⑴ 銅和鎳鉻合金那個導電性能好
鎳鉻合金電阻率大,經常作電阻絲,銅的導電性能好。
⑵ 鎳與銅的性質有什麼不同
鎳
元素名稱:鎳
元素原子量:58.69
元素類型:金屬
原子序數:28
元素符號:Ni
元素中文名稱:鎳
元素英文名稱:Nickel
相對原子質量:58.69
核內質子數:28
核外電子數:28
核電核數:28
質子質量:4.6844E-26
質子相對質量:28.196
所屬周期:4
所屬族數:VIII
摩爾質量:59
氫化物:NiH3
氧化物:NiO
最高價氧化物化學式:Ni2O3
密度:8.902
熔點:1453.0
沸點:2732.0
外圍電子排布:3d8 4s2
核外電子排布:2,8,16,2
顏色和狀態:銀白色金屬
原子半徑:1.62
常見化合價:+2,+3
發現人:克朗斯塔特
發現時間和地點:1751 瑞典
元素來源:鎳黃鐵礦[(Ni,Fe)9S8]
元素用途:具有鐵磁性的金屬元素,它能夠高度磨光和抗腐蝕。主要用於合金(如鎳鋼和鎳銀)及用作催化劑(如拉內鎳,尤指用作氫化的催化劑) ,可用來製造貨幣等,鍍在其他金屬上可以防止生銹。
發現人:克郎斯塔特 發現年代:1751年
發現過程:
1751年,瑞典的克郎斯塔特,用紅砷鎳礦表面風化後的晶粒與木炭共熱,而製得鎳。
元素描述:
銀白色金屬,密度8.9克/厘米3。熔點1455℃,沸點2730℃。化合價2和3。電離能為7.635電子伏特。質堅硬,具有磁性和良好的可塑性。有好的耐腐蝕性,在空氣中不被氧化,又耐強鹼。在稀酸中可緩慢溶解,釋放出氫氣而產生綠色的正二價鎳離子Ni2+;對氧化劑溶液包括硝酸在內,均不發生反應。鎳是一個中等強度的還原劑。
元素來源:
礦石經煅燒成氧化物後,用水煤氣或碳還原而製得。
元素用途:
主要用來製造不銹鋼和其他抗腐蝕合金,如鎳鋼、鉻鎳鋼及各種有色金屬合金,含鎳成分較高的銅鎳合金,就不易腐蝕。也作加氫催化劑和用於陶瓷製品、特種化學器皿、電子線路、玻璃著綠色以及鎳化合物制備等等。
元素輔助資料:
鎳在地殼中含量不小,大於常見金屬鉛、錫等,但明顯比鐵少得多,而且鎳和鐵的熔點不相上下,因此註定它比鐵發現得晚。
17世紀末,歐洲人開始注意鎳砒(砷)礦。當時德國用它來製造青色玻璃,采礦工人稱它為kupfernickel。「kupfer」在德文中是「銅」;「nickel」是罵人的話,大意是「騙人的小鬼」。因此這一詞可以義譯為「假銅」。當時人們認為它是銅和砷的混合物。
瑞典化學家克隆斯特研究了這個礦物,他得到了少量與銅不同的金屬。他在1751年發表研究報告,認為這是一種新金屬,就稱它為nickel,這也就是鎳的拉丁名稱niccolum和符號Ni的來源。鎳在歐洲被發現後,德國人首先把它摻入銅中,製成所謂日耳曼銀,或稱德國銀,也就是我國的白銅。
銅
1.以一價和二價為主的金屬元素,有延性和展性,是熱和電最佳導體之一,是唯一的能大量天然產出的金屬,也存在於各種礦石(例如黃銅礦、輝銅礦、斑銅礦、赤銅礦和孔雀石)中,能以金屬狀態及黃銅、青銅和其他合金的形態用於工業、工程技術和工藝上。如:銅山(出產銅礦的山);銅花(銅屑);銅金(赤銅);銅粉(銅屑。銅和其他金屬熔融在一起所做出來的黃金色粉狀合金,可當作顏料);銅陵(產銅的山);銅落(銅屑。可入葯);銅腥(銅的腥臭味)
2.銅制的[器物]。如:銅丸(銅鑄的小球);銅牙(弩上鉤弦的鉤叫牙,以銅制者稱銅牙);銅瓦(銅制的瓦);銅史(漏刻銅壺上的銅人像);銅印(銅鑄的印章。也稱「銅章」);銅兵(銅制的兵器);銅狄(銅鑄的人。即「銅人」。或稱「金人」);銅洗(銅制的盥洗用具);銅柱(銅制的柱子);銅荷(銅制的燭台。形似荷葉);銅猊(銅制的獅形香爐);銅渾(銅制的渾天儀。又叫「銅儀」);銅鼻(古代官印上銅制的鼻狀紐孔)
3.銅鑄的貨幣。也用以泛指金錢 。
4. 喻堅固的。如:銅郭(形容城郭的堅固,如同銅鑄一般);銅堞(像銅鐵般堅固的城堞。堞是城上的女牆);銅樓(華美堅固的樓房);銅山鐵壁(比喻風節的堅毅剛正);銅頭鐵額(比喻人非常勇猛強悍)
5.喻堅強,強大有力的。如:銅豌豆(喻有經驗的老狎妓者)
元素名稱:銅
元素原子量:63.55
元素類型:金屬
發現人: 發現年代:
發現過程:
