Хрупкая ли медь: Является ли медь хрупкой? | allans.pl

Снижение содержания кислорода в меди и медных сплавах, при производстве электрических проводов и отливок электротехнического назначения

Общеизвестно, что кислород мало растворим в меди в твердом состоянии. При затвердевании расплава меди кислород выделяется в виде эвтектики Сu-Cu₂O. Кислород является вредной примесью, т.к. при большом его содержании заметно понижаются: электропроводность, пластичность и коррозийные свойства. Также ухудшаются характеристики процессов пайки, сварки и лужения.

Кислород отрицательно влияет на технологические свойства меди, в частности, медь, содержащая более 0,1 % кислорода склонна к разрушению при горячей обработке металла давлением.

Водород значительно растворим как в твердом, так и в жидком состоянии меди. Растворимость водорода в меди при плавлении резко возрастает с 4-х до 12-ти см³ на 100 г меди.

Особенно отрицательное воздействие водород оказывает на медь, содержащую кислород. Такая медь при нагреве теряет пластичность, становится хрупкой и трескается. Сущность этого явления заключается в том, что водород при повышенных температурах реагирует с кислородом закиси меди, образуя при этом водяные пары в большом количестве, давление их увеличивается, образуются трещины и медь разрушается.

Следует также отметить, что растворимость водорода в меди зависит не только от температуры, но и от содержания кислорода: чем больше в жидкой меди кислорода, тем меньше водорода.

Технологически необходимо оставлять в жидкой меди только низкое необходимое (оптимальное) количество кислорода, чтобы растворенный кислород реагировал с водородом с образованием водяных паров, выделяющихся из расплава при затвердевании металла. Окисляя водород добиваются снижения содержания растворенного в расплаве меди водорода. Затем с помощью раскислителей снижают содержание кислорода в расплаве меди, при этом, самым важным является подбор раскислителя, не ухудшающего электропроводность и теплопроводность меди.

Использование лигатуры Сu-B (2%) является традиционным способом улучшения качества медных сплавов и латуней. Бор является эффективным раскислителем для меди, при этом, не оказывает негативного влияния на удельную электропроводность. Этот элемент гораздо эффективней других раскислителей, таких как фосфор, литий, магний. Сравнительный анализ эффективности раскислителей приведен в табл. 1.

Таблица 1: Эффективность раскислителей меди

Использование бор-содержащих лигатур для раскисления медных сплавов также уменьшает размер зерна, сдерживает рост зерна при нагреве и, как следствие, улучшает механические свойства, в частности, пластичность.

Применение в качестве раскислителя борсодержащего таблетированного препарата (флюса), как и введение лигатуры Сu-B, эффективно снижает содержание кислорода. Препарат применяют для расплавов чистой меди, латуней и бронз. В отличие от лигатуры медь-фосфор (Cu-P), препарат не ухудшает электропроводность и теплопроводность меди. Также наблюдается измельчение зерна литого материала. Препарат поставлется в виде таблеток по 0,2 кг, рекомендуемый расход 0,05-0,1% (по массе).

Ниже приведены микроструктуры образцов медной катанки диаметром 8,0 мм, полученных непрерывной кристаллизацией из расплава чистой меди марки М1 на одном из предприятий Украины.

Фото 1

Фото 2

Фото 3

Фото 4

Анализ микроструктур показывает значительное снижение содержания кислорода в образцах после использования борсодержащего препарата, в количестве 0,05% от массы шихты. Этот результат подтвержден и прямым измерением содержания кислорода в образцах катанки до и после обработки: 0,035% до обработки и 0,022 % после обработки.

Эвтектические колонии располагаются вдоль направления теплоотвода. По заключению специалистов предприятия, использующего данную технологию, механические свойства катанки после применения борсодержащего препарата значительно лучше. В первую очередь выше пластичность, что позволяет изготавливать провода более мелкого сечения.

Таким образом, основываясь на данных металлографии структуры литого материала катанки из меди марки М1 до и после обработки жидкой меди борсодержащим препаратом, можно сделать однозначный вывод о положительном влиянии бора на свойства меди.

Эксклюзивным поставщиком как лигатуры Сu-B (2%), так и препарата борсодержащего таблетированного является ООО «Инженерная компания — САС» (г. Киев).

На основании более чем 30-летнего опыта работы с расплавами цветных металлов, наши специалисты могут предложить Заказчику оптимальную технологическую цепочку производства высококачественных медных сплавов.

