Где используется медь

Медь (Cu) – роль в организме, симптомы недостатка, источники

Медь (Cuprum, Cu) – химический элемент, который несмотря на свое издревле широкое повсеместное применение в человеческой жизни, несет благотворное воздействие в качестве микроэлемента и внутри живых организмов.

Так, находясь в различных ферментах этот микронутриент помогает усваивать и перерабатывать продукты питания, а транспортируясь с током крови находит свое «депо» в клетках печени, откуда при недостаточном поступлении извне организм ее извлекает.

Кроме того, медь, или как ее еще со школьных лет многие из нас знают под термином «купрум» участвует в метаболизме белков и находясь в клетках хрящевой и костной тканей способствует их росту, и соответственно нормальному развитию опорно-двигательного аппарата человека и животных.

В виде самостоятельного минерала медь представляет собой пластичный металл розоватого с золотистым отблеском цвета, который при контакте с кислородом быстро покрывается оксидной пленкой, придавая ему желто-красный оттенок.

Количество меди в коре Земли составляет примерно от 4,7 до 5,5×10-3%, а наименьшая часть его присутствует в воде нашей планеты.

Встречается как в качестве самостоятельного металла, так и в составе различных соединениях, особенно халькопирите (CuFeS2), халькозине (Cu2S), борните (Cu5FeS4), куприте (Cu2O), ковеллине (CuS), малахите (Cu2CO3(OH)2), азурите (Cu3(CO3)2(OH)2) и прочих. Среди наиболее крупных месторождений выделяют Казахстан, Забайкалье, Центральная Африка, Германия, Чили и США.

Свое наименование купрум («Cuprum», Cu) получил в честь острова Кипр (Cuprium, Cyprium), расположенного в Средиземном море, т.к. именно там в древности было весьма богатое на этот металл месторождение.

На территории же бывшего СССР купрум больше известен под темином «медь», этимология которого до конца не известно, однако его связывают с наименованием древней страны «Мидия» (Μηδία) и древнегерманским «smid» (кузнец). В старословянском обозначалось «Мѣдь».

Алхимики называли купрум — «Венера», и обозначали символом «♀».

История – краткая справка

Первые изделия из меди люди использовали еще далеко до рождения Иисуса Христа. Одни из наиболее ранее изготовленных медные предметы обнаружены на территории Турции во время раскопок старого поселения Чаталхёюк, датирующегося примерно 5600 годом до н. э. Также на Ближнем Востоке и Кипре найдены бронзовые вещи (сплав меди и олова), датируемые 3000 годом до Рождества Христова.

Медь была используемая для внутренней отделки храма Господнего, построенного Соломоном (примерно в 957-950 до Р.Х.):

«столбы числом два, море одно, и подставы, которые сделал Соломон в дом Господень, – меди во всех сих вещах не было весу. Восемнадцать локтей вышины в одном столбе; венец на нём медный, а вышина венца три локтя, и сетка и гранатовые яблоки вокруг венца – все из меди. То же и на другом столбе с сеткою.» (4Царств 25:16,17)

Изначально древние народы добывали медь из малахитовой руды.

Активное применение медь нашла во время открытия и широкого использования электричества, т.к. этот металл обладает превосходными электропроводящими свойствами.

Общие данные

Расположение в периодической таблице Д.И. Менделеева: в старой версии — IV период, V ряд, I группа, в новой версии таблицы – 11 группа, 4 период.

• Атомный номер – 29
• Атомная масса – 63,546 г/моль
• Электронная конфигурация – [Ar] 3d10 4s1
• Температура плавления (°С) – 1083,4 (1356,55 K)
• Температура кипения (°С) – 2567.
• CAS: 7440-50-8.

Физико-химические свойства

Чистая медь – довольно пластичный металл, из-за чего он и находил издревле широкое применение. Окрашен в золотисто-розовый цвет с небольшим отблеском, однако при контакте с воздухом стремительно покрывается оксидной пленкой, которая придает купруму желтовато-красный цвет.

Широкое применение в электротехнике, системах отопления и других сферах современного быта получила из-за своих замечательных показателей в теплопроводности и электропроводности, является диамагнетиком.

При воздействии на металл влажного воздуха окисляется, образовывая карбонат меди.

При контакте с водой или разбавленной кислотой в реакцию не вступает.

Биологическая роль и функции меди в организме

Для чего нужна медь организму? Cu играет важную роль в превращении железа (Fe) внутри организма в гемоглобин, за счет чего этот микроэлемент косвенно поддерживает функцию кроветворения.

Также, находясь в составе многих ферментов – тирозиназы, аскорбиназы, цитохромоксидазы, меланина и многих других медь сопричастна к пигментации волос и кожного покрова, формировании и развитию костных и хрящевых тканей, образованию эластина и коллагена (входят в состав соединительной ткани), эндорфинов (т.н. «гормоны счастья») и прочих.

