銅元(yuan)素(su)是一種(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)化學元(yuan)素(su),也是人(ren)體所必須的一種(zhong)微量元(yuan)素(su), 銅也是人(ren)類發(fa)現(xian)最早的金(jin)(jin)屬(shu)之(zhi)一,是人(ren)類廣(guang)泛使用的一種(zhong)金(jin)(jin)屬(shu),常應用于電氣、輕工(gong)、機械(xie)制造(zao)、建筑工(gong)業、國防工(gong)業等領(ling)域,在(zai)中國有色金(jin)(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)的消費中僅次于鋁。現(xian)在(zai),我們就來了解(jie)更多(duo)有關(guan)金(jin)(jin)屬(shu)銅的知識吧(ba)。
銅(tong)(tong)(tong)(tong)是人類最早(zao)(zao)使用(yong)(yong)的(de)(de)金(jin)屬(shu)。早(zao)(zao)在(zai)(zai)史前(qian)時代,人們就(jiu)開(kai)始(shi)采掘露天(tian)銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang),并用(yong)(yong)獲取的(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)(tong)制造武器(qi)、式具和其他器(qi)皿(min),銅(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)使用(yong)(yong)對早(zao)(zao)期人類文明的(de)(de)進(jin)步影響(xiang)深(shen)遠。銅(tong)(tong)(tong)(tong)是一(yi)(yi)種存在(zai)(zai)于地殼(ke)和海洋中(zhong)的(de)(de)金(jin)屬(shu)。銅(tong)(tong)(tong)(tong)在(zai)(zai)地殼(ke)中(zhong)的(de)(de)含量(liang)約為0.01%,在(zai)(zai)個別銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)床中(zhong),銅(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)含量(liang)可以(yi)達到3%~5%。自然界中(zhong)的(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)(tong),多數(shu)以(yi)化合物(wu)(wu)即(ji)銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)存在(zai)(zai)。銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)與其他礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)聚合成銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)石(shi)(shi),開(kai)采出(chu)來(lai)的(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)石(shi)(shi),經過選礦(kuang)(kuang)而成為含銅(tong)(tong)(tong)(tong)品位較高(gao)的(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)(tong)精礦(kuang)(kuang)。是唯一(yi)(yi)的(de)(de)能大量(liang)天(tian)然產(chan)出(chu)的(de)(de)金(jin)屬(shu),也(ye)存在(zai)(zai)于各種礦(kuang)(kuang)石(shi)(shi)(例如黃銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)、輝銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)、斑銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)、赤銅(tong)(tong)(tong)(tong)礦(kuang)(kuang)和孔雀石(shi)(shi))中(zhong),能以(yi)單質(zhi)金(jin)屬(shu)狀態(tai)及黃銅(tong)(tong)(tong)(tong)、青銅(tong)(tong)(tong)(tong)和其他合金(jin)的(de)(de)形態(tai)用(yong)(yong)于工業、工程(cheng)技術(shu)和工藝上。