Авторы

СЕЗОНЕНКО Юрий Дмитриевич — технический директор ООО «Инженерная компания САС», г. Киев; телефон: +38 (044) 424-25-03, +38 (044) 423-82-99; e-mail: [email protected]; http:// sasua.com.ua

СЕЗОНЕНКО Антон Юрьевич — к. ф.-м.н., директор ООО «Инженерная компания САС», г. Киев; телефон: +38 (044) 424-25-03, +38 (044) 423-82-99; e-mail: [email protected]; http:// sasua.com.ua

ОДНОСУМ Валерий Владиславович — к.ф.-м.н., ст.н.с. Института металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, г. Киев

Интервью с разработчиками, аудиоплеера Sony Walkman NW-ZX2. Страница 3 из 6.

Танака Мицунори

Планирование
выпуска продукции

Сато Хироаки

Проектирование
качества звука

Ёсиока Кацума

Проектирование
электрической части

Хоримото Хироки

Проектирование
механической части

Харада Тору

Разработка ПО

Ясиро Сёго

Дизайн

Мы расспросили команду разработчиков, которая всерьез занималась высококачественным звуком и решала сложные процессы самоинновации, в чем секрет такой стремительной эволюции и на чем инженеры сосредоточили свое внимание.

— Расскажите поподробнее об использовании на шасси позолоченной медной панели.

Сато Хироаки, проектирование качества звука: В модели NW-ZX1 используется обработанный алюминиевый профиль, который обладает низким электрическим сопротивлением и высокой прочностью. Его соединение с корпусом, нежели с простыми элементами платы, дает исключительно качественный звук. Мы исследовали различные материалы для шасси новой модели NW-ZX2. В результате мы убедились, что снижение сопротивления шасси влияет на устойчивость к заземлению, а вес шасси — на качество звука. То есть выяснили, что низкое сопротивление и сравнительно большой вес шасси положительно влияют на качество звука.

В процессе поиска более подходящих, чем алюминий, материалов мы обнаружили новый — медь. Этот металл обладает более низким, нежели алюминий, электрическим сопротивлением и большей массой. Уже при первых испытаниях мы почувствовали общее улучшение характеристик нашего изделия: появилась мягкость, глубина на низких частотах и расширился диапазон высоких частот.

— Почему вы не стали изготавливать из меди весь корпус?

Хоримото Хироки, проектирование механической части: Медь — это мягкий материал, который сам по себе не сможет обеспечить прочность всего корпуса. Нам удалось добиться успеха в применении конструкции из мягкой и податливой меди с покрытием из твердого алюминия, а также использовать недостатки меди при изготовлении покрытия.

Мы совершили большой эволюционный скачок от модели NW-ZX1, соединив медную панель с алюминиевым каркасом, за счет чего добились сочетания высокой прочности корпуса с еще более низким электрическим сопротивлением. Сейчас мы изготовили все необходимые части в медном варианте и следим за тем, чтобы конструкция не стала тяжелее, чем нужно.

Сато Хироаки, проектирование качества звука: Зная, что медная панель подвержена ржавчине, с целью предотвращения окисления мы нанесли на нее золотое напыление. Золото обладает наименьшим контактным сопротивлением, за счет чего достигается идеальное соединение с медной панелью, алюминиевым каркасом и платой, а также снижается возможность отклонения напряжения. Поэтому ясно, что золото в сочетании с металлами с таким же низким электрическим сопротивлением будет проявлять устойчивость к заземлению.

Золотое напыление — это не просто украшение. Оно обладает исключительным функционалом, который, к большому сожалению, никак не разглядеть снаружи. (Смеется.)

Танака Мицунори, планирование выпуска продукции: Применение золотого напыления на меди стало возможным только благодаря размеру этого аудиоустройства. Будь это конструкция типа домашнего кинотеатра, думаю, это было бы сложно в денежном плане.

Хоримото Хироки

Проектирование
механической части

— А существуют ли еще какие-либо детали, где используется медь?

Хоримото Хироки, проектирование механической части: Модель NW-ZX2 проработана до самых мельчайших деталей. К примеру, эта деталь наподобие маленькой гильзы также сделана из меди и является важным компонентом, соединяющим «землю» корпуса с «землей» платы.

Ёсиока Кацума, проектирование электрической части: Это хоть и маленькая, но очень важная с электрической точки зрения деталь! Она находится непосредственно под аудиосхемой и оказывает огромное влияние на качество звука.