Количество меди в организме взрослого среднестатистического человека колеблется в пределах 100 мг, большая часть из которой присутствует в печени.

Медь выполняет и множество других полезных функций, среди которых:

• Участие в работе супероксиддисмутазы, являющейся ферментом-антиоксидантом, выполняющего роль защиты организма от процессов окисления, распространения и негативного воздействия свободных радикалов, т.е. профилактирует развитие онкологических болезней;
• Защита организма от патогенной микрофлоры, т.к. этот металл обладает замечательным бактерицидным действием, из-за чего Cu применяли для изготовления различной кухонной утвари;
• Обладает противовоспалительным действием, за счет чего человеку легче справляться с различными воспалительными заболеваниями, часто обусловленных инфицированием организма;
• Замечено действие по снижению выраженности клинических проявлений аутоиммунных заболеваний – ревматоидного артрита и прочих;
• Помогает бороться с отравлениями – способствует укреплению организма и выведению из него токсинов;
• Поддерживает функционирование нервной системы – являясь строительным материалом для фосфолипидов, поэтому косвенно участвует в сохранении миелина (внешняя оболочка нервных волокон), а также берет участие в регулировании нейромедиаторов;
• Участвует в процессах кроветворения – используется для формирования эритроцитов. Именно купрум высвобождает железо из «депо» и в дальнейшем помогает усвоить Fe организмом, а также выработать гемоглобин;
• Ускоряет кровообращение при физической активности, из-за чего не только способствует похудению, но и предотвращению развития сердечно-сосудистых болезней;
• Участвует в продукции женских половых гормонов;
• Несет весомый вклад в обменных процессах – активирует инсулин, помогает расщеплять жиры и углеводы, а также помогает в утилизации белков, углеводов и аскорбиновой кислоты. Участвует в синтезе простагландинов, который помогает регулировать кровяное давление, сердечные сокращения, свертываемость крови и прочие.
• У некоторых живых организмах, особенно беспозвоночных (моллюски и другие) транспорт кислорода осуществляется не гемоглобином, а гемоцианином (медьсодержащий белок).

Применение меди в других сферах человеческой жизни

• В медицинской практике – в качестве антисептика и вяжущего средства;
• В металлургии – для изготовления бронзы (сплав с оловом и др. веществами), латуни (сплав с цинком), мельхиора (сплав с никелем);
• В электротехнике и радиоэлектронике – для изготовления кабелей, проводов, контактов и прочих элементов;
• В быту – для изготовления посуды и других кухонных предметов, а также батарей и труб, монет;
• В искусстве – для изготовления красок, украшений, различных декоративных отделок, памятников и прочих изделий;
• Для изготовления минеральных удобрений.

Суточная потребность

Суточная потребность в Cu зависит от пола, возраста, дневного рациона и места проживания человека.

Рекомендуемые суточные дозы меди:

• Младенцы от 0 до 1 года – 0,5 мг;
• Дети от 1 до 3 лет – 0,5 мг;
• Дети от 3 до 7 лет – 0,6 мг;
• Дети от 7 до 11 лет – 0,7 мг;
• Дети от 11 до 14 лет – 0,8 мг;
• Подростки от 14 до 18 лет – 1 мг;
• Взрослые и лица преклонного возраста – от 1 до 2,5-3 мг.
• Во время беременности дозировку увеличивают от нормы на 0,1 мг;
• В период кормления грудью: + 0,4 мг.

Согласно методическим рекомендациям Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека №2.3.1.1915-04 от 02.07.2004 г суточная норма меди для граждан России составляет от 1 до 5 мг. Причем 5 мг – максимально допустимая доза.

Суточная доза меди повышается при воспалительных заболеваниях, анемии, повышенной физической нагрузке, злоупотреблении алкогольными напитками, снижении реактивности иммунной системы.

Нехватка меди — симптомы

Дефицит Cu может вызывать следующие нарушения в работе организма:

• Побледнение кожи, что обусловлено недостаточной выработкой гемоглобина и развитием анемии;
• Замедленное развитие костных тканей, различные деформации костей и частые переломы, развитие остеопороза;
• Ухудшение психоэмоционального состояния – депрессивные состояния, повышенная восприимчивость к стрессам, повышенная утомляемость и периодическая апатия к окружающему миру;
• Ухудшение состояния и здоровья кожи и костей – повышенная скорость поседения и выпадения волос, появление пигментных пятен (витилиго), периодически появляется сыпь;
• Нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы – аритмии, варикозное расширение вен, аневризмы, развитие атеросклероза;
• Ухудшение качества крови – развитие лейкопении, нейтропении;
• Снижение реактивности иммунитета и повышенная восприимчивость к инфекционным болезням, особенно ОРЗ.