銅是與人類關系非常密(mi)切(qie)的(de)有色(se)(se)金(jin)屬(shu),被(bei)廣泛地應用于電氣、輕工(gong)、機(ji)械制(zhi)造、建筑工(gong)業、國防工(gong)業等(deng)領域,在中國有色(se)(se)金(jin)屬(shu)材料的(de)消費中僅次于鋁。銅是一種(zhong)紅色(se)(se)金(jin)屬(shu),同時也是一種(zhong)綠色(se)(se)金(jin)屬(shu)。說它是綠色(se)(se)金(jin)屬(shu),主要是因(yin)為它熔點較(jiao)低(di),容易(yi)再熔化、再冶煉(lian),因(yin)而回收利用相(xiang)當(dang)地便(bian)宜。古(gu)代主要用于器(qi)(qi)皿、藝(yi)術品及武器(qi)(qi)鑄(zhu)造,比較(jiao)有名的(de)器(qi)(qi)皿及藝(yi)術品如司母戊鼎、四羊方(fang)尊。
銅密度的(de)定義:銅的(de)質量與銅體積(ji)的(de)比(bi)值就(jiu)叫作銅密度。
銅(tong)密度符號(hao)和單位:通常(chang)用“ρ”(讀做rōu)表示,單位為g/cm3,正確(que)讀法是(shi)克每立(li)方厘米(mi)。還有一(yi)種不常(chang)用的單位是(shi)kg/dm3,讀作千克每立(li)方分米(mi)。它們之(zhi)間(jian)的換算(suan)關系(xi):lg/cm3=1kg/dm3=103kg/m3。
銅(tong)密(mi)度的公式:
1.銅密度的公式:ρ=m/V,ρ=dm/dV(ρ表示(shi)(shi)密度、m表示(shi)(shi)質(zhi)量、V表示(shi)(shi)體積(ji))
2.銅密(mi)度公式(shi)變(bian)形:V=m/ρ,m=ρV,m=∫ρ(V)dV。
3.質量(liang)(liang)m可(ke)以用天平測量(liang)(liang),液(ye)體(ti)和形狀不(bu)規則的(de)(de)固體(ti)的(de)(de)體(ti)積(ji)v可(ke)以用量(liang)(liang)筒(tong)或量(liang)(liang)杯測量(liang)(liang)。
4.物質的密度是一(yi)定的,它不(bu)隨(sui)體(ti)積和質量的變(bian)化(hua)而變(bian)化(hua),不(bu)同牌(pai)號的銅密度也是不(bu)隨(sui)體(ti)積變(bian)化(hua)而變(bian)化(hua)的。
純(chun)銅密(mi)度(du)、黃(huang)銅密(mi)度(du)、青(qing)銅密(mi)度(du)、白(bai)銅密(mi)度(du):
1.純銅(tong),無氧(yang)(yang)銅(tong)的(de)密(mi)度是8.9(g/cm3),磷脫氧(yang)(yang)銅(tong)的(de)密(mi)度是8.89(g/cm3)。
2.加工(gong)黃(huang)銅(tong)的(de)密度是8.5-8.8(g/cm3),鑄造黃(huang)銅(tong)的(de)密度是7.7-8.55(g/cm3)。
3.加工青銅(tong)的密(mi)度是7.5-8.9(g/cm3),鑄造青銅(tong)的密(mi)度是7.45-9.54(g/cm3)。
4.白銅的密度(du)是8.4-8.9(g/cm3)。
純銅
純銅(tong):中(zhong)國俗稱(cheng)‘紫銅(tong)’,日本與臺灣俗稱(cheng)‘紅銅(tong)’。
紅銅即(ji)純(chun)銅,又名紫銅,純(chun)銅密度為(wei)8.96,熔點為(wei)1083℃。具(ju)有(you)很(hen)好的(de)導電性(xing)和導熱(re)性(xing),塑性(xing)極好,易于熱(re)壓和冷壓力加(jia)工(gong),大量(liang)用于制造電線、電纜(lan)、電刷、電火(huo)花專用電蝕銅等(deng)要(yao)求導電性(xing)良好的(de)產品。
