الخصائص والتاريخ واستخدامات النحاس الأصفر

النحاس عبارة عن سبيكة ثنائية مكونة من النحاس والزنك التي تم إنتاجها لآلاف السنين ويتم تقييمها من حيث قابليتها للصلابة ومقاومتها للتآكل ومظهرها الجذاب.

خصائص

• سبائك نوع: ثنائي
• المحتوى: النحاس والزنك
• الكثافة: 8. 3-8. 7 g / سم ³
• ميلتينغ بوينت: 1652-1724 ° F (900-940 ° C)
• مو صلابة: 3-4

الخصائص

الخصائص الدقيقة لمختلف النحاس تعتمد على تكوين سبائك النحاس، وخاصة نسبة النحاس والزنك.

بشكل عام، ومع ذلك، يتم تقدير جميع النحاس الأصفر ل ماشينابيليتي أو السهولة التي المعادن يمكن تشكيلها في الأشكال المطلوبة وأشكال مع الحفاظ على قوة عالية.

في حين أن هناك اختلافات بين النحاس مع محتويات الزنك عالية ومنخفضة، وتعتبر جميع النحاس الأصفر طيع والدكتايل (منخفضة الزنك النحاس أكثر من ذلك). نظرا لانخفاض درجة انصهارها، ويمكن أيضا أن يلقي النحاس بسهولة نسبيا. ومع ذلك، من أجل صب التطبيقات، وعادة ما يفضل محتوى الزنك عالية.

النحاس مع انخفاض محتوى الزنك يمكن أن تكون البرد بسهولة عملت، ملحومة ومصنوعة من النحاس. كما يسمح المحتوى العالي من النحاس للمعدن بتشكيل طبقة واقية من الأوكسيد (الباتينا) على سطحه مما يحمي من مزيد من التآكل، وهو خاصية قيمة في التطبيقات التي تعرض المعادن للرطوبة والعوامل الجوية.

المعدن لديه كل من الحرارة الجيدة والتوصيل الكهربائي (يمكن أن يكون التوصيل الكهربائي من 23٪ إلى 44٪ من النحاس النقي)، وأنه يرتدي وشرارة مقاومة.

مثل النحاس، خصائصه البكتيرية أدت إلى استخدامه في تركيبات الحمام ومرافق الرعاية الصحية.

يعتبر النحاس سبائك منخفضة الاحتكاك وغير المغناطيسية، في حين أن خصائصه الصوتية أدت إلى استخدامه في العديد من "الفرقة النحاسية" الآلات الموسيقية.

الفنانين والمهندسين المعماريين يقدرون الخصائص الجمالية للمعدن، حيث يمكن إنتاجها بمجموعة من الألوان، من اللون الأحمر الداكن إلى الأصفر الذهبي.

التاريخ

أنتجت سبائك النحاس والزنك في أوائل القرن الخامس قبل الميلاد في الصين وكانت تستخدم على نطاق واسع في آسيا الوسطى بحلول القرن الثاني والثالث قبل الميلاد.

هذه القطع المعدنية الزخرفية، ومع ذلك، يمكن أن يشار إليها على أنها "سبائك طبيعية"، حيث لا يوجد دليل على أن منتجيها واعية سبائك النحاس والزنك. وبدلا من ذلك، فمن المرجح أن الصهر تم صهره من خامات النحاس الغنية بالزنك، وإنتاج المعادن الخام مثل النحاس.

تشير الوثائق اليونانية والرومانية إلى أن الإنتاج المتعمد للسبائك المشابهة للنحاس الحديث، باستخدام النحاس وخام أكسيد الزنك الغني المعروف باسم كالامين، وقع في حوالي القرن الأول قبل الميلاد.

تم إنتاج النحاس كالامين باستخدام عملية التسميد، حيث تم ذوبان النحاس في بوتقة مع سميثسونيت الأرض (أو كالامين) خام.في درجات الحرارة العالية، والزنك الحاضر في هذا خام يتحول إلى بخار ويتخلل النحاس، وبالتالي إنتاج النحاس النقي نسبيا مع 17-30٪ محتوى الزنك. وقد استخدمت هذه الطريقة من إنتاج النحاس الأصفر منذ ما يقرب من 2000 سنة حتى أوائل القرن 19th.