Причины нехватки Cu

• Недостаточное поступление в организм медьсодержащих продуктов, а также голодание, диеты, длительное парентеральное питание;
• Наличие синдрома маальсорбции – нарушение процесса всасывания вещества органами пищеварения;
• Повышенное поступление в организм цинка (Zn), а также обратный эффект – если много меди, то в организме уменьшается количество цинка;
• Недостаточное количество витамина С (аскорбиновой кислоты);
• Синдром Менкеса – сбой в межклеточном транспорте Cu.

Применение меди в медицине

Применение Cu целесообразно в следующих случаях:

• Для предотвращения дефицита микроэлемента в организме и связанных с этим состояний, синдромов и болезней;
• Для улучшения качества волос, кожи.

Избыток меди, собственно, как и недостаток также может нанести вред здоровью.

Правда передозировка или отравление медью более вероятно при поступлении солей или других химически активных соединений меди. Все соли Cu токсичны для внутренней среды организма.

Отравление медью сопровождается следующими симптомами:

• Нарушения функции печени, выражающиеся бледностью или желтизной кожи;
• Нарушения в пищеварительной системе — отсутствие аппетита, тошнота, приступы рвоты;
• Развитие почечной недостаточности – уменьшение количество вырабатываемой почками мочи, а также изменение ее цвета;
• При поступлении в организм от 30 до 50 мл медного купороса может закончиться летальным исходом.

Причины переизбытка Cu в организме

Злоупотребление препаратами, в которых содержится это вещество.

Источники меди

В каких продуктах Cu содержится больше всего?

Растительные и животные источники (мг на 100 г): печень говяжья (жаренная — 14,6, тушенная – 14,3), печень консервированной трески (14,2), морские водоросли спирулина (6,1), грибы шитаки сушенные (5,1), соевая мука (5,1), кунжутное масло (4,2), кунжут (4,1), какао в порошке (3,8), орехи кешью или масло из них (2,2), базилик (2,1), черные семечки подсолнуха (1,8), кориандр (1,8), фундук (1,8), редис (1,6), орех грецкий (1,6), мята сушенная (1,5), томаты сушенные (1,4), белые семечки тыквы (1,3), фисташки (1,3), шоколад темный (1,2), гречка (1,1), пшеничные отруби (1), семена тмина (0,9), горох (0,75), крупа овсяная (0,5), крупа геркулес (0,45), редька (0,15), свекла (0,14), картофель (0,14), баклажаны (0,14), абрикос (0,14), клубника (0,13), чеснок (0,13), морковь (0,08), яйцо куриное (0,08), капуста белокочанная (0,08), виноград (0,08), грейпфрут (0,07), апельсины (0,07), творог (0,07).

Химические источники (Cu): витаминно-минеральные комплексы «Витрум плюс», «Мультимакс», «Медь активная) и другие препараты меди.

Синтез в организме: не синтезируется.

Взаимодействие меди с другими веществами

• Прием повышенного количества цинка, витамина С, молибдена, фруктозы, фитаты уменьшают усвояемость меди;
• Повышенное количество Cu уменьшает усвояемость витамина А, цинка, молибдена и кобальта;
• Кобальт повышает усвояемость меди.

Обсудить Cu и другие минералы на форуме…

Применение меди

Медь находится на втором месте по популярности среди всех цветных металлов. Основной источник получения меди – это медная руда, которую добывают в многочисленных месторождениях сланца и песчаника.
Чистый металл имеет красно-розовый цвет и характеризуется высокими показателями тепло- и электропроводности. К примеру, по уровню теплопроводности она лучше железа в 6 раз.

Область применения меди

Как в форме чистого металла, так и в сочетании со сплавами медь применяется в разных промышленных областях.Ее свойства позволяют активно применять этот металл электротехники. Свыше 50% добытого металла используется для производства всевозможных электроприборов и электропередач.

Высокие показатели электро- и теплопроводности обуславливают широкое использование меди в строительной отрасли. Как известно, металл отличается устойчивостью к отрицательному действию коррозии и ультрафиолетовых лучей, также не деформируется в условиях резких колебаний температурного режима.

Самым популярным продуктом из меди являются провода. Для их изготовления применяется максимально чистый металл, потому что дополнительные примеси в значительной степени уменьшают показатель токопроводимости.

К примеру, если в готовом продукте будет присутствовать свыше 0,02% алюминия, то способность продукта проводить ток падает на 10%.

Хорошая вязкость и пластичность обуславливают популярность меди для создания продукции с различными узорами.

В результате обжига, проволока, созданная из красной меди, приобретает максимальный уровень пластичности и мягкости. Из нее можно формировать узоры и орнаменты любой сложности.

Такую проволоку применяют в:

• электротехнике
• электроэнергетике
• автомобилестроении
• судостроении
• производстве кабеля и проводов.