在古代就發現有銅存在。
元素描述:
呈紫紅色光澤的金屬,密度8.92克/厘米3。熔點1083.4±0.2℃,沸點2567℃。常見化合價+1和+2(3價銅僅在少數不穩定的化合物中出現)。電離能7.726電子伏特。銅是人類發現最早的金屬之一,也是最好的純金屬之一,稍硬、極堅韌、耐磨損。還有很好的延展性。導熱和導電性能較好。銅和它的一些合金有較好的耐腐蝕能力,在乾燥的空氣里很穩定。但在潮濕的空氣里在其表面可以生成一層綠色的鹼式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3],這叫銅綠。可溶於硝酸和熱濃硫酸,略溶於鹽酸。容易被鹼侵蝕。
元素來源:
黃銅礦、輝銅礦、赤銅礦和孔雀石是自然界中重要的銅礦。把硫化物礦石煅燒後,再與少量二氧化硅和焦炭共熔得粗煉銅,再還原成泡銅,最後電解精製,即可得到銅。一個新的提取銅的方法正在研究中,就是把地下的低品位礦用原子能爆破粉碎,以稀硫酸原地浸取,再把浸取液抽到地表,在鐵屑上將銅沉澱出來。
元素用途:
銅是與人類關系非常密切的有色金屬,被廣泛地應用於電氣、輕工、機械製造、建築工業、國防工業等領域,在我國有色金屬材料的消費中僅次於鋁。
銅在電氣、電子工業中應用最廣、用量最大,占總消費量一半以上。用於各種電纜和導線,電機和變壓器的繞阻,開關以及印刷線路板等。
在機械和運輸車輛製造中,用於製造工業閥門和配件、儀表、滑動軸承、模具、熱交換器和泵等。
在化學工業中廣泛應用於製造真空器、蒸餾鍋、釀造鍋等。
在國防工業中用以製造子彈、炮彈、槍炮零件等,每生產100萬發子彈,需用銅13--14噸。
在建築工業中,用做各種管道、管道配件、裝飾器件等。
以下是各行業銅消費占銅總消費量的比例: 行業 銅消費量占總消費量的比例
電子(包括通訊) 48%
建築 24%
一般工程 12%
交通 7%
其他 9%
※ 銅性能的應用
導電性:64%,耐蝕性:23%,結構強度:12%,裝飾性:1%
元素輔助資料:
自然界中獲得的最大的天然銅重420噸.在古代,人們便發現了天然銅,用石斧將其砍下來,用錘打的方法把它加工成物件。於是銅器擠進了石器的行列,並且逐漸取代了石器,結束了人類歷史上的新石器時代。
在我國,距今4000年前的夏朝已經開始使用紅銅,即天然銅。它的特點是鍛錘出來的。1957年和1959年兩次在甘肅武威皇娘娘台的遺址發掘出銅器近20件,經分析,銅器中銅含量高達99.63%~99.87%,屬於純銅。
當然,天然銅的產量畢竟是稀少的。生產的發展促進人們找到從銅礦中取得銅的方法。銅在地殼中總含量並不大,不超過0.01%,但是含銅的礦物是比較多見的,它們大多具有各種鮮艷而引人注目的顏色,招至人們的注意。例如鮮綠色的孔雀石CuCO3.Cu(OH)2,深藍色的石青2CuCO3.Cu(OH)2等。這些礦石在空氣中燃燒後得到銅的氧化物,再用碳還原,就得到金屬銅。
1933年,河南省安陽縣殷虛發掘中,發現重達18.8千克的孔雀石,直徑在1寸以上的木炭塊、陶制煉銅用的將軍盔以及重21.8千克的煤渣,說明3000多年前我國古代勞動人民從銅礦取得銅的過程。
但是,煉銅製成的物件太軟,容易彎曲,並且很快就鈍。接著人們發現把錫摻到銅里去製成銅錫合金——青銅。青銅器件的熔煉和製作比純銅容易的多,比純銅堅硬(假如把錫的硬度值定為5,那麼銅的硬度就是30,而青銅的硬度則是100~150),歷史上稱這個時期為青銅時代。
我國戰國時代的著作《周禮·考工記》總結了熔煉青銅的經驗,講述青銅鑄造各種不同物件採用銅和錫的不同比例:「金有六齊(方劑)。六分其金(銅)而錫居一,謂之鍾鼎之齊;五分其金而錫居一,謂之斧斤之齊;四分其金而錫居一,謂之戈戟之齊;三分其金而錫居一,謂之大刃之齊;五分其金而錫居二,謂之削殺矢(箭)之齊;金錫半,謂之鑒(鏡子)燧(利用鏡子聚光取火)之齊。」這表明在3000多年前,我國勞動人民已經認識到,用途不同的青銅器所要求的性能不同,用以鑄造青銅器的金屬成分比例也應有所不同。
青銅由於堅硬,易熔,能很好的鑄造成型,在空氣中穩定,因而即使在青銅時代以後的鐵器時代里,也沒有喪失它的使用價值。例如在公元前約280年,歐洲愛琴海中羅得島上羅得港口矗立的青銅太陽神,高達46米,手指高度超過成人。
