Koper met een hoog zuiverheid is een zacht, kneedbaar en ductiel metaal met een zeer hoge thermische en elektrische geleidbaarheid. Een vers blootgesteld oppervlak van puur koper heeft een rood-oranje kleur. Koper wordt gebruikt als een geleider van warmte en elektriciteit, als een bouwmateriaal, en als een bestanddeel van verschillende metalen legeringen, zoals sterling zilver dat wordt gebruikt in sieraden, cupronickel die wordt gebruikt om mariene hardware en munten te maken, en constantan gebruikt in stammeters en thermokoppels voor temperatuurmeting. Koper met een hoog zuiverheid heeft de ultieme sterkte van ongeveer 210 MPa en de opbrengststerkte van 33 MPa, die de bruikbaarheid ervan in industriële toepassingen beperkt. Maar op dezelfde manier kan koper, net als voor andere legeringen, worden versterkt. Het belangrijkste versterkingsmechanisme is legering in op Cu gebaseerde legeringen.
Koperlegering zijn legeringen op basis van koper, waarin de belangrijkste legeringselementen Zn, SN, SI, AL, Ni zijn. Op Cu gebaseerde legeringen vormen voornamelijk substitutionele vaste oplossingen, waarvoor opgeloste of onzuiverheidsatomen de gastheeratomen vervangen of vervangen. Verschillende kenmerken van de opgeloste en oplosmiddelatomen bepalen de mate waarin de eerste oplost in de laatste. Deze worden uitgedrukt als de Hume -Rubory Rules. Er zijn maar liefst 400 verschillende composities van koper en koperlegeringen losjes gegroepeerd in de categorieën: koper, hoge koperen legering, messing, bronzen, koperen stuivers, koper -nickel - zinc (nikkelzilver), koper en speciale legeringen. Bovendien kan een beperkt aantal koperlegeringen worden versterkt door warmtebehandeling.; Bijgevolg moeten koude werking en\/of legering van vaste oplossingen worden gebruikt om deze mechanische eigenschappen te verbeteren.
Eigenschappen van koper
Koper is een zacht, stoer, ductiel en kneedbaar materiaal. Deze eigenschappen maken koper extreem geschikt voor buisvorming, draadtekening, draaiende en diepe tekening. De andere belangrijke eigenschappen die door koper en zijn legeringen worden getoond, zijn onder meer:
Uitstekende thermische geleidbaarheid. Koper heeft een 60% hogere thermische geleidbaarheidsclassificatie dan aluminium, dus het is beter in staat om thermische hotspots in elektrische bedradingssystemen te verminderen. De elektrische en thermische geleidbaarheid van metalen komt voort uit het feit dat hun buitenste elektronen worden gedelocaliseerd.
Uitstekende elektrische geleidbaarheid. De geleidbaarheid van koper is 97% die van zilver. Vanwege de veel lagere kosten en grotere overvloed, is koper van oudsher het standaardmateriaal dat wordt gebruikt voor toepassingen voor elektriciteitstransmissie. Aluminium wordt echter meestal gebruikt in hoogspanningsdrijfleidingen overhead omdat het ongeveer de helft van het gewicht en de lagere kosten heeft van een vergelijkbare koperen kabel van weerstand. Bij een gegeven temperatuur zijn de thermische en elektrische geleidbaarheid van metalen evenredig, maar het verhogen van de temperatuur verhoogt de thermische geleidbaarheid en verlaagt de elektrische geleidbaarheid. Dit gedrag wordt gekwantificeerd in de Wiedemann -Franz -wet.
Goede corrosieweerstand. Koper reageert niet met water, maar het reageert langzaam met atmosferische zuurstof om een laag bruin-zwart koperoxide te vormen dat, in tegenstelling tot de roest die zich op ijzer in vochtige lucht vormt, het onderliggende metaal beschermt tegen verdere corrosie (passivering). Koper nikkellegeringen, aluminium messing en aluminium vertonen superieure weerstand tegen zoutwatercorrosie.
Goede biofoulingweerstand
Goede bewerkbaarheid. Het bewerken van koper is mogelijk, hoewel legeringen de voorkeur hebben voor een goede machinaliteit bij het maken van ingewikkelde onderdelen.
Behoud van mechanische en elektrische eigenschappen bij cryogene temperaturen
Diamagnetisch
Gebruik van koper- en koperenlegeringen
Historisch gezien werd het legeren van koper met een ander metaal, bijvoorbeeld tin om brons te maken, voor het eerst ongeveer 4000 jaar na de ontdekking van koperen smelten geoefend, en ongeveer 2000 jaar nadat "Natural Bronze" algemeen in gebruik was gekomen. Een oude beschaving wordt gedefinieerd als in de bronstijd door brons te produceren door zijn eigen koper te smelten en legering met tin, arseen of andere metalen. De belangrijkste toepassingen van koper zijn elektrische draad (60%), dakbedekking en sanitair (20%) en industriële machines (15%). Koper wordt meestal gebruikt als een puur metaal, maar wanneer een grotere hardheid vereist is, wordt het in legeringen geplaatst als messing en brons (5% van het totale gebruik). Koper- en kopergebaseerde legeringen, waaronder messing (Cu-Zn) en bronzen (Cu-SN) worden veel gebruikt in verschillende industriële en maatschappelijke toepassingen. Enkele van de gemeenschappelijke toepassingen voor koperen legeringen zijn kostuumsieraden, sloten, scharnieren, versnellingen, lagers, munitievormen, automotive radiatoren, muziekinstrumenten, elektronische verpakkingen en munten. Bronze, of bronzenachtige legeringen en mengsels werden gedurende een langere periode gebruikt voor munten. wordt vandaag nog steeds veel gebruikt voor veren, lagers, bussen, pilootlagers van de auto -transmissie en soortgelijke fittingen, en is met name gebruikelijk in de lagers van kleine elektromotoren. Messing en brons zijn gemeenschappelijke engineeringmaterialen in moderne architectuur en voornamelijk gebruikt voor dakbedekking en gevelbekleding vanwege hun visuele uiterlijk.