Высокий показатель теплопроводности меди позволяет использовать ее в различных теплообменниках и теплоотводных приборах. Именно из меди создают кулера для системных блоков, радиаторы отопления, трубы, кондиционеры и другие механизмы.
Несмотря на довольно высокую стоимость медных труб, их достоинства неоспоримы:

• не боятся ультрафиолетового излучения
• устойчивы к образованию коррозии
• не реагируют на температурные перепады. Поэтому монтаж можно проводить даже в условиях низких температур воздуха.

Вследствие высокого показателя механической прочности, а также возможности механической обработки специалисты создают бесшовные медные трубы, имеющие круглое сечение. Они предназначены для транспортировки жидких веществ или газов в системах газо- и водоснабжения, кондиционирования и отопления.

Пожалуй, самым первым материалом, из которого сделали кровельное покрытие, была медь. Такой вариант кровли характеризуется долгим периодом эксплуатации — около 200 лет. Через определенное время кровля из меди окисляется, вследствие чего формируется пленка патины.

Она защищает

поверхность меди от неблагоприятного действия ультрафиолета, низкой температуры, влажности и других погодных явлений.

Сплавы меди и их применение

Медь и ее сплавы широко используются в процессе возведения линий электропередач и устройств разного типа связи. Сплавы применяют в электромашиностроительной отрасти, в создании разных приборов, при изготовлении холодильников, вакуум-аппаратов.Примерно половина всей меди используется на нужды электропромышленности.

На базе меди получено огромное количество сплавов с разными металлами, например, Zn, Sn, Al, Be, Ni, Mn, Pb, Ti, Ag, Au. Существуют сплавы и с неметаллами, например, с фосфором, серой, кислородом и другими.

Сфера использования таких сплавов довольно обширна. Большая часть их них отличается высокими антифрикционными качествами.

Сплавы используют в литой и кованой форме, а также в порошковой форме. К примеру, широко используются сплавы:

• оловянные. Содержат от 4 до 33 % Sn
• свинцовые. В них содержится примерно 30 % Pb
• алюминиевые. Содержат от 5 до 11 % Al
• кремниевые. В таких сплавах присутствует 4-5 % Si
• сурьмяные бронзы, которые востребованы в производстве подшипников, теплообменников и прочих материалов в виде листа, прутков и труб для химической, бумажной и пищевой промышленности.

Разные сплавы меди с хромом, а также вольфрамовый порошковый сплав применяются для изготовления электродов и электроконтактов.

Сложно представить себе химическую промышленность и машиностроение без латуни — сплава меди с цинком (до 50 % Zn).

Чаще всего в небольших количествах тут присутствуют и другие элементы, например, Al, Si, Ni, Mn. Сплавы меди с фосфором (6-8 %) применяют как припои.

Использование меди в медицине

Применение меди в медицинской отрасли можно встретить довольно часто. Согласно нормам традиционной медицины — медь это крайне важный элемент жизнедеятельности человека. В нашем организме медь присутствует в объеме 2*10-4 % от общего веса человека.

Каждый день вместе с пищей мы употребляем примерно 60 мг меди, однако усваивается лишь 2 мг, но именно это количество и является суточной нормой для взрослого человека.
Медь крайне важна в процессе биосинтеза гемоглобина, а также в поддержании уровня сахара, холестерина и мочевой кислоты.

Чтобы сердечно-сосудистая система, головной мозг, пищеварительный тракт работали как положено, необходима медь. При хроническом недостатке меди в организме человека развиваются следующие болезни:

• анемия
• остеопороз
• глаукома
• псориаз
• атрофируется сердечная мышца
• человек быстро устает, теряет вес
• в организме накапливается холестерин.

Самыми богатыми продуктами, содержащими медь, являются:

• шампиньоны
• картофель
• печень трески
• цельное зерно
• устрицы и каракатицы.

Применение и маркировка меди

Чтобы выяснить конкретный состав, по классификации ГОСТ 859-2001, имеется особая таблица с характеристиками и маркировками.

Наиболее востребованной является катодная медь или медные полуфабрикаты, другими словами катанка, прокат, слитки и предметы из медных сплавов.

Особенности и сфера использования металла, по данным таблицы ГОСТ 859-2001, определяются согласно процентному содержанию разных примесей. Разные марки меди содержат от 10 до 50 разных примесей. Чаще всего наблюдается разделение на две группы:

• сплав, в котором содержится минимальное количество кислорода (до 0,011 %). Этот сплав имеет высокую чистоту. Обозначение по ГОСТ 859-2001 – М00, М01, медь М3. Применяются главным образом для создания токопроводников или сплавов высокой степени чистоты
• рафинированный металл, в котором содержится примесь фосфора для общего применения. Обозначения по ГОСТ 859-2001 – М1ф, М2р, М3р. Из такого металла создают трубы, горячекатаные и холоднокатаные листы, фольга.

