Bakır, atom numarası 29 ve sembolü Cu olan kimyasal bir elementtir. Saf bakır oldukça yumuşak, dövülebilir ve yüzeyinde taze çiğ şeftali tonu vardır. Özellikle yüksek elektrik ve termal iletkenliğe sahip sünek bir metaldir ve bu da ona çeşitli kullanımlar sağlar. 

Aynı zamanda bir yapı malzemesi olarak ve birçok alaşımın bileşiminde kullanılır. Bakır ve alaşımları insan tarafından binlerce yıldır kullanılmaktadır; rüzgar fırınlarındaki en eski bakır eritme izleri, Tepe Sialk arkeolojik alanındaki İran platosunda keşfedilmiştir. Antik Roma'da bakır esas olarak Kıbrıs adasında bulunan madenlerden çıkarılmıştır. Toz formunda, bakır, daha fazla uygulamaya yol açan geliştirilmiş özellikleri nedeniyle daha da ilgi çekicidir. Bu yazıda Bakır'ı, özelliklerini ve çeşitli sektörlerdeki uygulamalarını keşfetmeyi hedefliyoruz.

Giriş

Bakır tozu 80 nanometre gibi çok küçük boyutlardadır. Deformasyon, uygulanan kuvvetin bir fonksiyonu olarak takip edilir. Böyle bir malzeme elde etmek için iki teknik kullanılır: kriyojenik buharlaşma-yoğunlaşma ve ekstrüzyon diferansiyel soğuk ile ultra ince toz üretimi. Elde edilen mekanik özellikler istisnadır: Nanokristalin bakır, geleneksel bakırdan üç kat daha dayanıklıdır, deformasyondan kopmaya sabit bir akışla homojen olarak deforme olur. Böylece araştırmacılar ilk kez neredeyse mükemmel bir elastoplastik davranışı gözlemlemişlerdir. Bu davranış, sıvı akışında tanelerin birbirine göre kayması ile açıklanabilir. Ayrıca, oda sıcaklığında malzemelerin plastik şekillendirilmesi için faydalı çalışmalar mevcuttur.

Tarihçe

Bakır, medeniyetlerin gelişmesinde çok önemli bir rol oynamıştır. Etimolojik olarak bu metal adını Kıbrıs adasından alır. Romalılar "Kıbrıs bronz" olarak tercüme edilebilecek "aes cyprium" adını verdiler. Bakır madenleri Etiyopya'dan Küçük Asya'ya kadar uzanan bir bölgede, özellikle Kıbrıs adasının (Asuriler, Fenikeliler, Mısırlılar, Persler, Yunanlılar ve Romalılar fethetti) olduğu bölgede antik çağlardan beri kullanılır.

Bakır eski çağlardan beri bilinmektedir. İlyada, İncil ve tabii ki Çin veya Farsça parşömenler gibi en eski yazılara göz atıldığında bir çok kanıta ulaşılmaktadır. Tarihsel olarak insan tarafından kullanılan ilk metaldir ve Bronz Çağı adını bu bakır ve kalay alaşımının keşfine borçludur. İlk bakır nesnelerin ortaya çıkış anını kesin olarak belirlemek zordur ve Taş, Bronz ve Demir çağlarına klasik bölünme açıkça sınırlanmamıştır. Birinin düşündüğünün aksine, orijinal olarak kullanılan nispeten saf bir bakırdır. Ancak, Bronz yapmak için ise kalayla karıştırmak gibi düşünceler her zaman mevcuttu.

Bu nedenle klasik yaş bölümünü gözden geçirmeli ve sırayla tanımlamalıyız: Kesme Taş Çağı (Paleolitik), sonra Cilalı Taş Çağı (Neolitik), Bakır Çağı, Bronz Çağı ve son olarak Demir Çağı. Yaklaşık olarak M.Ö. 5000 yıllarında Neolitik çağda kanıtlarına rastlanan bakırdan avlanma araçları ve silahlar, bu metalin doğada var olduğu, yani tüm kombinasyonların saf olarak doğada bulunduğu sonucu çıkarılılyordu.

Irak'ta dokuz binyıldan kalma bakır nesneler keşfedildi. En önemli bakır kaynağı, sülfitler olan ve dünya bakır üretiminin% 80'inden fazlasını oluşturan birincil kükürt cevherleridir. Bu cevherlerden en yaygın olanı kalkopirit, yan yana halde veya katı çözelti durumunda veya hatta Cu2S - FeS2 - FeS, kalkopin Cu2S ve daha az ölçüde bornit Cu5FeS4 içeren sülfürdür.

