Температура плавления меди в градусах, плотность, формула, цвет, физические свойства, при какой температуре плавится

Общие сведения

Температура плавления – это температура, при которой твердое вещество превращается в жидкость. Медь плавится при температуре 1083 градуса, поэтому этот металл относят к тугоплавким. При понижении этой температуры металл снова может принять твердую форму.

Медь выплавляют на заводах, хотя эту процедуру можно провести и в домашних условиях. На химическом уровне плавление происходит за счет разрушения кристаллической решетки, образующей твердую структуру вещества. Атомы меди в кристаллической решетке всегда находятся в непрерывном движении.

Однако их взаимное притяжение и отталкивание уравновешены, так что атомы долгое время сохраняют исходное положение. При повышении температуры атомы меди получают дополнительную энергию, что заставляет их двигаться более интенсивно.

При небольшом увеличении лишняя энергия «выключается» за счет уравновешенного движения атомов в решетке. Но при достижении определенной температуры нагрева количество энергии становится избыточным, и кристаллическая решетка начинает разрушаться.

В этот момент происходит плавление вещества. Взаимное притяжение атомов частично сохраняется, поэтому вещество принимает жидкую форму. Но при дальнейшем нагреве энергия атомов возрастает еще больше, что может привести к окончательному разрыву связей атомов друг с другом.

Эта точка перехода называется испарением (жидкость превращается в пар). В случае понижения температуры пары меди могут переходить обратно в жидкое, а затем в твердое состояние.

Нахождение в природе

Своё латинское название Cuprum металл получил от названия острова Кипр, где его добывали в третьем тысячелетии до н. э.

В земной коре элемент находится на 23 месте по распространению и встречается чаще в виде сульфидных руд. Наиболее распространены медный блеск и пирит. Сегодня медь добывают из руды несколькими способами, но любая технология предполагает пошаговый подход к достижению результата.

• В начале развития цивилизации люди уже получали и использовали медь и ее сплавы.
• В то время добывали не сульфидную, а малахитовую руду, не требующую предварительного обжига.
• Смесь руды и угля помещали в глиняный сосуд, который опускали в небольшую яму.
• Смесь подожгли, и угарный газ помог малахиту вернуться в свободное от меди состояние.
• В природе есть самородная медь, а самые богатые месторождения находятся в Чили.
• Сульфиды меди часто образуются в среднетемпературных геотермальных жилах.
• Часто отложения имеют вид осадочных пород.
• Медные песчаники и сланцы встречаются в Казахстане и Читинской области.

Последовательность действий

Плавление можно осуществить несколькими способами:

• Плавка в муфельной печи. Металл дробится на куски. Чем мельче используемые кусочки, тем быстрее произойдет плавление. Кусочки высыпают в тигель, который после заполнения помещают в печь. Духовка предварительно разогревается до нужной температуры. В серийно выпускаемых печах предусмотрено окно, через которое контролируется процесс плавки.

После расплавления металла тигель вынимают из муфельной печи с помощью стальных клещей. На поверхности жидкой меди имеется оксидная пленка. Его необходимо переместить стальным крюком к краю тигля. После этих действий медь осторожно, но быстро заливают в заранее подготовленную форму.

• Плавление газовой горелкой. Если в вашем распоряжении нет тигельной печи, вместо нее вполне подойдет газовая горелка. Его следует поместить под дно емкости из металла, следя за тем, чтобы пламя охватило всю поверхность дна тигля. При таком способе металл будет быстро окисляться из-за открытого доступа воздуха. Чтобы этого избежать, в емкость можно насыпать слой толченого угля.
• Плавление паяльной лампой. Этот метод больше подходит для работы с легкоплавкими сплавами на основе меди. Процесс такой же, как и с газовой горелкой.
• Плавка в горне или домашнем пылесосе. В этом случае емкость из металла ставится на слой горящего угля. Такую печь можно выложить из огнеупорного кирпича. Для создания подходящей температуры нужно организовать обдув воздухом.

Сделать это можно двумя способами – с помощью кузницы или бытового пылесоса. При использовании пылесоса необходимо будет сделать металлический переходник с насадкой меньшего диаметра.

