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銅的性質及用途

作者:來源:訪問:時間:2017-6-2 14:47:14

銅的性質及用途
  銅是紫紅色金屬,密度8.96克/厘米3,熔點1083.4℃。其導熱性和導電性在所有金屬中僅次于銀。銅在干燥的空氣中不易氧化,但在含有二氧化碳的潮濕空氣中,表面易生成一層有毒的堿式碳酸銅(銅綠),這層薄膜能保護銅不再被腐蝕。銅在鹽酸和稀硫酸中不易溶解,但能溶于有氧化作用的硝酸和含有氧化劑的鹽酸中。銅還能溶于氨水。銅易加工可制成管、棒、線、帶以及箔等型材。

銅的性質及資源
  銅易與許多元素組成合金,如青銅(銅錫合金)、黃銅(銅鋅合金)、白銅(銅鎳合金)等等。地殼中銅的含量僅占0.01%,但常形成富集的礦床,便于工作于開采和利用。銅的礦物常見有黃銅礦、斑銅礦和孔雀石。前二者屬于硫化銅礦,后者屬于氧化銅礦。 銅的用途 銅是人類最早發現和使用的金屬之一。
  
銅及其合金的應用范圍很廣
  在有色金屬中,銅的產量和耗用量僅次于鋁,居第二位。在電器、輸電和電子工業中用量最大,據統計,世界上生產的銅,近一半消耗在電器工業中。軍事上用銅制造各種子彈、炮彈、艦艇冷凝管和熱交換器以及各咱儀表的彈性元件等。還可用來制作軸承、軸瓦、油管、閥門、泵體,以及高壓蒸汽設備、醫療器械、光學儀器、裝飾材料及金屬藝術品和各種日用器具等。
  
銅的發展
  銅的使用歷史這可以追溯到10,000年以前。在伊拉克的北部曾經出土一件8700年前的文物——銅耳杯。中國在4000多年前的夏禹時代訪問演出就有了青銅器。已出土的商殷時代感銅錢、銅鏡、銅鼎、銅鐘等文物充分展現了我國古代社會的發達程度和中華先輩的高度智慧。考古學家發掘出古埃及金字塔內的一段5000多年前的供水管道系統,銅制的水管直至今天仍可以使用。與此相映,有趣的是:北京協和醫院本世紀20年代安裝的銅水曖件歷經70余年滄桑現在依然性能良好。現代工業,銅除了電線電纜生產主要采用新煉制的精銅外,其它廣泛應用的銅及其合金,包括黃銅(銅鋅合金),青銅(銅錫合金)等共有400余種,約四分之三(72%)是由回收的廢舊銅再生制成的。
  它的主要作用是將食物中的鐵元素轉變成人體血液的紅色血素。事實上,銅對于所有的高級動植物的發育、生長和繁殖來說都是至關重要的一種元素。根據美國國家食品與藥物管理局規定的標準,人體每日銅的攝入量最少為2mg。但是,美國農業部營養中心的官員估計,大約有一半的美國人沒有達到這一標準。銅不足的后果之一是導致人體膽固醇增加及冠心病。所幸的是,銅存在于多數的蔬菜、水果、糧食、海產品,巧克力以及飲用水就能夠保證人體攝入足夠的銅。
  在美國,醫院的門把手通常是用銅制做,以防止病菌的傳播,空調系統采用銅制管道可以避免列金乃爾氏疫病的流行。 銅器的保養 銅器(銅壺、銅火鍋、銅盤、銅臺燈等)是人們喜愛的生活器具,特別是銅質工藝品,更給室內增添不少光彩。然而,銅器保養,卻是人們頭痛的事,下面介紹兩種簡單方法。銅器使用久了,會變得黯然無光,可以敷上蜂蜜,并用于布擦拭。銅器長了銅綠,可用一些檸檬汁加鹽反復擦拭。也可用布蘸煤油擦一遍,再用牙膏粉擦拭。如果想使銅器發亮,還可用包香煙的錫紙或用木屑加些食鹽擦拭。
  
