Медта е един от седемте най-древни метали, които хората са срещали в най-началния етап от своето съществуване. Периодът от 4-то до 3-то хилядолетие преди Христа се нарича Медната епоха в историята на развитието на човечеството. Древните хора правели от него предмети от бита, инструменти и военно оръжие. Това стана възможно благодарение на сравнително ниската точка на топене на медта.
Kuprum: характеристика на елемента
Научното наименование за мед Cuprum (Cuprum) идва от името на гръцкия остров Кипър, където медът е добиван в средата на третото хилядолетие пр.н.е. В периодичната таблица химическият елемент мед има 29 атомни (порядъчни) числа, е в 11-та група на четвъртия период. Принадлежи към пластмасовите преходни метали . В чистата си форма има характерен златисто розов цвят. Чистата мед е лесна за окисляване, така че при естествени условия винаги образува тънък оксиден филм на повърхността си, което й придава червеникав оттенък.
Физични свойства
Това е вторият метал след сребро по отношение на електрическата проводимост, което го прави изключително популярен в съвременната електроника. Второто ценно качество е високата топлопроводимост, което позволява да се използва широко във всички видове топлообменници и в хладилно оборудване.
- Точка на топене 1083 градуса.
- Точка на кипене 2567 градуса.
- Съпротивлението при 20 градуса е 1, 68 · 10 -3 Ohm · m.
- Плътност 8, 92 g / cm.
Да си в природата
Той се намира в природата в местна форма и под формата на съединения.
Най-големите находища на родна мед са в Съединените щати в района на езерото Superior. Именно в този район е открита най-голямата медна самородка с тегло 3, 560 килограма. И също така много местна мед се намира в рудните планини на Германия.
В Русия и бившия Съветски съюз медта се добива чрез извличане от сулфидна руда . Може да се получи чрез извличане от медни пирити или халкопирит CuFeS2. Най-известните находища са Удокан в Трансбайкалия и Джезказган в Казахстан.
Медните сулфити най-често се образуват в така наречените хидротермални вени със средна температура. Те могат да се образуват и в утаени скали под формата на медни пясъчници и шисти.
По правило медната руда винаги се добива открита яма. Процентът чиста мед в рудата е от 0, 2 до 1, 0 процента в зависимост от находището.
Медни сплави
Те са първите метални сплави, получаването на които човечеството е усвоило още в зората на своето развитие. При каква температура медът се топи, зависи в каква сплав е. В момента най-известните и търсени сплави са:
- Месинг . Сплав с добавка на цинк, чието съдържание може да достигне до 40%. Цинкът увеличава пластичността и здравината на метала. Температурата, при която месингът се топи, е между 880 и 950 градуса.
- Бронз. Сплав с калай, с добавяне на някои други компоненти, като силиций, берилий, олово. Човек се научил да добива бронз от мед в самото начало на бронзовата епоха. Бронзът не е изгубил своята актуалност дори с настъпването на желязната епоха, например, още в началото на 20-ти век, стволовете на пистолета са били изработени от така наречения пистолет бронз. Температурата, при която бронзът започва да се топи, е 930 - 1140 градуса.
Cupronickel . Освен мед съдържа 5-30% никел. Никелът повишава здравината на медната сплав и увеличава нейното електрическо съпротивление. В допълнение, устойчивостта на корозия е значително повишена. Точка на топене - 1170 градуса. По външните си характеристики Cupronickel е много подобен на среброто, по-рано се е наричал бяла мед. Но има по-висока механична якост от обикновеното сребро.- Dural, или duralumin. Основната част от сплавта е алуминий 93%, медта представлява 5%, останалите 2% са манган, желязо и магнезий. Името идва от името на германския град Дюрен, където през 1906 г. за първи път е получена тази високоякостна алуминиева сплав. Една от характеристиките му е фактът, че силните му характеристики имат тенденция да се увеличават с течение на времето. Следователно, той не губи силата си след няколко години експлоатация, подобно на други метали. В момента тази сплав е в основата на самолетостроенето.
- Сплави за бижута . Медни сплави със злато. Това увеличава устойчивостта на благородния метал към механични натоварвания и абразия.
Топене на мед у дома
Този метал има цяла гама от полезни свойства, които го правят изключително желан метал в домакинството. А сравнително ниската температура по време на топенето и доста голямо количество меден скрап, които могат да бъдат намерени на най-близкото депо, дават възможност да се зададе въпросът как да се стопи мед в домашни условия, не толкова риторично, а съвсем реално и практично.
Графика на топене на мед
Топенето на всеки метал се състои в това, че под въздействието на високи температури кристалната решетка се разрушава и металът преминава от твърдо в течно състояние. Можете да подчертаете някои модели, характерни за всеки метал в процеса на топене :
По време на нагряването температурата вътре в метала се повишава, но кристалната решетка не се подлага на унищожаване. Металът запазва твърдото си състояние.- Когато се достигне точката на топене, за медта е 1083 градуса, температурата вътре в метала престава да се повишава, въпреки факта, че общото нагряване и пренос на топлина продължават.