Чистая медь недостаточно хорошо течет для изготовления сложных изделий. Для таких целей лучше использовать латунь, при этом следует помнить, что чем легче сплав, тем ниже температура плавления.

При какой температуре плавится медь

 

Мягкий красный металл использовался древними мастерами на заре цивилизации. Легкодоступный материал, удобный для получения благодаря низкой температуре, достаточной для плавления меди. Температура плавления медных заготовок 1083 градуса. Добавление железа и серы может изменить основные свойства металла.

Самое главное в плавке – это учитывать и понимать свойства сплавов.

Плотность меди

Большое значение имеет плотность, которая равна 8,930 г/см3. Этот параметр представляет интерес для инженеров, которые могут на его основе рассчитывать свойства механизмов.

Основные характеристики меди

Отличается высокой пластичностью, металл химически активен, легко окисляется при наличии кислорода. Цвет — это свойство, полезное для идентификации меди. Цвет меди ярко-красный с оттенками желтого.

Кристаллическая структура представляет собой гранецентрированную решетку. Молярная или атомная масса 63,546 г/моль. Расположение атомов представляет собой куб с восемью атомами по углам. Еще шесть атомов делят грани решетки пополам. Каждый атом имеет 12 других атомов в своем непосредственном окружении, которые определяют координационное число.

Легко обрабатывается. Наиболее востребованной продукцией является проволока и прокат.

Все эти фундаментальные свойства изучает материаловедение.

Свойства меди

Одним из металлических свойств меди является ее высокая электропроводность. Это качество сделало его одним из ключевых материалов, используемых в электротехнике. Эта ценность уступает только серебру.

Существует не так много металлов с естественным цветом, кроме белого и серого. Особенности электронной структуры, выраженные при переходе между полными 3d- и полупустыми 4s-оболочками атомов, дают оранжевый оттенок.

Химические свойства меди

Взаимодействие меди с водой не происходит. Но элемент постепенно окисляется и вступает в реакцию с кислородом воздуха. Образуется темная оксидная пленка, защищающая металл от коррозии.

Химическую реакцию меди с другими элементами можно описать в нескольких разделах:

• Взаимодействие с кислотами. Например, реакция с бромистоводородной кислотой. Образуются бромид меди(II) и вода. Нет взаимодействия с разбавленной серной кислотой. Однако нагретая серная кислота реагирует с медью. В результате образуются оксид серы (IV), сульфат меди (II) и вода.
• С аммиаком. Гидроксид Cu(II) реагирует с раствором аммиака. В результате получается сине-фиолетовый оттенок.
• Взаимодействие с концентратами щелочей приводит к образованию комплексных соединений.

Физические свойства

Наибольшее значение имеет использование меди в электротехнической промышленности. Вот перечень качеств, определяющих применение меди в различных технологических процессах:

1. Хорошая электропроводность. Этот физический параметр при температуре 200°С имеет значение 55,5С;
2. Теплоотдача 390 Дж/кг. Это служит основой для изготовления сплавов для теплообменников на основе меди;
3. Кипение металла начинается после нагревания до 26000. При значительном превышении температуры кипения выделяется уголь;
4. удельное электрическое сопротивление при нормальных условиях 1,67×10-8 Ом/м.
5. Вес меди определяется ее плотностью, значение которой равно 8,93 г/см3

Сплавы на основе меди, такие как латунь, бронза, способствуют появлению новых изделий с лучшими качествами.

Механические свойства меди

Купрум – это пластичный металл. Эта особенность позволяет получать очень тонкий прокат.

Выплавка меди была доступна людям с древних времен. Найдена посуда, украшения, оружие, изготовленное древними цивилизациями.

Его мягкость и устойчивость к коррозии сделали его широко используемым в архитектуре. Простота переработки также способствовала популярности материала.

Химический состав меди

В химии медь обозначается Cu. Атомный номер 29. Известно 29 изотопов. Cu63 и Cu65 стабильны, а в природной руде чаще содержится Cu63. В природе состав меди неоднороден. Структуру минерала под влиянием примесей обуславливают три группы:

• Твердые растворы. Условием их образования является наличие железа, никеля, олова, сурьмы. Основные свойства такого минерала снижены. Термическая обработка усложняется;
• Медная сетка разбавлена ​​висмутом, свинцом. Не изменяет свойство электропроводности, но также затрудняет плавку меди под давлением;
• Неустойчивые химические соединения. Они образуются из серы и кислорода, а также других веществ. Такие комбинации снижают прочность и электропроводность.

