Baker je ena od sedmih najstarejših kovin, ki so jih ljudje srečali že v začetni fazi svojega obstoja. Obdobje od 4. do 3. tisočletja pred našim štetjem se v zgodovini razvoja človeštva imenuje bakrena doba. Starodavni ljudje so iz njega izdelovali gospodinjske predmete, orodje in vojaško orožje. To je bilo mogoče zaradi sorazmerno nizkega tališča bakra.

Kuprum: značilnost elementa

Znanstveno ime za bakrov Cuprum (Cuprum) izvira iz imena grškega otoka Ciper, kjer so baker pridobivali v sredini tretjega tisočletja pred našim štetjem. V periodični tabeli ima kemični element baker 29 atomskih (zaporednih) številk, je v 11. skupini četrtega obdobja. Spada med plastične prehodne kovine . V svoji čisti obliki ima značilno zlato roza barvo. Čisti baker je enostavno oksidirati, zato v naravnih pogojih na svoji površini vedno tvori tanek oksidni film, ki mu daje rdečkast odtenek.

Fizikalne lastnosti

To je druga kovina po srebru po električni prevodnosti, zaradi česar je v sodobni elektroniki izjemno priljubljena. Druga dragocena kakovost je visoka toplotna prevodnost, kar omogoča široko uporabo v vseh vrstah toplotnih izmenjevalcev in v hladilni opremi.

  • Tališče 1083 stopinj.
  • Točka vrelišča 2567 stopinj.
  • Upornost pri 20 stopinjah je 1, 68 · 10 -3 Ohm · m.
  • Gostota 8, 92 g / cm.

Biti v naravi

V naravi ga najdemo v domači obliki in v obliki spojin.

Največja nahajališča domorodnega bakra so v ZDA v regiji Lake Superior. Prav na tem območju so našli največji bakreni samorog, ki je tehtal 3.560 kilogramov. Pa tudi veliko domačega bakra najdemo v rudnih gorah Nemčije.

V Rusiji in nekdanji Sovjetski zvezi baker pridobivajo z ekstrakcijo iz sulfidne rude . Pridobimo ga lahko z ekstrahiranjem iz bakrenih piritov ali s halkopiritom CuFeS2. Najbolj znani nahajališči sta Udokan v Transbaikaliji in Dzhezkazgan v Kazahstanu.

Bakrovi sulfiti najpogosteje nastajajo v tako imenovanih hidrotermalnih žilah srednje temperature. Lahko se tvorijo tudi v sedimentnih kamninah v obliki bakrenih peščenjakov in skrilavcev.

Bakrova ruda je praviloma vedno minirana odprta jama. Odstotek čistega bakra v rudi znaša od 0, 2 do 1, 0 odstotka, odvisno od nahajališča.

Zlitine bakra

So prve kovinske zlitine, katerih prejem je človeštvo obvladalo že na začetku svojega razvoja. Pri kateri temperaturi se baker topi, je odvisno od tega, v kateri zlitini je. Trenutno so najbolj znane in iskane zlitine:

  • Medenina . Zlitina z dodatkom cinka, katere vsebnost lahko doseže do 40%. Cink povečuje duktilnost in trdnost kovine. Temperatura, pri kateri se medenina topi, je med 880 in 950 stopinj.
  • Bronasta Zlitina s kositrom z dodatkom nekaterih drugih komponent, kot so silicij, berilij, svinec. Človek se je že v samem začetku bronaste dobe naučil pridobivati ​​bron iz bakra. Brona ni izgubila pomembnosti niti s prihodom železne dobe, na primer že v začetku 20. stoletja so bili pištoljski kovčki narejeni iz tako imenovanega pištolskega brona. Temperatura, pri kateri se bron začne topiti, je 930 - 1140 stopinj.
  • Cupronickel . Poleg bakra vsebuje še 5-30% niklja. Nikelj poveča trdnost bakrove zlitine in poveča njeno električno upornost. Poleg tega se močno poveča korozijska odpornost. Tališče - 1170 stopinj. Cupronickel je glede na svoje zunanje značilnosti zelo podoben srebru, prej so ga imenovali beli baker. Ima pa večjo mehansko trdnost kot navadno srebro.
  • Dural, ali duralumin. Glavnina zlitine je 93% aluminija, bakra 5%, preostali 2% mangana, železa in magnezija. Ime izvira iz imena nemškega mesta Düren, kjer so leta 1906 prvič dobili to visoko trdno aluminijevo zlitino. Ena od njegovih lastnosti je dejstvo, da se njegove trdnostne lastnosti sčasoma povečujejo. Zato po več letih delovanja ne izgubi moči, kot druge kovine. Trenutno je ta zlitina osnova gradnje letal.
  • Nakitne zlitine . Zlitine bakra z zlatom. To poveča odpornost plemenite kovine na mehanske obremenitve in odrgnine.

Topljenje bakra doma

Ta kovina ima celo vrsto uporabnih lastnosti, zaradi katerih je zelo zaželena kovina v gospodinjstvu. In razmeroma nizka temperatura med taljenjem in poštena količina ostanka bakra, ki jo lahko najdemo na najbližjem odlagališču, omogočata vprašanje, kako taljeti baker doma, ne tako retorično, ampak povsem resnično in praktično.

Graf taljenja bakra

Taljenje katere koli kovine je sestavljeno iz dejstva, da se pod vplivom visokih temperatur kristalna rešetka uniči in kovina preide iz trdnega v tekoče stanje. Lahko poudarite nekaj vzorcev, ki so značilni za katero koli kovino v procesu taljenja :

  • Med segrevanjem se temperatura znotraj kovine dvigne, vendar kristalna rešetka ne podleže uničenju. Kovina ohranja trdno stanje.
  • Ko dosežemo tališče, za baker 1083 stopinj, temperatura v kovini preneha naraščati, kljub dejstvu, da se splošno ogrevanje in prenos toplote nadaljuje.
  • Ko gre celotna masa kovine v staljeno stanje, temperatura v kovini spet začne močno naraščati.