Стоит отметить, что данные классификации по ГОСТ 859-2001 соответствуют иностранным данным классификации по DIN. В иностранной классификации обязательно должны быть обозначены химические элементы и примеси. К примеру, марка М00 – это CuOFE, M1 – CuOF.

Для криогенной промышленности применяется исключительно наиболее чистые металлы, бескислородные марки.

Для всех остальных нужд самыми популярными являются такие виды горячего и холодного проката, которые используются в разнообразных отраслях строительства и производства:

• М0, М00 – применяется для создания электропроводников и изделий высокой частоты. Они делаются только под заказ и отличаются более высокой стоимостью
• М001б, М001бф – из них делают медную проволоку небольшого сечения, электрические шины, проводку
• медь М1 (М1р, М1ре, М1ф) – это отличные проводники тока, прокатные материалы и высококачественные бронзы, имеющие максимально низкое количество олова. Из такой меди создают прутья и электроды для электрической сварки чугуна и прочих плохо свариваемых металлов
• медь М2 (М2к, М2р). Она подходит для создания изделий для криогенной техники, литого проката для обработки давлением.
• медь М3 (М3р, М3к) применяется в процессе создания прессованных полуфабрикатов и плоского проката. Кроме этого, из нее делают проволоку для электромеханической сварки медных и чугунных предметов.

Соединения меди

Далее рассмотрим наиболее востребованные соединения меди и их применение. Начнем с фунгицидов. Свыше сотни лет они применяются для борьбы с ложномучнисторосяными и несовершенными грибами, которые являются причиной пятнистости вегетативных органов растений.

Фунгициды на основе меди и сегодня являются основными в системе антирезистентной программы к системным фунгицидам.Пестициды, изготовленные на основе меди, очень востребованы в целях защиты садов и виноградников от вредителей и болезней. Очень популярен сульфат меди.

Применение это вещества происходит повсеместно и в различных областях. Сульфат меди(II) является наиболее важной солью меди. Он является исходным материалом для синтеза многих веществ. Безводный сульфат меди используют в качестве индикатора влажности.

В лабораторных условиях он отвечает за осушку этанола и ряда других соединений.

Однако, наибольший объем медного купороса CuSO4 расходуется для борьбы с вредителями в сельскохозяйственной отрасли.

Гидроксид меди применение

Гидроксид меди, также ка и сульфат является отличным фунгицидом. Он защищается растения от различных болезней, как грибковых, так и бактериальных.
Плюсы использования гидроксида меди:

• широкий перечень инфекций, на которые действует соединение
• можно использовать практически для всех видов растений
• питательные вещества меди обеспечивают долгий срок хранения овощей и фруктов
• низкое содержание меди вследствие насыщения препаратов ионами Cu++
• устойчив к осадкам
• не оказывает негативного действия на природу
• невысокая стоимость.

Оксид меди применение

Оксид меди — CuO очень востребован в процессе изготовления стекла и эмалей. Он придает готовым изделиям зелёный и синий оттенок. Также оксид меди незаменим в производстве медно-рубинового стекла.

В лабораторных условиях он используется для выявления восстановительных качеств различных соединений. Вещество способно восстановить оксид до металлической меди.

При этом наблюдается переход чёрного цвета оксида меди в розовый оттенок меди.

Электротехническая медь

Медь относится к материалам высокой проводимости. Это материалы у которых величина удельного сопротивления меньше одной десятой микроома на метр. Для меди эта величина составляет 0,017-0,018мкОм*м. Также медь это проводник по электрическим свойствам и диамагнетик по магнитным свойствам.

Как получают медь?

Медь, используемая в проводах и кабелях достаточно высокой чистоты. Для её получения используют медные руды (сульфидные, оксидные и смешанные). Напомню, что такое сульфидные руды — это ископаемое сырье, которое добывается в природе и состоит из тяжелого металла (руда), серы(сульфид) и разных примесей.

На долю сульфидных руд приходится почти вся добыча и запасы меди (среди рудной добычи). Самыми распространенными минералами по залежам и целесообразности добычи среди сульфидных руд являются — халькопирит (CuFeS2), халькозин (Cu2S), борнит (Cu5FeS4).

название минерала хим.формула % меди цвет

халькопирит	CuFeS2	34,5	золотой, желтый
халькозин	Cu2S	79,8	черный, серый, синий
борнит	Cu5FeS4	63,3	красный, медный

В общем, на первом этапе добывают медьсодержащие руды.

Затем добытые руды необходимо очистить от всех примесей и посторонних металлов, чтобы на выходе получилась медь. Для этих целей используют следующие методы: пирометаллургический, гидрометаллургический и электролиз. Например, после пирометаллургического метода мы получим слитки меди, в которых самой меди будет 90 процентов. Неплохо, однако можно и лучше.

