Медные сплавы

Невозможно представить процесс современного строительства без применения металлоконструкций из меди. Мало кто из строителей задумывается об ином использовании медных сплавов.

Изотопы

В природе встречаются два изотопа меди: медь-63 и медь-65. Изотопами являются два или более вида элемента. Они различаются массовым номером, указанным справа от названия элемента. Массовый номер обозначает количество протонов и нейтронов в ядре атома элемента. Элемент определяется количеством протонов, а количество нейтронов в атомах у любых элементов может варьироваться. Каждая такая вариация и есть изотоп.

Известны также девять радиоактивных изотопов меди, при которых применяются расточные работы. Радиоактивный изотоп — тот, который, распадаясь, испускает какую-либо форму радиации. Радиоактивные изотопы образуются при бомбардировке атомов очень малыми частицами. Эти частицы удерживаются в атомах, делая их радиоактивными.

Два радиоактивных изотопа меди применяют в медицине. Один из них, медь-64, используют для изучения функции мозга и выявления болезни Вильсона. Эта болезнь заключается в том, что организм не способен выводить медь из тела. Второй изотоп, медь-67, используется при лечении рака.

Изготовление фланцев включает в себя этап, в котором изотопные атомы находят пораженные клетки и распадаются там, испуская дозу радиации, убивающей раковые клетки. Цвет Важным физическим свойством меди как элемента является ее красно-коричневый цвет. А важным химическим свойством — взаимодействие с кислородом. В итоге она меняет цвет на зеленый. Изменение цвета — результат соединения меди с водой и диоксидом углерода во влажной атмосфере. Продукт этой реакции — гидратированный карбонат меди.

Вероятно, самый яркий и знаменитый пример этого явления — Статуя Свободы на острове Эллис рядом с Нью-Йорком. Статуя, или Леди Свобода, как ее часто называют, была подарком Франции Соединенным Штатам Америки. Торжественное открытие статуи состоялось 28 октября 1886 г. Она — символ политической свободы и демократии. Статуя Свободы покрыта медными листами. Когда она была новой, то была цвета меди. Через какое-то время листы стали медленно приобретать зеленый цвет. В канун столетнего юбилея, 4 июля 1986 г., статую основательно почистили. Однако цвет так и остался зеленым. Придется хорошенько потрудиться, чтобы вернуть Леди изначальный медный цвет!

Получение

Процесс выделения меди из руды включает несколько этапов.

Во-первых, фрезерные работы. Затем измельченные кусочки перемешивают с водой, образуется суспензия — смесь, похожая на суп, из дробленой руды и воды. Для того чтобы измельчить руду в однородный мелкий порошок, суспензию помещают в громадные вращающиеся баки со стальными шарами. После этого через суспензию пропускают потоки воздуха. Загрязненная медь выходит на поверхность смеси, а ненужные частицы оседают на дно.

Медную смесь снимают с поверхности суспензии и растворяют в серной кислоте (H2SO4). К смеси меди с серной кислотой добавляют железные бруски. Так как железо — более активный металл, чем медь, он вытесняет медь из раствора с серной кислотой.

Медь осаждается на поверхности железных брусков, откуда ее легко снять. Однако медь все еще недостаточно чистая для большинства целей.

Наиболее распространенный метод ее очистки основан на электролизе — процессе, в котором под действием электрического тока происходит химическое изменение, обычно разложение какого-либо вещества. Медь еще раз растворяют в серной кислоте и проводят через раствор электрический ток. Чистая металлическая медь осаждается на одном из металлических электродов.

Повторяя этот процесс, можно добиться 99,9-процентной чистоты меди. Для выделения меди из руды используют и другие методы. Выбор метода зависит от руды. Красно-коричневый цвет часто связывают с присутствием меди.

Использование

Электрические провода — самое важное применение металлической меди. Практически в каждом электрическом приборе провода сделаны из меди, потому что она обладает хорошей проводимостью и недорога. В число этих приборов входят электрические часы, печи, портативные CD-плееры и провода, по которым течет ток.

В большом небоскребе обычно километры медных проводов, обеспечивающих все электрические нужды. Старые телефонные линии представляют собой толстые связки медных проводов. А компьютеры зависят от печатных плат с впечатанными мельчайшими медными разводками. Медные сплавы, такие как бронза или латунь, находят свое применение в строительстве.

Они встречаются в крышах, системах обогрева и канализации, а также и в самом каркасе здания. Для различных целей был разработан целый ряд сплавов. К примеру, пушечная бронза — сплав для изготовления огнестрельного оружия. Он содержит около 90 процентов меди и 10 процентов олова.

Из меди и никеля состоит устойчивый к коррозии (ржавлению) монель.

Металл, из которого чеканят монеты в США, тоже является медным сплавом.

Ссылка на основную публикацию