Copr: Diffiniad, Cyfansoddiad, Mathau, Priodweddau, a Chymwysiadau

Elfen gemegol yw copr sydd hefyd yn fetel. Ei briodweddau allweddol yw bod ganddo ddargludedd trydanol rhagorol, dargludedd thermol uchel, a gwrthiant cyrydiad da. Mae hefyd yn hydwyth ac mae ganddo liw coch-frown diddorol. Mae'r cyfuniad o'r priodweddau hyn yn arwain at ddefnydd eang o gopr at ddibenion peirianneg ac esthetig.

Beth Yw Copr?

Elfen gemegol yw copr, rhif 29 ar y tabl cyfnodol o elfennau. Symbol yr elfen gopr yw Cu, o'r Lladin "cwpanrwm". Mae'n fetel hydwyth gyda lliw coch-frown. Fe'i cymhwysir yn eang oherwydd ei ddargludedd thermol a thrydanol uchel.

Beth Yw Hanes Copr?

Mae hanes copr yn dyddio'n ôl i 8,700 CC. Mae crogdlws copr a ddarganfuwyd yng Ngogledd Irac wedi'i dyddio'n ôl i tua'r dyddiad hwnnw a chredir ar hyn o bryd mai hwn yw'r gwrthrych hynaf a wnaed o gopr. Mae copr wedi bod yn fetel hanfodol mewn llawer o wareiddiadau hynafol, ond cytunir yn gyffredinol bod y Mesopotamiaid (yng Ngogledd Irac) wedi darganfod copr. Mewn gwirionedd, cyfnod mewn cynhanes yw'r oes gopr rhwng 5,500 CC a 4,000 CC, a elwir fel arfer yr Oes Chalcolithig o'r geiriau Groeg am gopr ( chalkos ) a roc (lithos ).

Mae copr yn un o'r ychydig fetelau a all ddigwydd yn naturiol yn ei ffurf fetelaidd frodorol. Mae hyn yn wahanol i'r rhan fwyaf o fetelau y mae angen eu tynnu trwy feteleg o fwyn. Mewn mannau lle ceir copr brodorol, nid oedd technoleg meteleg yn angenrheidiol i'r gwareiddiadau hynny ddechrau gweithio gyda chopr i ffurfio arfau ac addurniadau.

Beth yw'r Term Arall ar gyfer Copr?

Y term arall am gopr yw'r gair Lladincwpanrwm, sy'n rhoi ei symbol Cu i gopr ar y tabl cyfnodol o elfennau. Daeth yr enw Lladin am gopr yn wreiddiol o ynys Cyprus, gan mai'r ynys oedd prif ffynhonnell copr yn yr hen amser. Cuprum oedd "metel Cyprus."

O Beth Mae Copr Wedi'i Wneud O?

Elfen gemegol yw copr. Mae wedi'i wneud o un math o atom yn unig - ni ellir ei dorri i lawr yn sylweddau symlach. Mae gan yr atom copr rif atomig o 29, sy'n golygu bod ei gnewyllyn atomig yn cynnwys 29 proton.

Mae copr yn cael ei dynnu o fwynau naturiol - naill ai mwyn copr sylffid (fel calcopyrit) neu fwyn copr ocsid. Mae'r mwynau hyn yn cael eu cloddio, eu malu, a'u prosesu i wneud copr. Mae'r mwynau copr hyn i'w cael mewn rhannau o Ogledd a De America (gwledydd fel Chile a Periw), yn ogystal ag mewn ardaloedd fel Mynyddoedd Wral yn Rwsia, ac yn Zambia a Gweriniaeth Ddemocrataidd y Congo yn Affrica.

Beth Yw'r Prosesau Gwahanol i Wneud Copr?

Disgrifir y gwahanol brosesau i wneud copr isod:

1. Mwyngloddio

Mae mwyngloddio mwynau copr fel arfer yn cael ei wneud mewn pyllau glo agored mawr. Mae'r rhain yn dyllau agored, grisiog yn y ddaear sy'n cael eu cloddio'n ddyfnach yn raddol. Defnyddir ffrwydron i ffrwydro'r graig, ac mae'r clogfeini canlyniadol yn cael eu cludo i'w malu'n ddarnau llai i'w prosesu.

