Materialwissenschaftlicher Vortrag zum Thema "Kupfer und seine Legierungen". Vortrag zum Thema „Kupfer“ Vortrag zum Thema Einsatz von Kupfer im Maschinenbau

Heimat / Internet

Folie 1

Beschreibung der Folie:

Folie 2

Beschreibung der Folie:

Folie 3

Beschreibung der Folie:

Folie 4

Beschreibung der Folie:

Folie 5

Beschreibung der Folie:

Wann der Mensch zum ersten Mal mit Kupfer bekannt wurde, ist jetzt nicht mehr festzustellen. Jedenfalls um 3000 v. e. schon die ägypter konnten draus draht machen. In der Natur kommt Kupfer manchmal in seinem ursprünglichen Zustand vor, was es den alten Handwerkern erleichterte, es zu gewinnen. Sie wussten, wie man mit Steinwerkzeugen verschiedene Produkte aus diesem Metall schmiedet. Später wurden Kupferminen entwickelt, die über den ganzen Planeten verstreut waren: und in Nordamerika an den Ufern der Großen Seen und in Asien auf der Sinai-Halbinsel und in Europa auf dem Gebiet des heutigen Österreichs und auf der Insel Zypern. Der lateinische Name für das Metall „Cuprum“ leitet sich Experten zufolge vom Namen dieser Insel ab. Der Name des dem russischen Ohr vertrauten Metalls - "Kupfer" - stammt wahrscheinlich vom altslawischen "smid", was Metall im Allgemeinen bedeutet.

Folie 6

Beschreibung der Folie:

Folie 7

Beschreibung der Folie:

Folie 8

Beschreibung der Folie:

Folie 9

Beschreibung der Folie:

Folie 10

Beschreibung der Folie:

Der von A. S. Puschkin in St. Petersburg gesungene eherne Reiter und das Denkmal für Minin und Pozharsky auf dem Roten Platz in Moskau wurden aus Bronze gegossen. Aufgrund seiner besonderen mechanischen Eigenschaften und guten Gusseigenschaften ist Bronze ein ideales Metall zum Gießen von Glocken mit lautem und schönem Klang. Jeder kennt die riesige „Zarenglocke“ im Moskauer Kreml mit einem Gewicht von fast 202 Tonnen, die zwischen 1733 und 1735 von den russischen Meistern I. F. und M. F. Matronin gegossen wurde. Auch Gewehre wurden früher aus Bronze gefertigt; Die größte von ihnen "Zarenkanone" (39,3 Tonnen) war für die Verteidigung des Moskauer Kremls bestimmt und wurde 1586 von Meister A. Chokhov gegossen.

Folie 11

Beschreibung der Folie:

Folie 12

Beschreibung der Folie:

Folie 13

Beschreibung der Folie:

Und jetzt werden Skulpturen aus Bronze gegossen, Und jetzt werden Skulpturen aus Bronze gegossen, Kronleuchter, Kandelaber, Kerzenhalter sowie Teile verschiedener Mechanismen (z. B. Lager) hergestellt. Wie schon vor vielen Jahrhunderten werden zur Gewinnung von Bronze Kupfer und Kupferschrott mit Zinn legiert. Nur nicht in Erd-, sondern in modernen Elektroöfen. Damit Kupfer und Zinn beim Schmelzen nicht oxidieren und Bronze besonders haltbar ist, werden der Charge vor dem Gießen Phosphorverbindungen zugesetzt. Aufgrund der Zinnknappheit und des hohen Preises wird Zinnbronze nach und nach durch andere Bronzen ersetzt, Kap. Arr. Aluminium. Aluminiumbronze mit bis zu 11 % Al ist gut mechanische Eigenschaften, stabil in Meerwasser und sogar in verdünnter Salzsäure. Dieser ist sehr langlebige Legierung geht an die Herstellung von Rohrleitungen, Teilen Dampfturbine und Flugzeugmotoren usw. "Kupfer" -Münzen wurden in Russland von 1926 bis 1957 aus Aluminiumbronze geprägt. Lager für Diesellokomotiven, Schiffsmotoren und Wasserturbinen werden aus Bleibronze hergestellt. Berylliumbronze ist extrem fest und langlebig, die aufgrund ihrer elastischen Eigenschaften als Material für Federn dient, die praktisch keine Ermüdung kennen (bis zu 20 Millionen Lastwechsel aushalten).

Folie 14

Beschreibung der Folie:

Folie 15

Beschreibung der Folie:

andere Legierungen. Von anderen Legierungen erwähnen wir Monelmetall (50 - 70 % Kupfer, 15 - 25 % Nickel und Zink mit dem Zusatz von Blei, Zinn und Eisen), das früher für die Herstellung von Besteck und Schmuck "unter Silber" verwendet wurde. Aufgrund seiner hohen Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit sowie seiner guten Plastizität wird es heute in der Chemie-, Schiffbau-, Medizin-, Öl-, Textil- und anderen Industrien eingesetzt. Aber Konstantan, Manganin, Chromel und Kopel ändern ihren Widerstand bei starken Temperaturschwankungen fast nicht und dienen daher in der Elektrotechnik treu zur Herstellung von Thermoelementen - sehr empfindlichen Geräten, die die Temperatur messen. Aus Chromel und Kopel werden auch Ausgleichsdrähte, Rheostate, Teile von Heizgeräten hergestellt. Referenzwiderstände und -elemente werden aus Mangonin hergestellt Messgeräte.