Затем эту черновую медь доводят до 99,99% чистоты методом электролитической очистки и мы получаем то, что и используется в энергетике.

Влияние примесей на свойства меди

Вопрос чистоты меди достаточно важен:

• при наличии 0,02% примеси алюминия электропроводность снижается примерно на 10%. А ведь алюминий достаточно хороший проводник
• при наличии 0,1% фосфора сопротивление увеличивается на 55%, следовательно проводимость уменьшается, как величина обратная сопротивлению
• если в меди будет висмут или свинец в количестве более 0,001%, то это вызывает красноломкость (растрескивание при горячей обработке давлением)
• кислород в меди затрудняет пайку и увеличивает удельное сопротивление. Чтобы этого избежать вводят присадку фосфора
• водород — образует микротрещины и повышает ломкость

Если присутствует несколько примесей, то бывают ситуации, что они взаимодействуют и их влияние увеличивается в разы.

Для использования меди для передачи электричества наличие примесей оказывает только негативный эффект.

Марки меди для электротехники и вообще

Марки меди состоят из буквы “М”, что значит медь. Далее следует цифра от 0 до 4.

Иногда затем встречается одна из букв, которые характеризуют способ получения металла: к — катодный, р — раскисленная с низким остаточным фосфором, ф — раскисленная с высоким остаточным фосфором, б — бескислородная. Бескислородная это М0, а раскисленная — М1. Существуют множество марок меди, рассмотрим некоторые:

Специальная марка меди — М1Е. Это электротехническая медь, которая выпускается в виде шин, прутков различного диаметра и сечения. Она бывает особо твердой, твердой, полутвердой и мягкой. Проводимость у мягкой меди на пару процентов выше.

Выпускается в форме шин, прутков, круга. Прутья в свою очередь имеют диаметр от 5 до 40мм и форму сечения — круг, квадрат, шестигранник. У данного типа меди ограниченный срок хранения — до года у мягкой и полгода — у твердой.

Медные сплавы в электротехнике

Существуют различные сплавы меди, среди них бронза, латунь и прочие. У некоторых из них нашлось применение и в энергетике. Рассмотрим эти сплавы.

Бронзы — сплавы меди с оловом, алюминием, кремнием, свинцом.

Среди прочих примесей самыми высокими электропроводностями отличаются (в порядке уменьшения электропроводности): кадмиевая, хромистая и бериллиевая бронзы.

Самая же распространенная оловянная бронза имеет низкий показатель электропроводности. Бронзы используются для изготовления контактов, пружинных контактов, пластин в деталях электрических машин, проводов повышенной прочности.

Латуни — сплав меди с цинком (эти два вещества составляют большую часть сплава) и других примесей. Процентная доля цинка доходит до 43%. Используют для пружинящих контактов, штепсельных разъемов.

Манганин — сплав меди с добавкой марганца и никеля. Применяется для изготовления добавочных резисторов и шунтов в измерительной технике. Если вместо меди использовать серебро, то электрические свойства улучшаются.

В данной статье приведены элементарные понятия о применении меди в энергетике, более глубокое изучение возможно при освоении специальной технической литературы по данной теме.

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

Жидкие и газообразные диэлектрики

Элегаз

Последние статьи

Применение линейки в ворде

Где используется трансформаторное масло

Как избавиться от статического электричества

Расшифровка маркировок кабелей из СПЭ, БПИ и ПВХ

Самое популярное

Единицы измерения физвеличин

Напряжение смещения нейтрали

Особенности применения меди в различных областях промышленности и строительства

Медь занимает второе по популярности место среди всех цветных металлов. Главным ее источником является медная руда, которая добывается во многих месторождениях сланца и песчаника. На протяжении десятков сотен лет используются человеком медные листы и на данный момент они не теряют своего спроса.

Сам металл обладает красно-розовым цветом и имеет высокие показатели тепло- и электропроводности. Если сравнивать с остальными металлами, то медь превышает в 6 раз уровень теплопроводности по сравнению с железом. О том, каковы виды, свойства и области (сферы) применения меди и ее сплавов, какая их роль в строительстве — все это вы узнаете из данной статьи.

Как в чистом виде, так и в сочетании со сплавами медь активно используется в различных промышленных областях.

• Благодаря своим свойствам, она получила широкое распространение в области электротехники. Более половины всего добытого материала уходит на производство всевозможных электроприборов и электропередач.
• Из чистой меди изготавливается кабели для электропередач, различные составляющие для электрических генераторов, медная проволока и прочее.
• В сочетании со сплавами этот материал можно встретить в автомобильной области.
• В результате своей высокой теплопроводности также применяется при производстве теплотрасс и нагревательных устройств.

Сплавы меди получили применение в химическом производстве, отлично зарекомендовав себя.