Bakır Tozunun Özellikleri

Bakır, kırmızımsı bir renk tonuna sahip olan ve yaklaşık 1083 ° C'de eriyen, hava varlığında koyulaşan somon pembe metalik bir malzemedir. Ayrıca, yüksek genleşme katsayısına sahiptir. Bakırın başlıca özellikleri aşağıda ayrıntılı olarak ele alınmıştır:

1. Termal İletkenlik

Bakır, ısıyı en iyi şekilde ileten metaldir, bu özellik bir sıvıyı veya gazı hızlı bir şekilde ısıtmak veya soğutmak için kullanılır: su ısıtıcıları veya kazanlar, radyatörler, enerji santralleri, termik santraller, nükleer santraller için ısıtıcılar (yaklaşık olarak Kurulu 1000 megawatt başına 200 ton bakır alaşımı) da yaygın olarak kullanılmaktadır.

2. Elektriksel İletkenlik

Bakır çok iyi bir elektriksel iletkenliğe sahiptir. Tavlanmış bakırın elektrik iletkenliği 1.724 mikrohm.cm olarak 1913 yılında Uluslararası Elektroteknik Komisyonu tarafından belirlenmiş ve referans alınarak standartlaşmıştır. Bakırın iletkenliği, tanım gereği,% 100 IACS'ye (Uluslararası Tavlı Bakır Standardı) eşittir. Bu noktada sadece gümüş daha iyi bir perfomans gösterir(yaklaşık 106 IACS).

Bakır telin sağlamlığı ve güvenilirliği, tüm elektrik konstrüksiyon ve elektronik bileşenler endüstrisinde bakırın genel kullanımının temel nedenleridir. Örneğin, bir Airbus'un iletken tellerinin% 95'i bakırdan yapılmıştır. Çok yüksek temas güvenilirliği gerekiyorsa örneğin uydularda yüzeyleri kaplamada çok iyi uyum sağlar.

3. İşlenebilirlik ve Yüzey İşlemleri

Bakırın kendi içinde işlenebilirliği iyi değildir. Öte yandan, bazı alaşımları ve özellikle pirinç, özellikle yüksek hızlarda mükemmel işlenebilirlik özelliklerine sahiptir. Bakır ve alaşımları çoğu yüzey işlemine çok iyi uyum sağlarlar.

4. Korozyon Direnci

Bakır borular, kaplar, konteyner bağlantı parçaları çatıları gibi bakır ve alaşımları su veya çok sayıda kimyasal ürüne karşı dayanıklıdır. Debileri bazen saniyede birkaç m3'e ulaşan pompalar ve deniz suyu boruları (açık deniz petrol platformları, gemiler, denizden ve cupro-alüminyum veya cupro-nikeldeki elektrik santralleri) gibi malzemlerde deniz suyuna direnci artırmak için bakırlar, alüminyum veya nikel ile birleştirilir.. Ayrıca, bronzların ve pirinçlerin, yalnızca bakır yüzdesi 70'den fazla olduğunda deniz suyuna daha dayanıklıdır. Pirinçin oksijen içeren ortamlardaki bozulması elektrik akımından dolayı oksijenin metal yüzeyin farklı parçalarına eşit olmayan şekilde erişiminden kaynaklanır. Örneğin kazanlarda korozyon, suda oluşan kostik sodadan kaynaklanır.

Deformasyon nedeniyle, direnci 35-40 kg / mm2'ye artırılır, uzama ve elektrik iletkenliği % 6-8'e düşürülür. Bu edinilmiş mekanik direnç yumuşatmanın başladığı sıcaklık olan yaklaşık 100 ° C'ye kadar muhafaza edilebilir. Düşük sıcaklıklarda uzama dahil mekanik özellikler iyileşir.

5. Dövülebilirlik ve Plastisite

Mekanik özellikleri arasında sünekliği mükemmeldir (Uzama = tavlanmış % 40-45) ve mekanik direnç 20-22 kg / mm2'dir (tavlanmış). Son derece sünek bir metaldir. Bakır ve bakır alaşımları kolayca tabakalara ayrılır, son derece ince tellere gerilebilinir. Sıcak deformasyon için özellikle uygundurlar.

6. Estetik

Takı olarak tasarlanan altın % 15'e kadar bakır içerir. Bakırın doğal rengi somon pembesidir, ancak yüzey oksidasyonu nedeniyle genellikle kırmızı görünür; bu renk, içerdiği çinko yüzdesine bağlı olarak dekorasyonda en çok istenilen renktir. Çatı kaplamada kullanıldığında, bakır önce koyu kahverengi bir renk alır, daha sonra onu herhangi bir oksidasyondan koruyan çok yapışkan bir açık yeşil patine alır.