Folie 16

Beschreibung der Folie:

Einführung. Zufällig befanden sich in einer Untergruppe Kupfer, Silber und Gold: Elemente im gleichen Alter wie die Zivilisation. Sie alle fungierten zu unterschiedlichen Zeiten als letztes Maß für Werte, mit anderen Worten, Geld. Aus diesen Metallen wurden Waffen geschmiedet, Haushaltsgeräte und Schmuck hergestellt. Kupfer, Silber und Gold befinden sich heute mitten im technologischen Fortschritt. Der Physiker wird ihre unübertroffene Wärme- und elektrische Leitfähigkeit hervorheben. Der Bildhauer wird die Plastizität und das schöne Aussehen bemerken. Er wird von einem Juwelier und Ziselierer unterstützt, und ein Chemiker wird sich sicherlich an die edle Trägheit und hohe Korrosionsbeständigkeit dieser Metalle erinnern. Goldene Maske des Pharao Tutanchamun. Goldnugget "Mephistopheles" mit einem Gewicht von 20,25 g, gefunden in Sibirien. Diamantenfonds. Moskau. Silbernugget-Kappe von Monomakh. Boctok, Ende des 13. Anfang des 14. Jahrhunderts Schüssel. Alte Rus' Tschernihiw, 12. Jahrhundert Silber; Schmieden, Schnitzen. Gehörte Prinz Wladimir Dawydowitsch von Tschernigow.

Geschichte des Kupfers. Kupfer ist seit Menschengedenken bekannt und gehört zu den „großartigen Sieben“ der ältesten von der Menschheit verwendeten Metalle – das sind Gold, Silber, Kupfer, Eisen, Zinn, Blei und Quecksilber. Archäologischen Daten zufolge war Kupfer den Menschen bereits vor 600 Jahren bekannt. Es stellte sich heraus, dass es das erste Metall war, das Stein in den primitiven Werkzeugen der alten Menschen ersetzte. Dies war der Beginn der sog. Kupferzeit, die etwa 2000 Jahre dauerte. Äxte, Messer, Keulen und Haushaltsgegenstände wurden aus Kupfer geschmiedet und dann geschmolzen. Der Legende nach schmiedete der alte Schmiedegott Hephaistos für den unbesiegbaren Achilles einen Schild aus reinem Kupfer. Steine für die 147 Meter hohe Cheops-Pyramide. Fresko aus Pompeji: Hephaistos zeigt Thetis einen Schild für Achilles. OK. 70 k. e. Nationalmuseum. Neapel.

Nun ist es unmöglich festzustellen, wann der Mensch zum ersten Mal mit Kupfer bekannt wurde. Jedenfalls um 3000 v. e. schon die ägypter konnten draus draht machen. In der Natur kommt Kupfer manchmal in seinem ursprünglichen Zustand vor, was es den alten Handwerkern erleichterte, es zu gewinnen. Sie wussten, wie man mit Steinwerkzeugen verschiedene Produkte aus diesem Metall schmiedet. Später wurden Kupferminen entwickelt, die über den ganzen Planeten verstreut waren: in Nordamerika an den Ufern der Großen Seen und in Asien auf der Sinai-Halbinsel und in Europa auf dem Gebiet des heutigen Österreich und so weiter die Insel Zypern. Der lateinische Name für das Metall „Cuprum“ leitet sich Experten zufolge vom Namen dieser Insel ab. Der Name des dem russischen Ohr vertrauten Metalls - "Kupfer" - stammt wahrscheinlich vom altslawischen "Schmied", was Metall im Allgemeinen bedeutet. Kupferklumpen.

Die Verwendung von Kupfer. Kupfer wird seit langem im Bauwesen verwendet: Die alten Ägypter bauten Wasserrohre aus Kupfer; Die Dächer mittelalterlicher Burgen und Kirchen wurden mit Kupferblech gedeckt, zum Beispiel ist das berühmte Königsschloss in Helsingör (Dänemark) mit Dachkupfer gedeckt. Münzen und Schmuck wurden aus Kupfer hergestellt. Aufgrund seines geringen elektrischen Widerstands ist Kupfer das Hauptmetall der Elektrotechnik: Mehr als die Hälfte des produzierten Kupfers wird zur Herstellung von elektrischen Drähten für Hochspannungsübertragungen und Schwachstromkabeln verwendet. Selbst unbedeutende Verunreinigungen im Kupfer führen zu einer Erhöhung des elektrischen Widerstands und großen Stromverlusten. Schiffsrümpfe werden mit Kupferzinn ummantelt. Hohe Wärmeleitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit ermöglichen die Herstellung von Teilen von Wärmetauschern, Kühlschränken, Vakuumapparaten, Rohrleitungen zum Pumpen von Ölen und Kraftstoffen usw. Kupfer wird auch in der Galvanik häufig verwendet, wenn Schutzbeschichtungen auf Stahlprodukte aufgebracht werden. So wird beispielsweise beim Vernickeln oder Verchromen von Stahlgegenständen vorab Kupfer darauf abgeschieden; In diesem Fall hält die Schutzschicht länger und ist effektiver. Kupfer wird auch beim Galvanoformen (d. h. beim Nachbilden von Produkten durch Erzielen ihres Spiegelbilds) verwendet, beispielsweise bei der Herstellung von Metallmatrizen für den Druck von Banknoten und bei der Reproduktion skulpturaler Produkte.

