На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


реферат Медь и её сплавы

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 05.07.2012. Сдан: 2010. Страниц: 7. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Федеральное государственное автономное образовательное  учреждение Высшего профессионального  образования «Сибирский федеральный  университет»
Хакасский технический институт – филиал ФГАОУ  ВПО «Сибирский федеральный университет» 
 
 
 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ
на тему:
«МЕДЬ И  ЕЕ СПЛАВЫ» 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: студент группы 40-3Б
Мамышева  А.Н. 

Проверил: преподаватель
Добрынина А.В. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Абакан 2010г.
Содержание 
                             
     Введение.....................................................................................................3
     История меди.............................................................................................4
     Физические и химические свойства меди...............................................5
     Физические свойства.................................................................................5
     Электропроводимость...............................................................................6
     Характеристики основных физико-механических свойств меди.........6
     Химические свойства................................................................................8
     Отношение к кислороду............................................................................8
     Взаимодействие с водой............................................................................9
     Взаимодействие с кислотами....................................................................9
     Отношение к галогенам и некоторым другим неметаллам...................10
     Оксид меди.................................................................................................10
     Гидроксиды меди.......................................................................................12
     Сульфаты.....................................................................................................12
     Карбонаты...................................................................................................13
     Комплексообразование..............................................................................13
     Качественные реакции на ионы меди.......................................................13
     Сплавы.........................................................................................................13
     Латуни..........................................................................................................13
     Бронзы..........................................................................................................15
     Медноникелевые сплавы............................................................................16
     Заключение..................................................................................................18
     Список литературных источников:............................................................19
                                 
 
 
 
 
 

Введение 

      Тема, конечно, звучит несколько обыденно. Ну, медь, ну металл. Ну что нового, кроме кучки сухих цифр может предоставить такая работа для изучения? Это не о культуре разглагольствовать, не о высоких материях вспоминать – тут нужна чёткость, сухость.
      У металла, название которого мы слышим каждый день, к которому давно привыкли и не обращаем на него никакого внимания, оказалась богатая история, а где эта история берёт своё начало – про то не ведает ни один человек на нашей планете. В принципе, мы, обладая достаточно развитой фантазией, можем представить себе всё, что происходило в далёком
прошлом. Мы мысленно можем увидеть, как совершенно дикий человек, закутанный, быть может, в звериные шкуры идёт по горам, сжимая в кулаке каменный топор.
      Как человек натыкается на странный для  него камень красноватого оттенка и начинает стучать по нему своим топором. Мы можем увидеть, как из обрабатываемого куска меди постепенно появляется копия топора каменного, который затем будет выброшен за ненадобностью. Так медный век подошёл к колыбели человечества, так прогресс набирал свою скорость.
      Медь, использовавшаяся на заре человечества и сопровождавшая его на протяжении тысячелетий, используется и по сей день. В современном мире, она занимает видное место, равно как и её сплавы, речь о которых ещё зайдёт позже. В моём реферате была предпринята попытка предоставить исчерпывающие ведения по данной теме. Надеюсь, мне это удалось.
                              
 
 
 
 

История меди
      Первое  знакомство человека с медью произошло, очевидно, в доисторические времена. В природе медь иногда встречается в самородном состоянии в виде отдельных кристаллов, кусочков и крупных кусков. Самый крупный из когда-либо найденных самородков меди весил 420 т. Интересно отметить, что у некоторых крупных самородков меди, найденных еще в древности, иногда выступающие части обрублены... каменными топорами. Нетрудно представить, сколько усилий потратили первобытные люди для этой операции. Как известно, вначале человек освоил камень. Из камня он научился делать свои первые орудия и в том числе каменный топор. С помощью каменного топора впоследствии, возможно, был изготовлен... медный топор. Таким образом, медь стала одним из первых металлов, который человек начал применять в своей сознательной деятельности.
      Медь  хорошо была известна в доисторические времена людям, населявшим районы Северной Америки. Там, на побережье Гудзонова залива и берегах Верхнего Озера, находили большие самородки меди и обрабатывали ее холодным способом. Этот способ обработки самородной меди сохранился у индейцев до времен Колумба.
      Но  самородки меди встречаются редко, и уже за несколько тысяч лет  до нашей эры человек нашел способ получения меди из медных руд. У египтян, например, медь была известна очень давно и уже при первых фараонах(4000- 5000 лет до н.э.) добыча меди производилась в рудниках Синайского полуострова. С глубокой древности известны медные руды на острове Кипр в Средиземном море. Ученые полагают, что научное название меди "купрум" происходит от наименования острова Кипр, где были медные рудники древних римлян.
      Русское слово "медь", по мнению некоторых  исследователей, произошло от слова "смида", которое у некоторых древних племен, населявших европейскую часть бывшей территории СССР, обозначал вообще металл.
Физические  и химические свойства меди
                 
