Đồng là một thành phần hợp kim. Thành phần hóa học của đồng

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Nhiều người chỉ biết về đồ đồng rằng các tác phẩm điêu khắc và tượng đài được đúc từ nó. Trên thực tế, kim loại này không được công chúng chú ý một cách đáng kể. Rốt cuộc, không phải là vô ích mà trong lịch sử loài người thậm chí còn có cả Thời đại đồ đồng - cả một thời đại mà hợp kim chiếm vị trí thống trị. Nó là một trong số ít vật liệu được sử dụng trong cả công nghiệp và nghệ thuật. Những phẩm chất sở hữu của hợp kim đồng và thiếc đơn giản là không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp. Nó được sử dụng trong sản xuất công cụ, trong kỹ thuật cơ khí, đúc chuông nhà thờ, v.v. Đồng thời, ngày nay có một số lượng lớn các loại kim loại, mỗi loại đều có những đặc tính nhất định, được mô hình sẵn.

Việc sử dụng đồ đồng trong quá khứ

Lần đầu tiên đề cập đến hợp kim đồng và thiếc có từ thiên niên kỷ thứ 4 trước Công nguyên. Bước đột phá công nghệ nàycác nhà sử học tin rằng, đã cho phép nền văn minh Lưỡng Hà chiếm vị trí hàng đầu tại thời điểm đó. Các cuộc khai quật khảo cổ học được thực hiện ở miền nam Iran là minh chứng cho việc sử dụng rộng rãi đồng để sản xuất đầu mũi tên, dao găm, giáo, rìu và kiếm. Trong số những thứ được tìm thấy có cả những vật dụng nội thất, chẳng hạn như đồ nội thất và gương, cũng như bình, amphoras, bình hoa và đĩa. Hợp kim tương tự đã được sử dụng để đúc tiền cổ và làm đồ trang sức.

Đồng trong thời Trung cổ bắt đầu được sử dụng tích cực ở Châu Âu. Những vật thể khổng lồ như khẩu đại bác và mái vòm nhà thờ đều được làm từ nó. Trong thời kỳ sau đó, với sự phát triển của kỹ thuật cơ khí, một kim loại đa năng như vậy cũng không được chú ý đến. Nó được đánh giá cao chủ yếu nhờ các đặc tính chống ma sát và chống ăn mòn. Đồng thời, cần lưu ý rằng vật liệu được sử dụng trước đó có phần khác với đồ đồng ngày nay. Thành phần của hợp kim chứa nhiều tạp chất nhỏ, làm giảm chất lượng của nó một cách đáng kể.

Thành phần hóa học của đồng hiện đại

Ngày nay, trong khoa học vật liệu, đồng là hợp kim của hai kim loại: đồng và thiếc, có thể được sử dụng với nhiều tỷ lệ khác nhau. Để cung cấp cho kim loại những phẩm chất mong muốn, kẽm, phốt pho, magiê, chì và silicon có thể được thêm vào cặp này. Sự hiện diện của các tạp chất ngẫu nhiên với sự hỗ trợ của công nghệ hiện đại thực tế được giảm xuống mức 0.

Trong hầu hết các trường hợp, tỷ lệ đồng trên thiếc theo tỷ lệ 85 đến 15 phần trăm được coi là chấp nhận được. giảm chia sẻthành phần thứ hai bên dưới dấu chỉ định làm phát sinh một số vấn đề, trong đó chính là rượu. Thuật ngữ này được các nhà luyện kim sử dụng để chỉ quá trình tách hợp kim và sự đông đặc không đồng đều của nó.

Ảnh hưởng của màu hợp kim đến chất lượng của nó

Những người am hiểu có thể tìm hiểu rất nhiều về một loại vật liệu chỉ bằng cách nhìn vào màu sắc của đồ đồng. Thành phần ảnh hưởng trực tiếp đến thông số này. Như bạn có thể đoán, đồng làm cho hợp kim có màu đỏ. Do đó, giảm tỷ lệ phần trăm của nó để có lợi cho các thành phần khác sẽ có nghĩa là màu sắc chuyển dần sang tông màu mờ hơn.

Với sự cân bằng thông thường của các thành phần (85% đồng), đồng đúc có màu vàng. Đây là giống phổ biến nhất được tìm thấy. Một hợp kim màu trắng thu được sau khi điều chỉnh tỷ lệ thành 50:50. Nhưng để đồng chuyển sang màu xám, cần phải giảm lượng đồng xuống 35%.

Đối với sự thay đổi các đặc tính thực tế của hợp kim khi thí nghiệm với thành phần của nó, tình hình như sau. Độ dẻo của vật liệu sẽ trực tiếp phụ thuộc vào hàm lượng thiếc trong đó. Càng nhỏ thì đồ đồng càng dễ uốn, nhưng câu nói này chỉ đúng trong một giới hạn nhất định. Vì vậy, khi đạt đến mốc 50%, hợp kim sẽ mềm trở lại.