Bronze. Juni Bronzewaffen in China. Alte Metallurgen lernten, Kupfer aus Erzen zu extrahieren und ihm Additive hinzuzufügen, die die Eigenschaften der Legierung verbessern. Wenn sie also Kupfer mit Zinn mischten, bekamen sie Bronze. Es war ein so wichtiges Stadium in der Menschheitsgeschichte, dass wir es die Bronzezeit nennen. Eine ungewöhnlich einfache Art, eine Legierung zu erhalten (ein Feuer schmilzt eine Mischung aus Zinn und Kupfer), ermöglichte es Handwerkern, verschiedene Werkzeuge, Werkzeuge und natürlich Waffen daraus herzustellen. Bronze ist härter als Kupfer, luftstabil, gut zu verschiedenen Produkten verarbeitet, aber schmelzbarer. Die alten Griechen, die Bewohner Mesopotamiens und japanische Handwerker konnten besonders hochwertige Legierungen gewinnen. Daher ist es kein Zufall, dass Aufstieg und Fall der Staaten in direktem Zusammenhang mit dem Entwicklungsgrad der Metallurgie standen.

Bronzegegenstände wurden von den alten Ägyptern, Assyrern und Etruskern verwendet. Schöne Bronzestatuen wurden in Griechenland und Rom gegossen; viele von ihnen haben bis heute überlebt, wie das berühmte Reiterstandbild des Marcus Aurelius in Rom oder eines der sieben Weltwunder, der Koloss von Rhodos. Für im Freien stehende Skulpturen, insbesondere an Orten mit feuchtem Klima, ist Bronze vorzuziehen, da sich auf ihrer Oberfläche mit der Zeit eine dichte grünlich-braune Patina bildet, die das Metall vor weiterer Oxidation schützt. Auch die Schilde der römischen Legionäre wurden mit Bronze gebunden. Schild eines römischen Legionärs.

Aus Bronze wurden der von A. S. Puschkin in St. Petersburg gesungene „Bronze Reiter“ und das Denkmal für Minin und Pozharsky auf dem Roten Platz in Moskau gegossen. Aufgrund seiner besonderen mechanischen Eigenschaften und guten Gusseigenschaften ist Bronze ein ideales Metall zum Gießen von Glocken mit lautem und schönem Klang. Jeder kennt die riesige „Zarenglocke“ im Moskauer Kreml mit einem Gewicht von fast 202 Tonnen, die in Jahren von den russischen Meistern I. F. und M. F. Matronin gegossen wurde. Auch Gewehre wurden früher aus Bronze gefertigt; Die größte von ihnen "Zarenkanone" (39,3 Tonnen) war für die Verteidigung des Moskauer Kremls bestimmt und wurde 1586 von Meister A. Chokhov von E. M. Falcone gegossen. "Bronze Reiter". St. Petersburg. Die Zarenglocke wurde im Auftrag von Kaiserin Anna Ioannovna in den Jahren gegossen. Moskau wirft Ivan Motorin und seinen Sohn Mikhail anstelle der Great Assumption Bell, die während eines Feuers in der Stadt abgestürzt ist.

Zarenkanone. Meister Andrey Chokhov. Das Denkmal für den Kaufmann Kuzma Minin und Fürst Dmitri Pozharsky wurde nach dem Projekt des Künstlers I. P. Martos geschaffen und vom Gießereimeister der Kunstakademie V. P. Ekimov aus Bronze gegossen, eröffnet am 20. Februar 1818.

Und jetzt werden Skulpturen aus Bronze gegossen, Kronleuchter, Kandelaber, Kerzenhalter sowie Teile verschiedener Mechanismen (z. B. Lager) hergestellt. Wie schon vor vielen Jahrhunderten werden zur Gewinnung von Bronze Kupfer und Kupferschrott mit Zinn legiert. Nur nicht in Erd-, sondern in modernen Elektroöfen. Damit Kupfer und Zinn beim Schmelzen nicht oxidieren und Bronze besonders haltbar ist, werden der Charge vor dem Gießen Phosphorverbindungen zugesetzt. Aufgrund der Zinnknappheit und des hohen Preises wird Zinnbronze nach und nach durch andere Bronzen ersetzt, Kap. Arr. Aluminium. Aluminiumbronze mit bis zu 11 % Al hat gute mechanische Eigenschaften, ist in Meerwasser und sogar in verdünnter Salzsäure stabil. Diese sehr feste Legierung wird bei der Herstellung von Rohrleitungen, Teilen von Dampfturbinen und verwendet Flugzeugmotoren"Kupfer"-Münzen wurden in Russland von 1926 bis 1957 aus Aluminiumbronze geprägt. Lager für Diesellokomotiven, Schiffsmotoren, Wasserturbinen werden aus Bleibronze hergestellt. Berylliumbronze ist extrem fest und langlebig, die aufgrund ihrer elastischen Eigenschaften als Material für Federn dient, die praktisch keine Ermüdung kennen (bis zu 20 Millionen Lastwechsel aushalten). St. Petersburg. Bronzedenkmal für Ostap Bender in der italienischen Straße. Bildhauer Albert Charkin.

