Kobber med høy renhet er et mykt, formbart og duktilt metall med veldig høy termisk og elektrisk ledningsevne. En fersk eksponert overflate av ren kobber har en rødoransje farge. Kobber brukes som en leder av varme og strøm, som et byggemateriale, og som en bestanddel av forskjellige metalllegeringer, for eksempel sterlingsølv brukt i smykker, brukes cupronickel til å lage marin maskinvare og mynter, og Constantan som brukes i belastningsmålere og termoelskaper til temperaturmåling. Kobber med høy renhet har den endelige styrken på omtrent 210 MPa, og avkastningsstyrke på 33 MPa, noe som begrenser dens brukbarhet i industrielle applikasjoner. Men på samme måte som for andre legeringer, kan kobber styrkes. Den viktigste styrkingsmekanismen er legering i CU-baserte legeringer.
Kobberlegering er legeringer basert på kobber, der de viktigste legeringselementene er Zn, Sn, Si, Al, Ni. CU-baserte legeringer utgjør for det meste substitusjonelle faste løsninger, som løst- eller urenhetsatomer erstatter eller erstatter vertsatomene. Flere funksjoner i løst og løsningsmiddelatomer bestemmer i hvilken grad førstnevnte oppløses i sistnevnte. Disse uttrykkes som Hume -Rothery -reglene. Det er så mange som 400 forskjellige kobber- og kobberlegeringssammensetninger løst gruppert i kategoriene: kobber, høy kobberlegering, messing, bronser, kobbernikkel, kobber - nikkel - sink (nikkel sølv), blyet kobber og spesielle legeringer. I tillegg kan et begrenset antall kobberlegeringer styrkes ved varmebehandling.; Følgelig må kaldtarbeid og\/eller fastløsningslegering brukes til å forbedre disse mekaniske egenskapene.
Egenskaper til kobber
Kobber er et mykt, tøft, duktilt og formbart materiale. Disse egenskapene gjør kobber ekstremt egnet for rørforming, trådtegning, spinning og dyp tegning. De andre nøkkelegenskapene som er utstilt av Copper og dens legeringer inkluderer:
Utmerket varmeledningsevne. Kobber har en 60% høyere termisk konduktivitetsvurdering enn aluminium, så det er bedre i stand til å redusere termiske hot spots i elektriske ledningssystemer. De elektriske og termiske konduktivitetene til metaller stammer fra det faktum at deres ytre elektroner er delokaliserte.
Utmerket elektrisk ledningsevne. Kobberens konduktivitet er 97% av sølv. På grunn av sine mye lavere kostnader og større overflod, har kobber tradisjonelt vært standardmaterialet som ble brukt til elektrisitetsoverføring. Imidlertid brukes aluminium vanligvis i høyspent kraftledninger fordi det har omtrent halvparten av vekten og lavere kostnadene for en sammenlignbar kobberkabel. Ved en gitt temperatur er de termiske og elektriske konduktivitetene til metaller proporsjonale, men å øke temperaturen øker den termiske ledningsevnen mens den reduserer den elektriske ledningsevnen. Denne oppførselen blir kvantifisert i Wiedemann - Franz -loven.
God korrosjonsmotstand. Kobber reagerer ikke med vann, men det reagerer sakte med atmosfærisk oksygen for å danne et lag med brunt-svart kobberoksyd som, i motsetning til rusten som dannes på jern i fuktig luft, beskytter det underliggende metallet mot ytterligere korrosjon (passivasjon). Kobbernikkellegeringer, aluminiums messing og aluminium viser overlegen motstand mot saltvannskorrosjon.
God bioforvaltningsmotstand
God maskinbarhet. Maskinering av kobber er mulig, selv om legeringer er å foretrekke for god maskinbarhet ved å lage intrikate deler.
Oppbevaring av mekaniske og elektriske egenskaper ved kryogene temperaturer
Diamagnetisk
Bruk av kobber- og kobberlegeringer
Historisk sett ble legering av kobber med et annet metall, for eksempel tinn for å lage bronse, først øvd rundt 4000 år etter at oppdagelsen av kobbersmeltering, og omtrent 2000 år etter at "naturlig bronse" hadde kommet i generell bruk. En gammel sivilisasjon er definert til å være i bronsealderen enten ved å produsere bronse ved å smelte sitt eget kobber og legering med tinn, arsen eller andre metaller. De viktigste anvendelsene av kobber er elektrisk ledning (60%), tak og rørleggerarbeid (20%) og industrielle maskiner (15%). Kobber brukes mest som et rent metall, men når det kreves større hardhet, blir det lagt inn i legeringer som messing og bronse (5% av total bruk). Kobber- og kobberbaserte legeringer inkludert messing (Cu-ZN) og bronser (Cu-SN) er mye brukt i forskjellige industrielle og samfunnsmessige applikasjoner. Noen av de vanlige bruksområdene for messinglegeringer inkluderer kostymsmykker, låser, hengsler, tannhjul, lagre, ammunisjonsforingsrør, bilradiatorer, musikkinstrumenter, elektronisk emballasje og mynter. Bronse, eller bronse-lignende legeringer og blandinger, ble brukt til mynter over en lengre periode. er fremdeles mye brukt i dag for fjærer, lagre, gjennomføringer, biloverføringspilotlagre og lignende beslag, og er spesielt vanlig i lagrene til små elektriske motorer. Messing og bronse er vanlige ingeniørmaterialer i moderne arkitektur og først og fremst brukt til taking og fasadekledning på grunn av deres visuelle utseende.