2. Echdynnu

Yn ôl y ddau fath cyffredin o fwyn copr, mae dwy brif broses puro. Defnyddir proses hydrometallurgical ar gyfer mwynau ocsid. Mae'r mwyn mâl yn cael ei bentyrru ac mae hydoddiant trwytholchi asid yn cael ei drylifo drwy'r domen. Mae hyn yn creu hydoddiant trwytholchi beichiog. Defnyddir proses pyrometallurgical ar gyfer mwynau sylffid. Mae echdynnu'r mwyn yn cael ei wneud trwy arnofio froth a thewychu yn ôl dwysedd y gronynnau.

3. Puredigaeth

Ar gyfer mwynau ocsid, defnyddir hydrometallurgy. Mae hyn yn golygu bod yr hydoddiant trwytholch beichiog yn cael ei anfon i broses echdynnu toddyddion i grynhoi'r copr yn yr hydoddiant. Yna mae'r ateb hwn yn cael ei anfon i electrowinning, lle mae trydan yn cael ei ddefnyddio i adneuo'r copr solet. Ar gyfer mwynau sylffid, defnyddir pyrometallurgy, sy'n golygu bod mwyndoddwr yn cael ei ddefnyddio i greu'r copr crai. Yna caiff hwn ei buro ymhellach trwy electroburo.

4. Alloying

Mae aloion copr yn cael eu cynhyrchu trwy doddi'r deunydd aloi yn gyntaf, ac yna toddi'r copr i ychwanegu ato. Yna caiff y cymysgedd tawdd ei gastio a'i adael i oeri a chaledu.

5. Electroburo

Mae electroburo copr yn golygu hydoddi deunydd copr amhur yn electrolytig mewn hydoddiant. Mae copr pur yn cael ei ddyddodi'n electrocemegol ar electrod trwy gymhwyso cerrynt trydanol trwy'r hydoddiant. Mae hyn yn tynnu amhureddau o'r copr i gyflawni purdeb uwch. Fodd bynnag, mae'r broses yn ddrud ac mae ganddi alw trydanol uchel iawn.

Beth yw Nodweddion Copr?

Mae gan fetel copr y prif nodweddion o fod yn ddargludydd trydanol a thermol rhagorol. Mae hefyd yn hydrin ac yn hydwyth, sy'n golygu y gellir ei blygu'n gymharol hawdd. Mae hyn yn ei gwneud hi'n hawdd gweithio ag ef, er enghraifft, gyda cheblau'n hyblyg. Nodwedd allweddol arall o fetel copr yw ei wrthwynebiad cyrydiad, yn enwedig mewn amgylcheddau dŵr a dŵr môr. Yn olaf, mae gan gopr y fantais o fod yn ddeniadol yn esthetig, gan fod ganddo liw brown-goch a gellir ei sgleinio.

Beth yw Lliw Copr?

Mae copr fel arfer yn lliw coch-frown. Fodd bynnag, mae copr pur cyn ocsideiddio yn lliw pinc mewn gwirionedd, ond mae ffurfio copr ocsid brown yn digwydd mor gyflym fel mai'r coch-frown cyffredin fydd unrhyw gopr sydd ar gael yn rhwydd. Gall copr hefyd gael tarnish gwyrdd (fel ar y Statue of Liberty) - mae hwn yn garbonad copr.

Sut Mae Copr yn Edrych?

Mae copr yn edrych fel metel sgleiniog coch-frown. Gellir prosesu copr i lawer o wahanol ffurfiau ymarferol, megis y gwifrau a ddangosir yn Ffigur 1 isod, yn ogystal â phibellau plymio ac electroneg:

Beth yw'r gwahanol fathau o gopr?

Mae copr ar gael mewn gwahanol fathau ar gyfer gwahanol geisiadau. Mae priodweddau a chymwysiadau pob gradd o gopr yn dibynnu ar burdeb y copr a pha elfennau aloi (os o gwbl) sy'n cael eu cynnwys. Rhestrir y gwahanol fathau o gopr isod:

1. Wire Copr

Mae gwifren gopr yn manteisio ar ddargludedd trydanol rhagorol y metel. Dyma'r dargludydd mwyaf cyffredin ar gyfer y rhan fwyaf o gymwysiadau trydanol. Fe'i defnyddir ar gyfer cerrynt mawr mewn diwydiant, a hefyd ar gyfer defnydd domestig, hyd at y gwifrau yn eich cartref ar gyfer allfeydd a goleuadau.