銅的用途
  銅與電銅的導電性能僅次于銀而優于其它所有的金屬,因而被用作測試材料導電性能的基準。銅不僅具有優異的導電性,而且熔點高(1083℃)、機械性能好、耐腐蝕、工作可靠、使用壽命長,是最廣泛應用的導電材料。用于電力、電子和電器工業以及其它用途的銅,通常被精煉至99.98%或更高的純度。家庭常用的導線是14號銅導線,銅導體直徑是1.63毫米,截面積為2.08毫米。美國每年消耗的14號銅導線的長度可繞地球赤道3670圈,相當于去月球旅行196次來回,或去太陽一趟的距離。國際銅專業協會的專家建議選擇較大截面的銅導線不僅能增加配電線路的可靠性和減少導線的發熱及電壓損失,而且從經濟的觀點講也極有好處。調查結果表明:導線截面增加的費用在一至二年內即可由節省的電費所補償,而以后便能長期受益。 銅與交通工具一輛小轎車通常消耗約23公斤銅,其中的五分之三用于電氣系統,五分之二用于其它裝置。汽車工業愈來愈多的采用易切削黃銅加工的零件。僅美國的汽車業每年就消耗掉約800萬磅這種代號這C36000的材料。制造一輛農用運輸拖拉機平均耗銅量約為29公斤,建筑運輸汽車平均耗銅30公斤,而帶電鏟卡車耗銅量平均可達63公斤。世界上最大的一臺電動鏟土機竟用去了36.32噸銅。波音747-200型噴氣式客機重量的2%是銅(約4100公斤),所用的銅導線長達190公里。一臺內燃機車需用銅5噸,電力牽引的地鐵機車、有軌電車每輛用銅284公斤至4噸不等,平均為1044公斤,建氚動力核潛艇則每艘需銅91噸。

膽銅法的起源
  膽銅法是濕法冶金的起源。而膽水煉銅卻來源于煉丹術。煉丹術是我國古人煉制尺碼藥的方術。公元前世紀,我國就已經有了煉丹術的記載。雖然煉丹的目的——“長生不死”是愚昧的、反科學的,但是歷代煉丹家,借鑒勞動人民生產的經驗,自采植物、礦物,開種氧化硫鐵桿菌的催化作用下產生的膽水(硫酸銅)溶液,和鐵作用,鐵就取代硫酸銅里的銅,使單質銅沉積下來。這就是后來定名的膽銅法。北宋時期德興新營人張潛所著《膽銅要略》是世界上最早的濕法煉銅技術。張潛揭開了膽銅冶金技術,獻給了朝廷,朝廷在德興銀山場、廣東韶關等地推廣,取得了“歲取銅數百萬”巨大成果。

我國的古銅幣史
  我國是使用金屬貨幣最早的國家。而金屬貨幣中,歷代又以銅幣為主。所以,我國古代的貨幣史,實際上就是銅幣史。我國在殷周時期固以齒貝為貨幣,后因真貝不夠,乃用仿制品銅貝代之。近年,在一些商朝墓葬中就發現了三枚銅貝。銅貝是向金屬貨幣過渡的形態。晚商至春秋戰國的古銅幣分為四大類:仿貝形的叫銅貝,戰國楚的蟻鼻錢,可能是銅貝的高級形態;仿刀形的叫刀幣,有“齊刀”、“明刀”、“即墨刀”、“安陽刀”、“尖首刀”和“圓首刀”等,上面鑄有文字;仿古代農具镈形的叫布幣,也叫鏟幣、空首幣,幣上一般鑄有地名,有的還鑄有幣值面額、干支等;仿紡輪或壁環形的叫環錢,也稱“圓金”,圓形,中央有一圓孔,上面鑄有文字。秦始皇統一中國后,統一了幣制。廢刀、布、貝等幣,規定只采有外圓中間有一方孔的方孔線,是由環錢演變而成的。秦以后的通行貨幣,都是方孔錢,只是名稱不同而已。如泰以“半兩”為錢統一的鑄幣,至漢武帝元狩五年廢半兩錢,行“五銖錢”,到唐武德四年才廢止。西漢末五莽雖曾一度恢復使用貝幣、刀幣、布幣,但時間很短。自唐至清末的銅幣,名稱很多,如“通寶”、“開元通寶”、“重寶”、“制錢”、“太平天國圣寶”等。清末以來所鑄各種新式銅幣通稱“銅元”。1935年國民黨政府實行法幣政策,翌年發行新的銅輔幣,舊銅元多被銷熔。

