Медь – ее свойства и области использования в художественных целях

Химические свойства меди.

Медь - малоактивный металл, который не взаимодействует с водой, ра-створами щелочей, соляной и разбавленной серной кислотой. Однако, медь

растворяется в сильных окислителях (например, азотной и концентрирован-ной серной кислотах). Медь обладает достаточно высокой стойкостью к кор-розии. На воздухе медь постепенно тускнеет, быстро покрывается оксидной плёнкой, которая придаёт ей характерный интенсивный желтовато-красный оттенок окиси красного цвета (Cu₂O), который затем под действием сернис-тых, хлористых и углекислых соединений темнеет и может, наконец, превра-титься в патину зеленого цвета (рис. 2). Патину можно увидеть на шпилях церквей, на памятниках: из-за обилия частиц различной грязи патина обычно бывает темно-коричневого цвета.

Замечание.

Патина - плёнка или налёт, например, на меди и её сплавах. Различают два ее вида: искусственную и естественную.

Естественная патина - это оксидно-карбонатная плёнка, образующаяся на поверхности декоративных (от памятников до монет) или технических изделий (разъёмы, контакты) под воздействием окружающей среды (рис. 2).

Искусственная патина - налёт, образующийся на поверхности памятников или декоративных изделий вследствие нанесения специальных веществ (специальных составов, обычно содержащих некоторые кислоты и окислители).

Рис. 2. Бронзовая монета с патиной (I век до н.э.).

Основные физические и свойства.

Медь - золотисто-розовый пластичный металл. Наряду с осмием, цези-ем и золотом, медь - один из четырёх металлов, имеющих явную цветовую окраску, отличную от серой или серебристой у прочих металлов. Кристаллы меди образуют кубическую гранецентрированную решётку (рис. 3).

Рис. 3. Кристаллическая решетка меди.

Ниже приведены некоторые физические свойства меди:

Атомная масса - 63;

Плотность при 20°С, г/см³ - 8, 96;

Температура, плавления °С: - 1083;

Температура кипения, °С: - 2600;

Удельная теплоёмкость, ккал/г - 0,092;

Теплопроводность кал/ (см ^. сек ^. град) - 0,941;

Удельное электросопротивление, Ом ^. мм² /м - 0,0178

Отметим, что медь обладает высокой теплопроводностью и электро-проводностью - второе место по электропроводности после серебра.

Медь относится к малоактивным металлам. Стандартный электродный потенциал меди равен +0,34 В, что определяет ее место в ряду стандартных электродных потенциалов: оно находится правее водорода.

Основные механические свойства.

Медь относится к пластичным металлам со сравнительно невысоким уровнем механических свойств. Ниже приведены некоторые механические свойства меди.

Предел прочности деформированной меди, МПа : - 400 - 500 Предел прочности отожжённой меди, МПа: - 200 - 240

Предел текучести меди, МПа , при температуре, °С: 20°С - 70

200°С - 50

400°С - 14

Относительное удлинение деформированной меди, % : - 4 - 6 Относительное удлинение отожжённой меди, %: - 40 - 50

Предел упругости деформированной меди, МПа: - 300

Предел упругости отожжённой меди, МПа: - 70

Модуль упругости, МПа: - 132000 Модуль сдвига, МПа: - 42400

Предел усталости меди при переменно-изгибающих напряжениях на базе 108 циклов, МПа :

деформированной - 110

отожжённой - 67

Твёрдость меди НВ:

деформированной - 90 - 120

отожжённой - 35 - 40

При отрицательных температурах медь имеет более высокие прочност-ные свойства и более высокую пластичность, чем при температуре 20°С. Признаков холодноломкости техническая медь не имеет. С понижением тем-пературы увеличивается предел текучести меди и резко возрастает сопротив-ление пластической деформации.

Технологические свойства.

Медь мягкий и вязкий металл, он легко обрабатывается давлением и в частности, волочением. Из меди легко можно штамповать, дифовать (допус-кает выколотку высокого рельефа) и чеканить. Медь хорошо прокатывается – из нее изготавливают тончайшие листы и ленты (фольгу), толщина которой может быть не более 0,05 мм. Также получают различные трубки, прутки и проволоку с минимальным диаметром 0,02 мм. Медь хорошо шлифуется и полируется, но быстро теряет блеск; ее затруднительно точить, сверлить, фрезеровать, так как у нее большая вязкость, поэтому обработка чистой меди на режущих станках затруднительна. Медь хорошо сваривается, паяется оло-вом и твердым припоем.

Температура литья меди 1150 - 1230 °С. Линейная усадка при литье в кокиль 2,1 %, жидкотекучесть (при литье в песок) 35 см. Медь высокопластична в отожженном состоянии, при обработке давлением выдерживает без промежуточных отжигов обжатие до 85 - 95%. Вакуумная плавка улучшает пластичность меди. Температура прессования 800 - 950 °С, температура горячей прокатки 820 - 860 °С. Температура полного отжига 500 - 700 °С, а отжига для уменьшения остаточных напряжений 180 - 230 °С.

Маркировка меди.

Марки меди в общем случае обозначают буквой "М", далее идут циф-ры, характеризующие степень чистоты и буква, показывающая степень очи-стки:

• к - катодная;
• р - рафинированная и раскисленная;
• ф - раскисленная фосфором;
• б - безкислородная медь.

В зависимости от чистоты (ГОСТ 859-41) предусмотрено пять марок меди: М0, M1, М2, М3, М4. В наиболее чистой меди (марки М0) общее ко-личество примеси не должно превышать 0,05%, в меди марки М1 – 0,1%, в меди марки М2 – 0,3%. Наибольшее количество примесей (до 1%) допуска-ется в меди марки М4.

Меди марки М0 предназначаются для изготовления проводников тока, М3 - для литья, а медь марки М4 - для изготовления неответственных дета-лей и паяния.

Дата добавления: 2014-05-02; просмотров: 487; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!