我國古代勞動人民更最早利用天然銅的化合物進行濕法煉銅,這是濕法技術的起源,是世界化學史上的一項發明。這種方法用現代化學式表示就是:
CuSO4+Fe=FeSO4+Cu
西方傳說,古代地中海的CYPRUS島是出產銅的地方,因而由此得到它的拉丁名稱CUPRUM和它的元素符號Cu。英文中的COPPER,拉丁文中的CUIVRE、都源於此。
銅具有獨特的導電性能,是鋁所不能代替的,在今天電子工業和家用電器發展的時代里,這個古老的金屬有恢復了它的青春。銅導線正在被廣泛的應用。從國外的產品來看,一輛普通家用轎車的電子和電動附件所須銅線長達1公里,法國高速火車鐵軌每公里用10噸銅,波音747-200型飛機總重量中銅佔2%。
1. 電氣工業中的應用
※ 電力輸送
電力輸送中需要大量消耗高導電性的銅,主要用於動力申.線電纜、匯流排、變壓器、開關、接插元件和聯接器等。
在電線電纜的輸電過程中,由於電阻發熱而白白浪費電能。從節能和經濟的角度考慮,目前世界上正在推廣"最佳電纜截面"標准。過去流行的標准,單純地從降低一次按裝投資的角度出發,為了盡量減小電纜截面,以在設計要求的額定電流下,不至出現危險過熱,來確定電纜的最低允許尺寸。按這種標准鋪設的電纜,雖然按裝費低了;但是在長期使用過程中,電阻能耗卻比較大。"最佳電纜截面"標准,則兼顧一次按裝費用和電能消耗這兩個因素,適當放大電纜尺寸,以達到節能和最佳綜合經濟效益的目的。按照新的標准,電纜截面往往要比老標准加大一倍以上,可以獲得50%左右的節能效果。
我國在過去一段時間內,由於鋼供不應求,考慮到鋁的比重只有銅的 30%,在希望減輕重量的架空高壓輸電線路中曾採取以鋁代銅的措施。目前從環境保護考慮,空中輸電線將轉為鋪設地下電纜。在這種情況下,鋁與銅相比,存在導電性差和電纜尺寸較大的缺點,而相形見絀。
同樣的原回,以節能高效的銅繞組變壓器,取代!日的鋁繞組變壓器,也是明智的選擇。
※ 電機製造
在電機製造中,廣泛使用高導電和高強度的銅合金。主要用銅部位是定子、轉子和軸頭等。在大型電機中,繞組要用水或氫氣冷卻,稱為雙水內冷或氫氣冷卻電機,這就需要大長度的中空導線。
電機是使用電能的大戶,約佔全部電能供應的60%。一台電機運轉累計電費很高,一般在最初工作5 00小時內就達到電機本易的成本,一年內相當於成本的4~ 16倍,在整個工作壽命期間可以達到成本的200倍。電機效率的少量提高,不但可以節能;而且可以獲得顯著的經濟效益。開發和應用高效電機,是當前世界上的一個熱門課題。由於電機內部的能量消耗,主要來源於繞組的電阻損耗;因此,增大銅線截面是發展高效電機的一個關鍵措施。近年來己率先開發出來的一些高效電機與傳統電機相比,銅繞組的使用量增加25~ 100%。目前,美國能源部正在資助一個開發項目,擬採用鑄入銅的技術生產電機轉子。
※ 通訊電纜
80年代以來,由於光纖電纜載流容量大等優點,在通訊干線上不斷取代銅電纜,而迅速推廣應用。但是,把電能轉化為光能,以及輸入用戶的線路仍需使用大量的銅。隨著通訊事業的發展,人們對通訊的依賴越來越大,對光纖電纜和銅電線的需求都會不斷增加。
※ 住宅電氣線路
近年來,隨著我國人民生活水平提高,家電迅速普及,住宅用電負荷增長很快。如圖6.6所示,1987年居民用電量為 269.6億度( l度=1千瓦·小時),10後年的 1996年猛升到 1131億度,增加 3.2倍。盡管如此,與發達國家相比仍有很大差距。例如,1995年美國的人均用電量是我國的14.6倍,日本是我國的8.6倍。我國居民用電量今後仍有很大發展。預計從 1996年到2005年,還要增長l.4倍。
2.電子工業中的應用
電子工業是新興產業,在它蒸蒸日上的發展過程中,不斷開發出鋼的新產品和新的應用領域。目前它的應用己從電真空器件和印刷電路,發展到微電子和半導體集成電路中。
※ 電真空器件
電真空器件主要是高頻和超高頻發射管、波導管、磁控管等,它們需 要高純度無氧銅和彌散強化無氧銅。
※ 印刷電路