Физические  свойства
      Металлы подгруппы меди, как и щелочные металлы, имеют по одному свободному электрону на один ион-атом металла. Казалось бы, эти металлы не должны особенно сильно отличатся от щелочных. Но они, в отличие от щелочных металлов, обладают довольно высокими температурами плавления. Большое различие в температурах плавления между металлами этих подгрупп объясняется тем, что между ион-атомами металлов подгруппы меди почти нет “зазоров” и они расположены более близко. Вследствие этого количество свободных электронов в единице объема, электронная плотность, у них больше. Следовательно, и прочность химической связи у них больше. Поэтому металлы подгруппы меди плавятся и кипят при более высоких температурах.
      Металлы подгруппы меди обладают, по сравнению  с щелочными металлами, обладают большей твердостью. Объясняется это увеличением электронной плотностью и отсутствием “зазоров” между ион-атомами.
      Необходимо  отметить, что твердость и прочность  металлов зависят от
правильности  расположения ион-атомов в кристаллической  решетке. В металлах, с которыми мы практически сталкиваемся, имеются различного рода нарушения правильного расположения ион-атомов, например пустоты в узлах кристаллической решетки. К тому же металл состоит из мелких кристалликов (кристаллитов), между которыми связь ослаблена. В Академии Наук СССР была получена медь без нарушения в кристаллической решетке. Для этого очень чистую медь возгоняли при высокой температуре в глубоком вакууме на глубокую подложку. Медь получалась в виде небольших ниточек – “усов”. Как оказалось такая медь в сто раз прочнее, чем обычная. 
 
 

Электропроводимость
      Медь  обладает наибольшей (после серебра) электропроводимостью, чем и обусловлено её применение в электронике. Медь кристаллизируется по типу централизованного куба (рис 1).
    
                    Рисунок 1. Кристаллическая решетка  меди.                   
   
 Характеристики основных физико-механических свойств меди    
    
Плотность r , кг/м3               8890
Температура плавления Тпл, ° С              1083
Скрытая теплота плавления D Нпл, Дж/г               208
Теплопроводность l , Вт/ (м ? град), при 20–100 ° С               390
Удельная  теплоемкость Ср, Дж/ (г ? К), при 20–100 ° С
             0,375
Коэффициент линейного расширения a ? 10–6, град–1, при 0–100 ° С
             16,8
Удельное  электросопротивление r ? 108, Ом ? м, при 20–100 ° С              1,724
   
Предел  прочности s в, МПа
мягкой  меди (в отожженном состоянии)            190-215
твердой меди (в нагартованном состоянии)           280-360
Относительное удлинение d , %
мягкой  меди (в отожженном состоянии)                60
твердой меди (в нагартованном состоянии)                6
Твердость по Бринеллю НВ, МПа
мягкой  меди (в отожженном состоянии)               45
твердой меди (в нагартованном состоянии)              110
Предел  текучести s t , МПа
мягкой  меди (в отожженном состоянии)             60-75
твердой меди (в нагартованном состоянии)           280-340
Ударная вязкость KCU, Дж/см2           630-470
Модуль  сдвига G ? 10–3, МПа             42-46
Модуль  упругости Е ? 10–3, МПа
мягкой  меди (в отожженном состоянии)          117-126
твердой меди (в нагартованном состоянии)         122-135
Температура рекристаллизации, ° С        180-300
Температура горячей деформации, ° С       1050-750
Температура литья, ° С      1150-1250
Линейная  усадка, %            2,1
 
   
Химические  свойства
                                 Строение атома.                                
    
                      Рисунок 2. Схема строения атома  меди.                     
     29Cu 1s1 2s2 sp6 3s2 3p6 3d10 4s1
Eионизации 1 = 7.72 эВ
Eионизации 2 = 20.29 эВ
Eионизации 3 = 36.83 эВ
Отношение к кислороду
      Медь  проявляет к кислороду незначительную активность, но во влажном  воздухеъ постепенно окисляется и покрывается пленкой зеленоватого цвета, состоящей из основных карбонатов меди:
      В сухом воздухе окисление идет очень медленно, на поверхности меди образуется тончайший слой оксида меди:
Внешне  медь при этом не меняется, так как  оксид меди (I) как и сама медь,
розового  цвета. К тому же слой оксида настолько  тонок, что пропускает свет,
т.е. просвечивает. По-иному медь окисляется при нагревании, например при
600-800 0C. В первые секунды окисление идет до оксида меди (I), которая с поверхности переходит в оксид меди (II) черного цвета. Образуется двухслойное окисное покрытие.
Qобразования (Cu2O) = 84935 кДж.
                        