2. Tiwbio Copr

Mae tiwbiau copr wedi'u defnyddio'n helaeth ar gyfer systemau dŵr yfed domestig oherwydd ei wrthwynebiad cyrydiad ac felly ei hirhoedledd. Dros yr ychydig ddegawdau diwethaf, mae wedi bod yn safon yn y rhan fwyaf o'r byd i ddefnyddio tiwbiau copr ar gyfer plymio cartrefi. Mae'r tiwbiau ar gael mewn diamedrau a mesuryddion gwahanol (trwch wal). Mae cost uchel copr ac ymddangosiad deunyddiau tiwbiau plastig gwell yn golygu bod copr yn cael ei ddewis yn llai aml.

3. Aloi Copr

Y ddau aloi copr mwyaf cyffredin yw pres (wedi'i aloi â sinc) ac efydd (wedi'i aloi â thun). Mae pres yn nodweddiadol yn cael ei gymhwyso'n ehangach. Fe'i defnyddir ar gyfer gosodiadau plymio, offerynnau cerdd, ac eitemau addurnol. Mae ychwanegu sinc yn rhoi cryfder a hydwythedd uwch i'r aloi. Mae gan efydd nodweddion tebyg iawn i gopr, megis: ei ddargludedd thermol uchel, hydwythedd rhagorol, a'i wrthwynebiad i gyrydiad dŵr halen. Felly defnyddir efydd ar gyfer Bearings a bushings, yn ogystal â impellers llong.

4. Copr Pur

Mae copr pur wedi'i baratoi'n benodol i sicrhau lleiafswm o amhureddau, gan wneud y mwyaf o briodweddau thermol a thrydanol copr. Mae copr pur yn tueddu i fod yn feddalach ac yn llai caled na chopr gydag ychwanegion neu fân ddeunyddiau aloi. Fe'i defnyddir yn ddelfrydol mewn cydrannau trydanol manwl gywir, y mae ei ddargludedd trydanol a'i ehangiad thermol isel yn ddelfrydol ar eu cyfer.

5. Nanoronynnau Copr

Gronynnau bach iawn o gopr, neu ddeunyddiau sy'n seiliedig ar gopr, yw nanoronynnau copr, sydd o fewn yr ystod maint o 1–100 nm. Canfuwyd bod gan nanoronynnau ymddygiadau gwahanol i ymddygiad deunyddiau swmp. Yn achos nanoronynnau copr, maent yn dangos gweithgaredd catalytig uchel iawn ar gyfer adweithiau cemegol diwydiannol, yn debygol oherwydd eu cymhareb arwyneb-arwyneb-i-gyfaint mawr. Ymhellach, mae nanoronynnau copr wedi dangos effeithiau gwrthficrobaidd rhagorol.

6. Coprau Peiriannu Rhydd

Mae gan goprau peiriannu rhydd fân symiau (<1%) of other alloying elements added to improve the machinability of the copper. Free-machining copper can then be more easily machined into items such as welding nozzles and soldering iron tips.

7. Taflenni Copr a Phlatiau

Mae dalennau copr yn dalennau tenau o gopr (tua 2 mm neu lai), tra bod platiau yn fwy trwchus (hyd at 12 mm o drwch). Yn gyffredinol, mae'r rhain ar gael mewn gwahanol raddau copr. Mae'r dalennau'n hydrin iawn a gellir eu ffurfio'n wahanol gydrannau.

8. Coprau Di-Ocsigen

Mae coprau di-ocsigen yn cael eu toddi o dan faddon graffit gronynnog i gau ocsigen allan. Dyma'r coprau puraf sydd ar gael, gydag ychydig iawn o amhureddau oherwydd yr amodau nad ydynt yn ocsideiddio. Mae ei ddargludedd trydanol uchel a'i amhureddau anweddol isel yn ei gwneud yn addas i'w ddefnyddio mewn electroneg gwactod uchel.