V primeru hlajenja staljene kovine se zgodi isto, vendar v obratnem vrstnem redu. Najprej pride do močnega znižanja temperature v notranjosti kovine, nato se pri vrednosti 1080 stopinj pade temperatura, dokler celotna masa kovine ne preide v trdno stanje. Po tem začne temperatura spet močno padati, dokler ne doseže temperature okoliškega zraka in ne pride do kristalizacije.

Vrelišče

Baker začne aktivno oddajati ogljik v obliki plinskih mehurčkov pri temperaturi 2560 stopinj. Navzven je zelo podobna vreli vodi. V resnici gre za postopek aktivne oksidacije bakra, zaradi česar kovina izgubi skoraj vse svoje edinstvene lastnosti. Deli, ujeti iz vrelega bakra, imajo v svoji strukturi veliko število pore, kar bo zmanjšalo mehansko trdnost materiala in poslabšalo njegove dekorativne lastnosti. Zato je treba v procesu taljenja skrbno spremljati temperaturo in preprečevati vrenje bakra.

Metode taljenja

Odpadke bakra lahko doma raztopimo na različne načine, odvisno od tehnične opreme domače delavnice. V tem primeru je treba upoštevati, da bo treba baker segreti ne do njegovega tališča, ampak nekoliko višje - do približno 1100–1200 stopinj.

Za te namene so primerne naslednje naprave:

  • Peč za muffle . Najbolj racionalna rešitev problema taljenja bakra, saj takšna peč omogoča prilagajanje temperature med taljenjem, kar je zelo priročno. Takšne laboratorijske peči so opremljene s posebnim oknom iz toplotno odpornega stekla, ki omogoča stalen vizualni nadzor celotnega postopka.
  • Plinski gorilnik . Ročni plinski gorilnik je postavljen pod dno rezervoarja ognjevzdržnega materiala, ki bo neposredno vseboval bakra. Ta metoda predpostavlja prisotnost tesnega stika staljene mase kovine z zrakom, kar bo povečalo oksidacijo staljene kovine. Da bi se temu nekako uprli, na staljeno maso nalijemo plast oglja.
  • Pihalec . Metoda se praktično ne razlikuje od taljenja s plinskim gorilnikom. Toda v tem primeru ni mogoče doseči sorazmerno visokih temperatur, zato je primeren za taljenje bakrovih zlitin, ki imajo nižje tališče kot čisti baker.
  • Kovačnica . Ognjevzdržni lonček z mleto kovino je postavljen na vroče oglje posebnega ognja. Za pospešitev postopka taljenja uporabljamo navaden sesalnik za gospodinjstvo, ki je vklopljen v načinu pihanja. Cev sesalnika mora biti majhnega premera in imeti kovinsko konico, sicer se bo stopila. Ta metoda je primerna za tiste, ki se doma talijo bakra redno in se ukvarjajo z velikimi količinami izhodiščnega materiala, ki ga je treba žareti.
  • Mikrovalovna pečica . Zmogljiva gospodinjska mikrovalovna pečica z majhnimi oblikovnimi spremembami zlahka stopi precej velike količine ostankov bakra. Če želite to narediti, odstranite vrtljivo ploščo iz mikrovalovne pečice in namesto nje postavite lonček ustrezne velikosti, ki mora biti iz ognjevzdržnega materiala, na primer ognjevarne opeke.

Navodila po korakih

Postopek taljenja katere koli kovine poteka postopoma in sledi določenemu algoritmu, ki je enak tako za industrijsko proizvodnjo kot za obrtno proizvodnjo. Za tiste, ki jih zaskrbi vprašanje taljenja bakra doma, bo navodila po korakih videti takole:

  • Potrebno je vzeti ognjevzdržni lonček. Kovina v zdrobljenem stanju se vlije v lonček. Po tem se lonček postavi v predhodno segreto muffle peč. S posebnim oknom opazujte postopek taljenja.
  • Potem ko se celotna prostornina bakrenega ostanka popolnoma stopi, se lonček odstrani iz peči s pomočjo posebnih dolgih klešč.
  • Na površini staljene kovine nastane film njegovega oksida. Ta film je treba previdno prestaviti na eno stran stene lončka. Za te namene uporabite poseben kavelj iz ognjevzdržne kovine.
  • Ko se kovina sprosti iz oksidnega filma, jo je treba zelo hitro vliti v vnaprej pripravljene oblike.

Praktična priporočila

Tališče bakra doma je odvisno od tega, katero zlitino vsebuje.

Tehnični čisti baker je vsebovan v žicah in kablih, pa tudi v navitjih transformatorjev, elektromotorjev in generatorjev. Upoštevati je treba, da se kemično čist baker nahaja le v jedilnem priboru in drugih kuhinjskih pripomočkih. V vseh drugih primerih vsebuje določene škodljive sestavine.

V svoji čisti obliki ima povečano viskoznost v staljenem stanju, zato je iz njega težko vlivati ​​izdelke zapletene konfiguracije in majhne velikosti. Veliko lažje je uporabljati medenine za te namene.

V bronastih zlitinah, izdelanih v začetku in sredini prejšnjega stoletja, sta bila arsen in antimona uporabljena kot sestavni deli. Zato se je treba izogibati taljenju tako imenovane starodavne bronce, saj lahko arzenova para povzroči zastrupitev telesa .

Kategorija:

Tehnologija