因(yin)呈紫紅色而(er)得(de)名。它(ta)不一(yi)定(ding)是(shi)純銅(tong),有時還加(jia)入(ru)少(shao)量(liang)脫(tuo)氧(yang)元素或(huo)其他元素,以(yi)改善材質(zhi)和性能,因(yin)此也歸入(ru)銅(tong)合金。中(zhong)國紫銅(tong)加(jia)工材按成分(fen)可分(fen)為:普(pu)通紫銅(tong)(T1、T2、T3、T4)、無氧(yang)銅(tong)(TU1、TU2和高純、真(zhen)空無氧(yang)銅(tong))、脫(tuo)氧(yang)銅(tong)(TUP、TUMn)、添加(jia)少(shao)量(liang)合金元素的(de)特種銅(tong)(砷銅(tong)、碲銅(tong)、銀(yin)銅(tong))四類(lei)。
黃銅
黃(huang)銅(tong):銅(tong)鋅合(he)金。
以鋅(xin)作主要添(tian)加(jia)元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)銅(tong)合(he)(he)金(jin),具(ju)(ju)有(you)美觀的(de)(de)(de)(de)(de)黃(huang)(huang)色,統稱黃(huang)(huang)銅(tong)。銅(tong)鋅(xin)二元(yuan)合(he)(he)金(jin)稱普通黃(huang)(huang)銅(tong)或稱簡單黃(huang)(huang)銅(tong)。三元(yuan)以上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)黃(huang)(huang)銅(tong)稱特殊黃(huang)(huang)銅(tong)或稱復(fu)雜黃(huang)(huang)銅(tong)。含(han)鋅(xin)低於36%的(de)(de)(de)(de)(de)黃(huang)(huang)銅(tong)合(he)(he)金(jin)由(you)固(gu)溶體組成,具(ju)(ju)有(you)良好的(de)(de)(de)(de)(de)冷加(jia)工性(xing)能,如含(han)鋅(xin)30%的(de)(de)(de)(de)(de)黃(huang)(huang)銅(tong)常用來制作彈(dan)殼,俗稱彈(dan)殼黃(huang)(huang)銅(tong)或七三黃(huang)(huang)銅(tong)。含(han)鋅(xin)在36~42%之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)黃(huang)(huang)銅(tong)合(he)(he)金(jin)由(you)和固(gu)溶體組成,其中最常用的(de)(de)(de)(de)(de)是含(han)鋅(xin)40%的(de)(de)(de)(de)(de)六四黃(huang)(huang)銅(tong)。
白銅
白銅:銅、鈷、鎳(nie)合金。
以鎳為主要添加元(yuan)素的(de)(de)銅(tong)合金(jin)。銅(tong)鎳二(er)元(yuan)合金(jin)稱(cheng)普(pu)通白(bai)(bai)(bai)銅(tong);加有錳(meng)、鐵、鋅(xin)、鋁等元(yuan)素的(de)(de)白(bai)(bai)(bai)銅(tong)合金(jin)稱(cheng)復雜(za)白(bai)(bai)(bai)銅(tong)。工(gong)(gong)業用(yong)白(bai)(bai)(bai)銅(tong)分為結構(gou)(gou)白(bai)(bai)(bai)銅(tong)和(he)電(dian)工(gong)(gong)白(bai)(bai)(bai)銅(tong)兩大類。結構(gou)(gou)白(bai)(bai)(bai)銅(tong)的(de)(de)特點是機械(xie)性能(neng)(neng)和(he)耐(nai)蝕性好,色(se)澤(ze)美觀。這種(zhong)白(bai)(bai)(bai)銅(tong)廣泛用(yong)於制造(zao)精(jing)密(mi)機械(xie)、化(hua)工(gong)(gong)機械(xie)和(he)船舶構(gou)(gou)件。電(dian)工(gong)(gong)白(bai)(bai)(bai)銅(tong)一般有良好的(de)(de)熱(re)電(dian)性能(neng)(neng)。錳(meng)銅(tong)、康銅(tong)、考銅(tong)是含錳(meng)量不同的(de)(de)錳(meng)白(bai)(bai)(bai)銅(tong),是制造(zao)精(jing)密(mi)電(dian)工(gong)(gong)儀(yi)器、變阻(zu)器、精(jing)密(mi)電(dian)阻(zu)、應(ying)變片、熱(re)電(dian)偶等用(yong)的(de)(de)材(cai)料。
