紫铜

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紫铜

基本性质

铜是一种化学元素,它的化学符号是Cu(拉丁语:Cuprum),它的原子序数是29,是一种过渡金属。铜呈紫红色光泽的金属,密度8.92克/立方厘米。熔点1083.4±0.2℃,沸点2567℃。常见化合价+1和+2。电离能7.726电子伏特。

铜是人类发现最早的金属之一,也是最好的纯金属之一,稍硬、极坚韧、耐磨损。还有很好的延展性。导热和导电性能较好。铜和它的一些合金有较好的耐腐蚀能力,在干燥的空气里很稳定。但在潮湿的空气里在其表面可以生成一层绿色的碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3,这叫铜绿。可溶于硝酸和热浓硫酸,略溶于盐酸。容易被碱侵蚀。

产品分类

自然界中存在形态分类

自然铜矿:铜含量在99%以上,但储量极少;

氧化铜矿:为数也不多;

硫化铜矿:含铜量极低,一般在2-3%左右,世界上80%以上的铜是从硫化铜矿精炼出来的。

生产过程分类

铜精矿:冶炼之前选出的含铜量较高的矿石。

粗铜:铜精矿冶炼后的产品,含铜量在95-98%。

纯铜:火炼或电解之后含量达99%以上的铜。

火炼可得99-99.90%的纯铜,

电解可以使铜的纯度达到99.95-99.99%。

产品形态分类

铜管、铜棒、铜线、铜板、铜带、铜条、铜箔等

主要合金成份分类

黄铜-----铜锌合金

青铜-----铜锡合金等(除了锌镍外,加入其他元素的合金均称青铜)

白铜-----铜钴镍合金

⑴纯铜:纯铜常被称作紫铜。它具有良好的导电性、导热性和耐蚀性。纯铜用T表示,如Tl,T2,T3等。氧的含量极低,不大于0.O1%的纯铜称为无氧铜,用TU表示,如TU1、TU2等。

⑵黄铜:以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。黄铜用H表示,如H80、H70,H68等。

⑶青铜:以前把铜与锡的合金称作青铜,现在则把除了黄铜以外的铜合金称作青铜。

常用的有锡青铜、铝青铜和敏青铜等。青铜用Q表示。

紫铜

特性

纯净的铜是紫红色的金属,俗称“紫铜”、“红铜”或“赤铜”。紫铜富有延展性。像一滴水那么大小的纯铜,可拉成长达两公里的细丝或压延成比床还大的几乎透明的箔。紫铜最可贵的性质是导电性能非常好,在常见的金属中仅次于银。但铜比银便宜得多,因此成了电气工业的“主角”。

紫铜是比较纯净的一种铜,一般可近似认为是纯铜,导电性、塑性都较好,但强度、硬度较差一些。

紫铜因呈紫红色而得名。它不一定是纯铜,有时还加入少量脱氧元素或其他元素以改善材质和性能,因此也归入铜合金。紫铜的电导率和热导率仅次于银,广泛用于制作导电、导热器材。紫铜在大气、海水和某些非氧化性酸(盐酸、稀硫酸)、碱、盐溶液及多种有机酸(醋酸、柠檬酸)中有良好的耐蚀性,用于化学工业。另外,紫铜有良好的焊接性,可经冷、热塑性加工制成各种半成品和成品。20世纪70年代,紫铜的产量超过了其他各类铜合金的总产量。

紫铜中的微量杂质对铜的导电、导热性能有严重影响。其中钛、磷、铁、硅等显著降低电导率,而镉、锌等则影响很小。氧、硫、硒、碲等在铜中的固溶度很小,可与铜生成脆性化合物,对导电性影响不大,但能降低加工塑性。普通紫铜在含氢或一氧化碳的还原性气氛中加热时,氢或一氧化碳易与晶界的氧化亚铜(Cu2O)作用,产生高压水蒸气或二氧化碳气体,可使铜破裂。这种现象常称为铜的“氢病”。氧对铜的焊接性有害。铋或铅与铜生成低熔点共晶,使铜产生热脆;而脆性的铋呈薄膜状分布在晶界时,又使铜产生冷脆。磷能显著降低铜的导电性,但可提高铜液的流动性,改善焊接性。适量的铅、碲、硫等能改善可切削性。紫铜退火板材的室温抗拉强度为22~25公斤力/毫米2,伸长率为45~50%,布氏硬度(HB)为35~45。

具有优良的导电性﹑导热性﹑延展性和耐蚀性。主要用于制作发电机﹑母线﹑电缆﹑开关装置﹑变压器等电工器材和热交换器﹑管道﹑太阳能加热装置的平板集热器等导热器材。

常用的铜合金分为黄铜﹑青铜﹑白铜3大类。

型号分类

中国紫铜加工材按成分可分为:

普通紫铜(T1、T2、T3、T4)

无氧铜(TU1、TU2和高纯、真空无氧铜)

脱氧铜(TUP、TUMn)

添加少量合金元素的特种铜(砷铜、碲铜、银铜)

注:

无氧铜:不含氧也不含任何脱氧剂残留物的纯铜。但实际上还是含有非常微量氧和一些杂质。无氧铜无氢脆现象,导电率高,加工性能和焊接性能、耐蚀性能和低温性能均好。各国对于含氧量的标准也不完全相同,存在一定的差异。

脱氧铜:英文简称TP2,熔解高纯度的原材料,把熔化铜中产生的氧气用亲氧性的磷(P)脱氧,使其氧含量降低到100ppm以下。铜脱氧以后提高了延展性、耐蚀性、热传导性、焊接性、抽拉加工性,在高温中也不发生氢脆现象。脱氧铜可使用于制冷空调、热交换器、散热器、缸垫等多种用途。

从价格上来说,磷脱氧铜应该便宜些。从导热效果来说,无氧铜要好的多。

用途

铜是与人类关系非常密切的有色金属,被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域,在中国有色金属材料的消费中仅次于铝。

(1)铜在电气、电子工业中应用最广、用量最大,占总消费量一半以上。用于各种电缆和导线,电机和变压器的这种,开关以及印刷线路板;在机械和运输车辆制造中,用于制造工业阀门和配件、仪表、滑动轴承、模具、热交换器和泵等。

(2)在化学工业中广泛应用于制造真空器、蒸馏锅、酿造锅等。

(3)在国防工业中用以制造子弹、炮弹、枪炮零件等,每生产300万发子弹,需用铜13-14吨。

(4)在建筑工业中,用做各种管道、管道配件、装饰器件等。

(5)在医学用途中,20世纪70年代,中国医学发明家刘同庆、刘同乐研究发现,铜元素具有极强的抗癌功能,并成功研制出相应的抗癌药物“克癌7851”,在临床上获得成功。后来,墨西哥科学家也发现铜有抗癌功能。最近,英国研究人员又发现,铜元素有很强的杀菌作用。相信不久的将来,铜元素将为提高人类健康水平做出巨大贡献。

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