Мідь (Cu) – це хімічний елемент 11-ї групи (за застарілою класифікацією – побічною підгрупою першої групи, IB) четвертого періоду періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва, з атомним номером 29.
М’який, пластичний метал рожево-червоного кольору, володіє низьким електричним опором і високою електропровідністю.
Властивості міді
Группа металів | М’який, пластичний метал |
Атомний номер | 29 |
Атомна масса | 63,546 |
Температура плавлення | 1083 °С 1356 К |
Густина | 8,96 г/см³ |
Густина при 20°С | 8,93г/cм3 |
Температура кипіння | 2567 °С 2840 К |
Теплота плавлення | 13,01 кДж/моль |
Теплота випаровування | 304,6 кДж/моль |
Теплопровідність | 401 Вт/(м·К) |
Молярний об’єм | 7,1 см³/моль |
Питомий електроопір при 20°С | 0,0175 Ом*мм2/м |
Питома електропровідність 20 °C. | 57х104 См-1 |
Модуль нормальної пружності | 110 гПа |
Коефіцієнт Пуассона | 0,35 |
Твердість | 35…130 НВ |
Мідь має високу хімічну стійкість до корозії. На поверхні мідних виробів утворюється оксидна плівка, так звана патина, що є антикорозійним захистом. Завдяки високій електропровідності мідь широко використовується у вигляді дроту, шин, стрічок в електропромисловості та в енергетиці як незамінний провідник струму. У зв’язку з тим, що електричний опір мідних проводів зростає за наявності в них природних домішок, для провідників використовується мідь найбільш чиста по хімічному складу, з найменшою масовою часткою домішок.
Вироби з провідникової міді, наприклад контактні проводи на електричному міському та залізничному транспорті, крім високих електричних властивостей повинні ще мати високу міцністю, зносостійкість та антифрикційність. Ці якості досягаються технологією виробництва технічної міді та її подальшою деформацією та обробкою поверхні в процесі прокатки та волочіння.
У зв’язку з тим що мідь має високу пластичність у гарячому і холодному стані, вироби з неї отримують прокаткою, волоченням, штампуванням.
При деформації в процесі виробництва виробів із міді значно збільшуються такі властивості, як міцність і твердість, і зменшується пластичність. Іноді для збільшення міцності та твердості та зменшення пластичності виробу з міді спеціально піддають холодній деформації. Наприклад, при будівництві ліній електропередач, щоб збільшити відстань між опорами, як провідники
Маркування міді
Залежно від масової частки домішок випускається наступних марок: М00А, М00БК, М0А, М0, МБ, М1, М2, М2Р, М3, М3Р, М4, АМФ. У маркуванні первинної технічної міді прийняті такі позначення: М – мідь; цифри від 00 до 4 – масова частка природніх домішок від 0,01 до 1,00%; Б – безкиснева, Р – розкислена, А – анодна, К – катодна.
Сплави міді
Як конструкційний матеріал чиста технічна мідь практично не використовується, але вона знайшла застосування у виробництві конструкційних сплавів з нікелем, свинцем, цинком та іншими хімічними елементами. Ці та інші хімічні елементи сплавів на основі міді надають їм високі механічні та технологічні характеристики.
Існують такі сплави кольорових металів на основі міді: латунь, бронза, манганін, мельхіор, нейзильбер, константан та монетні сплави.
Манганін
Манганін (МНМц3-12) – сплав міді (85%), марганцю (12%), нікелю (до 4%). Манганін застосовується в електротехнічної промисловості для збільшення меж вимірювання вимірювальних приладів (наприклад, в амперметрах якості шунтів).
Мельхіор
Мельхіор (МНЖМц30-0,8-1 і МН19) – сплав міді (80%) і нікелю (до 20%), заліза, марганцю та кобальту. Має високі антикорозійні властивості.
Нейзильбер
Нейзильбер (МНЦ15-20) – сплав міді (65%), цинку (20%), нікелю (15%) та кобальту (13,5…16,5%). Застосовується для точної приладів механіки, в електроніці, у технічному посуді. Має високу стійкість до корозії.
Константан
Константан (МНМц43-05) – сплав міді (59%), нікелю та кобальта (40%), а також марганцю (1%). Застосовується в радіоелектроніці, термопарах та ін.
Латунь
Сплави міді із цинком називаються латунями. Застосування знайшли латуні з масовою часткою цинку до 45%. У латунях можуть знаходитися й інші хімічні елементи з низькою масовою часткою. У порівнянні з міддю латунь має більш високу міцність, твердістю, пружність, корозійною стійкість, меншу пластичність та високі технологічні властивісті.
Бронзи
Бронзами називаються сплави міді з оловом та іншими хімічними елементами. За способом переробки розрізняють ливарні та деформовані бронзи, за хімічним складом олов’яні та безолов’яні.