости из тугоплавкого материала, в которой непосредственно будет размещаться медный лом. Этот способ предполагает наличие тесного контакта расплавляемой массы металла с воздухом, что будет способствовать усилению процесса окисления расплавляемого металла. Чтобы этому как-то противостоять, на расплавляемую массу сверху насыпают слой древесного угля.
• Паяльная лампа. Способ практически ничем не отличается от плавки с помощью газовой горелки. Но в этом случае невозможно достигнуть относительно высоких температур, поэтому он годится для переплавки сплавов меди, которые обладают меньшей температурой плавления, чем чистая медь.
• Кузнечный горн. На раскалённые древесные угли специального костра помещается тугоплавкий тигель с измельчённым металлом. Для ускорения процесса расплавления задействуют обычный бытовой пылесос, включённый в режиме выдувания. Труба пылесоса должна быть небольшого диаметра и иметь металлический наконечник, в противном случае она расплавится. Данный способ подходит для тех, кто занимается плавкой меди дома регулярно и имеет дело с большими объёмами исходного материала, который необходимо отжечь.
• Микроволновая печь. Бытовая мощная микроволновка с небольшими изменениями конструкции может легко плавить довольно большие объёмы медного лома. Для этого необходимо убрать из микроволновки вращающуюся тарелку, а вместо неё поместить соответствующих размеров тигель, который необходимо сделать из тугоплавкого материала, например, из шамотного кирпича.

Пошаговая инструкция

Процесс плавления любого металла происходит поэтапно и подчиняется определённому алгоритму, который одинаков как для промышленного производства, так и для кустарного. Для тех, кто озадачен вопросом плавки меди в домашних условиях, пошаговая инструкция будет выглядеть следующим образом:

• Необходимо взять тугоплавкий тигель. Металл в измельчённом состоянии насыпается в тигель. После этого тигель помещается в предварительно прогретую муфельную печь. С помощью специального окошка наблюдают за процессом расплавления.
• После полного расплавления всего объёма медного лома тигель с помощью специальных длинных щипцов извлекается из печи.
• На поверхности расплавленного металла образуется плёнка его оксида. Эту плёнку необходимо аккуратно сдвинуть в сторону к одной из стенок тигля. Для этих целей используют специальный крючок, изготовленный из тугоплавкого металла.
• После того как металл освобождён от оксидной плёнки, необходимо его очень быстро разлить в предварительно подготовленные формы.

Практические рекомендации

Температура плавления меди в домашних условиях зависит от того, в каком сплаве она содержится.

Техническая чистая медь содержится в проводах и кабелях, а также в обмотках трансформаторов, электродвигателей и генераторов. При этом нужно иметь в виду, что химически чистая медь содержится только в столовых приборах и в прочей кухонной утвари. Во всех остальных случаях в ней присутствуют те или иные вредные компоненты.

В чистом виде обладает повышенной вязкостью в расплавленном состоянии, поэтому отливать из неё изделия сложной конфигурации и небольших размеров очень сложно. Гораздо легче для этих целей использовать латунь.

В сплавах бронзы, изготовленных вначале и середине прошлого века, использовали в качестве компонентов мышьяк и сурьму. Поэтому следует избегать расплавления так называемой старинной бронзы, так как пары мышьяка могут привести к отравлению организма.

Какова температура плавления железа

Железо – первый по значимости и распространенности конструкционный материал. Известен он с глубокой древности, а свойства его таковы, что когда железо научились выплавлять в значимом количестве, металл вытеснил все остальные сплавы. Наступил век железа и, судя по области его применения, время это закончится нескоро. Данная статья расскажет вам, какова удельная плотность железа, какая у него температура плавления в чистом виде.

Состав и структура железа

Железо – типичный металл, причем химически активный. Вещество вступает в реакцию при нормальной температуре, а нагрев или повышение влажности значительно увеличивают его реакционноспособность. Железо корродирует на воздухе, горит в атмосфере чистого кислорода, а в виде мелкой пыли способно воспламениться и на воздухе.

Чистому железу присуща ковкость, однако в таком виде металл встречается очень редко. На деле под железом подразумевают сплав с небольшими долями примесей – до 0,8%, которому присущи мягкость и ковкость чистого вещества. Значение для народного хозяйства имеет сплавы с углеродом – сталь, чугун, нержавеющая сталь.

Железу присущ полиморфизм: выделяют целых 4 модификации, отличающиеся структурой и параметрами решетки:

• α-Fe – существует от нуля до +769 С. Имеет объемно-центрированную кубическую решетку и является ферромагнетиком, то есть, сохраняет намагниченность в отсутствие внешнего магнитного поля. +769 С – точки Кюри для металла;
• от +769 до +917 С появляется β-Fe. От α-фазы она отличается лишь параметрами решетки. Практически все физические свойства при этом сохраняются за исключением магнитных: железо становится парамагнетиком, то есть, способность намагничиваться оно утрачивает и втягивается в магнитное поле. Металловедение β-фазу как отдельную модификацию не рассматривает. Поскольку переход не влияет на значимые физические характеристики;
• в диапазоне от 917 до 1394 С существует γ-модификация, которой присуща гранецентрированная кубическая решетка;
• при температуре выше +1394 С появляется δ-фаза, для которой характерна объемно-центрированная кубическая решетка.

Температура фазовых переходов заметно изменяется при легировании тем же углеродом. Собственно, сама способность железа образовать столько модификаций служит основой обработки стали в разных температурных режимах. Без таких переходов металл не получил бы столь широкого распространения.

Теперь настал черед свойств металла железа.

О структуре железа рассказывает этот видеосюжет:

Железо – достаточно легкий, умеренно тугоплавкий металл, серебристо-серого цвета. Легко реагирует с разбавленными кислотами и поэтому считается элементом средней активности. На воздухе – сухом, металл постепенно покрывается пленкой оксида, которая препятствует дальнейшей реакции.

Но при самой небольшой влажности вместо пленки появляется ржавчина – рыхлая и неоднородная по составу. Ржавчина дальнейшей коррозии железа не препятствует. Однако физические свойства металла, а, главное, его сплавов с углеродом таковы, что, несмотря на низкую коррозийную стойкость, использование железа более чем оправдано.

Далее вы узнаете, чему равна плотность железа (в кг на м3) в сравнении, например, с медью или алюминием.

Масса и плотность

Молекулярная масса железа составляет 55,8, что указывает на относительную легкость вещества. А какая же у железа плотность? Такой показатель определяется фазовой модификацией:

• α-Fe – 7,87 г/куб. см при 20 С, и 7,67 г/куб. см при 600 С;
• γ-фаза отличается еще более низкой плотностью – 7,59 г/куб см при 1000С;
• плотность δ-фазы составляет 7,409 г/куб см.

С повышением температуры плотность железа закономерно падает.

А теперь давайте узнаем, какова температура плавления железа по Цельсию, сравнивая ее, например, с медью или чугуном.

Температурный диапазон

Металл относится к умеренно тугоплавким, что означает сравнительно невысокую температуру изменения агрегатного состояния:

Благодаря тому, что температура плавления меди достаточно невысокая, этот металл стал одним из первых, которые древние люди начали использовать для изготовления различных инструментов, посуды, украшений и оружия. Самородки меди или медную руду можно было расплавить на костре, что, собственно, и делали наши далекие предки.

Несмотря на активное применение человечеством с древних времен, медь не является самым распространенным природным металлом. В этом отношении она значительно уступает остальным элементам и занимает в их ряду только 23-е место.

Как плавили медь наши предки

Благодаря невысокой температуре , составляющей 1083 градуса Цельсия, наши далекие предки не только успешно получали из руды чистый металл, но и изготавливали различные сплавы на его основе. Чтобы получить такие сплавы, медь нагревали и доводили до жидкого расплавленного состояния. Затем в такой расплав просто добавляли олово или выполняли его восстановление на поверхности расплавленной меди, для чего использовалась оловосодержащая руда (касситерит). По такой технологии получали бронзу – сплав, обладающий высокой прочностью, который использовали для изготовления оружия.