Масса меди с включением других минералов больше. Металлы с добавками характеризуются измененными значениями свойств. Поэтому окончательный состав меди необходимо контролировать и контролировать. Какие новые свойства появляются при добавлении каждого постороннего вещества:

1. Кислород. Самое неприятное включение в состав меди. Его избыточное присутствие снижает пластичность и антикоррозионные свойства.
2. Никель. Его присутствие создает стабильный раствор с пониженной проводимостью.
3. Сера и селен. Свойство такой меди значительно снижает пластичность. Металлизированная медь не должна содержать количество серы более 0,001 вес.
4. Висмут. Еще одно нежелательное дополнение. Его присутствие не должно превышать 0,001%.
5. Мышьяк. Имеет свойство выступать в роли защитника от негативного воздействия других реагентов, кислорода, висмута и др;
6. Марганец. Абсорбируется без остатка при нормальной температуре. Изменяет проводимость;
7. Сурьма. Особый, почти нейтральный компонент. Однако его доля должна быть ограничена 0,05%;
8. Банка. Оловянно-медный раствор стабилен, положительно влияет на теплопроводные свойства;
9. Цинк. В большом количестве не встречается. Поэтому его влиянием можно пренебречь;
10. Фосфор. Сильный окислитель меди. При сильном нагреве его содержится около 1,7%.

Удельная плотность меди

Удельный вес необработанной меди нелегко рассчитать при произвольных условиях. Использование меди в электронных и электрических устройствах во многом определяется ее весом. Плотность измеряется в килограммах на кубический метр. Для 29-го элемента в таблице Менделеева это отношение составит 8,93 кг/м3. Жидкий металл имеет меньшую плотность.

Расчет удельного веса

Плотность легированной меди различна. Для его характеристики берется удельный вес вещества. При обработке материалов этот показатель очень важен. Удельный вес показывает долю меди в сплаве.

Удельный вес и плотность меди равны, и это нетипичный случай в мире металлов. Важно помнить об этих значениях при утилизации лома.

Медь и ее сплавы

Цвет меди не всегда красноватый и золотистый. Сплавы обычно обладают и более полезными свойствами, и красивым оттенком.

Латунь

Латунь – сплав, отлитый на основе меди с добавлением цинка. Не исключено присутствие олова в небольшом количестве. Материал был запатентован Джеймсом Эмерсоном в 1871 году. Доля цинка может значительно варьироваться, от 5 до 45%. По назначению и составу они подразделяются на подгруппы:

• просто. Не берите с собой другие металлы, кроме меди и цинка. Такой сплав обозначается буквой «Л»
• многокомпонентная латунь. Содержит добавки сторонних металлов. Буква «L» с цифрой — типичная маркировка таких комбинаций.

Латунь подходит для использования в различных условиях. Свойства очень хорошие, в том числе хорошая коррозионная стойкость.

Для плавки рационально использовать электрическую индукционную печь с магнитным выходом и контролем температуры. Когда вся масса будет готова, ее разливают по формочкам.

Популярность бронзы и латуни постоянно растет. Принадлежности для оружия, втулки, болты, гайки — вы найдете их повсюду.

Бронза

Они тают с самой ранней стадии. Из бронзы изготовляли домашнюю утварь, оружие, предметы религиозного обряда. Ранние бронзовые сплавы содержали олово в больших количествах.

В промышленных объемах освоен выпуск многих марок бронзы. Отличить состав в зависимости от цвета могут только специалисты. Эффективнее знать этикетку для этого. Технология получения сплава делится на литейную и деформационную.

Добавление бериллия с добавлением закалки позволяет получить металл не слабее высокопрочной стали. Примеси олова делают материал менее гибким.