青銅
青銅:銅錫合金
原指銅(tong)(tong)錫(xi)合金(jin),后除黃銅(tong)(tong)、白(bai)銅(tong)(tong)以外的(de)銅(tong)(tong)合金(jin)均稱青銅(tong)(tong),并常在青銅(tong)(tong)名字前冠以第(di)一主要(yao)添(tian)加(jia)元(yuan)素的(de)名。錫(xi)青銅(tong)(tong)的(de)鑄造性(xing)能(neng)(neng)(neng)、減(jian)摩(mo)性(xing)能(neng)(neng)(neng)好(hao)(hao)和(he)機械性(xing)能(neng)(neng)(neng)好(hao)(hao),適合於(wu)制(zhi)造軸(zhou)承、蝸輪、齒輪等(deng)。鉛青銅(tong)(tong)是現代發(fa)動機和(he)磨床廣(guang)泛使用(yong)的(de)軸(zhou)承材料。鋁青銅(tong)(tong)強(qiang)度高(gao),耐磨性(xing)和(he)耐蝕性(xing)好(hao)(hao),用(yong)於(wu)鑄造高(gao)載(zai)荷(he)的(de)齒輪、軸(zhou)套、船用(yong)螺(luo)旋(xuan)槳等(deng)。鈹青銅(tong)(tong)和(he)磷青銅(tong)(tong)的(de)彈性(xing)極(ji)限高(gao),導電(dian)性(xing)好(hao)(hao),適於(wu)制(zhi)造精密彈簧和(he)電(dian)接(jie)觸元(yuan)件,鈹青銅(tong)(tong)還用(yong)來制(zhi)造煤礦、油庫等(deng)使用(yong)的(de)無火花工具。
銅的吸收
一般情況下,銅(tong)的(de)(de)攝(she)入量嬰幼(you)兒期為0.4~1.0mg/日,成人為1.5~3.omg/日,吸收率30~40%。胃、十二指腸和小腸上部是銅(tong)的(de)(de)主要吸收部位,其腸吸收是主動(dong)吸收過程(cheng)。膜(mo)內外(wai)銅(tong)離子的(de)(de)轉運(yun)體為ATP酶,依靠天冬氨酸殘基磷酸化供能(neng),能(neng)將(jiang)主動(dong)吸收的(de)(de)銅(tong)與門靜脈側枝循(xun)環中的(de)(de)白蛋白結合,運(yun)至(zhi)肝臟進(jin)一步參與代謝。
在人體的應用
銅(tong)是人(ren)體健(jian)康不可(ke)缺少的(de)微量(liang)營養素,對于血液、中樞神經和免疫系統,頭發(fa)、皮膚(fu)和骨骼組(zu)織以及腦子(zi)和肝、心等內臟的(de)發(fa)育和功能有重(zhong)要影響。銅(tong)主要從(cong)日常飲食中攝(she)(she)入。世界衛(wei)生組(zu)織建議,為了維持健(jian)康,成人(ren)每公斤體重(zhong)每天應(ying)攝(she)(she)入0.03毫克銅(tong)。孕(yun)婦和嬰幼(you)兒(er)應(ying)加(jia)倍(bei)。缺銅(tong)會(hui)引(yin)起各(ge)種疾病,可(ke)以服用含銅(tong)補劑和藥丸來(lai)加(jia)以補充(chong)。
銅在人(ren)體內含(han)量約(yue)100~150mg,血清銅正常值100~120μg/dl,是人(ren)體中含(han)量位(wei)居(ju)第(di)二的(de)(de)必需(xu)微量元(yuan)素(su)。含(han)銅的(de)(de)酶(mei)有酪氨酸酶(mei)、單胺氧化(hua)酶(mei)、超(chao)氧化(hua)酶(mei)、超(chao)氧化(hua)物歧化(hua)酶(mei)、血銅藍蛋(dan)白(bai)等。銅對血紅蛋(dan)白(bai)的(de)(de)形成(cheng)起活(huo)化(hua)作用,促進鐵(tie)的(de)(de)吸收和利用,在傳(chuan)遞電(dian)子、彈性(xing)蛋(dan)白(bai)的(de)(de)合成(cheng)、結締組(zu)織的(de)(de)代(dai)謝、嘌呤代(dai)謝、磷脂(zhi)及神經組(zu)織形成(cheng)方面(mian)有重要(yao)意義(yi)。