بعد فترة طويلة من اكتشاف الرومان كيفية إنتاج النحاس، كانت السبائك تستخدم للعملات المعدنية في مناطق تركيا الحديثة. وسرعان ما انتشرت في جميع أنحاء الإمبراطورية الرومانية.

اقرأ المزيد عن تاريخ النحاس.

أنواع

"النحاس" هو مصطلح عام يشير إلى مجموعة واسعة من سبائك النحاس والزنك. في الواقع، هناك أكثر من 60 أنواع مختلفة من النحاس المحدد من قبل المعايير الأوروبية (المعايير الأوروبية). هذه السبائك يمكن أن يكون لها مجموعة واسعة من التركيبات المختلفة اعتمادا على الخصائص المطلوبة لتطبيق معين.

لمزيد من المعلومات حول أنواع النحاس المختلفة، ألق نظرة على هذه المقالة.

الإنتاج

غالبا ما يتم إنتاج النحاس من خردة النحاس و سبائك الزنك. يتم اختيار النحاس الخردة على أساس الشوائب، كما هو مطلوب بعض العناصر الإضافية من أجل إنتاج الصف الدقيق من النحاس المطلوبة.

لأن الزنك يبدأ في الغليان والتبخير عند 1665 درجة فهرنهايت (907 درجة مئوية)، تحت درجة انصهار النحاس 1981 درجة فهرنهايت (1083 درجة مئوية)، يجب أن يتم ذوبان النحاس أولا. وبمجرد ذوبان، يضاف الزنك في نسبة مناسبة لدرجة إنتاج النحاس الأصفر.

في حين أن بعض البدلات لا تزال مصنوعة لفقدان الزنك لتبخر.

عند هذه النقطة، يتم إضافة أي معادن إضافية أخرى، مثل الرصاص أو الألومنيوم أو السيليكون أو الزرنيخ، إلى الخليط لإنشاء السبائك المطلوبة.

وبمجرد أن تكون سبيكة المنصهر جاهزة، يتم صبها في قوالب حيث تصلب إلى ألواح كبيرة أو قضبان

يمكن تصنيع القضبان - في معظم الأحيان من النحاس ألفا بيتا - مباشرة في الأسلاك والأنابيب والأنابيب عبر البثق الساخن ، الذي ينطوي على دفع المعدن الساخن من خلال يموت، أو تزوير الساخنة.

إذا لم يتم قذفها أو تزويرها، يتم إعادة تسخينها وتغذيتها من خلال بكرات فولاذية (وهي عملية تعرف بالتداول الساخن). والنتيجة هي ألواح بسماكة أقل من نصف بوصة (<13 مم).

بعد التبريد، يتم تغذية النحاس من خلال آلة طحن، أو سكالبر، التي تقطع طبقة رقيقة من المعدن لإزالة عيوب صب السطح والأكسيد.

تحت جو غاز لمنع أكسدة، يتم تسخين سبيكة وتدحرجت مرة أخرى، وهي عملية تعرف باسم الصلب، قبل أن يتم تدحرجت مرة أخرى في درجات حرارة أكثر برودة (الباردة المتداول) إلى صفائح من حوالي 0. ​​1 "(2. 5MM)

عملية التشكيل البارد تشوه بنية الحبوب الداخلية للنحاس، مما يؤدي إلى معدن أقوى وأصعب بكثير، ويمكن تكرار هذه الخطوة حتى يتم تحقيق السماكة المطلوبة أو صلابة.

وأخيرا، تم نشر الأوراق

جميع الأوراق، الزهر، ومزورة ومواد النحاس مقذوف يتم إعطاء حمام الكيميائية، وعادة ما تستخدم الهيدروكلوريك وحمض الكبريتيك لإزالة أسود أكسيد النحاس مقياس وتشويه.

تطبيقات > جعلت خصائص النحاس القيمة والسهولة النسبية للإنتاج واحدة من السبائك الأكثر استخداما على نطاق واسع.تجميع قائمة كاملة من جميع تطبيقات النحاس "سيكون مهمة هائلة، ولكن للحصول على فكرة عن الصناعات وأنواع المنتجات التي يتم العثور على النحاس ويمكننا تصنيف وتلخيص بعض الاستخدامات النهائية على أساس درجة من النحاس المستخدم:

المحطات

الحنفيات

• الحقن