9. Coprau Electrolytig

Mae coprau electrolytig yn cael eu mireinio trwy electrolysis o fewn hydoddiant i gael gwared ar amhureddau. Mae gan y radd purdeb uchel hon o gopr ddargludedd trydanol uchel ac felly fe'i defnyddir mewn amrywiol gydrannau trydanol megis bariau bysiau a dirwyniadau.

Beth yw Priodweddau Copr?

Dangosir priodweddau gwahanol fathau o gopr yn Nhabl 1:

Tabl 1: Priodweddau Copr

Mae priodweddau pob gradd yn debyg, ond mae eu gwahaniaethau yn arwain at amrywiaeth o gymwysiadau.

Beth yw Priodweddau Ffisegol Copr?

Dangosir priodweddau ffisegol y gwahanol fathau o gopr yn Nhabl 2 isod:

Tabl 2: Priodweddau Ffisegol Copr

Credyd Tabl: https://www.lenntech.com/

Mae'r priodweddau ffisegol yn dibynnu ar ganran y copr yn y deunydd yn ogystal â'r elfennau aloi

Beth yw Priodweddau Cemegol Copr?

Mae priodweddau cemegol copr yn dibynnu'n bennaf ar ei gyflwr ocsideiddio. Y ddau gyflwr ocsidiad sy'n bodoli'n gyffredin yw Cu+ a Cu2+. Mae Tabl 3 isod yn rhoi rhai o briodweddau cemegol cyfansoddion cyffredin ac amodau ar gyfer copr:

Tabl 3: Priodweddau Cemegol Copr

Gall y priodweddau hyn amrywio ar gyfer pob cyfansoddyn copr penodol (fel oxalates, sulfites, a sylffadau.

Beth yw Cymwysiadau Copr?

Mae cymwysiadau copr i'w cael ledled cymdeithas bob dydd. Rhestrir isod rai enghreifftiau cyffredin:

1. Electroneg

Defnyddir copr yn eang mewn electroneg gan fod ganddo ddargludedd trydanol rhagorol. Mae'n caniatáu i gerrynt gael eu cario ar drawstoriadau llai o gopr o gymharu ag alwminiwm, gan ganiatáu i lai o swmp gael ei ddefnyddio, a chydrannau i fod yn llai.

2. Pensaernïaeth

Defnyddir copr mewn pensaernïaeth ar gyfer ymddangosiad trawiadol yn esthetig. Fe'i defnyddiwyd ar gyfer toi a chladin waliau, yn ogystal â chwteri a pheipiau glaw.

3. Plymio

Defnyddir tiwbiau copr yn eang ar gyfer pibellau dŵr domestig mewn cartrefi, oherwydd ei wrthwynebiad cyrydiad da iawn.

4. Cludiant

Defnyddir copr yn helaeth mewn cerbydau modern oherwydd faint o geblau trydanol a ddefnyddir ar gyfer electroneg gymhleth. Wrth i gerbydau trydan dyfu yng nghyfran y farchnad, defnyddir symiau cynyddol o gopr ar gyfer elfennau megis moduron trydan. Mae hyn oherwydd dargludedd trydanol rhagorol copr, yn ail yn unig i arian.

5. Ynni Adnewyddadwy

Defnyddir copr yn y farchnad ynni adnewyddadwy mewn nifer o ffyrdd. Er enghraifft, mae tyrbinau gwynt yn defnyddio copr o fewn y tyrbinau cynhyrchu. Mae paneli ffotofoltäig solar hefyd angen copr ar gyfer cysylltiadau a cheblau.

6. Offer Meddygol

Defnyddir copr fel gorchudd ar offer meddygol oherwydd ei briodweddau gwrthfacterol. Yn y modd hwn, mae'n lleihau'r risg o haint mewn cleifion.

7. Gwifrau Trydanol

Defnyddir copr yn eang ar gyfer gwifrau trydanol oherwydd ei ddargludedd trydanol rhagorol. Mae'r trawstoriad o gopr sydd ei angen i gario cerrynt penodol yn effeithiol yn llai na deunyddiau eraill sydd ar gael yn rhesymol fel alwminiwm.

8. Darn arian

Yn hanesyddol, defnyddiwyd copr mewn darnau arian am nifer o resymau: mae'n hydrin ac felly'n hawdd ei stampio, ond yn dal yn ddigon gwydn i oroesi mewn cylchrediad. Mae ganddo hefyd briodweddau gwrthficrobaidd a gwrthiant cyrydiad.

