Materiály používané v kabelovém průmyslu (měď)

Měď (latinsky Cuprum) je chemický prvek skupiny I periodické tabulky (atomové číslo 29, atomová hmotnost 63,546). Sloučeniny mědi obvykle vykazují oxidační stavy +1 a +2, je také známo několik sloučenin trojmocné mědi. Nejdůležitější sloučeniny mědi: Oxidy Cu₂O, CuO, Cu₂O₃; hydroxid Cu(OH).₂dusičnan Cu(NO).₃)₂.3 H₂O, sulfid CuS, síran (síran měďnatý) CuSO₄.5 H₂O, uhličitan CuCO₃Cu(OH)₂chlorid CuCl₂.2 H₂O.

Měď je jedním ze sedmi kovů známých již od starověku Období přechodu z doby kamenné do doby bronzové (4. – 3. tisíciletí př. n. l.) se nazývalo doba měděná nebo chalkolit (z řeckého chalkos – měď a lithos – kámen) nebo eneolit ​​(z latinského aeneus – měď a řeckého lithos – kámen). V tomto období se objevily měděné nástroje Je známo, že při stavbě Cheopsovy pyramidy byly použity měděné nástroje.

Čistá měď je kujný a měkký kov načervenalé, v lomech narůžovělé barvy, místy s hnědým a skvrnitým nádechem, těžký (hustota 8,93 g/cm3), výborný vodič tepla a elektřiny, v tomto ohledu druhý za stříbrem (teplota tání 1083 o C Měď se snadno táhne na drát a válcuje do srovnatelně tenkých plechů, ale je aktivní). V suchém vzduchu a kyslíku za normálních podmínek měď neoxiduje. Reaguje ale celkem snadno: již při pokojové teplotě s halogeny, například s vlhkým chlórem tvoří chlorid CuCl₂při zahřívání se sírou tvoří sulfid Cu₂S, se selenem. Ale měď nereaguje s vodíkem, uhlíkem a dusíkem ani při vysokých teplotách. Kyseliny, které nemají oxidační vlastnosti, neovlivňují měď, například kyselina chlorovodíková a zředěná kyselina sírová. Ale v přítomnosti vzdušného kyslíku se měď rozpouští v těchto kyselinách za vzniku odpovídajících solí:

V atmosféře obsahující CO₂, H páry₂O a další, je pokryta patinou – nazelenalým filmem zásaditého uhličitanu (Cu₂(ACH)₂CO₃)), jedovatá látka.

Měď se nachází ve více než 170 minerálech, z nichž pouze 17 je důležitých pro průmysl, včetně: bornitu (pestrobarevná měděná ruda – Cu₅FeS₄), chalkopyrit (pyrit měďnatý – CuFeS₂), chalkocit (měděný lesk – Cu₂S), covellit (CuS), malachit (Cu₂(ACH)₂CO₃). Nalezena je také přírodní měď

• Hustota mědi – 8,93 * 103 kg/m 3;
• Měrná hmotnost mědi je 8,93 g/cm 3 ;
• Měrná tepelná kapacita mědi při 20 o C je 0,094 cal/deg;
• Teplota tání mědi je 1083 o C;
• Měrné skupenské teplo tání mědi – 42 cal/g;
• Bod varu mědi je 2600 o C;
• Lineární koeficient roztažnosti mědi
• (při teplotě asi 20 °C) – 16,7 x 106 (1/deg);
• Koeficient tepelné vodivosti mědi je 335 kcal/m*hodina*stupeň;
• Odpor mědi při 20 o C – 0,0167 Ohm*mm 2 /m;