 Рисунок 3. Строение оксидной пленки меди.                   
Взаимодействие  с водой
      Металлы подгруппы меди стоят в конце  электрохимического ряда напряжений, после иона водорода. Следовательно, эти металлы не могут вытеснять водород из воды. В то же время водород и другие металлы могут вытеснять металлы подгруппы меди из растворов их солей, например:
Эта реакция  окислительно-восстановительная, так  как происходит переход
электронов:
    
    
      Молекулярный  водород вытесняет металлы подгруппы  меди с большим трудом. Объясняется это тем, что связь между атомами водорода прочная и на ее разрыв затрачивается много энергии. Реакция же идет только с атомами водорода.
                   
      Медь  при отсутствии кислорода с водой  практически не взаимодействует. В присутствии кислорода медь медленно взаимодействует с водой и покрывается зеленой пленкой гидроксида меди и основного карбоната:
    
    
Взаимодействие  с кислотами
      Находясь  в ряду напряжений после водорода, медь не вытесняет его из кислот. Поэтому соляная и разбавленная серная кислота на медь не действуют. Однако в присутствии кислорода медь растворяется в этих кислотах с образованием
соответствующих солей:
Отношение к галогенам и  некоторым другим неметаллам
Qобразования (CuCl) = 134300 кДж
Qобразования (CuCl2) = 111700 кДж
                   
      Медь  хорошо реагирует с галогенами, дает два вида галогенидов: CuX и CuX2. При действии галогенов при комнатной температуре видимых изменений не происходит, но на поверхности вначале образуется слой адсорбированных молекул, а затем и тончайший слой галогенидов. При нагревании реакция с медью происходит очень бурно. Нагреем медную проволочку или фольги и опустим ее в горячем виде в банку с хлором – около меди появятся бурые пары, состоящие из хлорида меди (II) CuCl2 с примесью хлорида меди (I) CuCl. Реакция происходит самопроизвольно за счет выделяющейся теплоты. Одновалентные галогениды меди получают при взаимодействии металлической меди с раствором галогенида двухвалентной меди, например:
      Монохлорид  выпадает из раствора в виде белого осадка на поверхности меди.
Оксид меди
      При прокаливании меди на воздухе она  покрывается черным налетом, состоящим  из оксида меди . Его также легко можно получить прокаливанием гидроксокарбоната меди (II) (CuOH)2CO3 или нитрата меди (II) Cu(NO3)2. При нагревании с различными органическими веществами CuO окисляет их, превращая углерод в диоксид углерода, а водород – в воду  восстанавливаясь при этом в металлическую медь. Этой реакцией пользуются при элементарном анализе органических веществ для определения содержания в них углерода и водорода.
      Под слоем меди расположен окисел розового цвета – закись меди Cu2O. Этот же окисел получается при совместном прокаливании эквивалентных количеств меди и окиси меди, взятых в виде порошков: .
      Закись  меди используют при устройстве выпрямителей переменного тока, называемых купроксными. Для их приготовления пластинки меди нагревают до  1020-1050 0C. При этом на поверхности образуется двухслойная окалина, состоящая из закиси меди и окиси меди. Окись меди удаляют, выдерживая пластинки некоторое время в азотной кислоте: .
      Пластинку промывают, высушивают и прокаливают  при невысокой температуре –  и выпрямитель готов. Электроны могут проходить только от меди через закись меди. В обратном направлении электроны проходить не могут. Это объясняется тем, что закись меди обладает различной проводимостью. В слое закиси меди, который примыкает непосредственно к меди, имеется избыток электронов, и электрический ток проходит за счет электронов, т.е. существует электронная проводимость. В наружном слое закиси меди наблюдается нехватка электронов, что равноценно появлению положительных зарядов. Поэтому, когда к меди подводят положительный плюс источника тока, а к закиси меди – отрицательный, то электроны через систему не проходят. Электроны при таком положении полюсов движутся к положительному электроду, а положительные заряды – к отрицательному. Внутри слоя закиси возникает тончайший слой, лишенный носителей электрического тока, - запирающий слой. Когда же медь подключена к отрицательному полюсу, а закись меди к положительному, то движение электронов и положительных зарядов изменяется на обратное, и через систему проходит электрический ток. Так работает купроксный выпрямитель.  