Messing. Messing ist eine Legierung aus Kupfer und Zink. Obwohl Zink erst im Mittelalter entdeckt wurde, war Messing schon den alten Römern bekannt, die es durch Verhüttung von Kupfererzen mit Zink ohne Luft gewannen. Um Messing die gewünschten Eigenschaften zu verleihen, werden häufig in geringen Mengen Legierungsmetalle wie Al, Mn, Ni, Fe usw. in seine Zusammensetzung eingebracht Messing schmilzt leichter als Kupfer, ist aber härter als dieses. Messing ist gut geschmiedet, in Bleche gestanzt, gestanzt, zu Draht gezogen und perfekt poliert (auf Hochglanz). Produkte daraus können gehärtet werden. Bei Bedarf kann Messing elektrochemisch auf die Oberfläche anderer Metalle aufgebracht werden. Es ist wichtig, dass Messing viel billiger ist als Kupfer. Messing wird im Maschinenbau und in der Elektrotechnik verwendet; Teile verschiedener Mechanismen, Wasser- und Gashähne, Kühlerrohre, Türgriffe, Scharniere, Patronenhülsen werden daraus hergestellt. Messing mit Aluminiumzusatz AussehenÄhnlich wie Gold werden daraus Abzeichen, Embleme, Medaillen hergestellt. Wenn relativ wenig Zink in der Legierung ist (bis 18 %), haben Messinge einen rötlichen Farbton, beispielsweise wird Messing mit bis zu 10 % Zink als Tombak bezeichnet; Aus dieser Legierung wurden von 1961 bis 1991 in Russland „Kupfer“-Münzen in Stückelungen von 1 bis 5 Kopeken geprägt. Legierungen mit einem hohen Zinkgehalt (bis zu 50 %) sind gelb und werden als eigentliches Messing bezeichnet. Sie werden durch Walzen, Pressen und Räumen perfekt verarbeitet, und daraus werden Gussteile von guter Qualität erhalten.

andere Legierungen. Von anderen Legierungen erwähnen wir Monelmetall (% Kupfer, % Nickel und Zink mit dem Zusatz von Blei, Zinn und Eisen), das früher für die Herstellung von Besteck und Schmuck „unter Silber“ verwendet wurde. Aufgrund seiner hohen Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit sowie seiner guten Plastizität wird es heute in der Chemie-, Schiffbau-, Medizin-, Öl-, Textil- und anderen Industrien eingesetzt. Aber Konstantan, Manganin, Chromel und Kopel ändern ihren Widerstand bei starken Temperaturschwankungen fast nicht und dienen daher in der Elektrotechnik treu zur Herstellung von Thermoelementen - sehr empfindlichen Geräten, die die Temperatur messen. Aus Chromel und Kopel werden auch Ausgleichsdrähte, Rheostate, Teile von Heizgeräten hergestellt. Referenzwiderstände und Elemente von Messgeräten werden aus Mangonin hergestellt.

1 Folie

2 Folie

3 Folie

4 Folie

Kupfer ist ein schweres rosarotes Metall, weich und formbar, sein Schmelzpunkt beträgt 1083 ° C, es ist ein ausgezeichneter Leiter für elektrischen Strom und Wärme, die elektrische Leitfähigkeit von Kupfer ist 1,7-mal höher als die von Aluminium und 6-mal höher als die von Eisen . Im Alltag haben wir ständig mit Kupfer und seinen Legierungen zu tun: Wir schalten einen Computer oder eine Tischlampe ein – Strom fließt durch Kupferdrähte, wir verwenden Metallgeld, das sowohl gelb als auch weiß aus Kupferlegierungen besteht . Einige Häuser sind mit Bronzegegenständen geschmückt, Utensilien sind aus Kupfer. Dabei ist Kupfer bei weitem nicht das häufigste Element in der Natur: Der Kupfergehalt in der Erdkruste liegt bei 0,01 %, womit es nur den 23. Platz unter allen Elementen belegt.

5 Folie

Kupfer ist das erste Metall, das erstmals in der Antike, mehrere Jahrtausende vor Christus, von Menschen verwendet wurde. Die ersten Kupferwerkzeuge wurden aus nativem Kupfer hergestellt, was durchaus üblich ist. Das größte Kupfernugget wurde in den Vereinigten Staaten gefunden, es hatte eine Masse von 420 Tonnen, aber da Kupfer ein weiches Metall ist, konnte Kupfer in der Antike Steinwerkzeuge nicht ersetzen. Erst als der Mensch lernte, Kupfer zu schmelzen und Bronze (eine Legierung aus Kupfer und Zinn) erfand, ersetzte Metall den Stein. Die weit verbreitete Verwendung von Kupfer begann im 4. Jahrtausend v. e. Kupfer ist ein inaktives Metall und steht in der elektrochemischen Spannungsreihe rechts von Wasserstoff. Es interagiert nicht mit Wasser, Laugen, Salzsäure und verdünnter Schwefelsäure. In Säuren - starke Oxidationsmittel (z. B. Salpetersäure und konzentrierte Schwefelsäure) - löst sich Kupfer jedoch auf: Cu + 4HMO3 - Cu (NO3) 2 + 2NO + 2H2O konzentriert

6 Folie

Kupfer hat eine ziemlich hohe Korrosionsbeständigkeit. In einer feuchten Atmosphäre, die Kohlendioxid enthält, ist Kupfer jedoch mit einer grünlichen Beschichtung aus basischem Kupfercarbonat bedeckt: 2Сu + O2 + СO2 + Н2O = СU(ОН)2 СuСО3 - das charakteristischste und stabilste. Kupfer(II) bildet stabiles CuO-Oxid und Cu(OH)2-Hydroxid. Dieses Hydroxid ist amphoter, leicht löslich in Säuren Сu(OH)2 + 2НCl = СuСl2 + 2Н2О und in konzentrierten Alkalien. Kupfersalze (II) sind in der Volkswirtschaft weit verbreitet. Besonders wichtig ist Kupfersulfat - hydratisiertes Kupfer (II) -sulfat CuSO4 · 5H2.