Sloučeniny mědi

Oxid měďnatý Cu₂O₃ a oxid měďný Cu₂O, stejně jako ostatní sloučeniny mědi(I), jsou méně stabilní než sloučeniny mědi(II). Oxid měďnatý nebo oxid měďnatý Cu₂V přírodě se vyskytuje jako minerál cuprit. Kromě toho jej lze získat jako sraženinu červeného oxidu měďnatého zahříváním roztoku měďnaté soli a alkálie v přítomnosti silného redukčního činidla. Oxid měďnatý (II) nebo oxid měďnatý, CuO — černá látka vyskytující se v přírodě (například ve formě minerálu teneritu Získává se kalcinací hydroxykarbonátu měďnatého (CuOH).₂CO₃ nebo dusičnan měďnatý Cu(NO₂)₂. Oxid měďnatý (II) je dobrý deoxidátor. Hydroxid měďnatý Cu(OH)₂ sráží se z roztoků měďnatých (II) solí působením alkálií ve formě modré želatinové hmoty. I při mírném zahřátí, dokonce i pod vodou, se rozkládá a mění se na černý oxid měďnatý (II). Hydroxid měďnatý je velmi slabá báze. Proto mají roztoky měďnatých (II) solí ve většině případů kyselou reakci a se slabými kyselinami tvoří měď zásadité soli. Síran měďnatý CuSO₄ V bezvodém stavu je to bílý prášek, který se při absorpci vody zbarví do modra. Proto se používá k detekci stop vlhkosti v organických kapalinách. Vodný roztok síranu měďnatého má charakteristickou modro-světle modrou barvu. Tato barva je charakteristická pro hydratované ionty [Cu(H₂O)₄]₂+ proto všechny zředěné roztoky měďnatých solí mají stejnou barvu, pokud neobsahují žádné barevné anionty. Ve vodných roztocích krystalizuje síran měďnatý s pěti molekulami vody a tvoří průhledné modré krystaly síranu měďnatého. Síran měďnatý se používá pro elektrolytické povlékání kovů mědí, pro přípravu minerálních barev a také jako výchozí materiál při výrobě dalších sloučenin mědi. V zemědělství se zředěný roztok síranu měďnatého používá k postřiku rostlin a ošetření obilí před setím, aby se zničily spory škodlivých hub. Chlorid měďnatý CuCl₂. 2 hodin₂O.Tvoří tmavě zelené krystaly, které jsou snadno rozpustné ve vodě. Vysoce koncentrované roztoky chloridu měďnatého jsou zelené, zředěné roztoky jsou modro-světle modré. Dusičnan měďnatý Cu(NO₃)₂.3 H₂O.Získává se rozpuštěním mědi v kyselině dusičné. Modré krystaly dusičnanu měďnatého při zahřátí nejprve ztrácejí vodu a pak se snadno rozkládají za uvolňování kyslíku a hnědého oxidu dusičitého a mění se na oxid měďnatý (II). hydroxykarbonát měďnatý (CuOH)₂CO₃.V přírodě se vyskytuje ve formě minerálu malachit, který má krásnou smaragdově zelenou barvu. Uměle se připravuje působením Na₂CO₃ na roztocích měďnatých (II) solí. 2CuSO₄ + 2Na₂CO₃ + H₂O = (CuOH)₂CO₃v + 2Na₂SO₄ + CO₂^ Používá se k získávání chloridu měďnatého, k přípravě modrých a zelených minerálních barev a také v pyrotechnice. Octan měďnatý Cu(CH₃VRKAT)₂.H₂O.Získává se zpracováním kovové mědi nebo oxidu měďnatého kyselinou octovou. Obvykle se jedná o směs zásaditých solí různého složení a barvy (zelená a modrozelená). Pod názvem měděnka se používá k přípravě olejové barvy. Komplexní sloučeniny mědi vznikají jako výsledek kombinace dvojmocných iontů mědi s molekulami amoniaku. Ze solí mědi se získávají různé minerální barvy. Všechny soli mědi jsou jedovaté, aby se zabránilo tvorbě solí mědi, je měděné nádobí potaženo zevnitř vrstvou cínu (pocínováno).

Výroba mědi

Měď se těží z oxidových a sulfidických rud. 80 % veškeré vytěžené mědi se taví ze sulfidických rud. Měděné rudy obvykle obsahují velké množství hlušiny. Proto se k získání mědi používá proces zušlechťování. Měď se získává tavením ze sulfidických rud. Proces se skládá z řady operací: pražení, tavení, přeměny, ohně a elektrolytické rafinace. Během procesu pražení se většina sulfidů nečistot přemění na oxidy. Hlavní nečistotou většiny měděných rud je tedy pyrit FeS₂ se změní na Fe₂O₃. Plyny vznikající při spalování obsahují CO₂, který se používá k výrobě kyseliny sírové. Oxidy železa, zinku a další nečistoty získané během procesu výpalu se při tavení oddělují jako struska. Tekutý měděný mat (Cu₂S s příměsí FeS) vstupuje do konvertoru, kde je profukován vzduch. Během procesu přeměny se uvolňuje oxid siřičitý a vzniká surová nebo černá měď. Pro extrakci cenných prvků (Au, Ag, Te atd.) a pro odstranění škodlivých nečistot se měď z puchýřků nejprve podrobuje ohni a poté elektrolytické rafinaci. Během zušlechťování ohněm je tekutá měď nasycena kyslíkem. V tomto případě jsou nečistoty železa, zinku a kobaltu oxidovány, přeměněny na strusku a odstraněny. A měď se nalévá do forem. Výsledné odlitky slouží jako anody při elektrolytické rafinaci.

Hlavní složkou roztoku při elektrolytické rafinaci je síran měďnatý, nejběžnější a nejlevnější sůl mědi Pro zvýšení nízké elektrické vodivosti síranu měďnatého se do elektrolytu přidává kyselina sírová. Pro získání kompaktní sraženiny mědi se do roztoku přidá malé množství přísad. Kovové nečistoty obsažené v nerafinované („černé“) mědi lze rozdělit do dvou skupin.