Гидроксиды  меди
      Гидроксид меди малорастворимое и нестойкое  соединение. Получают его при действии щелочи на раствор соли: . Это ионная реакция и протекает она потому, что образуется плохо диссоциированное соединение, выпадающее в осадок:
      Медь, помимо гидроксида меди (II) голубого цвета, дает еще гидроксид меди (I) белого цвета: .
Это нестойкое  соединение, которое легко окисляется до гидроксида меди (II): .
      Оба гидроксида меди обладают амфотерными  свойствами. Например, гидроксид меди (II) хорошо растворим не только в кислотах, но и в концентрированных растворах щелочей: ,   .
      Таким образом, гидроксид меди (II) может  диссоциировать и как основание: и как кислота. Этот тип диссоциации связан с присоединением меди гидроксильных групп воды:
Сульфаты
      Наибольшее  практическое значение имеет CuSO4*5H2O, называемый медным купоросом. Его готовят растворением меди в концентрированной серной кислоте. Поскольку медь относится к малоактивным металлам и расположена в ряду напряжений после водорода, водород при этом не выделяется: .
      Медный  купорос применяют при электролитическом  получении меди, в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями и болезнями растений, для получения других соединений меди. 

Карбонаты
      Карбонаты для металлов подгруппы меди не характерны и в практике почти не применяются. Некоторое значение для получения меди имеет лишь основной карбонат меди, который встречается в природе.
Комплексообразование
      Характерное свойство двухзарядных ионов меди –  их способность соединятся с молекулами аммиака с образованием комплексных ионов.
               