— Теперь хотелось бы узнать о значительно усиленном источнике питания. Сначала раскройте причину добавления конденсатора OS-CON.

Сато Хироаки, проектирование качества звука: В процессе разработки модели NW-ZX1 мы подумали, что ставить четыре или более больших конденсатора будет довольно сложно, и использовали в генераторе подкачки заряда конденсатор POSCAP. В модели NW-ZX2 мы решили добавить семь конденсаторов OS-CON, что позволило за счет передачи энергии со сниженным уровнем шума на выходе получить более чистый звук.

— Улучшило ли характеристики аудиоустройства применение навесного конденсатора генератора подкачки заряда?

Сато Хироаки, проектирование качества звука: В модели NW-ZX1 мы использовали керамический конденсатор, но в этот раз выбрали пленочный, так как нам требовался четкий, но «неколючий» звук. Как мы и ожидали, у нас моментально расширился диапазон женского вокала, голос зазвучал упруго и звонко. Очень хотелось бы, чтобы каждый смог как можно скорее прочувствовать этот эффект.

— Большинство линий питания также усилены электрическими двухслойными конденсаторами, не так ли?

Сато Хироаки, проектирование качества звука: Да. И за счет этого в разы увеличивается стабильность источника питания, вследствие чего повышается качество звука при вокальном исполнении и на низких частотах. Все это подтверждается числовыми значениями.

Ёсиока Кацума, проектирование электрической части: Можете ли вы себе представить технические характеристики модели NW-ZX1, если бы в ней использовался конденсатор в несколько тысяч раз большей емкости? Он мог бы накапливать огромное количество энергии. И когда в момент изменения мощности образовывалась бы волна, благодаря чрезвычайной способности конденсатора ее сгладить мы получили бы плавный переход.

Сато Хироаки, проектирование качества звука: Эта деталь примечательна тем, что мгновенно обеспечивает большую мощность, тем самым предотвращая резкое падение напряжения при большом потреблении тока на низких звуковых частотах.

Ёсиока Кацума, проектирование электрической части: Создается впечатление, будто рядом с усилителем установлена еще одна батарея. То есть вторая батарея.

— Наверное, довольно сложно вставлять эту деталь…

Хоримото Хироки, проектирование механической части: Она невероятно мягкая и хрупкая и при этом довольно большая. Главным было определить, где разместить это проблематичное устройство. Мы провели множество лабораторных исследований с различными параметрами, посоветовались с дизайнерами и в итоге смогли как-то вместить его в расширенную часть на задней стенке. За счет такого расположения аудиоплеер стало удобно держать в руках.

— Говорят, что комплект аккумуляторных батарей большой емкости, разработанный специально для модели NW-X2, обеспечивает не только длительное функционирование, но и влияет на качество звука.

Сато Хироаки, проектирование качества звука: За счет увеличения емкости батареи снижается сопротивление внутри самой батареи. В результате этого повышается качество звука. Емкость у модели NW-X2 стала больше в два раза. Поэтому если бы мы временно присоединили к NW-ZX1 даже этот комплект батарей, качество звука бы значительно улучшилось.

Ёсиока Кацума, проектирование электрической части: Спроектировав наиболее подходящий вариант платы схемы защиты, мы смогли установить транзистор с более низким полным сопротивлением.

Сато Хироаки, проектирование качества звука: В компании имеется много устройств, где используются аккумуляторные батареи. Мы же разработали специальный качественный комплект батарей за счет тщательной проработки, начиная от заказа и до мельчайших компонентов защитной платы.

— Если говорить о печатной плате источника питания с толстым слоем медной фольги, то в чем разница между серией А и моделью NW-ZX2?

Ёсиока Кацума, проектирование электрической части: Хотя по количеству плат новая модель ничем не отличатся от серии А, нам удалось создать конструктивные шаблоны с лучшим качеством звука. Кроме того, благодаря увеличению площади и прочности платы по сравнению с серией А мы смогли расширить площадь заземления и добиться качества звука на высоких частотах.

По истинному замыслу музыканта

Насладитесь каждой деталью записи и звуком студийного качества аудио высокой четкости. Каждая деталь, от сигнала до АС, обеспечивает прекрасный звук, а благодаря передовых технологиям, таким как улучшение цифрового звука, Вы получите максимум удовольствия от прослушивания.

Узнайте больше про аудио высокой четкости

Медь пластична или хрупка?