1. Fe, Zn, Ni, spol. Tyto kovy mají výrazně více záporných elektrodových potenciálů než měď. Proto se anodicky rozpouštějí spolu s mědí, ale neusazují se na katodě, ale hromadí se v elektrolytu ve formě síranů. Proto musí být elektrolyt pravidelně vyměňován.
2. Au, Ag, Pb, Sn. Ušlechtilé kovy (Au, Ag) nepodléhají anodickému rozpouštění, ale během procesu se usazují na anodě a tvoří spolu s dalšími nečistotami anodový kal, který je periodicky odstraňován cín a olovo se rozpouštějí spolu s mědí, ale v elektrolytu tvoří špatně rozpustné sloučeniny, které se vysrážejí a také se odstraňují.

Slitiny mědi

Slitiny, které zvyšují pevnost a další vlastnosti mědi, se získávají přidáním přísad, jako je zinek, cín, křemík, olovo, hliník, mangan a nikl. Více než 30 % mědi se používá na slitiny.

Mosaz — slitiny mědi a zinku (měď od 60 do 90 % a zinek od 40 do 10 %) — pevnější než měď a méně náchylné k oxidaci. Když se do mosazi přidá křemík a olovo, zvýší se jeho kluzné vlastnosti, když se přidá cín, hliník, mangan a nikl, zvýší se jeho antikorozní odolnost. Plechy a odlévané výrobky nacházejí uplatnění ve strojírenství, zejména v chemickém inženýrství, v optice a výrobě nástrojů a při výrobě sítí pro celulózový a papírenský průmysl.

Bronz. Dříve se bronz nazýval slitiny mědi (80-94 %) a cínu (20-6 %). V dnešní době se vyrábějí bronzy bez cínu, pojmenované podle hlavní složky po mědi.

• Hliníkové bronzy obsahují 5-11 % hliníku a mají vysoké mechanické vlastnosti spojené s odolností proti korozi.
• Olověné bronzy obsahující 25-33 % olova se používají především pro výrobu ložisek pracujících pod vysokými tlaky a vysokými kluznými rychlostmi.
• Křemíkové bronzy obsahující 4-5% křemíku se používají jako levné náhražky cínových bronzů.
• Berylliové bronzy obsahující 1,8-2,3 % berylia se vyznačují tvrdostí po vytvrzení a vysokou elasticitou. Používají se k výrobě pružin a odpružených výrobků.
• Kadmiové bronzy jsou slitiny mědi s malým množstvím kadmia (do 1 %) a používají se při výrobě trolejových drátů, pro výrobu armatur pro vodovodní a plynové rozvody a ve strojírenství.

Pájky — slitiny neželezných kovů používané při pájení k získání monolitického pájeného švu. Mezi tvrdými pájkami je známá slitina mědi a stříbra (44,5-45,5 % Ag; 29-31 % Cu; zbytek tvoří zinek).

Aplikace mědi

Měď, její sloučeniny a slitiny jsou široce používány v různých průmyslových odvětvích.

V elektrotechnice se měď používá ve své čisté formě: při výrobě kabelových výrobků, sběrnic pro holé a trolejové dráty, elektrických generátorů, telefonních a telegrafních zařízení a rádiových zařízení. Výměníky tepla, vakuové přístroje a potrubí jsou vyrobeny z mědi. Více než 30 % mědi se používá na slitiny. Slitiny mědi s jinými kovy se používají ve strojírenství, v automobilovém a traktorovém průmyslu (radiátory, ložiska), pro výrobu chemických zařízení.

Vysoká viskozita a plasticita kovu umožňuje použití mědi k výrobě různých produktů s velmi složitými vzory. Po žíhání se červený měděný drát stává tak měkkým a pružným, že jej lze snadno stočit do nejrůznějších šňůr a ohnout do nejsložitějších ozdobných prvků. Měděný drát se navíc snadno pájí stříbrnou pájkou a je dobře postříbřený a pozlacený. Tyto vlastnosti z mědi činí nepostradatelný materiál při výrobě filigránových výrobků.

Koeficient lineární a objemové roztažnosti mědi při zahřátí je přibližně stejný jako u horkých smaltů, a proto po ochlazení smalt dobře přilne k měděnému výrobku, nepraská a neodskakuje. Kvůli tomu řemeslníci při výrobě smaltovaných výrobků preferují měď před všemi ostatními kovy.

Stejně jako některé jiné kovy je i měď jedním z životně důležitých stopových prvků. Podílí se na procesu fotosyntézy a asimilace dusíku rostlinami a podporuje syntézu cukru, bílkovin, škrobu a vitamínů. Nejčastěji se měď do půdy přidává ve formě pentahydrátu síranu měďnatého – síranu měďnatého CuSO4.5H2O. Ve velkém množství je jedovatý, jako mnoho jiných sloučenin mědi, zejména pro nižší organismy. V malých dávkách je měď nezbytná pro všechny živé věci.

Chcete ušetřit čas?

Svěřte výběr produktů profesionálům

Specialisté Kabel.RF® vědí o tomto produktu vše a kompetentně vám poradí s výběrem s ohledem na technické požadavky a pomohou zajistit včasnou dodávku

Odeslat poptávku na výběr produktu