Đồng trong nghệ thuật

Chất liệu bền và chắc, trong khi có nhiệt độ nóng chảy khá thấp và độ dẻo tốt, không thể không làm những người sáng tạo, đặc biệt là các nhà điêu khắc quan tâm. Đã có từ thế kỷ V-IV trước Công nguyên ở Hy Lạp, nó đã được gia công đến từng chi tiết nhỏ nhấtcông nghệ làm tượng đồng vẫn còn phù hợp cho đến ngày nay.

Nó bao gồm thực tế là bức tượng bằng vật liệu chịu lửa ban đầu được thay thế bằng sáp, chất này sẽ bị phá hủy trực tiếp trong quá trình đúc. Để làm được điều này, theo bản vẽ, trước tiên phải làm một mô hình thạch cao, sau đó mới làm khuôn để đúc. Thành phần sáp chỉ đơn giản là tan chảy khi tiếp xúc với nhiệt độ, và đồng ở vị trí của nó, làm nguội và cứng lại. Sau đó, nó chỉ được xử lý và hoàn thiện.

Kim loại pháo

Để sản xuất đại bác, và sau này là các thiết bị quân sự khác, đồng luôn được sử dụng. Thành phần của hợp kim được sử dụng cho những mục đích này, theo quy luật, chứa 90% đồng và chỉ 10% thiếc.

Điều này là do vật liệu làm dụng cụ phải rất bền và có khả năng chống rách cao. Thương hiệu đồng BrAZhMts10-3-1.5 sở hữu những phẩm chất như vậy. Ngoài các thành phần chính, nó có chứa 1-2% mangan, giúp cải thiện các đặc tính chống ma sát và nhiệt độ.

Làm chuông nhà thờ

Tiếng chuông phải du dương và âm thanh của nó phải làm hài lòng người nghe ở khoảng cách xa. Lạ lùng thay, nhưng đồng lại có tài năng âm nhạc như vậy. Để cải thiện âm thanh của chuông, chuông được làm từ hợp kim có hàm lượng thiếc cao (từ 20 đến 22%). Đôi khi một số bạc cũng được thêm vào nó. Thương hiệu bằng đồng, được sử dụng trong sản xuất chuông và các nhạc cụ gõ khác,hoàn toàn không phù hợp để sử dụng thực tế trong các ngành công nghiệp khác. Điều này là do hợp kim như vậy có cấu trúc hạt mịn và độ giòn tăng lên.

Phốt pho và nhôm đồng

Hợp kim đầu tiên bao gồm 90% đồng, 9% thiếc và 1% phốt pho được Künzel sử dụng vào năm 1871. Nó được gọi là đồng phốt pho, và vật liệu này được ứng dụng chủ yếu trong kỹ thuật cơ khí. Nhiều bộ phận máy khác nhau được đúc từ nó, có khả năng tăng ma sát. Phốt pho cần thiết để tăng tính đàn hồi và cải thiện tính chất chống ăn mòn. Ưu điểm chính của kim loại này là nó lấp đầy hoàn hảo mọi chỗ lõm trong quá trình đúc.

Đồng nhôm, thành phần được đặc trưng bởi hàm lượng đồng cao (lên đến 95%), bề ngoài rất giống vàng. Ngoài vẻ đẹp, nó có một số lợi thế không thể phủ nhận khác. Ví dụ, thêm 5% nhôm cho phép hợp kim chịu được tiếp xúc lâu dài với môi trường khắc nghiệt như độ axit cao.

Là vật liệu để sản xuất các bộ phận máy khác nhau, kim loại này hầu như đã thay thế đồng phốt-pho trong các nhà máy giấy và sản xuất thuốc súng do khả năng chống xé rách cao hơn.

Đồng silic và mangan

Silicon được thêm vào hợp kim để tăng tính dẫn điện. Chất lượng này được sử dụng trong sản xuất dây điện thoại. Thành phần tham khảo của đồng silicon như sau: 97,12% đồng, 1,14% thiếc, 0,05% silicon.

Khó nhấtquá trình sản xuất tự hào có một hợp kim chứa mangan. Toàn bộ thủ tục diễn ra trong nhiều giai đoạn. Đầu tiên, ferromangan được thêm vào đồng nóng chảy. Sau đó, khi duy trì chế độ nhiệt độ quy định, thiếc được thêm vào, và nếu cần, có thể bổ sung kẽm. Công ty Bronce Company của Anh sản xuất một số loại đồng mangan với độ nhớt và độ cứng khác nhau. Một hợp kim như vậy có thể được sử dụng trong hầu hết các ngành công nghiệp.