Какие процессы происходят при плавлении меди

Что характерно, температуры плавления меди и сплавов, полученных на ее основе, отличаются. При , имеющего меньшую температуру плавления, получают бронзу с температурой плавления 930–1140 градусов Цельсия. А сплав меди с цинком (латунь) плавится при 900–10500 Цельсия.

Во всех металлах в процессе плавления происходят одинаковые процессы. При получении достаточного количества теплоты при нагревании кристаллическая решетка металла начинает разрушаться. В тот момент, когда он переходит в расплавленное состояние, его температура не повышается, хотя процесс передачи ему теплоты при помощи нагрева не прекращается. Температура металла начинает вновь повышаться только тогда, когда он весь перейдет в расплавленное состояние.

При охлаждении происходит противоположный процесс: сначала температура резко снижается, затем на некоторое время останавливается на постоянной отметке. После того, как весь металл перейдет в твердую фазу, температура снова начинает снижаться до полного его остывания.

Как плавление, так и обратная кристаллизация меди, связаны с параметром удельной теплоты. Данный параметр характеризует удельное количество теплоты, которая требуется для того, чтобы перевести металл из твердого состояния в жидкое. При кристаллизации металла такой параметр характеризует количество теплоты, которое он отдает при остывании.

Более подробно узнать о плавлении меди помогает фазовая диаграмма, показывающая зависимость состояния металла от температуры. Такие диаграммы, которые можно составить для любых металлов, помогают изучать их свойства, определять температуры, при которых они кардинально меняют свои свойства и текущее состояние.

Кроме температуры плавления, у меди есть и температура кипения, при которой расплавленный металл начинает выделять пузырьки, наполненные газом. На самом деле никакого кипения меди не происходит, просто этот процесс внешне очень его напоминает. Довести до такого состояния ее можно, если нагреть до температуры 2560 градусов.

Как понятно из всего вышесказанного, именно невысокую температуру плавления меди можно назвать одной из основных причин того, что сегодня мы можем использовать этот металл, обладающий многими уникальными характеристиками.

Сегодня медь является одним из самых востребованных металлов. Высокий спрос объясняется отличительными характеристиками, присущими этому металлу. Медь проводит электроток лучше любых других металлов, кроме серебра, благодаря этому ее используют в производстве кабелей и электропроводов. Температура плавления меди не высокая, металл пластичный и легко поддается обработке, благодаря этому качеству стало возможным ее применение в строительстве в качестве водопроводных тр. Этот металл имеет высокое сопротивление к внешним раздражающим факторам, поэтому долговечен и может быть использован несколько раз, после переплавки. Это качество меди высоко ценят экологи, поскольку при повторной обработке металла тратится значительно меньшее количество энергии, чем при добыче и обработки руды, к тому же сохраняются земные недра. Добыча медной руды не проходит бесследно, на месте отработанных рудников появляются токсичные озера, наиболее известное во всем мире такое озеро – Беркли-Пит в штате Монтана в США.

Необходимая температура для плавления меди

Медь не является легкоплавким металлом

Люди нашли применение меди еще в древние времена, тогда ее добывали в виде самородков. Ввиду низкой температуры, необходимой для осуществления процесса плавления ее стали широко применять для изготовления орудий труда и охоты, самородки можно плавить на костре. В наши дни технология получения металла мало чем отличается от придуманной в древние времена, совершенствуются лишь печи, увеличена скорость обжига и объемы обработки. Здесь возникает уместный вопрос — какая температура плавления меди? Ответ на него можно найти в любом учебнике по физике и химии – медь начинает плавиться при температуре нагрева до 1083 о С.

Кипение меди уменьшает ее прочность

В процессе термического воздействия на металл происходит разрушение его кристаллической решетки, это достигается при определенной температуре, которая в течение некоторого времени остается постоянной. В этот момент и происходит плавка металла. Когда процесс разрушения кристаллов полностью завершен, температура металла снова начинает подниматься, и он переходит в жидкую форму и начинает кипеть. Температура плавления меди значительно ниже, чем та, при которой металл кипит. Процесс кипения начинается с появлением пузырьков, по аналогии с водой. На этом этапе любой металл, в том числе и медь, начинает терять свои характеристики, в основном это отражается на прочности и упругости. Температура кипения меди составляет 2560 о С. Во время остывания металла происходит похожая картина, как и при нагреве – сначала температура опускается до определенного градуса, в этот момент происходит затвердевание, которое длится некоторое время, затем продолжается остывание до обычного состояния.

Любой нагрев меди влечет за собой изменение ее характеристик, наиболее значимой является величина ее удельного сопротивления. Медь является проводником электрического тока, при этом металл оказывает сопротивление движению носителям заряда. Отношение площади сечения проводника к оказываемому движению и называется удельным сопротивлением.

Так вот, эта величина для чистой меди составляет 0,0172 ОМ мм 2 /м при 20 о С. Этот показатель может измениться после термической обработки, а также вследствие добавления в состав различных примесей и добавок. Здесь наблюдается обратная зависимость сопротивления меди от температуры – чем выше была температура обработки металла, тем ниже будет ее сопротивление электрическому току. Для обеспечения наилучших электролитических характеристик медной проволоки, ее обрабатывают при 500 о С.

Во время термической обработки можно не только придавать металлу нужную форму и размер, но и создавать различные сплавы. Самыми распространёнными медными сплавами является бронза и латунь. Бронза получается путем смешивания меди с оловом, а латунь – с цинком. Добавление алюминия и стали увеличивает прочность материала, а добавление никеля повышает антикоррозийные свойства. Но стоит заметить, что любая примесь снижает главное свойство – электропроводность, поэтому для изготовления жил электрокабеля используют чистый состав металла.

Отжиг меди

Под отжигом меди следует понимать процесс ее нагрева с целью дальнейшей обработки и приданию необходимых форм изделию. В ходе отжига металл становится более пластичным и мягким, поддающимся различным трансформациям. При отжиге меди температура достигает 550 о С, она приобретает темно-красный оттенок. После нагрева желательно быстро производить ковку и оправлять изделие на охлаждение.

Если подвергать материал медленному, естественному охлаждению, то возможно образование наклепа, поэтому чаще применяют мгновенное охлаждение путем помещения заготовки в холодную воду. Если превысить допустимую величину нагрева, металл может стать более хрупким и ломким.

Во время отжига осуществляется процесс рекристаллизации меди, в ходе которого образуются новые зерна или кристаллы металла, которые не искажены решеткой и отделены от прежних зерен угловыми границами. Новые зерна по размеру могут сильно отличаться от предшественников, при их образовании высвобождается большое количество энергии, увеличивается плотность и появляется наклеп. Рекристаллизация осуществляется только после деформации изделия, и только после достижения ее определенного уровня. Для меди критический уровень деформации составляет 5%, если он не достигнут процесс формирования новых зерен не начнется. Температура рекристаллизации меди составляет 270 о С. Следует отметить, что при этой температуре процесс роста кристаллов только начинается, но он достаточно медленный, поэтому для достижения необходимого результата медь необходимо нагреть до 500 о С, тогда времени для остывания хватит для завершения процесса рекристаллизации.

Видео: Плавление меди в микроволновке

Предметы из меди, а также различные изделия, в состав которых она входит, получили широкое распространение в бытовых условиях. Поэтому многие задаются вполне стандартным вопросом: «Как расплавить медь самостоятельно?»

Имея представление о такой технологии, люди научились изготавливать разные предметы из чистого металла, а также получаемых из него сплавов – бронзы и латуни.

Плавление – это процесс, характеризующий постепенный переход металла из стандартного твердого состояния в жидкую консистенцию. Каждому металлическому соединению или металлу в чистом виде свойственная своя температура, под воздействием которой он начинает плавиться.

Немаловажным фактором в данном случае является то, какие примеси входят в состав расплавляемого соединения.

Так, медь начинает плавиться при температуре 1083 градусов по Цельсию. Если к ней добавить олово, то температура плавления снизится и составит примерно 930-1140 градусов по Цельсию.

В данном случае такое колебание обусловлено количеством олова, входящего в сплав. Соединение из меди и цинка плавится при еще более низкой температуре – 900-1050 градусов. Нагревание любых металлов связано с постепенным разрушением решетки, образованной из множества кристаллов.