9. Peiriannau Diwydiannol

Defnyddir copr mewn amrywiaeth o ffyrdd mewn offer diwydiannol, gyda gwasanaethau megis castio marw copr. Ar wahân i gymwysiadau trydanol fel moduron a cheblau, fe'i defnyddir hefyd mewn cyfnewidwyr gwres fel cyddwysyddion rheweiddio. Gellir ei gymhwyso hefyd ar gyfer ymwrthedd cemegol penodol.

Beth yw Manteision Copr?

Mae gan gopr nifer o fanteision clir a restrir isod:

Mae ganddo ddargludedd trydanol rhagorol, yn ail i arian yn unig, sy'n golygu mai hwn yw'r dargludydd a ddefnyddir fwyaf ar gyfer cydrannau trydanol ac electronig yn fyd-eang.

Mae ganddo ddargludedd thermol da iawn, ac felly fe'i defnyddir mewn cyfnewidwyr gwres, megis cyddwysyddion mewn unedau rheweiddio a thymheru.

Yn gwrthsefyll cyrydiad, yn enwedig mewn cymwysiadau dŵr a dŵr môr, sydd wedi arwain at ei ddefnydd eang mewn pibellau plymio ar gyfer systemau dŵr.

Yn hydwyth a gellir ei blygu'n gymharol hawdd. Mae'n hawdd gweithio gydag ef mewn systemau plymio yn ogystal ag mewn ceblau.

Yn gwrthficrobaidd, a all fod yn ddefnyddiol iawn mewn cludo dŵr, yn ogystal ag mewn cymwysiadau meddygol i amddiffyn iechyd cleifion.

Beth yw Manteision Iechyd Copr?

Mae copr yn fwyn hybrin sy'n hanfodol i iechyd pobl mewn symiau bach iawn. Mae copr yn chwarae rhan yn y corff trwy hyrwyddo amsugno haearn, cymryd rhan mewn cynhyrchu celloedd gwaed coch, yn ogystal â chynhyrchu colagen. Deellir i wella swyddogaeth y system imiwnedd.

Mae angen mwy o ymchwil, ond mae rhai arwyddion y gall copr wella osteoporosis (dwysedd esgyrn isel), ac mae damcaniaethau heb eu profi y gellir defnyddio breichledau copr i leddfu poen yn y cymalau rhag arthritis.

Mae grwpiau bwyd sy'n cynnwys copr yn cynnwys llysiau gwyrdd deiliog, grawn cyflawn, cnau a hadau. Eitemau bwyd penodol sy'n uchel mewn copr yw wystrys, madarch shiitake, tatws melys, a siocled tywyll.

Beth yw Cyfyngiadau Copr?

Mae gan gopr nifer o gyfyngiadau, a rhestrir rhai ohonynt isod:

Yn gymharol ddrud o'i gymharu â deunyddiau amgen posibl fel: alwminiwm (ceblau trydanol) neu blastig (pibellau dŵr).

Yn gymharol drwm o'i gymharu â deunyddiau megis alwminiwm, felly ar gyfer gwifrau uwchben, efallai na fydd yn ymarferol.

Yn ocsidio, yn enwedig ar dymheredd uchel, ac felly mae ganddo oes gyfyngedig os yw'n agored i aer.

Yn cyflwyno risg sioc o'i gymharu â thechnoleg trosglwyddo signal amgen opteg ffibr.

Yn wenwynig mewn symiau mawr, felly ni ellir ei ddefnyddio lle gallai amlyncu copr yn rheolaidd, megis mewn offer.

Ydy Copr yn Rhydu'n Hawdd?

Yn dechnegol nid yw copr yn rhydu, gan fod rhwd yn ocsid haearn ac nid oes haearn mewn copr. Fodd bynnag, mae copr yn profi rhywfaint o gyrydiad arwyneb cyfyngedig. Yn gyffredinol, ystyrir bod copr yn gwrthsefyll cyrydiad. Yn naturiol mae ganddo liw coch-frown, sy'n ganlyniad i ffurfio ffilm passivation copr ocsid ar wyneb y metel. Dros amser, mae carbonad copr gwyrdd yn ffurfio ar yr wyneb wrth i'r copr ocsid adweithio â dŵr a charbon deuocsid yn yr aer.