銅印刷電路,是把銅箔作為表面,粘貼在作為支撐的塑料板上;用照相的辦法把電路布線圖印製在銅版上;通過浸蝕把多餘的部分去掉而留下相互連接的電路。然後,在印刷線路板上與外部的連接處沖孔,把分立元件的接頭或其它部分的終端插入,焊接在這個口路上,這樣一個完整的線路便組裝完成了。如果採用浸鍍法,所有接頭的焊接可以一次完成。這樣,對於那些需要精細布置電路的場合,如無線電、電視機,計算機等,採用印刷電路可以節省大量布線和固定迴路的勞動;因而得到廣泛應用,需要消費大量的銅箔。此外,在電路的連接中還需用各種價格低廉、熔點低、流動性好的銅基釺焊材料。
※ 集成電路
微電子技術的核心是集成電路。集成電路是指以半導體晶體材料為基片(晶元),採用專門的工藝技術將組成電路的元器件和互連線集成在基片內部、表面或基片之上的微小型化電路。這種微電路在結構上比最緊湊的分立元件電路在尺寸和重量上小成千上萬倍。它的出現引起了計算機的巨大變革,成為現代信息技術的基?D殼凹嚎�⒊齙某�蠊婺<�傻緶罰�詒刃∧分訃諄剮〉牡ジ魴酒�婊�希�蘢齔齙木�騫蓯�浚�捍鍤�蟶踔漣僂蛞隕稀W罱���手��募撲慊��綢BM(國際商業機器公司),己採用鋼代替硅晶元中的鋁作互連線,取得了突破性進展。這種用銅的新型微晶元,可以獲得30%的效能增益,電路的線尺寸可以減小到0.12微米,可使在單個晶元上集成的晶體管數目達到200萬個。這就為古老的金屬銅,在半導體集成電路這個最新技術領域中的應用,開創了新局面。
※ 引線框架
為了保護集成電路或混合電路的正常工作,需要對它進行封裝;並在封裝時,把電路中大量的接頭從密封體內引出來。這些引線要求有一定的強度,構成該集成封裝電路的支承骨架,稱為引線框架。實際生產中,為了高速大批量生產,引線框架通常在一條金屬帶上按特定的排列方式連續沖壓而成。框架材料占集成電路總成本的1/3~ l/4,而且用量很大;因此,必須要有低的成本。
銅合金價格低廉,有高的強度、導電性和導熱性,加工性能、針焊性和耐蝕性優良,通過合金化能在很大范圍內控制其性能,能夠較好地滿足引線框架的性能要求,己成為引線框架的一個重要材料。它是目前鋼在微電子器件中用量最多的一種材料。
3.能源及石化工業中的應用
※ 能源工業
火力及原子能發電都要依靠蒸氣作功。蒸氣的迴路如下:
鍋爐發生蒸氣- 蒸氣推動汽輪機作功- 作功後的蒸汽送至冷凝器- 冷卻成水- 回到鍋爐重新變成蒸汽。
其間主冷凝器由管板和冷凝管組成。由於鋼導熱性好並能抗水的腐蝕,所以它們均使用鍋黃銅、鋁黃銅或白銅製造。根據資料介紹,每萬千瓦裝機容量需要5噸冷凝管。一個60萬千瓦的發電廠就需要3 00噸冷凝管材。
太陽能的利用也要使用許多銅管。例如:英國倫敦附近某旅館的一個游泳池,裝備了太陽能加熱器,在夏季可以將水溫保持在18~24℃。在該太陽能加熱器中含有784磅(3 56公斤)銅管。
※ 石化工業
銅和許多銅合金,在水溶液、鹽酸等非氧化性酸、有機酸(如:醋酸、檸檬酸、脂肪酸、乳酸、草酸等)、除氨以外的各種鹼及非氧化性的有機化合物(如:油類、酚、醇等)中,均有良好的耐蝕性;因而,在石化工業中大量用於製造接觸腐蝕性介質的各種容器、管道系統、過濾器、泵和閥門等器件。還利用它的導熱性,製造各種蒸發器、熱交換器和冷凝器。由於銅的塑性很好,特別適合於製造現代化工工業中結構錯綜復雜、銅管交叉編制的熱交換器。此外在石油精煉工廠中都使用青銅生產工具;原回是沖擊時不迸出火花,可以防止火災發生。
※ 海洋工業
海洋佔地球表面面積70%以上,合理地開發利用海洋資源日益受到人們的重視。海水中含確"容易造成腐蝕的氯離子,鋼鐵、鋁、甚至不銹鋼等許多工程金屬材料均不耐海水腐蝕。此外在這些材料,以及木材、玻璃等非金屬材料的表面上還會形成海洋生物污損。銅則一枝獨秀,不但耐海水腐蝕;而且溶入水中的銅離子有殺菌作用,可以防止海洋生物污損。因而,銅和銅合金是海洋工業中十分重要的材料,業己在海水淡化工廠、海洋採油采氣平台、以及其它海岸和海底設施中廣泛應用。例如,海水淡化過程中使用的管路系統、泵和閥門,以及採油采氣平台上使用的設備,包括飛濺區和水下用的螺栓、鑽孔日,抗生物污損包套、泵閥和管路系統等等。關於銅和銅合金在船舶中的應用情況,將在後節中介紹。
4.交通工業中的應用
※ 船舶
由於良好的耐海水腐蝕性能,許多銅合金,如:鋁青銅、錳青銅、鋁黃銅、炮銅(錫鋅青銅)、白鋼以及鎳銅合金(蒙乃爾合金)己成為造船的標准材料。一般在軍艦和商船的自重中,銅和銅合金佔2~3%。