7 Folie

Kupfer und Gesundheit Der menschliche Körper benötigt Kupfer für die Bildung verschiedener Proteine und Enzyme. Kupfer wird benötigt: für die Synthese von Hämoglobin für den Knochenaufbau für die Funktion des Kreislaufsystems für die Funktion des zentralen Nervensystems zur Gewinnung von Energie aus Zellen Neuere Studien haben gezeigt, dass die Annahme, dass eine Ernährung mit zu geringem Kupfergehalt den Kupfergehalt erhöht Risiko von Herz-Kreislauf-Erkrankungen ist sehr nah an der Wahrheit. Kupfermangel im Körper kann zu so schwerwiegenden Folgen wie Knochenfehlbildungen, Blutarmut und Hirnversagen führen. Weitere Folgen sind: Blockade der Zellatmung Stopp der Harnsäurebildung Fehlbildung von Neurotransmittern Stopp der Pigmentbildung (weiße Haare) Störung des Redox-Gleichgewichts

8 Folie

Eine Person muss zusammen mit der Nahrung eine bestimmte Menge Kupfer erhalten, um den Körper ausreichend mit diesem Element zu sättigen. Der Tagesbedarf eines Erwachsenen an Kupfer liegt bei 2-3 mg. Viele Lebensmittel und Getränke enthalten dieses wichtige Element in unterschiedlichen Mengen. einmaliger Verzehr Wasser trinken mit Kupferionen ist nicht genug. Kupferreiche Lebensmittel sind: Schokolade Weiße und grüne Bohnen Fisch Haselnüsse und Südnüsse Dagegen enthalten folgende Lebensmittel nur geringe Mengen an Kupfer: Käse Milch Weißbrot Rind und Lamm Diese Tabelle listet Lebensmittel und deren Kupfergehalt auf

9 Folie

Zugeordnetes technisches Metall mit 97 - 98 % Kupfer. Eine der wichtigsten Industrien für die Verwendung von Kupfer ist die Elektroindustrie. Elektrische Drähte bestehen aus Kupfer. Dazu muss das Metall sehr rein sein: Verunreinigungen setzen die elektrische Leitfähigkeit stark herab. Das Vorhandensein von 0,02 % Aluminium in Kupfer verringert seine elektrische Leitfähigkeit um fast 10 %. In Gegenwart von nichtmetallischen Verunreinigungen steigt der Widerstand eines Metalls noch stärker an. Um reines Kupfer zu erhalten, das in der Elektrotechnik verwendet werden kann, wird es elektroveredelt. Dieses Verfahren basiert auf der Elektrolyse einer wässrigen Kupfersalzlösung mit einer löslichen Kupferanode. Technisches oder Blisterkupfer, das als eine der Elektroden dient, wird in ein Bad getaucht, das mit einer wässrigen Kupfersulfatlösung gefüllt ist. Eine weitere Elektrode wird in das Bad eingetaucht. Eine Gleichstromquelle ist derart mit den Elektroden verbunden, dass technisches kupfer wurde zur Anode (Pluspol der Stromquelle), und die andere Elektrode wurde zur Kathode.

10 Folie

Höchst wichtiger Bereich Kupferanwendungen - Herstellung von Kupferlegierungen. Kupfer bildet mit vielen Metallen sogenannte Mischkristalle, die den gewöhnlichen Lösungen darin ähneln, dass in ihnen die Atome einer Komponente (Metall) gleichmäßig auf die Atome einer anderen verteilt sind (Abb. 34). Die meisten Kupferlegierungen sind feste Lösungen. Eine seit der Antike bekannte Kupferlegierung - Bronze - enthält 4-30 % Zinn (meist 8-10 %). Es ist interessant, dass Bronze in ihrer Härte getrennt entnommenes reines Kupfer und Zinn übertrifft. Bronze ist schmelzbarer als Kupfer. Bronzeprodukte der Meister des alten Ägypten, Griechenlands und Chinas sind bis heute erhalten. Im Mittelalter wurden Werkzeuge und viele andere Produkte aus Bronze gegossen. Auch die berühmte Zarenkanone (Abb. 35) und die Zarenglocke im Moskauer Kreml sind aus einer Kupfer-Zinn-Legierung gegossen.