С нагреванием температура плавления поднимается до максимально необходимой отметки, затем ее рост останавливается и сохраняется на достигнутом уровне до того момента, пока не расплавится весь металл, после чего начинает снижаться.

Остывание – обратный процесс изменения температуры. По мере охлаждения она падает и «замирает» на определенном уровне до тех пор, пока металл полностью не затвердеет.

Медь, разогретая до максимально возможной отметки, закипает при температуре, достигшей отметки в 2560 градусов. По внешнему виду ее кипение схоже с кипением любых жидких веществ, на поверхности которых по мере нагревания появляются пузырьки, и выделяется газ. Так, из меди в процессе кипения выходит углерод, образовавшийся в результате окисления и ее тесного контакта с воздухом.

Технология плавления меди получила широкое применение с древних времен, когда люди с помощью костра расплавляли металл для изготовления стрел, наконечников и другого оружия, и предметов быта.

Плавка меди в домашних условиях также возможна. Для этого понадобятся:

• Тигель, где будет плавиться медь, и щипцы, необходимые для того, чтобы извлечь тигель из печи или снять его с огня.
• Древесный уголь.
• Муфельная печь (лучше, если в ней будет регулироваться температура нагрева).
• Горн.
• Обычный пылесос.
• Форма, в которую выливается расплавленная жидкость.
• Крюк, изготовленный из стальной проволоки.
• Газовая горелка, если нет муфельной печи.

Алгоритм плавления включает несколько поэтапных шагов:

1. Металл измельчить и пересыпать в тигель . Причем чем более мелкие фрагменты будут, тем скорее он достигнет расплавленного состояния. Тигель поставить в печь, раскаленную до максимально высокой температуры, необходимой для начала процесса плавления (здесь кстати придется регулятор температур). Во многих муфельных печах на двери вырезано окошко. Через него можно безопасно осуществлять наблюдение за процессом.
2. По достижении медью жидкого окончательно расплавленного состояния, тигель с помощью щипцов нужно постараться как можно аккуратнее и скорее вынуть из печи . На поверхности жидкого вещества будет образована пленка, ее подвинуть к краю тигля, используя крюк из проволоки. Очищенный от пленки металл максимально быстро перелить в заранее подготовленную форму.
3. Если муфельная печь отсутствует, осуществить плавку меди можно с применением обычной газовой горелки . Но тогда медь будет находиться в тесном контакте с воздухом, а сам процесс окисления пройдет значительно быстрее. Поэтому для предотвращения образования толстой пленки на поверхности металла, медь, когда она достигнет жидкого состояния, присыпают растолченным древесным углем.
4. Расплавить медь и ее сплавы можно также с помощью горна . Для этого древесный уголь нужно хорошо раскалить и поместить на него тигель с металлом (предварительно измельчить медь). Для ускорения нагревательного процесса на уголь направить пылесос, включенный на режиме выдувания. Особое внимание стоит уделить наконечнику трубы. Она должна быть металлической, поскольку пластик расплавится под воздействием высокой температуры.

У чистой меди, в состав которой не входят другие соединения, достаточно плохая текучесть. Поэтому делать из нее сложное литье или мелкие детали не рекомендуется.

Тогда стоит использовать сплавы. Например, латунь, оттенок которой светлее остальных. Это говорит о том, что для ее плавления нужны менее высокие температуры.

Температура плавления латуни, бронзы и меди примерно одинаковая. Во всяком случае значения этой характеристики для всех трех данных цветных металлов находятся в одном узком диапазоне температур. Это обусловлено тем, что бронза и латунь являются сплавами меди, свойства которой в значительной степени влияют на их физические характеристики.

Для твердых кристаллических материалов, к коим относятся и металлы, состоящие из чистого (без примесей) вещества, температурой плавления является такой показатель их нагревания, при котором они переходят в другое состояние – жидкое. Причем при этой же температуре чистые вещества (металлы) и застывают. То есть для них такой показатель нагрева является температурой одновременно и плавления, и кристаллизации. А сами металлы, нагретые до температуры их плавления, могут находиться не только в жидком, но и твердом состоянии. Это зависит от того, продолжить подводить к ним дополнительное тепло или дать начать остывать.

Вообще, по достижении температуры плавления чистое вещество сначала все еще остается твердым. Если продолжить нагрев, то оно станет жидким. Но температура вещества не будет повышаться (меняться) до тех пор, пока оно все полностью не расплавится в рассматриваемой системе (изделии, теле). А когда расплавленное вещество остывает до температуры кристаллизации (плавления), то оно сначала все еще остается жидким. И только если начать дополнительное отведение от него тепла, тогда оно станет переходить в кристаллическое твердое состояние (застывать). Но температура вещества, опять же, не будет меняться (понижаться), пока оно полностью не затвердеет.

У смесей веществ (в том числе и у различных сплавов металлов) нет температуры плавления/кристаллизации. Они совершают переход из одного состояния в другое (из твердого в жидкое и обратно) в некотором определенном интервале степени своего нагрева, граничные значения диапазона которого имеют соответствующее название. Температуру, при которой смеси веществ и сплавы металлов начинают переходить в жидкую фазу (или полностью затвердевают), называют «точкой солидуса». Степень нагрева, при котором происходит полное расплавление (или начинается кристаллизация при остывании), называют «точкой ликвидуса». Но в обиходе чаще говорят: температура солидуса и ликвидуса.

Точно замерить эти температуры как для смесей веществ, так и для сплавов металлов невозможно. Их определяют по специальным расчетным методикам, в которых учитывается точное процентное соотношение в смеси каждого элемента и ряд других параметров.

То есть относительно рассматриваемых металлов можно сделать следующие выводы. Температура плавления есть . Причем, только у чистой. У всех остальных металлов (латуни, бронзы и различных марок меди) ее нет, а есть температуры солидус и ликвидус. Для латуни и бронзы это так, потому что они являются сплавами меди, в которых в зависимости от марки добавлены различные легирующие добавки (другие металлы или иные вещества) и еще есть какие-то примеси. А производимые металлургической промышленностью для различных нужд имеют такие характеристики плавления, так как они тоже производятся легированными и с примесями. Чистую медь изготавливать нецелесообразно, и она уступает по своим характеристикам, требуемым для народного и промышленного ее использования, свойствам выпускаемых из нее марок.

Температура плавления металлов

Очевидно, что величина температуры ликвидус рассматриваемых металлов будет зависеть от их химического состава. В первую очередь от процентного содержания меди, так как ее в них всегда больше 50 %. И, соответственно, точка ликвидус марок этих металлов будет тем ближе к температуре плавления самой меди, чем ее больше в сплаве. А легирующие металлы или другие вещества и примеси, в зависимости от своего процентного содержания и температуры плавления, будут вносить соответствующую корректировку в сторону понижения либо повышения точки ликвидус у марок меди, бронзы и латуни. Понижать, если своя температура плавления ниже, чем у меди, и повышать, когда выше.

Так, ознакомившись, можно самому догадаться, в какую сторону будет отличаться у них точка ликвидус от температуры плавления чистой меди. Сам подскажет его влияние на эту и другие характеристики данного сплава. А даст возможность судить об отклонениях ее точки ликвидус от температуры плавления меди. С марками меди то же самое, но влияние легирующих добавок и примесей на их точку ликвидус будет рассмотрено отдельно ниже.

Температура плавления чистой меди – 1084,5 °C. А выпускаемые марки меди содержат ничтожно малое по отношению к самому этому металлу количество других веществ. Такое, что даже легирующие элементы, как, например, серебро и никель, наравне с прочими «случайными» веществами, относят в составе марок меди к примесям. Самого этого металла – от 99,93 до 99,99 %. И поэтому точки солидус и ликвидус выпускаемых марок меди очень близки к температуре плавления самого этого металла. Температуры полного расплавления в зависимости от марки: меди – 1083–1084 °C, латуни – 880–1050 °C, а бронзы – 900–1140 °C.

Изделия из меди

Температурные главным образом зависят от содержания меди и гораздо менее тугоплавкого цинка, являющегося в латунных сплавах основным легирующим элементом. А относительно бронзы следует отметить, что ее так называемые оловянные марки, с легированием оловом, полностью плавятся при температуре 900–950 °C, а не содержащие этот металл, безоловянные – при 950–1140 °C.