О применении меди в гальванопластике смотрите видео ниже:

Высокие показатели электро- и теплопроводности обусловили для меди активное использование, как в строительстве, так и в автомобиле- и приборостроении. Сам же материал устойчив к негативному воздействию коррозии и ультрафиолетовых лучей, также без деформации и нарушения структуры переносит резкие температурные перепады.

Благодаря таким особенностям, позволяет производить детали и прочие конструкции, которые рассчитаны на длительное воздействие влаги.

Провода

Наибольший спрос медь получила именно в электротехнической области, в частности для производства проводов. С этой целью используется максимально чистый металл, поскольку второстепенные компоненты существенно снижают его токопроводимость. Если в готовом материале присутствует более 0,02% алюминия, то его способность проводить ток снижается на 10%.

Существенно возрастание сопротивления происходит в результате присутствия в сырье примесей неметаллического характера. Сам же металл относится крайне низким сопротивлением, которое уступает лишь серебру. Такая особенность металла также послужила его использованию в силовых трансформаторах и энергосберегающих приводах.

Проволока

Высокий уровень вязкости и пластичности обусловили активное использование меди для производства изделий с различными узорами. Проволока, которая была изготовлена из красной меди, после обжига становится максимально пластичной и мягкой. В таком состоянии она позволяет создавать узоры и орнаменты любой сложности.

Такая проволока активно используется в следующих отраслях:

• Электротехника;
• Электроэнергетика;
• Автомобилестроение;
• Судостроение;
• Производство кабеля и проводов.

Водо- и теплоснабжение

Благодаря своей высокой теплопроводности медь используется в различных теплообменниках и теплоотводных приборах. Иными словами, из нее изготавливают кулера для системных блоков, радиаторы отопления, трубы, кондиционеры и прочие приборы.

Медные трубы обладают абсолютно уникальными характеристиками, которые и обусловили их широкое распространение не смотря на высокую стоимость самого сырья. Такие изделия не бояться ультрафиолетового излучения, устойчивы к возникновению коррозии и температурным перепадам. Эти свойства позволяют производить монтаж медных труб даже при низких температурах воздуха.

Высокий показатель механической прочности, а также возможность механической обработки материала позволяют создавать бесшовные медные трубы, обладающие круглым сечением. Они рассчитаны на транспортировку жидких веществ или газов в системах газо- и водоснабжения, кондиционирования и отопления.

О роли медных труб в водоснабжении расскажет данное видео:

Одним из первых материалов, используемых в качестве кровельного покрытия, является медь. Такая кровля отличается длительным сроком службы (до 200 лет), который происходит благодаря ее уникальным особенностям. Кровля из меди спустя некоторое время претерпевает процесс окисления, который заключается в образовании патины.

Этот своего рода защитный слой уберегает поверхность меди от негативного влияния ультрафиолета, низких температур, влаги и прочих погодных явлений.

Таким образом, медная кровля сразу после своего монтажа имеет золотистый оттенок, но уже через 10 лет становится более темной, в некоторых случаях практически черного цвета. Этот процесс образования патины при желании можно искусственно ускорить.

Про иные сфера применения меди читайте ниже.

• Помимо вышеперечисленных областей, медные сплавы могут использоваться в сочетании с золотом. Это необходимо для придания ювелирным изделиям большей прочности и устойчивости к истиранию.
• Широкое распространение металл получил и в области архитектурного строительства. Кровля, фасады, различные декоративные элементы – все это можно изготовить абсолютно любой формы и уровня сложности.
• Среди новой сферы использования является применение меди в качестве бактерицидной поверхности в лечебных заведениях: перила, ручки, двери, столешницы и многое другое.

Преимущества данного металла послужили не только его широкому распространению, но и расширению сфер применения.

Сегодня применение разных марок меди в промышленности, в быту, в электротехнике и строительстве, медицине считается весьма выгодным и перспективным.

О том, как переделать медь в «золото», расскажет данное видео:

Медь — свойства меди, сплавы и применение

Знакомство человека с медью исчисляется тысячелетиями, где ее прямым конкурентом может выступать только золото, успевшее приобрести статус благородного металла.

Свойства меди и место в жизни человека

В чистом состоянии, элемент таблицы Менделеева, именуемый Cu, встречается крайне редко. Это – пластичный металл с легким розовым оттенком. Человеку же он знаком под другим цветом: желто-красным, чаще коричнево-красным. Это связано с высокой окислительной способностью вещества. Попадая на воздух, медь покрывается тонкой оксидной пленкой, что и делает цвет металла ближе к красному.

медь в чистом виде

Первобытная тяга человека к меди основывалась на свойстве пластичности, позволяющей придавать этому металлу требуемую форму путем несложной обработки.

Медь легко поддается гравировке, нанесению резьбы, оставаясь при этом достаточно прочным. Современная ценность меди, как металла – высокие показатели проводимости: электрической и тепловой.