軍艦和大部分大型商船的螺旋漿都用鋁青銅或黃銅製造。大船的螺旋漿每支重 20~ 25噸。伊麗莎白皇後號和瑪麗皇後號航母的螺旋漿每支重達3 5噸。大船沉重的尾軸常用"海軍上將"炮銅,舵和螺旋漿的錐形螺栓也用同樣材料。引擎和鍋爐房內也大量用鋼和銅合金。世界上第一艘核動力商船,使用了30噸白銅冷凝管。近來用鋁黃銅管作油罐的大型加熱線圈。在10萬噸級的船上就有12個這種儲油罐,相應的加熱系統規模相當大。船上的電氣設備也很復雜,發動機、電動機、通訊系統等幾乎完全依靠銅和銅合金來工作。大小船隻的船艙內經常用鋼和銅合金來裝飾。甚至木製小船,也最好用鋼合金(通常是硅青銅)的螺絲和釘子來固定木結構,這種螺絲可以用滾軋大量生產出來。
為了防止船殼被海生物污損影響航行,過去經常採用包覆銅加以保護;現在,則普遍用刷含銅油漆的辦法來解決。
二次世界大戰中,為御防德國磁性水雷對艦船的襲擊,曾發展了抗磁性水雷裝置,在鋼船殼周圍附一圈銅帶,通上電流以中和船的磁場,這樣就可以不引爆水雷。從1944年以後,盟軍的所有船隻,共計約18,000艘,都裝上了這種去磁裝置而得到了保護。一些大型主力艦為此需用大量的銅,例如其中一艘用去銅線長 28英里,重約 30噸。
※ 汽車
汽車用銅每輛10~2I公斤,隨汽車類型和大小而異,對於小轎車約占自重的6~9%%。銅和銅合金主要用於散熱器、制動系統管路、液壓裝置、齒輪、軸承、剎車摩擦片、配電和電力系統、墊圈以及各種接頭、配件和飾件等。其中用鋼量比較大的是散熱器。現代的管帶式散熱器,用黃銅帶焊接成散熱器管子,用薄的銅帶折曲成散熱片。
近年來為了進一步提高銅散熱器的性能,增強它對鋁散熱器的競爭力,作 了許多改進。在材質方面,向銅中添加微量元素,以達到在不損失導熱性的前 提下,提高其強度和軟化點,從而減薄帶材的厚度,節省用鋼量;在製造工藝 方面,採用高頻或激光焊接銅管,並用鋼釺焊代替易受鉛污染的軟焊組裝散熱 器芯體。這些努力的結果示於表6.2,與釺焊鋁散熱器相比,在相同的散熱條件 下,即在相同的空氣和冷卻劑的壓力降下,新型銅散熱器的重量更輕,尺寸顯 著縮小;再加上鋼的耐蝕性好、使用壽命長,銅散熱器的優勢就更明顯。
※ 鐵路
鐵路的電氣化對銅和銅合金的需要量很大。每公里的架空導線需用2 噸以上的異型銅線。為了提高它的強度,往往加入少量的銅(約1%)或銀 (約of%)。此外,列車上的電機、整流器、以及控制、制動、電氣和信 號系統等都要依靠銅和銅合金來工作。
※ 飛機
飛機的航行也離不開銅。例如:飛機中的配線、液壓、冷卻和氣動系統需使用銅材,軸承保持器和起落架軸承採用鋁青銅管材,導航儀表應用抗磁鋼合金,眾多儀表中使用破銅彈性元件等等。
5.機械和冶金工業中的應用
※ 機械工程
幾乎在所有的機器中都可以找到銅製品部件。除了電機、電路、油壓系統、氣壓系統和控制系統中大量用鋼以外,種類繁多用黃銅和青銅製造的傳動件和固定件,如齒輪、蝸輪、蝸桿、聯結件、緊固件、扭擰件、螺釘、螺母等,比比皆是。幾乎在所有作機械相對運動的部件之間,都要使用減磨銅合金製作的軸承或軸套,特別是萬噸級的大型擠壓機、鍛壓機的缸套、滑板幾乎都用青銅製成,鑄件重量可達數噸。許多彈性元件,幾乎都選用硅青銅和錫青銅作為材料。焊接工具、壓鑄模具等更離不開銅合金,如此等等。
※ 冶金設備
冶金工業是消耗電能的大戶,素有"電老虎"之稱。在冶金廠的建設中通常必須要有一個依靠銅來進行工作的龐大的輸、配電系統和電力運轉設備。此外,在火法冶金中,連續鑄造技術已佔據主導地位,其中的關鍵部件一結晶器,大都採用鉻銅、銀銅等高強度和高導熱性的銅合金。電冶金中的真空電弧爐和電渣爐水冷坩堝使用鋼管材製造,各種感應加熱的感應線圈都是用銅管或異型銅管繞制而成,內中通水冷卻。
※ 合金添加劑
銅是鋼鐵和鋁等合金中的重要添加元素。少量銅(0.2~0.5%)加入低合金結構用鋼中,可以提高鋼的強度及耐大氣和海洋腐蝕性能。在耐蝕鑄鐵和不銹鋼中加入銅,可以進一步提高它們的耐蝕性。含銅30%左右的高鎳合金是著名的高強度耐蝕"蒙乃爾合金",在核工業中廣泛使用。
在許多高強度鋁合金中都含有銅。通過淬火 一 時效熱處理,在合金中析出彌散分布的細小顆粒,而顯著提高其強度,稱為時效硬化鋁合金。其中著名的有杜拉鋁或稱硬鋁,它是一種含銅、錳、鎂的鋁合金,是製造飛機和火箭的重要結構材料。