Прям совсем уж в домашних условиях плавить эти металлы, да еще потом и отливать из них какие-то заготовки, а тем более изделия, не получится. Надо будет сначала предварительно соответствующим образом подготовить подходящее помещение, обзавестись необходимым оборудованием и инструментом или смастерить самому что-то из требуемого для плавки и литья оснащения. И, разумеется, желательно поточнее выяснить характеристики сплава, с которым предполагается работать. А именно, его состав и температуру ликвидус.

Плавление в домашних условиях

А какие именно необходимо создать условия для работы, подготовить оборудование, оснащение и инструменты, а также технология плавки и литья перечислены и описаны в одной из публикаций сайта. Это статья: . Так как у этого сплава и у марок меди с латунью точки ликвидус близки по своим значениям, а другие свойства, влияющие на процессы плавки и литья, относительно сопоставимы, то и вся технология в кустарных условий для этих металлов идентична. То есть для меди и латуни можно воспользоваться инструкциями-рекомендациями по плавке бронзы из этой статьи.

Железом человек начал владеть (ковать, плавить) спустя несколько тысячелетий после освоения работ с медью. Первое самородное железо в виде комков было найдено на Ближнем Востоке в 3000 году до нашей эры. А металлургия железа, по мнению специалистов, возникла в нескольких местах планеты, разные народы осваивали этот процесс в разное время. Благодаря этому железо как материал для изготовления орудий труда, охоты и войны вытеснило камень и бронзу.

Первые процессы изготовления железа назывались сыродутными. Суть заключалась в том, что в яму засыпалась железная руда с древесным углем, который разжигали и плотно закупоривали, оставляя дутьевое отверстие, через которое подавался свежий воздух для дутья. В процессе такого нагрева температура плавления железа, конечно, не могла быть достигнута, получалась размягченная масса (крица), в которой находился шлак (зола от топлива, окислы руды и породы).

Далее полученную крицу несколько раз проковывали, удаляя шлак и другие не нужные включения, этот трудоемкий процесс производился по несколько раз, в результате чего из общей массы до финишной операции доходила пятая часть. С изобретением водяного колеса появилась возможность подавать значительное количество воздуха. Благодаря такому дутью температура плавления железа стала достижимой, появился металл в жидком виде.

Этим металлом был чугун, который не ковался, но было замечено, что он хорошо заполняет форму. Это были первые опыты по чугунному литью, которое с некоторыми усовершенствованиями и изменениями дошло до наших дней. Со временем был найден способ переработки чугуна в сварочное железо. Куски чугуна загружались с древесным углем, в ходе этого процесса чугун размягчался, происходило окисление примесей, в том числе углерода. В результате чего металл становился густым, температура плавления железа повышалась, т.е. получалось сварочное железо.

Таким образом, металлурги того времени смогли разделить единый процесс на две ступени. Этот двухступенчатый процесс в самой идее сохранился до настоящего времени, изменения в большей степени касаются появлению процессов, происходящих на втором этапе. Чистое железо или металл, имеющий минимум примесей, практического применения почти не имеет. Температура плавления железа по диаграмме железо – углерод находится в точке А, что соответствует 1535 градусам.

Температура кипения железа наступает при достижении отметки 3200 градусов.

На открытом воздухе железо со временем покрывается оксидной пленкой, во влажной среде появляется рыхлый слой ржавчины. Железо с момента его появления и по сегодняшний день является одним из главных металлов. Используется железо, главным образом, в виде сплавов, которые различаются по свойствам и составу.

При какой температуре плавится железо, зависит от содержания углерода и других компонентов, входящих в состав сплава. Наибольшее применение имеют углеродистые сплавы – чугун и сталь. Сплавы, содержащие углерод более 2%, называют чугуном, менее 2% относятся к стали. Чугун получают в доменных печах, путем переплава обогащенных на аглофабрике руд.

Сталь выплавляют в мартеновских, электрических и индукционных печах, в конвертерах.

В качестве шихты применяется металлический лом и чугун. Путем окислительных процессов из шихты удаляется лишний углерод и вредные примеси, а добавки легирующих материалов позволяют получить нужную марку стали. Для получения стали и других сплавов современные металлургия использует технологии электрошлакового переплава, вакуумные, электронно-лучевые и плазменные плавки.

В разработке находятся новые методы плавления стали, предусматривающие автоматизацию процесса и обеспечивающие получение высококачественного металла.

Научные разработки достигли такого уровня, когда можно получать материалы, выдерживающие вакуум и большое давление, большие температурные перепады, агрессивную среду, радиационные излучения и т.п.

Медь — Информация об элементе, свойства и использование

Расшифровка:

Химия в ее элементе: медь

(Promo)

Вы слушаете Химию в ее стихии, представленную вам журналом Chemistry World , журналом Королевского химического общества.

(Конец промо)

Крис Смит

Здравствуйте, на этой неделе монеты, проводимость и медь.Чтобы рассказать об элементе, который перенес нас из каменного века в информационный век, вот Стив Милон.

Steve Mylon

Плохая медь, до недавнего времени казалось, что она буквально и фигурально выделялась среди своих родственников из переходных металлов, серебра и золота. Я предполагаю, что это совокупный результат, которого история в изобилии. Практически никогда не бывает таких популярных элементов из-за их полезности и интересного химического состава. Но для Золота и Серебра все так поверхностно.Они более популярны, потому что красивее. Моя жена, например, не химик, и не мечтала носить медное обручальное кольцо. Возможно, это связано с тем, что оксид меди имеет раздражающую привычку окрашивать вашу кожу в зеленый цвет. Но если бы она только нашла время, чтобы узнать о меди, узнать немного о ней; может быть, тогда она отвернется от других и с гордостью будет носить его.

Некоторые сообщают, что медь — это первый металл, который добывают и обрабатывают люди.Независимо от того, так это или нет, существуют свидетельства существования цивилизаций, использующих медь, еще 10 000 лет назад. Для перехода культур от каменного века к бронзовому веку им была нужна медь. Бронза состоит из 2 частей меди и одной части олова, а не серебра или золота. Важность меди для цивилизации никогда не снижалась, и даже сейчас из-за ее превосходной проводимости медь пользуется большим спросом во всем мире, поскольку быстро развивающиеся страны, такие как Китай и Индия, создают инфраструктуру, необходимую для подачи электричества в дома своих граждан.Например, за последние пять лет цена на медь выросла более чем в четыре раза. Возможно, самая большая пощечина этому важному металлу — его использование в монетах во многих странах мира. Оранжево-коричневые монеты, как правило, имеют низкий номинал, в то время как блестящие, более похожие на серебро монеты, занимают место наверху. Даже в 5-центовой монете Соединенных Штатов никель выглядит блестящим и серебристым, но на самом деле он содержит 75% меди и только 25% никеля. Но мы даже не называем это медью.

Конечно, я мог бы продолжать и отмечать много интересных фактов и фактов о меди и о том, почему другие должны относиться к ней с симпатией. Они легко могли бы, потому что это отличный проводник тепла, но я нахожу этот металл таким интересным и по многим другим причинам. Медь — один из немногих металлов-индикаторов, который важен для всех видов. По большей части биологические потребности в меди довольно низки, так как только некоторые ферменты, такие как цитохромоксидаза и супероксиддисмутаза, нуждаются в меди в своих активных центрах.Обычно они основаны на цикле окисления-восстановления и играют важную роль в дыхании. Для людей потребность также довольно низкая, всего 2 мг меди в день для взрослых. Тем не менее, слишком мало меди в вашем рационе может привести к высокому кровяному давлению и повышению уровня холестерина. Интересно, что для меди зазор, разделяющий необходимое количество и токсичное количество, довольно мал. Он может быть самым маленьким для всех необходимых следов металлов. Вероятно, поэтому он обычно используется в качестве пестицида, фунгицида и альгицида, потому что такие небольшие количества могут выполнить работу.