11 Folie

Die heilende Wirkung von Kupfer ist seit langem bekannt. Die Alten glaubten, dass die heilende Wirkung von Kupfer mit seinen schmerzlindernden, fiebersenkenden, antibakteriellen und entzündungshemmenden Eigenschaften verbunden ist. Schon Avicenna und Galen beschrieben Kupfer als Medizin, und Aristoteles, der auf die allgemein stärkende Wirkung von Kupfer auf den Körper hinwies, zog es vor, mit einer Kupferkugel in der Hand einzuschlafen. Königin Kleopatra trug die dünnsten Kupferarmbänder und zog sie Gold und Silber vor, da sie sich mit Medizin und Alchemie gut auskannte. In Kupferrüstungen ermüdeten alte Krieger weniger, und ihre Wunden eiterten weniger und heilten schneller. Es wurde bemerkt und weit verbreitet in antike Welt die Fähigkeit von Kupfer, "männliche Kraft" positiv zu beeinflussen. Ethnowissenschaft

12 Folie

Heutzutage ist die Verwendung von Kupferprodukten weit verbreitet. In Zentralasien tragen sie Kupferprodukte und leiden praktisch nicht an Rheuma. In Ägypten und Syrien tragen sogar Kinder Kupfergegenstände. In Frankreich werden Hörstörungen mit Kupfer behandelt. In den USA werden Kupferarmbänder als Heilmittel gegen Arthritis getragen. In der chinesischen Medizin werden Kupferplättchen auf aktive Punkte aufgelegt. Und in Nepal gilt Kupfer als heiliges Metall. Die Medetherapie (Kupferbehandlung) ist eine der Arten der traditionellen Medizin. In der Kindheit haben wir auf Anraten meiner Großmutter einen Kupferpfennig auf eine Beule aufgetragen, um Schmerzen und Entzündungen zu lindern, obwohl der Kupfergehalt in einer zu Sowjetzeiten ausgegebenen 5-Kopeken-Münze niedrig war. In der medizinischen Therapie werden Produkte mit einem Kupfergehalt von mindestens 99,9 % eingesetzt. Das einfachste, effektivste, ästhetisch schönste und praktischste Hilfsmittel in der medizinischen Therapie ist ein Kupferarmband, das vom Gesundheitsministerium der Russischen Föderation zugelassen und empfohlen wird.

STRUKTUR.

Kupferelement der sekundären Nebengruppe

Die Struktur des Atoms:

12 C u 1 s 2 |2s 2 2p 6 |3s 2 3p 6 3d 10 |4s 1 |

Kupfer ist aufgrund seiner vergleichbaren Verfügbarkeit für die Produktion und seines niedrigen Schmelzpunkts eines der ersten Metalle, das vom Menschen weitgehend beherrscht wird.
Der lateinische Name für Kupfer Cuprum stammt vom Namen der Insel Zypern.
Es ist bekannt, dass beim Bau der Cheopspyramide Kupferwerkzeuge verwendet wurden.

Die Cheopspyramide

In der Natur finden.

Kupfer kommt in der Natur hauptsächlich in gebundener Form vor und ist Bestandteil folgender Mineralien: Cu 2 S (Kupferglanz), CuFeS 2 (Kupferkies), (CuOH) 2 CO 3 (Malachit). Gehalt in der Erdkruste 0,0 1 Prozent.

In der Natur finden.

Oft gibt es Kupfervorkommen in Sedimentgesteinen - Kupfersandsteinen und Schiefern.
Der Kupfergehalt im Erz ist

von 0,3 bis 1,0 %.

Kupfer in Verbindungen

Native Ansicht

Physikalische Eigenschaften

Kupfer ist ein hellrosa Metall, duktil, zähflüssig, leicht walzbar. Schmelzpunkt 1083 Grad Celsius. Hervorragender Stromleiter. Dichte 8,92. Kupfer hat eine hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit, es steht nach Silber an zweiter Stelle in der elektrischen Leitfähigkeit.

Kassenbon.

Der Prozess der Kupfergewinnung ist sehr komplex. Vereinfacht lässt sich der Prozess seiner Herstellung aus Kupferglanz wie folgt darstellen:

Cu 2 S+3O 2 2Cu 2 O+2SO 2

dann reagiert Kupferoxid mit dem restlichen Kupferglanz - und Kupfer wird erhalten.

2 Cu 2 O+Cu 2 S 6Cu+SO 2

Chemische Eigenschaften.

In trockener Luft und bei normaler Temperatur verändert sich Kupfer fast nicht. Und bei erhöhten Temperaturen kann Kupfer sowohl mit einfachen als auch mit komplexen Substanzen reagieren.

Interaktion mit einfachen Substanzen.

Mit Sauerstoff

2 Cu+O 2 2CuO Kupfer(2)oxid

Mit Schwefel

Cu+S CuS Kupfersulfid (2)

Mit Halogenen

Cu+Cl 2 CuCl 2 Eisenchlorid (2)

Interaktion mit komplexen Substanzen.

Da es sich in einer Reihe von Spannungen links von Wasserstoff befindet, verdrängt Kupfer Wasserstoff nicht aus verdünnten Lösungen von Salz- und Schwefelsäure.

Wechselwirkung mit H 2 SO 4 (konz.)

Cu+2H 2 SO 4 (konz.) CuSO 4 +SO 2 +2H 2 O

Wechselwirkung mit HNO 3 (detailliert)

3Cu + 8HNO 3 (razb.) 3Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 4H 2 O

Wechselwirkung mit HNO 3 (konz.)

Cu + 4 HNO 3 (konz.) Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + H 2 O

Kupferverbindungen.

CuSO 4 - Kupfersulfat (weißes Pulver).
CuSO 4 * 5H 2 O - Kupfersulfat (blaues Pulver).
CuCl 2 * 2H 2 O - Kupferchlorid (dunkelgrüner Kristall).
Cu(NO 3) 2 * 3H 2 O - Kupfernitrat (blaue Kristalle).