6.輕工業中的應用
輕工業產品與人民生活密切相關,品種繁多、五花八門。由於鋼具有良好綜合性能,到處可以看到它大顯身手的蹤影。現僅舉數例如下:
※ 空調器和冷凍機
空調器和冷凍機的控溫作用,主要通過熱交換器銅管的蒸發及冷凝作 用來實現。熱交換傳熱管的尺寸和傳熱性能,在很大程度上決定了整個空 調機和製冷裝置的效能和小型化。在這些機器上採用的都是高導熱性能的異型銅管。利用鋼的良好加工性能,最近開發和生產出帶有內槽和高翅片的散熱管,用於製造空調器、冷凍機、化工及余熱口收等裝置中的熱交換器,可使新型熱交換器的總熱傳導系數提高到用普通管的2~3倍,和用普通低翅片管的 1.2~1.3倍,己在國內使用,可節省 40%的銅,並使熱交換器體積縮小 1/3以上。
※ 鍾表
目前生產的鍾表,計時器和有鍾表機構的裝置,其中大部分的工作部件都用"鍾表黃銅"製造。合金中含1.5-2%的鉛,有良好加工性能,適合於大規模生產。例如,齒輪由長的擠壓黃銅棒切出,平輪由相應厚度的帶材沖出,用黃銅或其它銅合金製作摟刻的鍾表面以及螺絲和接頭等等。大量便宜的手錶用炮銅(錫鋅青銅)製造,或鍍以鎳銀(白銅)。一些著名的大鍾都用鋼和銅合金製作。英國"大笨鍾"的時針用的是實心炮銅桿,分針用的是14英尺長的銅管。
一個現代化的鍾表廠,以銅合金為主要材料,用壓力機和精確的模具加工,每天可以生產一萬到三萬只鍾表,費用很低。
※ 造紙
在當前信息萬變的社會里,紙張消費量很大。紙張表面看來簡單,但是造紙工藝卻很復雜,需要通過許多步驟,應用很多機器,包括冷卻器、蒸發器、打漿器、造紙機等等。其中許多部件,如:各種熱交換管、輥輪、打擊棒、半液體泵和絲網等,大部分都用鋼合金製作。
例如,目前採用的長網造紙機,它要將制好的紙漿噴到快速運動的具有細小網孔( 40~60目)的網布上。網布由黃銅和磷青銅絲編織而成,它的寬度很大,一般在20英尺(6米)以上,要求保持完全平直。網布在一系列小的黃銅或銅輥子上運動,當帶著噴附其上的紙漿通過時,濕氣從下面空吸出去。網子同時振動以使紙漿中的小纖維粘結在一起。大型造紙機的網布尺寸很大,可以達到寬26英尺8英寸( 8. l米)和長100英尺( 3 0. 5米)。濕紙漿不但含水,而且含有造紙過程中使用的化學葯劑,腐蝕性很強。為了保證紙張質量,對網布材料要求很嚴,不但要有高的強度和彈性;而且要抗紙漿腐蝕,銅合金完全可以勝任。
※ 印刷
印刷中用銅版進行照相製版。表面拋光的銅版用感光乳膠敏化後,在它上面照相成像。感光後的銅版需加熱使膠硬化。為避免受熱軟化,銅中往往含有少量的銀或砷,以提高軟化溫度。然後,對版子進行腐蝕,形成分布著凹凸點子圖形的印刷表面。
在自動排字機上,要通過黃銅字型塊的編排,來製造版型,這是銅在印刷中的另一個重要用途。字型塊通常用的是含鉛黃銅,有時也用銅或青銅。
※ 釀酒
在世界的啤酒釀造中,銅起重要作用。經常用銅作麥芽桶和發酵罐的內村。在一些著名的啤酒廠中備有十餘個容量超過2萬加侖的這種大桶。在發酵缸中,為了降溫,常用鋼管通水冷卻。還用鋼管通水蒸汽在釀造啤酒時進行加熱,以及用鋼管輸送酒液等。
蒸餾威士忌和其它烈性酒時,通常用鋼制蒸餾鍋。威士忌麥芽酒需蒸餾兩次,要用兩個大銅蒸餾鍋。
※ 醫葯
制葯工業中,
⑶ 銅鎳鉻和鎳鎳鉻鍍層哪個防銹效果好
鍍鎳的魚鉤比鍍鋅的魚鉤漂亮而且防銹效果更好。人民幣1元硬幣就是鍍鎳鋼板。平常鐵板之所以不鍍鎳而鍍鋅,是因為鍍鎳成本高。鎳鍍層的抗氧化性能確實比鋅要好。
⑷ 鎳鉻合金的電阻大還是銅導線的電阻大
原問題說是不夠嚴密。應當問,在長度、橫截面積、溫度相同的條件下,一根銅導線和一根鎳鉻合金導線,哪個電阻大?
由電阻定律公式:R=ρ*L/Sρ是材料的電阻率,L是導線長,S是導線的橫截面積。(常溫下)
當L、S、溫度不變時,R就由ρ決定了。常見金屬中,銀的電阻率是最小的,其次是銅,各種合金的電阻率都是比較大的。請看初中物理第二冊第17頁(第六章、電壓電阻)
附圖:(請將圖點大看得清楚)
⑸ 銅和鎳鉻合金那個導電性能好
在長度,溫度和橫截面積相同的情況下,因為銅的電阻率小,所以銅的導電性能更好.