Elektrolytisch tough pitch (ETP) koper
Elektrolytisch stoere toonhoogte koper, UNS C11 0 0 0, is puur koper (met een maximum van 0,0355% van de onzuiverheden) verfijnd door elektrolytisch verfijningsproces en het is het meest gebruikte kwaliteit van koper over de hele wereld. ETP heeft een minimale geleidbaarheidsbeoordeling van 100% IAC's en moet 99,9% zuiver zijn. Het heeft 0,02% tot 0,04% zuurstofgehalte (typisch). Elektrische bedrading is de belangrijkste markt voor de koperindustrie. Dit omvat structurele stroombedrading, stroomverdelingskabel, apparaatdraad, communicatiekabel, autodraad en kabel en magnetdraad. Ongeveer de helft van alle koper die wordt gedolven, wordt gebruikt voor elektrische draad- en kabelgeleiders. Puur koper heeft de beste elektrische en thermische geleidbaarheid van commercieel metaal. De geleidbaarheid van koper is 97% die van zilver. Vanwege de veel lagere kosten en grotere overvloed, is koper van oudsher het standaardmateriaal dat wordt gebruikt voor toepassingen voor elektriciteitstransmissie.
Messing
Brass is de generieke term voor een reeks koper-zinklegeringen. Brass kan in verschillende verhoudingen worden gelegeerd met zink, wat resulteert in een materiaal met variërende mechanische, corrosie- en thermische eigenschappen. Verhoogde hoeveelheden zink bieden het materiaal met verbeterde sterkte en ductiliteit. Brasses met een kopergehalte groter dan 63% zijn de meest ductiele van elke koperlegering en worden gevormd door complexe koude vorming. Brass heeft een hogere kneedbaarheid dan brons of zink. Het relatief lage smeltpunt van messing en de vloeibaarheid ervan maken het een relatief eenvoudig materiaal om te werpen. Brass kan variëren in oppervlaktekleur van rood tot geel tot goud tot zilver, afhankelijk van het zinkgehalte. Enkele van de gemeenschappelijke toepassingen voor koperen legeringen zijn kostuumsieraden, sloten, scharnieren, versnellingen, lagers, slangkoppelingen, munitievormen, auto -radiatoren, muziekinstrumenten, elektronische verpakkingen en munten. Messing en brons zijn gemeenschappelijke engineeringmaterialen in moderne architectuur en voornamelijk gebruikt voor dakbedekking en gevelbekleding vanwege hun visuele uiterlijk.
UNS C26000 Cartridge Brass Alloy (70\/30) komt bijvoorbeeld uit de Yellow Brass -serie, die de hoogste ductiliteit heeft. Cartridge -koperen zijn meestal koud gevormd en ze kunnen ook gemakkelijk worden bewerkt, wat nodig is bij het maken van cartridge -kisten. Het kan worden gebruikt voor radiatorkernen en tanks, zaklampschalen, lamparmaturen, bevestigingsmiddelen, sloten, scharnieren, munitiecomponenten of sanitaire accessoires.
Bronzen
De bronzen zijn een familie van op koper gebaseerde legeringen die traditioneel worden gelegeerd met tin, maar kunnen verwijzen naar legeringen van koper en andere elementen (bijv. Aluminium, silicium en nikkel). Bronzen zijn enigszins sterker dan de messing, maar ze hebben nog steeds een hoge mate van corrosieweerstand. Over het algemeen worden ze gebruikt wanneer, naast corrosieresistentie, goede trekeigenschappen vereist zijn. Beryllium koper bereikt bijvoorbeeld de grootste sterkte (tot 1.400 MPa) van elke op koper gebaseerde legering.
Historisch gezien werd het legeren van koper met een ander metaal, bijvoorbeeld tin om brons te maken, voor het eerst ongeveer 4000 jaar na de ontdekking van koperen smelten geoefend, en ongeveer 2000 jaar nadat "Natural Bronze" algemeen in gebruik was gekomen. Een oude beschaving wordt gedefinieerd als in de bronstijd door brons te produceren door zijn eigen koper te smelten en legering met tin, arseen of andere metalen. Bronze, of bronzenachtige legeringen en mengsels werden gedurende een langere periode gebruikt voor munten. wordt vandaag nog steeds veel gebruikt voor veren, lagers, bussen, pilootlagers van de auto -transmissie en soortgelijke fittingen, en is met name gebruikelijk in de lagers van kleine elektromotoren. Messing en brons zijn gemeenschappelijke engineeringmaterialen in moderne architectuur en voornamelijk gebruikt voor dakbedekking en gevelbekleding vanwege hun visuele uiterlijk.