Ydy Copr yn wenwynig i fodau dynol?

Oes, gall copr fod yn wenwynig i bobl mewn crynodiadau sylweddol. Mae copr yn fwyn hybrin hanfodol ar gyfer iechyd pobl, ond os oes gormodedd o gopr yn bresennol, mae nifer o gymhlethdodau'n codi. Mae crynodiad gwaed uchel o gopr yn gysylltiedig â chlefyd Alzheimer a mathau penodol o ganser fel canser y fron a chanser yr ysgyfaint. Mae gwenwyno copr acíwt yn brin iawn ond gall ddigwydd os caiff symiau mawr eu hamsugno. Gall hyn fod yn angheuol wrth i fethiant organau fel yr afu a'r arennau ddechrau digwydd.

Ydy Copr yn Fetel?

Ydy, mae copr yn fetel. Ystyrir ymhellach ei fod yn fetel trwm oherwydd ei ddwysedd cymharol uchel. I gael rhagor o wybodaeth, gweler ein canllaw Metalloidau.

Beth Yw'r Gwahaniaeth Rhwng Copr a Metel?

Mae copr yn un o fwy na 90 o fetelau elfennol. Mae copr yn fetel, ond mae llawer o fetelau yn wahanol iawn i gopr. Mae metelau eraill yn wahanol yn eu lliw; mae'r rhan fwyaf o fetelau yn wyn neu'n llwyd, ond mae copr yn frown coch. Gall metelau eraill fod yn wahanol yn eu priodweddau ffisegol a chemegol - yn galetach ac yn fwy brau na chopr, ac yn gyffredinol nid ydynt yn dargludo gwres na thrydan mor hawdd.

Beth Yw'r Gwahaniaeth Rhwng Copr ac Alwminiwm?

Mae copr ac alwminiwm yn ddau fetel gwahanol gyda phriodweddau gwahanol. Y gwahaniaeth gweledol mwyaf amlwg yw'r lliw: mae copr yn frown cochlyd tra bod alwminiwm yn llwyd ariannaidd diflas. Mae gan gopr gryfder tynnol uwch nag alwminiwm a dargludedd trydanol a thermol gwell.

Beth Yw'r Gwahaniaeth Rhwng Copr a Phres?

Mae pres yn aloi o gopr a sinc yn bennaf. Felly mae pres yn wahanol i gopr gan ei fod yn cynnwys metelau eraill. Gall pres gynnwys metelau pellach fel tun, plwm, alwminiwm, neu fanganîs mewn symiau llai i gyflawni priodweddau penodol.

Crynodeb

Roedd yr erthygl hon yn cyflwyno copr, yn egluro beth ydyw, ac yn trafod y gwahanol gymwysiadau o gopr. I ddysgu mwy am gopr, cysylltwch â chynrychiolydd Xometry.

Mae Xometry yn darparu ystod eang o alluoedd gweithgynhyrchu a gwasanaethau gwerth ychwanegol eraill ar gyfer eich holl anghenion prototeipio a chynhyrchu. Ewch i'n gwefan i ddysgu mwy neu i ofyn am ddyfynbris di-rwymedigaeth am ddim.

Ymwadiad

Mae'r cynnwys sy'n ymddangos ar y dudalen we hon er gwybodaeth yn unig. Nid yw Xometry yn gwneud unrhyw gynrychiolaeth na gwarant o unrhyw fath, boed yn fynegiannol neu'n oblygedig, ynghylch cywirdeb, cyflawnrwydd neu ddilysrwydd y wybodaeth. Ni ddylid casglu unrhyw baramedrau perfformiad, goddefiannau geometrig, nodweddion dylunio penodol, ansawdd a mathau o ddeunyddiau, neu brosesau i gynrychioli'r hyn a ddarperir gan gyflenwyr neu weithgynhyrchwyr trydydd parti trwy rwydwaith Xometry. Mae prynwyr sy'n ceisio dyfynbrisiau ar gyfer rhannau yn gyfrifol am ddiffinio'r gofynion penodol ar gyfer y rhannau hynny. Cyfeiriwch at ein telerau ac amodau am ragor o wybodaeth.