Бакар је један од седам најстаријих метала које су људи срели у почетној фази свог постојања. Период од 4. до 3. миленијума пре нове ере у историји развоја човечанства назива се бакарним веком. Стари људи су од ње израђивали кућне предмете, оруђе и војно оружје. Ово је омогућено због релативно ниског талишта бакра.
Купрум: карактеристика елемента
Научно име за Цупрум бакар (Цупрум) долази од назива грчког острва Кипра, где је бакар миниран средином трећег миленијума пре наше ере. У периодној табели хемијски елемент бакар има 29 атомских (редних) бројева, налази се у 11. групи четвртог периода. Припада пластичним прелазним металима . У свом чистом облику има карактеристичну златно ружичасту боју. Чисти бакар се лако оксидује, па у природним условима на својој површини увек ствара танки оксидни филм, који му даје црвенкаст тон.
Физичка својства
Ово је други метал након сребра по питању електричне проводљивости, што га чини изузетно популарним у савременој електроници. Други драгоцени квалитет је висока топлотна проводљивост, што му омогућава широку употребу у свим врстама измењивача топлоте и у расхладној опреми.
- Тачка топљења 1083 степени.
- Тачка кључања 2567 степени.
- Отпорност на 20 степени је 1, 68 · 10 -3 Охм · м.
- Густина 8, 92 г / цм.
Бити у природи
Налази се у природи у природном облику и у облику једињења.
Највећа лежишта урођеног бакра налазе се у Сједињеним Америчким Државама у региону Лаке Супериор. Управо у овом крају пронађена је највећа бакрена кашика тежине 3.560 килограма. А такође, много домаћег бакра има у рудним планинама Немачке.
У Русији и бившем Совјетском Савезу бакар се вади екстракцијом из сулфидне руде . Може се добити екстракцијом из бакрених пирита или халкопирита ЦуФеС2. Најпознатија лежишта су Удокан у Трансбаикалији и Џезказган у Казахстану.
Бакрени сулфити настају најчешће у такозваним хидротермалним венама средње температуре. Такође се могу формирати у седиментним стијенама у облику бакарних пешчењака и шкриљаца.
У правилу се бакарна руда увек ископава у отвореној јами. Проценат чистог бакра у руди износи од 0, 2 до 1, 0 процената, зависно од лежишта.
Легуре бакра
Они су прве металне легуре, чије је примање човечанство савладало у зору свог развоја. На којој температури се бакар топи, зависи од тога у каквој се легуру налази. Тренутно су најпознатије и најтраженије легуре:
- Месинг . Легура са додатком цинка, чији садржај може достићи и до 40%. Цинк повећава пластичност и чврстоћу метала. Температура на којој се мједење топи је између 880 и 950 степени.
- Бронза Легура са коситром, са додатком неких других компоненти, као што су силицијум, берилијум, олово. Човек је научио да добија бронзу од бакра на самом почетку бронзаног доба. Бронза није изгубила на значају чак ни са наласком гвозденог доба, на пример, већ почетком 20. века, трупови пиштоља прављени су од такозване бронзане бронце. Температура на којој бронза почиње да се топи је 930 - 1140 степени.
Цупроницкел . Осим бакра, садржи 5-30% никла. Никал повећава чврстоћу легуре бакра и повећава његов електрични отпор. Уз то, знатно је повећана отпорност на корозију. Тачка топљења - 1170 степени. По својим спољашњим карактеристикама, Цупроницкел је веома сличан сребру, раније су га називали бели бакар. Али има већу механичку чврстоћу од обичног сребра.- Дурал, или дуралумин. Највећи део легуре је алуминијум 93%, бакар 5%, преостала 2% манган, гвожђе и магнезијум. Назив потиче од имена немачког града Дурен, где је 1906. године та легура високе чврстоће алуминија. Једна од његових карактеристика је чињеница да се његове карактеристике чврстоће временом повећавају. Стога не губи снагу после више година рада, као и други метали. Тренутно је ова легура основа конструкције летелица.
- Накит легура . Легуре бакра са златом. То повећава отпорност племенитог метала на механички стрес и абразију.
Топљење бакра код куће
Овај метал има читав низ корисних својстава која га чине изузетно пожељним металом у домаћинству. А релативно ниска температура током таљења и прилична количина бакра, који се могу наћи на најближој депонији, омогућавају да се постави питање како растопити бакар код куће, не као реторички, већ као стварни и практични.
Граф топљења бакра
Таљење било ког метала састоји се у томе што се под утицајем високих температура уништава кристална решетка и метал прелази из чврстог у течно стање. Можете истакнути неке обрасце који су карактеристични за било који метал у процесу топљења :
За време загревања, температура у металу расте, али кристална решетка не подлеже уништавању. Метал задржава чврсто стање.- Када се достигне тачка топљења, за бакар је 1083 степена, температура унутар метала престаје да расте, упркос чињеници да се генерално загревање и пренос топлоте настављају.