1. Kupferoxid (2), wodurch man erhält:

Schwarzpulver, weist basische Oxideigenschaften auf

interagiert mit Säuren

Cu + 2HCl CuCl 2 + H 2 O

2. Hydroxid Cu (OH) 2 erhalten:

CuCl 2 + 2 NaOH 2 NaCl + Cu (OH) 2

weist die Eigenschaften einer Base auf, interagiert mit Säuren:

Cu(OH) 2 +2HCl CuCl 2 +2H 2 O

Anwendung.

Reines Kupfer wird in der Elektroindustrie zur Herstellung von elektrischen Drähten, Kabeln und Wärmetauschern verwendet. Es ist Bestandteil verschiedener Legierungen. Kupfersulfat wird beispielsweise zur Bekämpfung von Schädlingen und Pflanzenkrankheiten benötigt. Und Kupferhydroxid bestimmt die Aldehydgruppe in organischen Verbindungen.

Anwendung

Kupfer wird in der Elektrotechnik häufig zur Herstellung von Stromkabeln, Drähten oder anderen Leitern verwendet.
Die Wärmeleitfähigkeit von Kupfer ermöglicht die Verwendung in verschiedenen wärmeabführenden Geräten: Heizkörper Kühlung, zu Klimaanlage und Heizung.

Kupferkabel.

Kühler aus Kupfer.

Kupfer wird häufig zur Herstellung von Kupferrohren verwendet, die zum Transport von Flüssigkeiten und Gasen verwendet werden.
Kupferlegierungen sind in verschiedenen Technologiebereichen weit verbreitet, von denen Bronze und Messing am weitesten verbreitet sind.
Für Maschinenteile werden Legierungen von Kupfer mit Zink, Zinn, Aluminium, Silizium usw. verwendet.

Kupferrohre.

Kupfer-Nickel-Legierungen sind im Schiffbau weit verbreitet.

Kupferlegierungen.

Hardware (Maschinenteile)

Schmucklegierungen

Im Schmuckbereich werden häufig Legierungen aus Kupfer und Gold verwendet, um die Festigkeit von Produkten gegen Verformung und Abrieb zu erhöhen, da reines Gold ein sehr weiches Metall ist und diesen mechanischen Belastungen nicht standhält.

Kupfer ist in der Architektur weit verbreitet. Dächer und Fassaden aus dünnem Kupferblech halten aufgrund des Selbstlöschens des Korrosionsprozesses des Kupferblechs 100-150 Jahre lang störungsfrei.

Dach aus Kupfer.

Fassade aus Kupfer.

Abflussrohre aus Kupfer.

Biologische Rolle

Kupfer ist ein essentielles Element für höhere Pflanzen und Tiere.
Nach der Aufnahme von Kupfer durch den Darm wird es mit Hilfe von Albumin zur Leber transportiert.

Ein gesunder Erwachsener benötigt 0,9 mg Kupfer pro Tag. Bei Kupfermangel nimmt die Aktivität von Enzymsystemen ab und der Proteinstoffwechsel verlangsamt sich, wodurch das Wachstum des Knochengewebes verlangsamt und gestört wird.

Kupferreiche Lebensmittel.

Auswirkung auf die Umwelt

Bei einer offenen Methode des Kupferabbaus wird der Steinbruch nach seiner Beendigung zu einer Quelle giftiger Substanzen. Der giftigste See der Welt - Berkeley Pit - entstand im Krater einer Kupfermine. Es befindet sich in Montana in den USA.

1984

in 2008

Material entnommen aus:

Fotos: Google
Texte: Wikipedia
http://ppt4web.ru/khimija

1 von 14

Vortrag zum Thema: Kupfer und seine Legierungen

Folie Nummer 1

Beschreibung der Folie:

Folie Nummer 2

Beschreibung der Folie:

Folie Nummer 3

Beschreibung der Folie:

Folie Nummer 4

Beschreibung der Folie:

Wann der Mensch zum ersten Mal mit Kupfer bekannt wurde, ist jetzt nicht mehr festzustellen. Jedenfalls um 3000 v. e. schon die ägypter konnten draus draht machen. In der Natur kommt Kupfer manchmal in seinem ursprünglichen Zustand vor, was es den alten Handwerkern erleichterte, es zu gewinnen. Sie wussten, wie man mit Steinwerkzeugen verschiedene Produkte aus diesem Metall schmiedet. Später wurden Kupferminen entwickelt, die über den ganzen Planeten verstreut waren: in Nordamerika an den Ufern der Großen Seen und in Asien auf der Sinai-Halbinsel und in Europa auf dem Gebiet des heutigen Österreich und so weiter die Insel Zypern. Der lateinische Name für das Metall „Cuprum“ leitet sich Experten zufolge vom Namen dieser Insel ab. Der Name des dem russischen Ohr vertrauten Metalls - "Kupfer" - stammt wahrscheinlich vom altslawischen "smid", was Metall im Allgemeinen bedeutet.

Folie Nummer 5

Beschreibung der Folie:

Folie Nummer 6

Beschreibung der Folie:

Folie Nummer 7

Beschreibung der Folie:

Folie Nummer 8

Beschreibung der Folie:

Bronzeprodukte wurden verwendet Bronzeprodukte wurden von den alten Ägyptern, Assyrern und Etruskern verwendet. Schöne Bronzestatuen wurden in Griechenland und Rom gegossen; viele von ihnen haben bis heute überlebt, wie das berühmte Reiterstandbild des Marcus Aurelius in Rom oder eines der sieben Weltwunder, der Koloss von Rhodos. Für im Freien stehende Skulpturen, insbesondere an Orten mit feuchtem Klima, ist Bronze vorzuziehen, da sich auf ihrer Oberfläche mit der Zeit eine dichte grünlich-braune Patina bildet, die das Metall vor weiterer Oxidation schützt. Auch die Schilde der römischen Legionäre wurden mit Bronze gebunden.