Ответ

Verified

132.6k+ views

Подсказка: Мы знаем, что пластичные материалы могут быть вытянуты в проволоку при растяжении и легко деформируются и в основном подвержены влиянию температуры, в то время как хрупкие материалы легко трескаются или ломаются. не проявляют деформации и в основном подвержены давлению (или напряжению). Мы можем легко определить, является ли данный материал пластичным или хрупким, зная его физические свойства.

Полный ответ:
Металлы являются одним из самых податливых и пластичных материалов во Вселенной из-за присутствия электронно заряженных частиц, которые свободно перемещаются вокруг своего атома. В основном металлы имеют тенденцию образовывать металлические связи, в которых валентные электроны с s- и р-орбиталей делокализованы и образуют море электронов, которое окружает положительно заряженные ионы или ядра взаимодействующих ионов металлов.
Когда в металле есть такие электроны, они очень податливы и пластичны, потому что атомы могут легко скользить друг по другу в новые положения, не разрывая металлическую связь, что означает, что локальные связи могут быть легко разрушены и преобразованы в металле. связь.
Если к металлу приложить небольшое напряжение, то слои атомов будут стремиться перекатиться друг относительно друга, а если снять напряжение, то атомы вернутся в исходное положение. Поэтому говорят, что металлы эластичны.
Мы знаем, что медь — это металл, и, таким образом, мы можем заключить, что медь пластична и ковка.

Примечание:
Помните, что металлические связи опосредованы сильными силами притяжения и, таким образом, способствуют большинству свойств металлов, таких как низкая летучесть, высокие температуры плавления и кипения, высокая плотность, электропроводность, блестящий характер металлов и т. д.

Недавно обновленные страницы

В Индии по случаю бракосочетания фейерверк 12 класса химии JEE_Main

Щелочноземельные металлы Ba Sr Ca и Mg могут быть организованы 12 класса химии JEE_Main

Что из следующего имеет самый высокий электродный потенциал Химический класс 12 JEE_Main

Что из следующего является истинным пероксидом A rmSrmOrm2 Химический класс 12 JEE_Main

Какой элемент обладает наибольшим радиусом атомов Химический класс 11 JEE_Main

Фосфин получают из следующей руды А Кальций класса 12 по химии JEE_Main

В Индии по случаю бракосочетания фейерверков класс 12 по химии JEE_Main

Щелочноземельные металлы Ba Sr Ca и Mg могут быть отнесены к классу 12 по химии JEE_Main

Что из следующего имеет самый высокий электродный потенциал 12 класса химии JEE_Main

Что из перечисленного является истинным пероксидом A rmSrmOrm2 12 класса химии JEE_Main

Какой элемент обладает наибольшим атомным радиусом А класса 11 химии JEE_Main

Фосфин получают из следующей руды A Химический состав кальция класса 12 JEE_Main

Актуальные сомнения

Податлива ли медь? — Techiescientist

Медь имеет атомный номер 29 и принадлежит к 11 группе периодической таблицы. Он розовато-оранжевого цвета, а также встречается в природе в виде свободного металла. В основном медь встречается в сочетании с другими элементами в различных металлах, таких как малахит, куприт, борнит, азурит и т. д.

Он также является хорошим проводником электричества и используется в производстве многих типов электрического оборудования. Кроме того, его блестящий внешний вид делает его пригодным для изготовления украшений, украшений и других предметов декоративного назначения.

Вас не удивляет, как они вытягивают медь в такие разные формы, не ломая ее? Задумывались ли вы, что позволяет меди так легко принимать различные формы и размеры? Почему именно этот металл предпочтительнее для таких работ?

Не паникуйте, если вы не знаете ответов на приведенные выше вопросы, потому что здесь мы ответим на все ваши вопросы.

Итак, медь ковкая? Да, медь податлива, т.е. ей можно легко придать различную форму. Пластичность — это свойство металлов, означающее, что они могут быть выкованы в тонкие листы под воздействием внешнего напряжения или силы, например удара молотком. Пластичность меди обусловлена ​​ее атомной структурой, в которой атомы расположены слоями, которые могут легко скользить друг по другу при ударе предметом.

Давайте узнаем больше о ковкости меди.

Почему медь ковкая?

Способность материала изменять свою форму или увеличивать площадь поверхности под действием силы называется пластичностью.

Обычно это свойство всех металлов, которое означает, что металлам можно придать форму тонких листов, как правило, при ударе молотком. Это физическое свойство делает металлы чрезвычайно полезными в автомобильной и электронной промышленности.