Новые открытия изменили процесс производства бронзовых сплавов. Однако древесный уголь по-прежнему используется в качестве флюса. Так. Как получить бронзу:

1. Духовка нагревается до нужной температуры. После этого в него помещают тигель;
2. Расплавленный металл подвергается окислению. Чтобы этого не произошло, подсыпьте древесный уголь;
3. катализатором является фосфористая медь, которую добавляют после нагревания.

Антикварные бронзовые предметы могут появиться со следами патинирования. Это пленка, которая покрывает поверхность изделия. Иногда патинирование проводят искусственно, с помощью серы и нагревания.

Читайте также: Преобразование тепловой энергии в электрическую с высоким КПД: способы и оборудование

Характеристика способов плавления меди

Выплавка меди доступна в домашних условиях, причем без принципиальных отличий от того, как выплавляют медь на предприятиях. График процесса плавки меди позволяет детально рассмотреть происходящее. Вертикальная ось — температура, горизонтальная ось — время. Кристаллизация на графене начинается после температурного пика.

Какие есть способы литья.

Муфельная печь

Лабораторная печь с контролем температуры. Подготовленный материал из медной руды измельчается до максимально мелких частиц.

Лом можно использовать для выплавки, но нужно учитывать, что для радиодеталей используется чистый металл.

Литье меди начинается с помещения порошка в предварительно нагретую печь. Чтобы заливочная форма не расплавилась, ее изготавливают из более тугоплавкого материала. Стандартные печи имеют окно для наблюдения за процессом.

Окно показывает момент перехода металла в жидкое состояние. В этот момент тигель вынимают и очищают верхнюю часть оксидной пленки. Затем залейте препарат в форму и дождитесь кристаллизации.

Газовая горелка

плавление металла горелкой в ​​домашних условиях доступно многим. Процесс аналогичен нагреву воды в бойлере. Контейнер заполняется рудой или перерабатываемым материалом, рука поддерживает горелку снизу, пока металл не расплавится. Диаметр горящей струи небольшой, поэтому, вероятно, подойдут большие емкости.

В этом методе нет возможности изолировать процесс от воздуха. Во избежание образования оксида в виде пленки расплав посыпают абсорбентом. Например, мелкий угольный порошок.

Паяльная лампа

Паяльная лампа может быть еще одним удобным инструментом для плавления меди. Таким способом можно получать расплавы легкоплавких металлов.

Горн

плавка меди горой – это плавка металла обычными инструментами в домашних условиях, доступная каждому. Чтобы нагреть тигель, поместите его на раскаленный уголь. Для ускорения процесса нагрева включите пылесос в режим продувки.

Способ для тех, кто часто плавит металл большими партиями.

Микроволновка

Незначительные модификации микроволновой печи превращают ее в плавильню. Вынимаем вращающиеся части, делаем стенки из огнеупорного кирпича. Теперь, плавя медь в искусственной муфельной печи, можно расплавить существующий материал. Внутреннее оборудование микроволновой печи необходимо для защиты ее от перегрева.

Чистая медь не плавится легко. Мелкие детали желательно отливать из сплавов на основе латуни, цинка или олова. Для них достаточно гораздо более низких температур.

Как расплавить медь в домашних условиях

Есть люди, для которых плавка меди в свободное время дома – увлекательное занятие. Изготовление оригинальных поделок помогает разнообразить свободное время.

Если вы решили это сделать, вот краткий список того, что вам нужно иметь:

1. рукавная печь;
2. сырье без примесей;
3. жаростойкий тигель;
4. подставка из негорючего материала;
5. крюк из стальной проволоки;
6. инструменты для ловли горячих предметов;
7. комплект противопожарной защиты: очки, костюм, перчатки

Плавление горелкой

Выплавка меди требует присутствия азота. То, что легко плавится, латунь или некоторые виды бронзы, можно отлить с помощью простой газовой горелки. Технический домашний процесс был сокращен до следующих шагов:

• Сырье тщательно измельчается. Подходит для всех металлообрабатывающих инструментов
• засыпать порошок в форму из огнеупорного материала;
• использовать средства индивидуальной защиты;
• зажечь горелку;
• водим концом горелки по дну бака;
• превратив порошок в жидкость, взять тигель щипцами;
• заполнить подготовленную форму.