Подобная информация позволяет выделить основные направления поиска этого цветного металла в виде отходов и лома.

Удельный вес меди, составляющий округленно 8.9 г/см3, также полезен сборщику металлолома. Зная объем собранного лома, в частности проводов, жил, легко рассчитать его оценочный вес.

Сплавы меди

Помимо относительно чистой формы, характеризуемой ничтожным содержанием примесей, медь – составляющий элемент многих сплавов, среди которых наиболее известны:

Латунь — сплав меди

Бронза

Мельхиор — больше относится к серебру, нежели к меди

Отдельно стоит выделить медный сплав с никелем, именуемый мельхиор. Он известен широкой аудитории по разменным монетам советских времен, начиная с 10 копеек а также подарочные наборы столовых приборов, но существенно уступает первым двум в степени востребованности.

Наиболее перспективными для нужд человека остаются: латунь и бронза. Желтая медь, так иначе называют латунь, на бытовом уровне широко востребована в сантехнике. Те, кто сталкивался с подбором крана или смесителя, хорошо знают это. По химическому составу различают:

• двойные латуни – сплав меди с цинком;

• многокомпонентные, в которых Zn остается основным легирующим элементом.

Процентное содержание цинка, даже в двойной латуни, широко варьируется. Сплавы, где доля Zn составляет не более 20%, именуют томпаком.

Пули из томпака

Определить состав латуни можно исходя из маркировки: для двойных сплавов после буквы «Л» указывается процентное содержание меди, например Л60.

Маркировка многокомпонентных сплавов строится аналогично, только за «Л» следуют легирующие примеси с их концентрациями.

Таким образом, многокомпонентная латунь марки ЛМц58- 2, использования при изготовлении деталей машин, гаек, болтом, арматуры, подразумевает содержание меди – 58%, цинка – 40%, марганца – 2%.

Бронза – в стандартном понимании, представляет медный сплав с оловом, однако на практике также обладает весьма вариативным составом. Фактически под бронзой принято понимать любой медный сплав, где никель и цинк не являются основными легирующими элементами. Стоит отметить, что найти оловянную бронзу достаточно сложно. Большее распространение получили ее безоловянные сорта.

Медь и ее сплавы, как источник цветного вторичного металла

Взвешивая «чистый» металл и его сплавы на весах прибыльности при сдаче металлолома, можно сказать, что стоимость первого в полтора – два раза выше. Однако весовое содержание меди в металлических конструкциях часто уступает на выходе ее сплавам.

Так, медные сплавы можно обнаружить среди пришедших в негодность изделий сантехники: водопроводные краны, вентили, душевые шланги и трубки. Многие старые светильники, дверная фурнитура также изготовлены из медных сплавов, однако верх пьедестала, по весовому содержанию, занимают радиаторы отопления.

Непосредственно медь стоит искать среди бытовых приборов, желательно уже выработавших свой эксплуатационный ресурс:

• ламповый телевизор — 1,5 кг;

Ламповый телевизор с медью

• полупроводниковый ТВ приемник – 0,5 кг;

• компрессионный холодильник – около килограмма в двигателе, еще столько же могут содержать трубки радиатора;

• электродвигатели – в среднем килограмм на киловатт мощности;

Незаслуженно обходят вниманием магнитные пускатели, хотя оборудование помимо обмотки содержит медь в шинах. Небольшое содержание металла, менее килограмма принесут автомобильные стартеры и генераторы, дроссели люминесцентных ламп, трансформаторы, реле, компрессоры холодильников.

Смотрите статью — Где искать металлолом меди?

Первичная медь, получение и применение

В зависимости от чистоты металла, различают следующие марки:

Катодная медь М0

Одним из источников сырья для получения металла выступает медный лом, перерабатываемый согласно технологии огневого рафинирования.

Природные ресурсы металла составляет самородная медь и сульфидные руды, в частности медные колчедан и блеск. Существует два металлургических способа получения металла из руды. На основной метод – пирометаллургический, приходится 90% первичного металла, оставшиеся 10% – результат гидрометаллургической технологии.

Медная руда

Физические свойства меди не могли остаться незамеченными в промышленности. Ее высокая электропроводность позволяет использовать металл при изготовлении электродов, проводов, особенно силовых кабелей (марка М0). Относительная химическая инертность меди нашла применение металлу в узлах аппаратуры для работы с огнеопасными веществами.

Высокая теплопроводность металла, наряду с устойчивостью к коррозии, используются  при изготовлении сантехнических конструкций, узлов, а также кровельных покрытий. В настоящее время, медь вытеснили тут другие, более дешевые материалы.

Достаточно широкий рынок применения меди — производство сплавов. Латунь и бронза, где Cu является основным компонентом, уже были рассмотренные ранее. Широко используется другой сплав дюралюминий, где содержание меди доходит до 5%.