- След като цялата маса метал премине в разтопено състояние, температурата вътре в метала отново започва рязко да се повишава.
В случай на охлаждане на разтопен метал се случва същото, но в обратен ред. Първо се наблюдава рязко понижение на температурата вътре в метала, след това при стойност от 1080 градуса спадът на температурата спира, докато цялата маса на метала премине в твърдо състояние. След това температурата започва рязко да пада, докато достигне температурата на околния въздух и кристализацията не приключи.
Точка на кипене
Медта започва активно да отделя въглерод под формата на газови мехурчета при температура 2560 градуса. Външно много прилича на вряла вода. Всъщност това е процес на активно окисляване на медта, в резултат на което металът губи почти всички свои уникални свойства. Частите, отляти от вряла мед, имат голям брой пори в структурата си, което ще намали механичната здравина на материала и ще влоши декоративните му свойства. Ето защо в процеса на топене е необходимо внимателно да се следи температурата и да се предотврати кипене на мед.
Методи на топене
Медният скрап може да се разтопи в домашни условия по различни начини, в зависимост от техническото оборудване на домашния цех. В този случай трябва да се има предвид, че медта ще трябва да се нагрява не до точката на топене, а малко по-високо - до около 1100–1200 градуса.
Следните устройства са подходящи за тези цели:
Муфелна пещ . Най-рационалното решение на проблема с топенето на мед, тъй като такава пещ ви позволява да регулирате температурата по време на процеса на топене, което е много удобно. Такива лабораторни пещи са оборудвани със специален прозорец, изработен от термоустойчиво стъкло, което позволява постоянен визуален контрол на целия процес.- Газова горелка . Под дъното на резервоара от огнеупорен материал се поставя ръчна газова горелка, която директно ще съдържа меден скрап. Този метод предполага наличието на близък контакт на разтопената маса на метала с въздуха, което ще засили окисляването на разтопения метал. За да се устои по някакъв начин на това, върху разтопената маса се изсипва слой въглен.
- Blowtorch . Методът практически не се различава от топенето с газова горелка. Но в този случай е невъзможно да се постигнат сравнително високи температури, затова е подходящо за топене на медни сплави, които имат по-ниска точка на топене от чистата мед.
- Ковашка ковашка . Огнеупорен тигел със смлян метал се поставя върху горещите въглища на специален огън. За ускоряване на процеса на топене се използва обикновена прахосмукачка за бита, която се включва в режим на издухване. Тръбата на прахосмукачката трябва да е с малък диаметър и да има метален връх, в противен случай ще се стопи. Този метод е подходящ за онези, които се занимават с топенето на мед у дома редовно и се занимават с големи обеми изходен материал, които трябва да бъдат подпалени.
- Микровълнова фурна . Една мощна домакинска микровълнова фурна с малки промени в дизайна лесно може да стопи доста големи обеми меден скрап. За да направите това, извадете въртящата се плоча от микровълновата и вместо това поставете тигела с подходящ размер, който трябва да бъде направен от огнеупорен материал, например, тухла с огън.
Стъпка по стъпка инструкции
Процесът на топене на всеки метал протича на етапи и следва определен алгоритъм, който е еднакъв както за промишленото производство, така и за занаятчийското производство. За тези, които са озадачени от въпроса за топенето на мед у дома, стъпка по стъпка инструкция ще изглежда така:
Необходимо е да вземете огнеупорен тигел. Металът в смачкано състояние се излива в тигела. След това тигелът се поставя в предварително загрята муфелна пещ. С помощта на специален прозорец наблюдавайте процеса на топене.- След като целият обем меден скрап се разтопи напълно, тигелът се отстранява от пещта с помощта на специални дълги щипки.
- На повърхността на разтопения метал се образува филм от неговия оксид. Този филм трябва внимателно да се премести в едната страна на тигела. За тези цели използвайте специална кука, изработена от огнеупорен метал.
- След освобождаването на метала от оксидния филм е необходимо много бързо да се излее в предварително приготвени форми.
Практически препоръки
Точката на топене на мед у дома зависи от това коя сплав съдържа.
Техническата чиста мед се съдържа в проводници и кабели, както и в намотките на трансформатори, електродвигатели и генератори. Трябва да се има предвид, че химически чистата мед се намира само в прибори за хранене и в други кухненски прибори. Във всички останали случаи той съдържа определени вредни компоненти.
В чистата си форма той има повишен вискозитет в разтопено състояние, така че е много трудно да се отливат продукти от него със сложна конфигурация и малки размери. Много по-лесно е да използвате месинг за тези цели.
В бронзовите сплави, произведени в началото и средата на миналия век, арсен и сурма са били използвани като компоненти. Следователно трябва да се избягва топенето на така наречения древен бронз, тъй като арсеновите пари могат да доведат до отравяне на тялото .