Температура плавлення міді

Історики припускають, що первісні люди знаходили мідь у вигляді самородків, часом досягають значних розмірів. Свою назву латинською мовою мідь (Cuprum) отримала від острова Кіпр, де її добували стародавні греки. Завдяки тому, що температура плавлення міді не надто висока і становить 1083 ° С, самородки або руду, що містить мідь, можна було плавити на багатті. Це забезпечувало отримання міді і дозволяло використовувати її для виготовлення зброї та предметів побуту.

Незважаючи на те, що мідь широко застосовувалася людьми ще з давніх часів, з розповсюдження в земній корі вона займає 23 місце серед інших елементів. Найчастіше вона в природі зустрічається у вигляді сполук, що входять до складу сульфідних руд. Найбільш поширені з них - мідний блиск і мідний колчедан. Існує декілька технологій отримання міді з руди, причому по кожній з них процес відбувається в кілька етапів.

Як вже зазначалося, невисока температура плавлення міді дозволяла успішно її обробляти ще на самому початковому етапі розвитку цивілізації. І треба віддати належне стародавнім металургам, ними були знайдені варіанти отримання та використання не тільки чистої міді, але і її сплавів. Плавлення - це перехід металу з твердого стану в рідкий. Для цього використовували нагрів, і низька температура плавлення міді дозволяла успішно проводити подібну операцію.

Потім в рідку мідь додавали олово або виробляли його відновлення з касситерита (руди, містить олово) на поверхні міді. У підсумку отримували бронзу, по міцності перевершує Cuprum і застосовувану для виготовлення зброї. Однак зараз хотілося б зупинитися більш докладно на операції плавлення, що дозволяє отримати досить чистий матеріал з руди.

Температура плавлення у кожного металу своя і залежить від наявності домішок у складі вихідного матеріалу. Так, мідь, температура плавлення якої становить 1083 ° С, після додавання олова утворює бронзу, яка плавиться при температурі 930-1140 ° С в залежності від вмісту олова. Латунь ж, сплав міді та цинку, має температуру плавлення 900-1050 ° С.

У процесі нагрівання металу відбувається руйнування кристалічної решітки. Спочатку, у міру нагрівання, температура зростає, а потім, починаючи з деякого значення, залишається постійною, хоча нагрів і триває. У цей момент і відбувається плавлення. Так триває протягом усього часу, поки весь метал не розплавиться, і тільки потім температура почне підвищуватися. Це справедливо для всіх металів, температура плавлення міді також не змінюється.

При охолодженні картина зворотна: спочатку температура знижується до початку затвердіння металу, потім тримається постійною і після повного затвердіння металу починає знову знижуватися. Така поведінка металу, якщо його зобразити на графіку, називається фазовою діаграмою, яка показує, в якому стані знаходиться речовина при конкретній температурі. Для вчених фазова діаграма є одним з інструментів у вивченні поведінки металів при плавленні.

Якщо продовжити нагрів розплавленого металу, то при деякій температурі починається процес, схожий на кипіння. Так, температура кипіння міді становить 2560 ° С. Ця назва процес отримав за зовнішню схожість з кипінням рідини, коли з неї починають виділятися бульбашки газу. Те ж саме відбувається і з металом, наприклад, при досить високій температурі з рідкого заліза починає виходити вуглець, що утворюється в ході його окислення.

У статті розглянуто процес плавлення металів, описано поняття температури плавлення, її поведінку в процесі проведення плавки. Пояснюється, який вплив низька температура плавлення міді справила на розвиток цивілізації та металургії.