想想,為什麼電線都採用銅的,就知道為什麼了
⑹ 鎳鉻和銅那個密度大,
銅的密度大,鎳的密度略小於銅,但是鉻的密度比銅小很多,所以鎳鉻的密度小於銅
⑺ 電鍍銅鎳鉻的特點有哪些
很多啊,車飾、潔具、各類五金都是需要的
歐洲標准要求鎳的釋放率極低。要使用代鎳電鍍工藝,就是電鍍過程中的鍍鎳改用不含鎳的鍍層代替,一般是電鍍白銅錫。
⑻ 電鍍鎳與化學鎳相比成本高誰能耐用
化學鍍相比電鍍其主要特點如下:
①.化學鍍可用於各種基體,包括金屬、半導體及非金屬。
②.化學鍍厚度均勻,無論工件如何復雜,只要採取適當的技術措施,就可以在工件上得到均一鍍層。
③.對於能自動催化的化學鍍而言,可獲得任意厚度的鍍層,甚至可以電鑄。
④.化學鍍所得到的鍍層具有很好的化學、機械和磁學性能(如鍍層緻密、硬度高等)。
由於化學鍍具有一些優於電鍍的特性,所以獲得了廣泛的應用。化學鍍最先開始於化學鍍鎳,目前已經發展到化學的銅、化學鍍鈷、化學鍍錫及化學鍍金、銀、鉑等其他貴金屬以及多元合金,且在電子及微電子工業上得到了高速的發展。
電鍍較化學鍍發展歷史久,技術成熟,在工業行業中有著極其廣泛的應用。相比於化學鍍,電鍍層更容易獲得,且與基體結合力較強,性能穩定。
電鍍、刷鍍和化學鍍
電鍍
電鍍是一種用電化學方法在鍍件表面上沉積所需形態的金屬覆層工藝。其目的是改善材料的外觀,提高材料的各種物理化學性能,賦予材料表面特殊的耐蝕性、耐磨性、裝飾性、焊接性及電、磁、光學性能等。電鍍時將零件作為陰極放在含有欲鍍金屬的鹽類電解質溶液中,通過電解作用而在陰極上(即零件)發生電沉積現象形成電鍍層。鍍層材料可以是金屬、合金、半導體等,基體材料主要是金屬也可以是陶瓷、高分子材料。
1)單金屬電鍍
單金屬電鍍是指電鍍液中只含一種金屬離子,電沉積後形成單一金屬鍍層的方法。常用的單金屬電鍍有鍍鋅、鍍銅、鍍鎳、鍍鉻、鍍錫等,其中以鍍鉻最為常見。
鍍鉻主要用於裝飾性鍍層和耐蝕、耐磨鍍層。其中,鍍鉻層是最常用的耐磨鍍層,它可用於鐵基及非鐵金屬的電鍍。鍍鉻的鍍液由鉻酐(CrO3)和硫酸(H2SO4)按一定比例配製而成。在一定的電流密度(30A/dm2)和一定的溫度下(50~60℃)可在工件上鍍出一定厚度的鉻層,一般約為10~50μm。鍍硬鉻可以獲得相當高的硬度(800~1300HV)和耐磨性,而且摩擦系數小,廣泛用於機械(汽車、自行車等)及儀器等領域中,尤其是重負荷、高摩擦的工況下,例如細紗機的重要零件鋼領,採用鍍鉻後其使用壽命比不鍍鉻的鋼領提高近5倍,其經濟效益非常顯著。
2)合金電鍍
在零件上同時電沉積出兩種或兩種以上金屬的鍍層稱為合金電鍍。與單金屬鍍層相比,合金鍍層有如下主要特點:
(1)合金鍍層結晶更細致,鍍層更平整、光亮。
(2)可以獲得非晶結構鍍層,如Ni—P鍍層。
(3)合金鍍層具有單金屬所沒有的特殊物理性能,例如導磁性、減摩性(自潤滑性)、釺焊性。
(4)合金鍍層可具備比組成它們的單金屬層更耐磨、耐蝕,更耐高溫,並有更高硬度和強度。但塑性和韌性通常有所降低。
(5)不能從水溶液中單獨電沉積的W、Mo、Ti、V等金屬可與鐵族元素(Fe、Co、Ni)共沉積形成分金。
(6)通過成分設計和工藝控制,可得到不同色調的合金鍍層,例如銀合金、彩色鍍鎳及仿金合金等,具有更好的裝飾效果。
合金電鍍中以電鍍鉛錫合金在工業上應用最廣,其鍍層成份不同,具有不同的用途。wSn=6%~10%的Pb-Sn合金鍍層具有良好的減摩性,可用於軸瓦、軸套表面;wSn=15%~25%的Pb-Sn合金鍍層主要用作鋼帶表面保護(耐蝕)、潤滑(減摩)、助焊;wSn=45%~55%的Pb-Sn合金鍍層的耐蝕性優良,主要用作防止大氣、海水或其它介質腐蝕的耐蝕鍍層;wSn=55%~65%的Pb-Sn合金常用於鋼、銅、鉛等表面,以改善其焊接性能,如印刷板焊接鍍層。
3)復合電鍍
復合鍍是將固體微粒子加入鍍液中與金屬或合金共沉積,形成一種金屬基的表面復合材料的過程。鍍層中,固體微粒均勻彌散地分布在基體中,故又稱為分散鍍或彌散鍍。任何金屬鍍層都可以成為復合鍍層的基體材料,但研究利應用得較多的有鎳、鋼、鐵、鉻、鈷、鋅、銀、金、鉛、鎳—磷、鎳—硼、鎳—鐵、鉛—錫、銅—錫等。固體微粒主要有金屬氧化物、碳化物、硼化物、氮化物等無機化合物分散劉,尼龍、聚四氟乙烯、聚氯乙烯等有機分散劑,石墨以及不溶於鍍液的金屬粉末都可作分散劑。由於固體粒子的共沉積,賦予鍍層一些特殊的功能,大大擴大了鍍層的應用范圍和效果。復合鍍層可用電鍍法和化學鍍法獲得。