- Након што целокупна маса метала пређе у растопљено стање, температура унутар метала поново почиње нагло да расте.
У случају процеса хлађења растаљеног метала, догађа се иста ствар, али обрнутим редоследом. Прво долази до наглог пада температуре унутар метала, а затим при вредности од 1080 степени пад температуре престаје док цела маса метала не пређе у чврсто стање. Након тога температура поново почиње нагло да пада док не достигне температуру околног ваздуха и кристализација не заврши.
Тачка кључања
Бакар почиње активно да емитује угљен у облику гасних мехурића на температури од 2560 степени. Споља је веома сличан кључалој води. У ствари, ово је процес активне оксидације бакра, услед чега метал губи скоро сва своја јединствена својства. Делови одливени од кључајућег бакра имају велику количину пора у својој структури, што ће умањити механичку чврстоћу материјала и погоршати његова декоративна својства. Због тога је у поступку топљења потребно пажљиво надгледати температуру и спречити врење бакра.
Методе топљења
Отпад бакра може се поново мењати код куће на различите начине, у зависности од техничке опреме кућне радионице. У овом случају мора се имати на уму да ће бакар морати да се загрева не до тачке топљења, већ мало више - до око 1100-1200 степени.
Следећи уређаји су погодни за ове сврхе:
Муффле пећ . Најрационалније решење проблема таљења бакра, јер таква пећ омогућава подешавање температуре током поступка топљења, што је врло згодно. Такве лабораторијске пећи су опремљене посебним прозором направљеним од стакла отпорног на топлоту, што омогућава сталну визуелну контролу целог процеса.- Плински пламеник . Ручни гасни горионик постављен је испод дна резервоара ватросталног материјала, који ће директно садржавати бакарни остатак. Ова метода претпоставља присуство блиског контакта растаљене масе метала са ваздухом, што ће повећати оксидацију растаљеног метала. Да би се некако одупрли томе, на топљени слој сипа се слој дрвеног угља.
- Бловторцх . Метода се практично не разликује од топљења са гасним гориоником. Али у овом случају је немогуће постићи релативно високе температуре, па је погодно за поновно левање бакарних легура које имају нижу тачку топљења од чистог бакра.
- Ковачница . Ватростални лончић са брушеним металом поставља се на вруће дрвене угљеве посебне ватре. Да би се убрзао процес топљења, користи се обични кућни усисивач, који се укључује у режиму пухања. Цев усисавача треба да буде малог пречника и да има метални врх, у супротном ће се растопити. Ова метода је погодна за оне који се баве топљењем бакра код куће редовно и бави се великим количинама изворног материјала који морају бити жарени.
- Микроталасна рерна . Снажна микроталасна кућанство са малим изменама дизајна лако може истопити прилично велике количине бакра. Да бисте то учинили, уклоните ротирајућу плочу из микроталасне пећнице и уместо ње поставите лонац одговарајуће величине, који мора бити направљен од ватросталног материјала, на пример, ватрогасне опеке.
Корак по корак упутства
Процес топљења било ког метала одвија се у фазама и следи одређени алгоритам, који је исти и за индустријску и занатску производњу. За оне који су збуњени питањем топљења бакра код куће, детаљна упутства ће изгледати овако:
Потребно је узети ватростални лончић. Метал у дробљеном стању сипа се у лончић. Након тога, лончић се ставља у претходно загрејану муффле пећ. Помоћу посебног прозора посматрајте процес топљења.- Након што се целокупна запремина бакреног остатка потпуно растопи, лончић се уклања из пећи помоћу посебних дугачких шипки.
- Филм његовог оксида формира се на површини растаљеног метала. Овај филм мора бити пажљиво премештен на једну страну зида лончића. У те сврхе користите посебну куку направљену од ватросталног метала.
- Након што се метал ослободи од оксидног филма, потребно га је веома брзо сипати у унапред припремљене облике.
Практичне препоруке
Тачка топљења бакра код куће зависи од легура које садржи.
Технички чисти бакар садржи жице и каблове, као и намотаје трансформатора, електромотора и генератора. Треба имати на уму да се хемијски чисти бакар налази само у приборима за јело и у осталим кухињским прибором. У свим осталим случајевима садржи одређене штетне компоненте.
У свом чистом облику има повећану вискозност у растопљеном стању, па је из њега тешко изливати производе сложене конфигурације и мале величине. Много је лакше користити месинг у те сврхе.
У легурама бронзе направљеним почетком и средином прошлог века, арсен и антимони су коришћени као компоненте. Због тога треба избегавати топљење такозване древне бронце јер пара арсена може довести до тровања организма .