Медь — это металл, и, как и другие металлы, она также ковкая. Это связано с кристаллической структурой меди. Атомы меди расположены в гранецентрированной кубической решетке, то есть атомы меди расположены в каждом углу куба, а также в центре куба.

Также между слоями атомов присутствуют внутренние плоскости. Благодаря этим внутренним плоскостям слои атомов меди могут скользить друг мимо друга под действием внешней силы.

Таким образом, когда к куску меди прикладывают большую силу, ударяя молотком или ковыряя, слои атомов скользят друг по другу, и, в конце концов, маленький, но толстый кусок превращается в длинные и тонкие листы.

Ковкость меди позволяет формовать изделия различных форм и размеров без их разрушения.

Факторы, влияющие на ковкость меди

На ковкость меди, как и других металлов, может влиять множество факторов. Однако два основных фактора, оказывающих существенное влияние на его пластичность:

• Металлическая связь

В предыдущем разделе мы обсуждали, как слои атомов в металлическом элементе скользят относительно друг друга, образуя тонкие листы.

Металлическая связь между атомами отвечает за удержание этих слоев вместе. Следовательно, если металлическая связь прочная, потребуется больше силы для перемещения этих слоев и их выравнивания по-разному.

Точно так же, если металлическая связь слабая, металлу будет легче изменить форму, что означает, что металл будет более ковким.

Это можно увидеть на приведенной ниже диаграмме.

Первоначально атомы в меди или любом другом металле располагаются следующим образом с различными слоями, расположенными один над другим, связанными металлической связью.

При приложении внешней силы, например удара молотком, слои перекатываются друг над другом, как показано на следующей диаграмме:

Теперь представьте, что эти слои связаны сильными силами, что произойдет?

Очевидно, что их будет трудно переместить. Итак, теперь вы понимаете, как металлическая связь влияет на пластичность вещества.

• Температура

Другим фактором, влияющим на пластичность, является температура.

Повышение температуры делает металл более ковким и пластичным, поскольку оба эти свойства возникают из-за возможности скольжения атомарных слоев друг по другу.

Например, если вы когда-нибудь посетите кузнечную мастерскую, вы увидите, что перед изменением формы любой металл нагревают до высокой температуры, после чего из него легко можно придать различные формы.

Верно и обратное: после падения температуры ниже определенного значения металлы становятся хрупкими.

Хрупкость означает, что металл не меняет форму под действием силы, а вместо этого распадается на куски.

График, представляющий изменение ковкости и пластичности вещества в зависимости от температуры, приведен ниже:

Согласно приведенному выше графику, для определенного диапазона температур ковкость и пластичность металла увеличиваются экспоненциально, а затем , становится постоянной.

Также ниже температуры перехода металлы становятся хрупкими, т. е. ломаются под воздействием напряжения.

Решетчатая структура меди

Кристаллическая структура состоит из двух компонентов, а именно. Решетка Браве, то есть пространство и атомы.

В основе любой кристаллической структуры лежит то, что атомы должны располагаться в решетке Браве в определенной ориентации и составе. Это означает, что угол, расстояние и другие параметры остаются постоянными по всей конструкции.

Атомы меди расположены в гранецентрированной кубической структуре решетки. Это означает, что если мы возьмем куб, то в каждом углу куба будет размещено по одному атому. Кроме того, по одному атому помещается в центр каждой стороны.

Структура гранецентрированной кубической решетки приведена ниже:

Красные кружки здесь символизируют атомы меди, которые расположены на определенном расстоянии и под определенным углом друг от друга в фиксированной ориентации и составе.

Соответствующая тема, которую вы должны прочитать

Ржавеет ли медь

Проводит ли медь электричество

Является ли медь чистым веществом

Является ли медь магнитной а также степень металлической связи между его атомами.

Если структура не содержит равномерно распределенных атомов или если металлическая связь слишком прочная, пластичность значительно снижается.

Ковкость – это свойство металлов, среди которых золото, как известно, является самым ковким металлом. Ниже приведен порядок убывания пластичности металлов:

Свойства меди

Несколько важных свойств меди перечислены ниже:

• Медь — металл розовато-оранжевого цвета.

• Это очень хороший проводник электричества, благодаря чему он используется во многих электроприборах.

• Он также является очень хорошим проводником тепла, благодаря чему многие кухонные принадлежности покрыты медью.

• Обладает высокой пластичностью и пластичностью.

• Устойчив к коррозии.

• Устойчив к биологическому обрастанию и обладает многими противомикробными свойствами, благодаря чему также используется для очистки воды.