7. Anti-Manyetizma

Bakır, saat yapımında, elektrik ve elektronik yapılarda ve silahlar gibi birçok alanda uygulamaya sahiptir.

8. Lehimlenebilirlik

Bakır ve alaşımları, hem otojen lehimleme, hem de elektrikli lehimleme ve kalay lehimleme gibi kaynaklamalarda kullanılır.

9. Kimyasal Özellikler

Sitrik asit bakır oksiti çözer, bu nedenle bakır yüzeyleri temizlemek, metali parlatmak ve bakır sitrat oluşturmak için uygulanır. Bakırın sitrik asit ile temizlendikten sonra, kurşun yüzeyleri temizlemek için aynı bez tekrar kullanılırsa, kurşun bakır sitratın dış tabakasında yıkanacak ve kırmızımsı siyah renkte kurşun sitrat olacaktır.

Bakır Oksit özellikleri ve uygulamaları hakkında bilgi almak için blog yazımızı ziyaret edin.

Bakır Tozunun 7 Uygulama Alanı

Bakır dünyanın bir parçasıdır. Bakır, evimizde ve çalıştığımız yerlerde dahası bir çok alanda kendine uygulanma alanı bulmuştur. Örneğin, kendimizi taşımak için kullandığımız araçlarda, sofistike ve zanaatkar cihazlarda, bilgisayarlarda ve endüstrilerde, küçük süslemelerde ve büyük heykellerde. Birkaç uygulamasından bahsedelim:

1. Bakır tozu soğuk döküm için kullanılır, döküm reçine, epoksi, polyester veya poliüretan. Üretilecek parçanın tipine bağlı olarak, reçinede hacimce ortalama% 50 ila% 100 bakır tozu içerir.

2. Bakır Tozu ayrıca bir anti-kirlenme ve zehirli boya kaplama olarak (epoksi reçine ile karıştırılmış) kullanılır.

3. Bakır teller enerji taşıyabilir ve bilgi aktarabilir.

4. İnşaat sektörü, binaların, su ve gaz borularının, termal sistemlerin, çatıların, sundurmaların veya yapısal bir bileşen olarak kablolama için kullanılan bakırın ana malzemelerinden biridir. Modern bir ev, yaklaşık 200 kilo bakır gerektirir. Her geçen gün daha fazla ev, daha fazla elektrikli cihaz, daha fazla konfor, daha fazla telefon ve daha fazla bilgisayar olduğu için bakır, 40 yıl önce kullanılanın neredeyse iki katıdır.

5. Bakır, mükemmel bir enerji iletkeni olduğu için elektrik üretimi ve dağıtımının anahtarıdır. Telekomünikasyonlarda, telefon kablolarının üretiminde en yaygın hammaddedir ve veri iletiminde verimliliği arttırmak için yeni teknolojilerin geliştirilmesi için kullanılmaktadır.

6. Bakırın diğer bazı kullanımları arasında:

• Bilgisayar soğutucuları.
• Su temin boruları, buzdolapları ve iklimlendirme sistemleri.
• Bakır sülfat ile küf çıkarma.
• Mikrodalga mıknatısları.
• Müzik aletleri, özellikle de bronzdan yapılmış aletler.
• Elektromıknatıslar, röleler, elektrik anahtarları, bakır tel.
• Özgürlük Heykeli gibi büyük heykellerin yapısı.
• Paratoner üretimi.
• Mantar öldürücüler ve besin takviyeleri bakır parçacıkları içerir.
• Cam ve seramik emayenin boyanması.

7. Denizcilik sektöründe korozyona dayanıklı malzeme olarak nikel ile kombine edilmiştir.

Sonuç

Bu nedenlerden dolayı bakır hayatımızda büyük önem taşıyor. Termal ve elektrik iletkenliği gibi üstün özellikleri nedeniyle çok sayıda uygulamaya sahiptir. Toz halinde Bakır daha da faydalıdır. Sadece Bakır değil Bakır oksit ve bakır oksit nanopartikülleri arasında da farklar mevcuttur ve hem endüstriyel hem de bilimsel uygulamalarda verimlilikleri değişkenlik göstermektedir.

Gelecekte, bakır tozu kullanımı, güvenilir ve verimli hale getiren özelliklere sahip bir eleman gerektirecek yeni teknolojilerin ortaya çıkması ile uyumludur.

References

https://nanografi.com/

https://pubs.usgs.gov/fs/2009/3031/FS2009-3031.pdf

https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=2856

https://copperalliance.eu/about-copper/copper-and-...

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ed081p1777