Качественные  реакции на ионы меди
      Ион меди можно открыть, прилив к раствору ее соли раствор аммиака. Появление интенсивного сине-голубого окрашивания связано с образованием комплексного иона меди [Cu(NH3)4]2+:
Медь  интенсивно окрашивает пламя в зеленый  цвет.
Сплавы
Латуни
      Латуни  — это двойные и многокомпонентные  медные сплавы, в которых основной легирующий компонент — цинк (содержание не превышает 45 %). Среди медных сплавов латуни получили наибольшее распространение в промышленности благодаря сочетанию высоких механических и технологических свойств. По сравнению с медью латуни обладают более высокой прочностью, коррозионной стойкостью, лучшими литейными свойствами, имеют более высокую температуру рекристаллизации. Латуни — наиболее дешевые медные сплавы.
      Двойные (простые) латуни относятся к системе Cu—Zn (рис. 19.3). Медь с цинком образует кроме a -твердого раствора на основе меди ряд промежуточных фаз b , g и т. д.
      Фаза b — это твердый раствор на основе электронного соединения CuZn (фаза Юм—Розери) с решеткой ОЦК. При охлаждении при температуре около 450 ° С b –фаза переходит в упорядоченное состояние (b ® b ? ), причем b ? -фаза в отличие от b -фазы является более твердой и хрупкой.
      Фаза g — твердый раствор на основе электрон-ного соединения Cu5Zn8 отличается очень высокой хрупкостью и ее присутствие в промышленных конструкционных сплавах исключается.
      Механические  свойства латуни определяются свойствами фаз. По мере увеличения содержания цинка в латунях их прочность возрастает. Максимум прочности достигается в двухфазной области (a  + b ) при содержании цинка около 45 %. При большем содержании цинка прочность резко уменьшается из-за высокой хрупкости b ? -фазы. Поэтому в промышленности применяют преимущественно a - и (a  + b )-латуни. Представляют интерес как основа сплавов с эффектом памяти формы b -латуни.
      Все латуни, содержащие более 20 % Zn, склонны  к коррозионному растрескиванию. Это растрескивание проявляется при хранении и эксплуатации изделий, в которых имеются остаточные растягивающие напряжения, во влажной атмосфере с небольшим количеством аммиака или сернистого газа. Установлена определенная связь между данным явлением и временем года, что объясняется закономерными изменениями состава атмосферы. В связи с этим это явление было названо «сезонным растрескиванием» («сезонная болезнь»). Другой формой коррозии латуни является обесцинкование, которое характерно для латуней с повышенным содержанием цинка (Л68, ЛС59-1 и др.). Высокомедистые латуни практически не подвергаются обесцинкованию. Для уменьшения обесцинкования в латуни вводят небольшое количество мышьяка (0,02–0,06 %).
      В России принята буквенно-цифровая маркировка латуней, в которой буквы обозначают основные компоненты сплава, числа — их примерное содержание в процентах. Марка латуни начинается с буквы «Л». В двойных (простых) латунях число после буквы «Л» определяет среднее содержание меди. В марках многокомпонентных латуней после буквы «Л» указаны легирующие элементы, которым даны следующие обозначения: О — олово; А — алюминий; Н — никель; К — кремний; Ж — железо и т. д. Порядок букв и чисел в деформируемых и литейных латунях различен. В деформируемой латуни первое число после букв указывает среднее содержание меди, последующие числа, отделенные через тире, указывают среднее содержание легирующих элементов. Например, латунь ЛА77-2 имеет
следующий состав: 77 % Cu, 2 % Al, остальное Zn. В литейных латунях среднее содержание компонентов сплава указывается сразу после буквы, обозначающей его название; цинк обозначается буквой «Ц». Например, литейная латунь ЛЦ30А3 содержит 30 % Zn, 3 % AL, Cu — основа.
Бронзы
      Бронзами  называют медные сплавы, в которых  основными легирующими элементами являются различные металлы, кроме цинка. В особую группу выделяют медноникелевые сплавы.
      По  химическому составу бронзы подразделяются на оловянные и безоловянные, и  в каждой из этих групп по технологии производства бронзы делятся на обрабатываемые давлением и литейные.
      В марке обрабатываемых давлением  оловянных (ГОСТ 5017–74) и безоловянных бронз (18175–78) после букв «Бр» стоят буквенные обозначения названий легирующих элементов в порядке убывания их концентрации, а в конце марки в той же последовательности указаны средние концентрации соотвествующих элементов (например, БрОЦС4-4-2,5). В марке литейных оловянных (ГОСТ 613–79) и безоловянных бронз (ГОСТ 493–79) после каждого обозначения легирующего элемента указано его содержание. Если составы литейной и деформируемой бронз перекрываются, то в конце марки литейной бронзы ставится буква «Л» (например, БрА9Ж3Л).
      Свойства  бронз определяются содержанием  в них легирующих элементов. Для бронз, в которых легирующие элементы входят в основном в твердый раствор, характерно твердорастворное упрочнение. Дополнительно они могут быть упрочнены путем пластической деформации. Бронзы, содержащие бериллий, хром, цирконий и некоторые другие элементы с переменной растворимостью в твердом растворе, упрочняются путем закалки и последующего дисперсионного твердения.
      К классу термически упрочняемых сплавов  относится также алюминиевая  бронза БрАЖН10-4-4, в которой упрочнение при термообработке связано с мартенситным
превращением.
      Бронзы  по сравнению с латунью обладают более высокой прочностью, коррозионной стойкостью и антифрикционными свойствами. Они достаточно коррозионностойки в морской воде, в растворах большинства органических кислот, углекислых растворах.
Медноникелевые  сплавы
      Никель  — металл серебристо-белого цвета, кристаллизующийся в решетку  ГЦК с параметром а = 0,352 нм (при 20 ° С) и полиморфных превращений не имеет. При температуре ниже 358 ° С (точка Кюри) никель является слабым ферромагнетиком.
      Никель  — прочный, высокопластичный металл, отличающийся высокой коррозионной стойкостью, повышенной температурой плавления и высокой каталитической способностью. Это обусловило его широкое применение в металлургии, машиностроении, электронике, медицине и других отраслях техники.
      Сплавы  меди с никелем отличаются хорошими механическими свойствами, коррозионной стойкостью, технологичностью и особыми электрическими свойствами, что обусловливает широкое применение их в технике.
      Медь  образует с никелем непрерывные  твердые растворы. Никель существенно упрочняет медь, причем максимальную прочность и твердость имеют сплавы примерно эквиатомного состава. Важно отметить, что при этом характеристики пластичности и ударной вязкости практически не меняются. Никель повышает характеристики жаропрочности, модуль упругости и понижает температурный коэффициент электросопротивления меди.
      По  назначению медноникелевые сплавы делятся  на две группы: конструкционные и электротехнические. К первой группе относятся высокопрочные и коррозионностойкие сплавы типа мельхиор, нейзильбер и куниаль, ко второй — константан, манганин и копель, обладающие высоким электрическим сопротивлением и определенными термоэлектрическими свойствами.
                
                                 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Заключение
      Медь  использовалась, используется и, скорее всего, будет использоваться до тех пор, пока её ещё возможно будет добывать. Потому как запасы полезных ископаемых  уменьшаются с каждым днём, даже с каждым часом, довольно проблематично сказать, когда «грянет гром». Скоро. К сожалению.
      Но  пока что рано начинать впадать в  панику. Да и вообще делать этого  никогда не следует. Вместо этого давайте выразим в нескольких предложениях основные мысли реферата.
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.