На мой взгляд, вы вряд ли найдете в периодической таблице металл, который обладает универсальностью меди и до сих пор не пользуется заслуженным уважением среди аналогов. Хотя он гораздо более распространен, чем золото и серебро, его значение в истории не имеет себе равных, и его полезность на макроуровне сопоставима только с его полезностью в микромасштабе. Никакой другой металл не может конкурировать.

Итак, я постараюсь объяснить это своей жене, когда в этот праздничный сезон подарю ей пару медных сережек или красивое медное ожерелье.Я предполагаю, что она задирает нос, потому что подумает, что это тот материал, из которого сделаны гроши, хотя в наши дни на самом деле это не так.

Крис Смит

Мужчина, женатый на меди, это Стив Милон. В следующий раз мы углубимся в открытие элемента с очень ярким темпераментом.

Питер Уотерс

Его младший кузен Эдмунд Дэви помогал Хэмфри в то время, и он рассказывает, как, когда Хэмфри впервые увидел, как мельчайшие шарики калия прорвались сквозь корку поташа и загорелись, он не мог сдержать своей радости.Дэви имел полное право восхищаться этим удивительным новым металлом. Он выглядит так же, как другие яркие блестящие металлы, но его плотность меньше плотности воды. Это означало, что металл будет плавать по воде. По крайней мере, так было бы, если бы он не взорвался при контакте с водой. Калий настолько реактивен; он даже среагирует и прожигёт дыру во льду.

Крис Смит

Питер Уотерс с историей элемента номер 19, калия. Это будет в Химии на следующей неделе в его элементе .Я надеюсь, ты сможешь присоединиться к нам Я Крис Смит, спасибо за внимание и до свидания!

(промо)

(конец промо)

Медь — обзор | ScienceDirect Topics

14.16.5.4 Комплексообразование с тяжелыми металлами

В CHEC-II (1996) сообщалось только об очень небольшом количестве комплексов металлов, включающих большие кольцевые гетероциклы. В последнее десятилетие была проведена новая информация и проведены исследования по большим кольцам, содержащим селен и теллур, особенно краун-эфирам, благодаря их очень специфическим свойствам и характеристикам.

Были синтезированы многочисленные комплексы [18] aneO ₄ Te ₂ (L), в которых лиганд ведет себя только как донор Te ₂ , включая цис — [MX ₂ L] (M = Pd или Pt; X = Cl или Br), [RhCl ₂ L ₂ ] Y (Y = Cl или PF ₆ ), [CuL ₂ ] BF ₄ , [AgL ₂ ] BF ₄ и [Cu ₂ L] [BF ₄ ] ₂ . Комплексы охарактеризованы с помощью микроанализа, многоядерной ЯМР-спектроскопии ( ¹ H, ¹²⁵ Te { ¹ H}, ¹⁹⁵ Pt, ⁶³ Cu), масс-спектрометрии с ионизацией электрораспылением (ESI), УФ / видимый свет. и инфракрасная (ИК) спектроскопия, если необходимо.Сообщалось также о двух комплексах [9] aneO ₂ Te, cis — [MCl ₂ {[9] aneO ₂ Te} ₂ ] (M = Pd или Pt) вместе с селеноэфиром. комплекс [PtCl ₂ {[18] aneO ₄ Se ₂ }]. Рентгеновские структуры [MCl ₂ {[18] aneO ₄ Te ₂ }] (M = Pt или Pd) и [PtCl ₂ {[18] aneO ₄ Se ₂ }] все обнаруживают цис — плоскую квадратную координацию без взаимодействия между металлом (Pt или Pd) и атомами кислорода эфира.Добавление по каплям разбавленного раствора MeCN [PtX ₂ (MeCN) ₂ ] (X = Cl или Br) или [PdX ₂ (MeCN) ₂ ] к кипящемуся раствору [18] aneO ₄ Te ₂ в CH ₂ Cl ₂ / MeCN образовывали желтые растворы, которые давали комплексы, обладающие стехиометрией [MX ₂ ([18] aneO ₄ Te ₂ )] <2003JCD2852>.

Обработка SbX ₃ (X = Cl, Br или, в некоторых случаях, I) 1 молярным эквивалентом L (L = MeS (CH ₂ ) ₂ SMe, MeS (CH ₂ ) ) ₃ SMe, MeSe (CH ₂ ) ₂ SeMe, MeC (CH ₂ SMe) ₃ , MeC (CH ₂ SeMe) ₃ , [12] aneS ₄ ( 1,4,7,10-тетратиациклододекан), [14] aneS ₄ (1,4,8,11-тетратиациклотетрадекан), [16] aneS ₄ (1,5,9,13-тетратиациклогексадекан), [ 8] aneSe ₂ (1,5-диселенациклооктан) или [16] aneSe ₄ 60 (1,5,9,13-тетраселенациклогексадекан)) в безводном CH ₂ Cl ₂ , MeCN, или раствор тетрагидрофурана (THF) давал порошкообразные твердые вещества от бесцветного до красно-оранжевого цвета с соотношением Sb: L 1: 1 в большинстве случаев и иногда с соотношением Sb: L 2: 1 <2001JCD1621>.

Обработка BiX ₃ (X = Cl или Br) [8] aneSe ₂ 90 (1,5-диселенациклооктан), [16] aneSe ₄ 60 (1,5,9 , 13-тетраселенациклогексадекан) и [24] aneSe ₆ 91 (1,5,9,13,17,21-гексаселенациклотетракозан) давали с выходом от умеренного до высокого в виде сильно окрашенных порошкообразных твердых веществ, обладающих [BiX ₃ (L)] (где L равно 90 , 60 или 91 ). Каждая из кристаллических структур [BiCl ₃ ([8] aneSe ₂ )] и [BiBr ₃ ([16] aneSe ₄ )] обнаруживает бесконечные одномерные лестничные структуры, полученные из почти плоского Bi _2. X ₆ димерных звеньев, связанных μ-мостиковыми циклическими селеноэфирами.Каждый Bi координирован с набором доноров Se ₂ X ₄ , причем атомы Se-донора занимают взаимно транс -координационных сайтов. Селеноэфирные лиганды приняли экзоциклические структуры, и в [BiBr ₃ ([16] aneSe ₄ )] это два транс- атома Se, которые координировались с Bi (iii), оставляя два других атома Se некоординирующими. . Структуры этих видов контрастируют с родственными комплексами, включающими ациклические селеноэфирные лиганды, и с несколькими структурно охарактеризованными галогенидными комплексами висмута (iii) с макроциклическими тиоэфирными лигандами <2000JCD2163>.

[16] aneSe ₄ 60 при обработке SnX ₄ (X = Cl или Br) давал [SnX4 ([16] aneSe ₄ )], в то время как реакция [8] aneSe ₂ 90 дали [SnCl ₄ ([8] aneSe ₂ )]. Эти разновидности представляют собой первые примеры аддуктов галогенида Sn (iv) с нейтральными лигандами 16-й группы, которые принимают полимерные структуры. Все комплексы представляют собой цепные полимеры, хотя существует неожиданная структурная зависимость от размера кольца макроцикла, дающая каждому отдельную структурную форму <2003NJC1784>.Подобные селеноэфирные лиганды были исследованы для образования комплекса с мышьяком <2002IC2070>, никелем <1998JCD2185>, медью <2000CJC598>, иридием <1996JCD3713>, рутением <1993CC1716, 1997JCD3719>, хромом <1997POL4253>, палладием , и платина <1995IC651, 1995POL2753>.

Реакция 78 с [PdCl ₂ (CNPh) ₂ ], которая проводилась в сухом толуоле в молярном соотношении 1: 2, дала оранжевый моноядерный комплекс палладия (ii) 92 <2004JOM (689 ) 2377>.

Циклические ди- и тетраселенэфирные лиганды были синтезированы с целью получения карбонильных комплексов переходных металлов и, следовательно, исследования их спектроскопических и структурных свойств. Кристаллические структуры с Mn (CO) ₄ были получены в кипящем толуоле и проанализированы, хотя эти частицы быстро разлагаются в координирующих растворителях <1999JCD1077>. Аналогичное исследование было проведено для той же девятичленной кольцевой системы, но для комплексообразования использовались разные катионы, такие как серебро, медь или золото <1997JCD3493>.Гомологичные лестничные структуры [MCl ₃ (1,5-диселенациклооктан)] (M = As, Sb, Bi), образованные из плоских звеньев M ₂ Cl ₆ , связанных селенэфирными лигандами с транс- атомами Se, обнаруживают неожиданные структурные паттерны <2004JCD980>.