Folie Nummer 9

Beschreibung der Folie:

Folie Nummer 10

Beschreibung der Folie:

Folie Nummer 11

Beschreibung der Folie:

Folie Nummer 12

Beschreibung der Folie:

Und jetzt werden Skulpturen aus Bronze gegossen, Und jetzt werden Skulpturen aus Bronze gegossen, Kronleuchter, Kandelaber, Kerzenhalter sowie Teile verschiedener Mechanismen (z. B. Lager) hergestellt. Wie schon vor vielen Jahrhunderten werden zur Gewinnung von Bronze Kupfer und Kupferschrott mit Zinn legiert. Nur nicht in Erd-, sondern in modernen Elektroöfen. Damit Kupfer und Zinn beim Schmelzen nicht oxidieren und Bronze besonders haltbar ist, werden der Charge vor dem Gießen Phosphorverbindungen zugesetzt. Aufgrund der Zinnknappheit und des hohen Preises wird Zinnbronze nach und nach durch andere Bronzen ersetzt, Kap. Arr. Aluminium. Aluminiumbronze mit bis zu 11 % Al hat gute mechanische Eigenschaften, ist in Meerwasser und sogar in verdünnter Salzsäure stabil. Diese sehr feste Legierung wird zur Herstellung von Rohrleitungen, Teilen von Dampfturbinen und Flugzeugmotoren usw. verwendet. Von 1926 bis 1957 wurden in Russland "Kupfer" -Münzen aus Aluminiumbronze geprägt. Es werden Lager für Diesellokomotiven, Schiffsmotoren und Wasserturbinen hergestellt aus Bleibronze. Berylliumbronze ist extrem fest und langlebig, die aufgrund ihrer elastischen Eigenschaften als Material für Federn dient, die praktisch keine Ermüdung kennen (bis zu 20 Millionen Lastwechsel aushalten).

Folie Nummer 13

Beschreibung der Folie:

Messing. Messing ist eine Legierung aus Kupfer und Zink. Obwohl Zink erst im Mittelalter entdeckt wurde, war Messing schon den alten Römern bekannt, die es durch Verhüttung von Kupfererzen mit Zink ohne Luft gewannen. Um Messing die gewünschten Eigenschaften zu verleihen, werden häufig in geringen Mengen Legierungsmetalle wie Al, Mn, Ni, Fe usw. in seine Zusammensetzung eingebracht Messing schmilzt leichter als Kupfer, ist aber härter als dieses. Messing ist gut geschmiedet, in Bleche gestanzt, gestanzt, zu Draht gezogen und perfekt poliert (auf Hochglanz). Produkte daraus können gehärtet werden. Bei Bedarf kann Messing elektrochemisch auf die Oberfläche anderer Metalle aufgebracht werden. Es ist wichtig, dass Messing viel billiger ist als Kupfer. Messing wird im Maschinenbau und in der Elektrotechnik verwendet; Teile verschiedener Mechanismen, Wasser- und Gashähne, Kühlerrohre, Türgriffe, Scharniere, Patronenhülsen werden daraus hergestellt. Messing mit Aluminiumzusatz ähnelt im Aussehen Gold, Abzeichen, Embleme und Medaillen werden daraus hergestellt. Wenn relativ wenig Zink in der Legierung ist (bis 18 %), haben Messinge einen rötlichen Farbton, beispielsweise wird Messing mit bis zu 10 % Zink als Tombak bezeichnet; Aus dieser Legierung wurden von 1961 bis 1991 in Russland „Kupfer“-Münzen in Stückelungen von 1 bis 5 Kopeken geprägt. Legierungen mit einem hohen Zinkgehalt (bis zu 50 %) sind gelb und werden als eigentliches Messing bezeichnet. Sie werden durch Walzen, Pressen und Räumen perfekt verarbeitet, und daraus werden Gussteile von guter Qualität erhalten.

Folie Nummer 14

Beschreibung der Folie:

andere Legierungen. Von anderen Legierungen erwähnen wir Monelmetall (50 - 70 % Kupfer, 15 - 25 % Nickel und Zink mit dem Zusatz von Blei, Zinn und Eisen), das früher für die Herstellung von Besteck und Schmuck "unter Silber" verwendet wurde. Aufgrund seiner hohen Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit sowie seiner guten Plastizität wird es heute in der Chemie-, Schiffbau-, Medizin-, Öl-, Textil- und anderen Industrien eingesetzt. Aber Konstantan, Manganin, Chromel und Kopel ändern ihren Widerstand bei starken Temperaturschwankungen fast nicht und dienen daher in der Elektrotechnik treu zur Herstellung von Thermoelementen - sehr empfindlichen Geräten, die die Temperatur messen. Aus Chromel und Kopel werden auch Ausgleichsdrähte, Rheostate, Teile von Heizgeräten hergestellt. Referenzwiderstände und Elemente von Messgeräten werden aus Mangonin hergestellt.

Vortrag zum Thema: Kupfer und seine Legierungen

Die Wahl des Herausgebers