Elektrolytisk-tøff tonehøyde (ETP) kobber
Elektrolytisk tøff tonehøyde kobber, UNS C11 0 0 0, er rent kobber (med maksimalt 0,0355% av urenheter) foredlet av elektrolytisk raffineringsprosess, og den er den mest brukte karakteren av kobber over hele verden. ETP har en minimum konduktivitetsvurdering på 100% IACs og er pålagt å være 99,9% ren. Den har 0,02% til 0,04% oksygeninnhold (typisk). Elektrisk ledning er det viktigste markedet for kobberindustrien. Dette inkluderer strukturelle strømledninger, strømfordelingskabel, apparattråd, kommunikasjonskabel, biltråd og kabel og magnettråd. Omtrent halvparten av alle kobbergrupper brukes til elektrisk ledning og kabelledere. Ren kobber har den beste elektriske og termiske ledningsevnen til ethvert kommersielt metall. Kobberens konduktivitet er 97% av sølv. På grunn av sine mye lavere kostnader og større overflod, har kobber tradisjonelt vært standardmaterialet som ble brukt til elektrisitetsoverføring.
Messing
Messing er det generiske uttrykket for en rekke kobber-sinklegeringer. Messing kan legges med sink i forskjellige proporsjoner, noe som resulterer i et materiale med varierende mekaniske, korrosjon og termiske egenskaper. Økte mengder sink gir materialet forbedret styrke og duktilitet. Messing med et kobberinnhold større enn 63% er den mest duktil av kobberlegering og er formet av komplekse kaldformende operasjoner. Messing har høyere formbarhet enn bronse eller sink. Det relativt lave smeltepunktet for messing og dets flyting gjør det til et relativt enkelt materiale å støpe. Messing kan variere i overflatefarge fra rød til gult til gull til sølv, avhengig av sinkinnholdet. Noen av de vanlige bruksområdene til messinglegeringer inkluderer kostymsmykker, låser, hengsler, tannhjul, lagre, slangekoblinger, ammunisjonsforingsrør, biladiatorer, musikkinstrumenter, elektronisk emballasje og mynter. Messing og bronse er vanlige ingeniørmaterialer i moderne arkitektur og først og fremst brukt til taking og fasadekledning på grunn av deres visuelle utseende.
For eksempel er UNS C26000 Cartridge messinglegering (70\/30) fra den gule messing -serien, som har den høyeste duktiliteten. Kassettmessinger er stort sett kaldformet, og de kan også lett maskineres, noe som er nødvendig for å lage kassetttilfeller. Den kan brukes til radiatorkjerner og stridsvogner, lommelyktskall, lampearmaturer, festemidler, låser, hengsler, ammunisjonskomponenter eller rørleggerutstyr.
Bronse
Bronzene er en familie av kobberbaserte legeringer som tradisjonelt er legert med tinn, men kan referere til legeringer av kobber og andre elementer (f.eks. Aluminium, silisium og nikkel). Bronzes er noe sterkere enn messingene, men de har fremdeles en høy grad av korrosjonsmotstand. Generelt brukes de når de, i tillegg til korrosjonsbestandighet, er nødvendig med gode strekkegenskaper. For eksempel oppnår berylliumkobber den største styrken (til 1400 MPa) av en hvilken som helst kobberbasert legering.
Historisk sett ble legering av kobber med et annet metall, for eksempel tinn for å lage bronse, først øvd rundt 4000 år etter at oppdagelsen av kobbersmeltering, og omtrent 2000 år etter at "naturlig bronse" hadde kommet i generell bruk. En gammel sivilisasjon er definert til å være i bronsealderen enten ved å produsere bronse ved å smelte sitt eget kobber og legering med tinn, arsen eller andre metaller. Bronse, eller bronse-lignende legeringer og blandinger, ble brukt til mynter over en lengre periode. er fremdeles mye brukt i dag for fjærer, lagre, gjennomføringer, biloverføringspilotlagre og lignende beslag, og er spesielt vanlig i lagrene til små elektriske motorer. Messing og bronse er vanlige ingeniørmaterialer i moderne arkitektur og først og fremst brukt til taking og fasadekledning på grunn av deres visuelle utseende.