銅缺(que)乏可(ke)引起如下疾病:
1.貧血(xue)
一(yi)般(ban)最常見的臨床表現(xian)(xian)為頭暈、乏力、易倦、耳(er)鳴、眼花。皮膚黏膜(mo)及指(zhi)甲等顏(yan)色(se)蒼白,體力活動后(hou)感覺氣(qi)促、心悸。嚴重貧血(xue)時(shi),即使在(zai)休息時(shi)也出現(xian)(xian)氣(qi)短(duan)和(he)(he)心悸,在(zai)心尖和(he)(he)心底部可聽到柔(rou)和(he)(he)的收(shou)縮(suo)期雜音。
2.骨(gu)骼(ge)改變
臨床表現為骨質疏松,易發生骨折。
3.銅與冠(guan)心病
4.銅與白癜風病
5.女(nv)性(xing)不孕癥(zheng)
利用銅制品的相關屬性來生產銅制品
1、導(dao)(dao)(dao)(dao)線(xian)(xian)的(de)線(xian)(xian)心(xin):用銅做(zuo)導(dao)(dao)(dao)(dao)線(xian)(xian)即是導(dao)(dao)(dao)(dao)體,導(dao)(dao)(dao)(dao)體的(de)性(xing)質是具有導(dao)(dao)(dao)(dao)電性(xing)。
2、各種電器中的散(san)熱器:散(san)熱器的作用(yong)是用(yong)來散(san)熱的,所以利用(yong)的是銅的導熱性。
3、各(ge)種裝飾(shi)的銅箔:能制成各(ge)種形狀銅箔,這是(shi)利用了銅的延展性。
銅及其合金加工材
板材(cai)、帶材(cai)、箔(bo)材(cai)、排材(cai)、管材(cai)、棒材(cai)、線(xian)材(cai)和型(xing)材(cai)
銅工藝品
銅(tong)工(gong)(gong)藝品(pin)(pin)是一(yi)種手工(gong)(gong)藝的產(chan)(chan)品(pin)(pin),即通過手工(gong)(gong)將(jiang)原料或半(ban)成品(pin)(pin)加(jia)工(gong)(gong)而成的產(chan)(chan)品(pin)(pin),是對(dui)一(yi)組價值藝術品(pin)(pin)的總稱。銅(tong)工(gong)(gong)藝品(pin)(pin)來源與生活(huo),卻又創造了(le)高于生活(huo)的價值。
銅樂器
銅管樂器(qi):是一種將氣流吹(chui)進吹(chui)嘴之(zhi)后,造成嘴唇振動的(de)樂器(qi)。
青銅(tong)樂器(qi):是夏商周三(san)代音樂文化(hua)中最具(ju)代表性、最重要(yao)的歷史遺存。青銅(tong)樂器(qi)主(zhu)要(yao)有銅(tong)鈴、鉦、鐃、鎛、編(bian)甬鐘(zhong)(zhong)、編(bian)鈕鐘(zhong)(zhong)等。
水(shui)洗、除塵、藥洗、涂層要得當。銅制品大部分(fen)都需要進行清潔處理,主要是除掉銅制品上的污垢(gou),如土斑(ban)、銹斑(ban)、油垢(gou)、汗(han)漬等,因為這(zhe)些東西不(bu)但(dan)損害(hai)銅制品,還可能(neng)對身體不(bu)好。
1、除塵:笨重銅制品可利用吸塵器清除銅制品上的灰塵要用軟布、軟毛刷、軟毛撣子等。對體積較大、笨重且不規則的銅制品,可采用吸塵器等機械進行除塵;對有鏤空結構或縫隙的銅制品,在吸塵的同時也可以使用高壓氣泵,將吸塵器不易吸除的塵土吹落。
2、藥洗:倍半碳酸鈉洗去青銅病要經常觀察青銅制品的變化,一旦發現青銅病癥發生,要及時處理,可以使用倍半碳酸鈉(5%碳酸鈉+碳酸氫鈉)清洗;遇到一些銹腐嚴重的銅制品,以及混有其他雜物的銅制品,應請專業人員進行清洗。
3、涂層:涂層有機硅比涂石蠟好干凈的銅制品,傳統保存方法是涂上一層石蠟,但這樣容易堆積灰塵,就不美觀了。對此,可在銅制品上涂一層有機硅將其密封,這樣能更有效地防止有害氣體、灰塵。總的來說,存放和陳列古玩的房間要保持干凈,保持空氣清潔;同時注意遠離廁所、污水坑、鍋爐房、煤廠等易產生污染與灰塵的地方;最后室內最好用暖氣設備取暖,暖氣片要遠離銅制品收藏柜。