Лигирующие свойства новых макроциклов дитиателлуры 23 и 24 были исследованы с различными видами переходных металлов, что дало fac — [Mn (CO) ₃ (L)] CF ₃ SO ₃ , цис — [MCl ₂ (L)] (M = Pd или Pt), [Rh (Cp *) (L)] — (PF ₆ ) ₂ , [Cu (L) ] BF ₄ и [Ag (L)] CF ₃ SO ₃ .По возможности режим координации был установлен спектроскопическими методами; Были установлены эффекты размера кольца, и данные сравнивались с другими комплексами, включающими родственные циклические и ациклические лиганды <2003JCD2434>.

Взаимодействие 22-членного макроцикла селенааза 93 с Pt (ii) привело к образованию нового катионного металламакроциклического комплекса Pt (iv) посредством окислительного присоединения связи C – Se к Pt (ii), тогда как соответствующие реакции 94 с Pd (ii) давали катионные комплексы с различными лигирующими свойствами <2004CC322, 2000CC143>.Комплексообразование 93 и 94 с никелем (ii) <2004JOM (689) 1452> и ртутью (ii) также описано в <1996JCD1203, 2000CCR49>.

Один из новых серий комплексов смешанных лигандов каркаса донорных атомов селена и азота был представлен Джексоном и сотрудниками <1996CC143>. Кобальтовый комплекс нитрокэпированного каркаса с набором доноров N ₃ Se ₃ 95 получали с использованием нитрометана, формальдегида и открытого исходного селенсодержащего лиганда, уже образованного трихлорокобальтом.

медь | Области применения, свойства и факты

Возникновение, использование и свойства

Самородная медь обнаруживается во многих местах в качестве основного минерала в базальтовых лавах, а также восстанавливается из соединений меди, таких как сульфиды, арсениды, хлориды и карбонаты. (Для минералогических свойств меди см. таблицу самородных элементов.) Медь встречается в сочетании со многими минералами, такими как халькоцит, халькопирит, борнит, куприт, малахит и азурит. Он присутствует в золе морских водорослей, во многих морских кораллах, в печени человека, а также во многих моллюсках и членистоногих.Медь играет такую ​​же роль в переносе кислорода в гемоцианине голубых моллюсков и ракообразных, как железо в гемоглобине краснокровных животных. Медь, присутствующая в организме человека в качестве микроэлемента, помогает катализировать образование гемоглобина. Медно-порфировое месторождение в Андах в Чили — самое известное месторождение этого минерала. К началу 21 века Чили стала ведущим производителем меди в мире. Другие крупные производители включают Перу, Китай и США.

медь

Медь с полуострова Кевино, штат Мичиган, США.С.

Фотография Сэнди Гримм. Хьюстонский музей естественных наук

В промышленных масштабах медь производится в основном плавлением или выщелачиванием, обычно с последующим электроосаждением из сульфатных растворов. Для более детального рассмотрения производства меди, см. обработка меди. Основная часть производимой в мире меди используется в электротехнической промышленности; большая часть остатка объединяется с другими металлами с образованием сплавов. (Это также технологически важно как гальваническое покрытие.) Важная серия сплавов, в которых медь является главным компонентом, — это латуни (медь и цинк), бронзы (медь и олово) и никелевые серебряные (медь, цинк и никель, без серебра). Есть много полезных сплавов меди и никеля, включая монель; два металла полностью смешиваются. Медь также образует важную серию сплавов с алюминием, называемых алюминиевой бронзой. Бериллиевая медь (2 процента Be) — необычный медный сплав, поскольку его можно упрочнять с помощью термической обработки. Медь входит в состав многих металлов для чеканки монет.Спустя долгое время после того, как бронзовый век перешел в железный, медь оставалась вторым по значению металлом после железа. Однако к 1960-м годам более дешевый и более доступный алюминий занял второе место в мировом производстве.

Производство и запасы меди

страна	добыча на руднике 2016 г. (метрические тонны) *	% мировой добычи рудника	продемонстрированные запасы 2016 г. (метрические тонны) *	% мировых продемонстрированных запасов
*По оценкам.
** Из-за округления данные не суммируются с приведенной суммой.
Источник: Министерство внутренних дел США, Mineral Commodity Summaries 2017.
Чили	5 500 000	28,4	210 000 000	29,2
Перу	2 300 000	11.9	81 000 000	11,3
Китай	1,740,000	9.0	28 000 000	3.9
Соединенные Штаты	1 410 000	7.3	35 000 000	4.9
Австралия	970 000	5.0	89 000 000	12,4
Конго (Киншаса)	910 000	4,7	20 000 000	2,8
Замбия	740 000	3.8	20 000 000	7,4
Канада	720 000	3,7	11 000 000	1.5
Россия	710 000	3,7	30 000 000	4.2
Мексика	620 000	3.2	46 000 000	6.4
другие страны	3 800 000	19,6	150 000 000	20,8
всего мира	19 400 000 **	100 **	720 000 000	100 **

Медь — один из самых пластичных металлов, не особенно прочный или твердый.Прочность и твердость заметно повышаются при холодной обработке из-за образования удлиненных кристаллов той же гранецентрированной кубической структуры, которая присутствует в более мягкой отожженной меди. Обычные газы, такие как кислород, азот, диоксид углерода и диоксид серы, растворимы в расплавленной меди и сильно влияют на механические и электрические свойства затвердевшего металла. Чистый металл уступает только серебру по теплопроводности и электропроводности. Природная медь представляет собой смесь двух стабильных изотопов: медь-63 (69.15 процентов) и медь-65 (30,85 процента).

медные кабели

медные электрические кабели. Из-за высокой электропроводности меди она широко используется в электротехнической промышленности.

© Pegasus / Fotolia Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Поскольку медь находится ниже водорода в электродвижущем ряду, она не растворяется в кислотах с выделением водорода, хотя она будет реагировать с окисляющими кислотами, такими как азотная и горячая концентрированная серная кислота.Медь противостоит действию атмосферы и морской воды. Однако длительное пребывание на воздухе приводит к образованию тонкого зеленого защитного покрытия (патины), которое представляет собой смесь гидроксокарбоната, гидроксосульфата и небольших количеств других соединений. Медь — умеренно благородный металл, на нее не действуют неокисляющие или не образующие комплекс разбавленные кислоты в отсутствие воздуха. Однако он легко растворяется в азотной кислоте и в серной кислоте в присутствии кислорода. Он также растворим в водном растворе аммиака или цианида калия в присутствии кислорода из-за образования очень стабильных цианокомплексов при растворении.Металл будет реагировать при нагревании красным калом с кислородом с образованием оксида меди CuO и, при более высоких температурах, оксида меди Cu ₂ O. При нагревании он реагирует с серой с образованием сульфида меди Cu ₂ S.

Факты о меди: химические и физические свойства

Медь — хорошо известный элемент из-за ее характерного красноватого металлического цвета и потому, что она встречается в чистом виде в повседневной жизни. Вот набор фактов об этом прекрасном переходном металле:

Быстрые факты: медь

• Обозначение элемента : Cu
• Атомный номер : 29
• Атомный вес : 63.546
• Внешний вид : Красновато-оранжевый цельный металл
• Группа : Группа 11 (переходный металл)
• Период : Период 4
• Discovery : Ближний Восток (9000 г. до н.э.)

Основные факты о меди

Атомный номер: Атомный номер меди — 29, что означает, что каждый атом меди содержит 29 протонов.

Символ: Cu (от латинского: cuprum )

Атомный вес: 63.546

Открытие: Медь известна с доисторических времен. Его добывают более 5000 лет. Человечество использовало металл на Ближнем Востоке по крайней мере с 9000 г. до н.э. В Ираке был найден медный кулон, датируемый 8700 годом до нашей эры. Ученые считают, что только железо из метеоритов и золото использовалось людьми раньше, чем медь.

