銅是人類最早發(fā)現(xiàn)的古老金屬之一，早在三千多年前人類就開始使用銅。自然界中的銅分為自然銅、氧化銅礦和硫化銅礦。自然銅及氧化銅的儲量少，現(xiàn)在世界上80%以上的銅是從硫化銅礦精煉出來的，這種礦石含銅量極低，一般在2-3%左右。金屬銅，元素符號CU，原子量63.54,比重8.92，熔點1083Co。純銅呈淺玫瑰色或淡紅色，打磨光亮后會呈現(xiàn)出明亮的金屬光澤，銅不具有磁性，其強度、硬度中等，抗磨蝕性極佳。銅具有許多可貴的物理化學特性，例如其熱導率都很高，化學穩(wěn)定性強，抗張強度大，易熔接，且抗蝕性、可塑性、延展性。純銅可拉成很細的銅絲，制成很薄的銅箔。能與鋅、錫、鉛、錳、鈷、鎳、鋁、鐵等金屬形成合金，形成的合金主要分成三類：黃銅是銅鋅合金，青銅是銅錫合金，白銅是銅鈷鎳合金。 銅的性質包括銅的物理性質和銅的化學性質。
一、銅的化學性質
銅原子容易失去一個電子形成亞銅離子(Cu+)或失去兩個電子形成銅離子(Cu2+)，故銅形成化合物是以呈現(xiàn)一價或二價的氧化狀態(tài)進行，但由正二價氧化狀態(tài)形成的化合物比由正一價氧化狀態(tài)形成的化合物穩(wěn)定。
銅原子的晶體結構為面心立方(FCC)，每一個銅原子周圍都有12個想鄰的銅原子以等距離周期性地圍繞，這種結晶構造是自然界結晶構造中對稱性最高的一種。一個銅原子的實際直徑為2.5A，即2.5乘以10的-10次方m。
銅是不太活潑的重金屬元素。在常溫下不與干燥空氣中的氧反應。但加熱時能與氧化合成黑色的氧化銅CuO；繼續(xù)在很高的溫度下燃燒就紅色的氧化亞銅Cu2O，Cu2O有毒，廣泛應用于船底漆，防止寄生的動植物在船底生長。在潮濕的空氣里，銅的表面慢慢生成一層綠色的銅銹，其成分主要是堿式碳酸銅；在電位順序中，銅在氫之后，所以銅不能與稀鹽酸或稀硫酸作用放出氫氣。但在空氣中銅可以緩慢溶解于稀酸中生成銅鹽；銅容易被硝酸或熱濃硫酸等氧化性酸氧化而溶解： 常溫下銅就能與鹵素直接化合，加熱時銅能與硫直接化合生成CuS。此外，銅還能與三氯化鐵作用。在無線電工業(yè)上，常利用FeCl3溶液來刻蝕銅，以制造印刷線路。
二、銅的物理性質包括導電性、導熱性以及耐蝕性
1、銅的導電性
銅最重要的特性之一便是其具有極佳的導電性，其電導率為58m/(Ω。mm的平方)。這一特性使得銅大量應用于電子、電氣、電信和電子行業(yè)。銅的這種高導電性與取原子結構有關：當多個單獨存在的銅原子結合成銅塊時，其價電子將不再局限于銅原子之中，因而可以在全部的固態(tài)銅中自由移動，其導電性僅次于銀。銅的導電性國際標準為：一長1m重1g的銅在20℃時的導電量公認為100%�，F(xiàn)在的銅煉技術已經(jīng)可以生產(chǎn)出同品級銅的導電量比這個國際標準高出4%~5%。
2、銅的導熱性
固體銅中喊有自由電子所產(chǎn)生的另一重要效應就是其擁有極高的導熱性，其熱導性為386W/(m.k)，導熱性僅次于銀。加之銅比金、銀儲量更豐富，價格更便宜，因此被制成電線電纜、接插件端子、匯流[排、引線框架等各種產(chǎn)品，廣泛用于電子電氣、電訊和電子行業(yè)。銅還有各種換熱設備如熱交換器、冷凝器、散熱器的關鍵材料，被廣泛應用于電站輔機、空調(diào)、制冷、汽車水箱、太陽能集熱器柵板、海水淡化以及醫(yī)藥、化工、冶金等各種換熱場合。
3、銅的耐蝕性
銅具有良好的耐蝕性能，優(yōu)于普通鋼材，在堿性氣氛中優(yōu)于鋁。銅的電位序中是+0.34V，比氫高，是以電位較正的金屬。銅在淡水中的腐蝕速度也很低(約0.05mm/a)。并且銅管用于運送自來水時，管壁不沉積礦物質，這點是鐵制水管所遠不能及的。正因為這一特性，高級衛(wèi)浴給水裝置中大量使用銅制水管、龍頭及有關設備。銅極耐大氣腐蝕，其在表面可形成一層主要有堿式硫酸銅組成的保護薄膜，即銅綠，其化學成分為CuS04*Cu(OH)2及CuSO4*3Cu(OH)2。因此銅材被用于建筑屋屋面板、雨水管、上下管道、管件;化工和醫(yī)藥容器、反應釜、紙漿濾網(wǎng);艦船設備、螺旋槳、生活和消防管網(wǎng);沖制種類硬幣(耐腐蝕性)、裝飾、獎牌、獎杯、雕塑和工藝品(耐蝕性色澤典雅)等。 [1] [2] 下一頁 |