現代鏡子的始祖——青銅鏡我國自夏代起就已進入青銅時代。
  那時的青銅,實際是紅銅和錫的合金。由于青銅較紅銅熔點低,硬度高,便于鑄造,所以古人就用青銅鑄造各種器物。1934年在河南安陽候家莊出土了一面銅鏡子,1976年在安陽小屯出土四面銅鏡,這五面銅鏡均出土于聞名中外的殷虛,距今3000多年;1975年在甘肅廣河出土一面圓形銅鏡,1976年在青海貴南縣出土一面七角星紋鏡,距今有4000年,可謂現代鏡的始祖。現存上海博物館的一面漢代青銅奇鏡,表明當時青銅鏡的制造技術已相當高超。這面鏡和普通鏡一樣,正面可以照人照物;但奇怪的是,當鏡面光反射到屏幕時,還可見鏡背面的圖案和文字。千百年來,人們一直稱這面鏡為“透光鏡”,國外參觀者稱其為“魔鏡”。

銅與工藝美術我國的工藝美術有著悠久的歷史,向有“工藝之國”的稱譽。
  無論是石頭、泥土、骨牙、竹木,或是金屬,都能創造出豐富多彩的工藝美術作品。商代,我國就已經熟練地掌握了青銅的冶煉、合金、成型鑄造等技術,出現了聞名于世的青銅藝術。考古學家提供了數以萬計的青銅工藝品。1965年在成都出土的戰國中期以前的“嵌錯賞功宴樂銅壺”就是一件非常精細的藝術佳品。在這只高僅40厘米、口徑13.4厘米、腹徑26.5厘米的壺面上,刻畫了200多人的形象,人人各有特色,表現了制造者高超、精湛的技巧。河北滿城中山王陵墓中出土的錯金銅熏歐陽內、長信宮燈和廣西合浦望牛嶺出土的鳳燈,1969年在甘肅武威雷臺出土的東漢晚期的銅質馬踏飛燕等,都是罕見的銅質藝術品。 銅與古代音樂考古發現的樂器實物,足以說明我國古代音樂文化高度發展的水平。骨哨、石磬、陶塤是最早出現的吹奏、敲擊樂器。銅的使用,更給我國古代音樂增添了光彩。目前,發現年代最早的編鐘,是1954年在陜西長安縣普渡村長田(音和)墓出土、大小三件一組的編鐘,是西周中期的制品。近年在陜西、河南、安徽、湖北、四川、山東、河北等地出土的西周晚期至戰國以來的編鐘,其數目逐漸增多,由九件、十一件、十三件、十四件組成。如在河南信陽戰國楚墓出土的編鐘和在湖北隨縣曾候乙墓出土的編鐘,北宋時期,朝庭成立了“鑄浮務”制造景鐘八鼎和大晟樂器,鑄編336枚之多,精致古雅音韻清悅表現出古代的燦爛文化,這些都是世界音樂史上的重大貢獻。

中藥里的銅中藥是我國勞動人民長期同疾病作斗爭的有力武器。
  銅在中藥里是一種礦物藥和丹藥。中藥里的銅及其化合物有:自然銅,別名石髓鉛,主要成分硫化鐵銅;石膽,別名膽礬,主要成分五水硫酸銅;銅青,別名銅綠,主要成分堿式醋酸銅的混合物;綠青,別名石綠、大綠,主要成分堿式碳酸銅;扁青,別名石青、大青,主要成分堿式碳酸銅;綠鹽,別名鹽綠,主要成分氯化銅。 人體中的銅銅是人體中不可缺少的元素。通常一個健康的成年人,體內約含銅75-100毫克。人體缺銅會出現貧血、關節炎等疾病,還會導致舌頭辨味能力下降。銅對人的生理機能也有影響,銅能干擾子宮內膜的發育,有殺死精子的作用,為理想的避孕物質。因此,銅制避孕器已在世界范圍內推廣應用。但人體內的含銅量過多,會出現腸胃炎、肝火、冠心病等疾病。如長期用積有銅綠的壺或鍋烹翥飲食,對人體也是有害的。缺銅的人應進食含銅量高的食物,如牡蠣、牛肉、肝、巧克力、蘿卜、波菜等。為防止人體內含銅量過多,要大力治理污染,注意環境衛生。保證每一升飲用水中的含銅量不超過一毫克。
 
  銅應用確實廣泛,現在主要用于銅門、銅幕墻、銅雕、銅天溝、銅門窗等建筑建材的仿古銅藝的裝飾


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