Электронная конфигурация: [Ar] 4s ¹ 3d ¹⁰

Слово Происхождение: Latin cuprum : с острова Кипр, который славится своими медными рудниками и староанглийским coper и Coper .Современное название меди впервые появилось в употреблении около 1530 года.

Свойства: Медь имеет температуру плавления 1083,4 +/- 0,2 ° C, точку кипения 2567 ° C, удельный вес 8,96 (20 ° C), валентность 1 или 2. Медь красноватого цвета и имеет яркий металлический блеск. Он податлив, пластичен и хорошо проводит электричество и тепло. По электропроводности он уступает только серебру.

Использование: Медь широко используется в электротехнической промышленности.Помимо многих других применений, медь используется в сантехнике и для изготовления кухонной посуды. Латунь и бронза — два важных медных сплава. Соединения меди токсичны для беспозвоночных и используются в качестве альгицидов и пестицидов. Соединения меди используются в аналитической химии, например, при использовании раствора Фелинга для проверки содержания сахара. Американские монеты содержат медь.

Источники: Иногда медь появляется в самородном виде. Он содержится во многих минералах, включая малахит, куприт, борнит, азурит и халькопирит.Месторождения медных руд известны в Северной Америке, Южной Америке и Африке. Медь получают путем плавки, выщелачивания и электролиза сульфидов, оксидов и карбонатов меди. Медь коммерчески доступна с чистотой 99,999%.

Классификация элемента: Переходный металл

Изотопы: Известно 28 изотопов меди от Cu-53 до Cu-80. Существует два стабильных изотопа: Cu-63 (содержание 69,15%) и Cu-65 (содержание 30,85%).

Физические данные меди

Плотность (г / куб. См): 8,96

Точка плавления (K): 1356,6

Температура кипения (K): 2840

Внешний вид: Ковкий, пластичный, красновато-коричневый металл.

Атомный радиус (пм): 128

Атомный объем (куб.см / моль): 7,1

Ковалентный радиус (пм): 117

Ионный радиус: 72 (+ 2e) 96 (+ 1e)

Удельная теплоемкость (при 20 ° C Дж / г моль): 0.385

Теплота плавления (кДж / моль): 13,01

Теплота испарения (кДж / моль): 304,6

Температура Дебая (K): 900 · 10 315,00

Номер отрицания Полинга: 1,90

Первая ионизирующая энергия (кДж / моль): 745,0

Степени окисления: 2, 1

Структура решетки: Гранецентрированная кубическая

Константа решетки (Å): 3,610

Регистрационный номер CAS: 7440-50-8

Медная мелочь

• Медь использовалась с древних времен.Историки даже называют период между неолитом и бронзовым веком медным веком.
• Медь (I) горит синим цветом при испытании на пламя.
• Медь (II) горит зеленым светом при испытании пламенем.
• Атомный символ меди Cu происходит от латинского термина «cuprum», означающего «металл Кипра».
• Соединения сульфата меди используются для предотвращения роста грибка и водорослей в стоячих водоемах, таких как пруды и фонтаны.
• Медь — это красно-оранжевый металл, который темнеет до коричневого цвета при контакте с воздухом.Если он подвергается воздействию воздуха и воды, он образует сине-зеленый цвет.
• Содержание меди в земной коре составляет 80 частей на миллион.
• Содержание меди в морской воде составляет 2,5 x 10 ^-4 мг / л.
• Медные листы были добавлены на днище судов, чтобы предотвратить «биообрастание», когда водоросли, другие виды зелени и ракушки будут цепляться за корабли и замедлять их движение. Сегодня медь добавляется в краску, используемую для окраски днища кораблей.

Источники

Хаммонд, К.Р. (2004). «Элементы», в Справочнике по химии и физике (81-е изд.). CRC Press. ISBN 0-8493-0485-7.

Ким, BE. «Механизмы приобретения, распределения и регулирования меди». Nat Chem Biol., T. Nevitt, DJ Thiele, Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США, март 2008 г., Bethesda MD.

Массаро, Эдвард Дж., Изд. (2002). Справочник по фармакологии и токсикологии меди . Humana Press.ISBN 0-89603-943-9.

Смит, Уильям Ф. и Хашеми, Джавад (2003). Основы материаловедения и инженерии . McGraw-Hill Professional. п. 223. ISBN 0-07-292194-3.

Вист, Роберт (1984). CRC, Справочник по химии и физике . Бока-Ратон, Флорида: Издательство компании Chemical Rubber Company. стр. E110. ISBN 0-8493-0464-4.

Точки плавления металлов | Металл Супермаркеты

Металлы известны своей способностью противостоять экстремальным условиям.Тяжелые нагрузки, непрерывная езда на велосипеде, сильные удары, едкая среда и даже высокие температуры. Печи, двигатели внутреннего сгорания, реактивные двигатели, форсунки зажигания, высокоскоростное оборудование и выхлопные системы постоянно подвергаются воздействию температур, которые могут вызвать плавление некоторых типов металлов. При выборе металла для высокотемпературного применения необходимо оценить несколько различных температурных точек, и одна из наиболее важных температур, которую необходимо знать, — это температура плавления металла.

Что такое температура плавления металлов?

Температура плавления металла, более известная с научной точки зрения как точка плавления, — это температура, при которой металл начинает превращаться из твердой фазы в жидкую фазу.При температуре плавления твердая фаза и жидкая фаза металла находятся в равновесии. Как только эта температура будет достигнута, к металлу можно будет непрерывно подводить тепло, однако это не приведет к повышению общей температуры. Когда металл полностью перейдет в жидкую фазу, дополнительное тепло снова продолжит повышать температуру металла.

Почему важна температура плавления металла?

Есть много важных температур, которых достигает металл, когда он нагревается либо в процессе обработки металла, либо в результате нанесения, но температура плавления металла является одной из самых важных.

Одна из причин, по которой температура плавления так важна, заключается в отказе компонентов, который может произойти, когда металл достигнет своей температуры плавления. Разрушение металла может произойти до точки плавления, но когда металл достигает температуры плавления и становится жидкостью, он больше не будет служить своему назначению. Например, если компонент печи начинает плавиться, печь больше не будет работать, если этот компонент достаточно важен. Если топливная форсунка реактивного двигателя расплавится, отверстия засорятся, и двигатель может выйти из строя.Важно отметить, что другие типы разрушения металла, такие как трещины, вызванные ползучестью, могут произойти задолго до достижения температуры плавления, и необходимо заранее изучить влияние различных температур, которым будет подвергаться металл.

Другая причина, по которой температура плавления металла так важна, заключается в том, что металлы наиболее пластичны, когда они находятся в жидком состоянии. Металлы нагреваются до температуры плавления для многих различных производственных процессов. Плавка, сварка плавлением и литье требуют, чтобы металлы были жидкими.При выполнении производственного процесса, в котором металл будет плавиться, важно знать температуру, при которой это произойдет, чтобы можно было выбрать подходящие материалы для используемого оборудования. Например, сварочная горелка должна выдерживать внешнее тепло от электрической дуги и расплавленного металла. Оборудование для литья, такое как штампы, должно иметь более высокую температуру плавления, чем отливаемый металл.

Температуры плавления обычных металлов

Это температуры плавления обычных металлов:

• Алюминий: 660 ° C (1220 ° F)
• Латунь: 930 ° C (1710 ° F)
• Алюминиевая бронза *: 1027-1038 ° C (1881-1900 ° F)
• Хром: 1860 ° C (3380 ° F)
• Медь: 1084 ° C (1983 ° F)
• Золото: 1063 ° C (1945 ° F)
• Инконель *: 1390-1425 ° C (2540-2600 ° F)
• Чугун: 1204 ° C (2200 ° F)
• Свинец: 328 ° C (622 ° F)
• Молибден: 2620 ° C (4748 ° F)
• Никель: 1453 ° C (2647 ° F)
• Платина: 1770 ° C (3218 ° F)
• Серебро: 961 ° C (1762 ° F)
• Углеродистая сталь *: 1425-1540 ° C (2597-2800 ° F)
• Нержавеющая сталь *: 1375-1530 ° C (2500-2785 ° F)
• Титан: 1670 ° C (3038 ° F)
• Вольфрам: 3400 ° C (6152 ° F)
• Цинк: 420 ° C (787 ° F)

* Сплавы содержат более одного элемента, поэтому их температура плавления — это диапазон, который зависит от состава сплава.

Metal Supermarkets — крупнейший в мире поставщик мелкосерийного металла с более чем 90 обычными магазинами в США, Канаде и Великобритании. Мы эксперты по металлу и обеспечиваем качественное обслуживание клиентов и продукцию с 1985 года.

В Metal Supermarkets мы поставляем широкий ассортимент металлов для различных областей применения. В нашем ассортименте: нержавеющая сталь, легированная сталь, оцинкованная сталь, инструментальная сталь, алюминий, латунь, бронза и медь.

Наша горячекатаная и холоднокатаная сталь доступна в широком диапазоне форм, включая пруток, трубы, листы и пластины.Мы можем разрезать металл в точном соответствии с вашими требованиями.

Посетите одно из наших 90+ офисов в Северной Америке сегодня.

Медь — Энергетическое образование

Рис. 2. Самородная медь (не сочетается с другими элементами и встречается в естественных условиях), прибл. Размером 4 см. ^[2]

Медь ( Cu ) — это 29 ^{-й элемент} в периодической таблице Менделеева, который довольно часто встречается на Земле, примерно с таким же содержанием, как цинк и никель. ^[3] Известная своим отчетливым цветом (видно на рисунке 2), медь была одним из первых металлов, которыми когда-либо манипулировали люди. Имеются данные, свидетельствующие о ее использовании более 11 000 лет. ^[4]

Медь в больших количествах используется в электроэнергетике в виде проволоки из-за ее высокой электропроводности (см. Таблицу ниже). ^[4] По проводимости он уступает только серебру, однако меди на Земле примерно в 860 раз больше, чем серебра, ^[3] , поэтому она намного дешевле. Хотя она используется в основном в электропроводке, другие применения меди включают в себя водопровод, валюту и украшения. Медь слишком мягкая, чтобы использовать ее отдельно для большинства применений, но люди давно обнаружили, что ее можно смешивать с другими металлами для образования прочных сплавов.Самый известный пример — это смешивание меди с оловом для получения бронзы или с цинком для получения латуни. ^[4]

Некоторые свойства меди включают: ^{[4] [5]}

Применение меди

Использование меди в процентах (оценочное) показано на рисунке ниже. ^[7]

Электрооборудование

Рисунок 4. Медный провод. ^[8]

Медь — основной компонент проводки. В одном транспортном средстве около 1,5 км медной проводки с общей массой около 20 кг для небольших автомобилей и 45 кг для автомобилей класса люкс и гибридных автомобилей. ^[9] Наряду с электропроводкой транспортных средств и другой электроникой, медная проводка используется в производстве и передаче электроэнергии (кроме воздушных линий электропередач, которые сделаны из алюминия).

Помимо отличной проводимости, медь также очень пластична, поэтому с ней очень легко работать. Конкретные примеры использования меди в электрических приложениях включают печатные платы, микрочипы, полупроводники, электромагниты, электродвигатели, ветряные турбины, фотоэлектрические элементы и многое, многое другое.В основном любая проводка, кроме линий электропередач, изготавливается из меди. ^[7]

Строительство

Рисунок 5: Обратите внимание на контраст старой меди (зеленый) и новой меди (медь) на этой обсерватории. ^[10]

Медь является стандартным материалом для сантехники не только из-за ее высокой температуры плавления и коррозионной стойкости, но и потому, что она не допускает размножения бактерий или вирусов. Кроме того, он пластичен и легко поддается пайке; его легко согнуть и собрать.

Помимо водопровода, медь и ее сплавы используются в строительстве для изготовления теплообменников, трубопроводов, сельскохозяйственных систем водоснабжения, крыш, ручек, дверных ручек и других строительных материалов и т. Д. ^[7]

Видео

Видео ниже из проекта периодических видеоматериалов Ноттингемского университета. ^[11] Они создали полный набор коротких видеороликов по каждому элементу периодической таблицы элементов.

Список литературы

1. ↑ Сделано на основе информации Королевского химического общества, Доступно: http: // www.rsc.org/periodic-table/element/29/copper
2. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f0/NatCopper.jpg
3. ↑ ^{3,0 3,1} PeriodicTable.com. (31 июля 2015 г.). Изобилие элементов в земной коре [Онлайн], Доступно: http://periodictable.com/Properties/A/CrustAbundance.v.log.html
4. ↑ ^{4,0 4,1 4,2 4,3} Джефферсон Лаб. (31 июля 2015 г.). The Element Copper [Online], доступно: http://education.jlab.org/itselemental/ele029.html
5. ↑ Химия на About.com. (31 июля 2015 г.). Таблица удельного электрического сопротивления и проводимости [Онлайн], Доступно: http://chemistry.about.com/od/moleculescompounds/a/Table-Of-Electrical-Resistivity-And-Conductivity.htm
6. ↑ UNEP. (19 августа 2015 г.). Экологические риски и проблемы антропогенных потоков и циклов металлов [Онлайн]. Доступно: https: // d396qusza40orc.cloudfront.net/metals/3_Environmental_Challenges_Metals-Full%20Report_36dpi_130923.pdf#96
7. ↑ ^{7.0 7.1 7.2} Metals @ About.com. (31 июля 2015 г.). Copper Applications [Online], доступно: http://metals.about.com/od/properties/a/Copper-Applications.htm
8. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/74/Stranded_lamp_wire.jpg
9. ↑ Геологическая служба США. (31 июля 2015 г.). Медь — металл для веков [Онлайн], доступно: http://pubs.usgs.gov/fs/2009/3031/FS2009-3031.pdf
10. ↑ Автор Royal_Observatory_Edinburgh_East_Tower_2010.jpg: Chi And H Производная работа: Spinningspark [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) или GFDL (http://www.gnu.org/copyleft /fdl.html)], через Wikimedia Commons загружено 30 декабря 2016 г.
11. ↑ Другие видеоролики Ноттингемского университета по различным элементам см. Здесь: http: //www.periodicvideos.com /

It’s Elemental — Элемент Медь

Что в названии? От латинского слова cuprum , что означает «с острова Кипр».

Сказать что? Медь произносится как КОП-эр .

Археологические данные свидетельствуют о том, что люди использовали медь не менее 11000 лет. Относительно простые в добыче и переработке, люди открыли методы извлечения меди из руд по крайней мере 7000 лет назад. Римская империя добывала большую часть своей меди с острова Кипр, откуда и произошло название меди.Сегодня медь в основном получают из руд куприта (CuO ₂ ), тенорита (CuO), малахита (CuO ₃ · Cu (OH) ₂ ), халькоцита (Cu ₂ S), ковеллита (CuS ) и борнит (Cu ₆ FeS ₄ ). Крупные месторождения медной руды находятся в США, Чили, Замбии, Заире, Перу и Канаде.

Медь, которая в больших количествах используется в электротехнической промышленности в виде проволоки, уступает только серебру по электропроводности. Поскольку медь противостоит коррозии из-за воздуха, влаги и морской воды, она широко используется в производстве монет.Американские пенни, которые когда-то делались почти полностью из меди, теперь делают из цинка, покрытого медью. Медь также используется для изготовления водопроводных труб и украшений, а также других предметов.

Чистая медь обычно слишком мягкая для большинства применений. Люди впервые узнали около 5000 лет назад, что медь может быть усилена, если ее смешать с другими металлами. Два самых известных сплава меди — это бронза и латунь. Бронза, первый сплав, созданный людьми, представляет собой смесь меди, содержащую до 25% олова.Ранние люди использовали бронзу для изготовления инструментов, оружия, контейнеров и декоративных предметов. Латунь, смесь меди, содержащая от 5% до 45% цинка, была впервые использована около 2500 лет назад. Римляне первыми начали широко использовать латунь для изготовления монет, чайников и декоративных предметов. Сегодня латунь также используется в некоторых музыкальных инструментах, винтах и ​​другом оборудовании, которое должно противостоять коррозии.