復合鍍層的性能由鍍層金屬的特性和粒子特性共同決定。將硬質粒子加入到鍍層中,可大幅度地提高金屬或合金鍍層的耐磨性,得到耐磨鍍層。鍍層的硬度隨粒子質量分數及粒子硬度升高而升高。在耐磨性復合鍍層中加入的粒子大多選用金鋼石、WC、SiC、Al2O3、TiC等粒子。這種高耐磨性復合鍍層在中、高溫條件下更顯示其獨特的耐磨性能,在航空、機械、汽車等工業中已被廣泛應用,如為提高汽車發動機氣缸內腔表面耐磨性而採用的Ni-SiC復合鍍層。將剪切強度低、摩擦系數小的固體粒子加人到某些金屬和合金中,可形成具有自潤滑功能的減摩復合鍍層。常用的分散劑有石墨、氟化石墨、聚四氟乙烯(PTFE)、MoS2和六方氮化硼等。在宇航、真空和無油潤滑的條件下,軸承、導軌等摩擦副是這類減摩復合鍍層充分發揮其自潤滑功能的地方,如為改善熱壓塑料模的自潤滑特性易於脫模而採用的Ni-PTFE復合鍍層。
電刷鍍
電刷鍍是依靠一個與陽極接觸的墊或刷,在被鍍的陰極上移動,從而將鍍液刷到工件(陰極)上的一種電鍍方法。
電刷鍍的基本原理是應用電化學沉積的原理,在能導電的零件表面的選定部位,快速沉積金屬鍍層。如圖4-50所示,電刷鍍不需要鍍槽,而使用專門研製的系列刷鍍溶液,帶有不溶性陽極的鍍筆,以及專用的直流電源。工作時,零件接電源的負極,不溶性仿形陽極接電源正極。陽極前端包裹棉花,用耐磨的滌棉套浸滿鍍液,與零件表面接觸,並保持適當的壓力,這樣,當陽極與被鍍零件以一定的相對運動速度移動時,在電場作用下,鍍液中的金屬離子定向遷移到零件表面,在表面獲得電子被還原成金屬原子在零件表面結晶形成鍍層。鍍層的厚度由電流密度的大小和鍍覆時間的長短確定。
電刷鍍廣泛應用於以下幾方面:
1)表面修復
在為了獲得小面積、薄厚度的鍍層時;在需要局部不解體現場修理時;在遇到大型、精密的零件不便於應用其他方法修理時;在機械磨損、腐蝕、加工等原因造成零件表面尺寸和零件形狀與位置精度超差時,運用電刷鍍修復常可達到令人十分滿意的效果。但是,電刷鍍技術不適宜用於大面積、大厚度修復零件。
2)表面強化
刷鍍層的硬度一般可達45HRC以上,高於槽鍍層,可以強化新產品表面,使其具有較高的表面硬度、耐磨性、減磨性等力學性能和較高的表面耐腐蝕、抗氧化,耐高溫等物化性能。
3)表面改性
應用電刷鍍技術,可以改善甚至改變零件材料的某些表面性能,如釺焊性、導電性、導磁性、熱性能、光性能等,還可用於表面裝飾。
化學鍍
化學鍍是一種不使用外電源,而是利用還原劑使溶液中的金屬離子在基體表面還原沉積的化學處理方法。
與電鍍相比,化學鍍有如下的特點:①鍍覆過程不需外電源驅動,設備簡單;②均鍍能力好,形狀復雜,有內孔、內腔的鍍件均可獲得均勻的鍍層;③鍍層緻密,孔隙率低;④適用的基體材料范圍廣,可在金屬、非金屬以及有機物上沉積鍍層;⑤容易製取非晶態合金和某些持殊功能薄膜,如磁學、光學、電學等功能鍍層。化學鍍的主要缺點是鍍液壽命短、穩定性差,鍍覆速度較慢。
化學鍍層一般具有良好的耐蝕性、耐磨性、釺焊性及其它特殊的電學或磁學等性能。不同成分的鍍層,其性能變化很大,因此在電子、石油、化工、航空航天、核能、汽車、印刷、紡織、機械等工業中獲得廣泛的應用。
化學鍍鍍覆的金屬和合金種類較多,其中應用最廣的是化學鍍鎳和化學鍍銅。
化學鍍鎳是化學鍍中應用最為廣泛的一種方法,所用還原劑主要為次磷酸鹽,也有用硼氫化鈉和二甲基胺硼烷等。用次磷酸鹽作還原劑的化學鍍鎳溶液中鍍得的鍍層含有4%~12%的磷,是一種鎳磷合金。以硼氫化物或胺基硼烷作還原劑得到的鍍層為含硼0.2%~5%的鎳硼合金。剛沉積出來的化學鍍鎳層是無定型的,呈非晶型薄片狀結構。化學鍍鎳層比電鍍的硬度高得多,而且更耐磨,電鍍鎳層的硬度僅為160~180HV,而化學鍍鎳層的硬度一般為300~800HV。用熱處理方法可大大提高化學鍍鎳層的硬度,在400℃加熱1h後,硬度的最高值約可達1000HV。
汽車工業上利用化學鍍鎳優良的耐磨、耐蝕、散熱性能,用於發動機主軸、差動小齒輪、發電機散熱器、制動器接頭等零件,如:通常燃油腐蝕和磨損會導致噴油孔擴大,因此噴油量增大,使汽車發動機的馬力超出設計標准,加快發動機的損壞。用在噴油器上的化學鍍鎳層能有效地防止噴油器腐蝕磨損,提供了良好的抗燃油腐蝕和磨損性能,提高了可靠性和使用壽命。化學鍍鎳用於石油、化學化工行業的耐蝕零件,可代替不銹鋼與部分昂貴的耐蝕合金,經濟效益顯著,如對於量大面廣的鋼鐵製造的閥門零件球閥、閘閥、旋塞、止逆閥和蝶閥等等,經高磷化學鍍鎳12~25μm,可提高耐腐蝕性,壽命提高一倍以上。化學鍍鎳用於強化模具(尤其是形狀復雜的模具),可提高模具表面硬度、耐磨性、抗擦傷與抗咬合能力,脫模容易,壽命成倍延長。
此外,多元合金鍍層如Ni-Cu-P、Ni-Mo-P等,具有更好的綜合性能和特殊功能。在化學鍍鎳的基礎上進一步添加固體潤滑劑如石墨、聚四氟乙烯微粒得到自潤滑復合鍍層或添加第二相不溶性硬質微粒如碳化硅、三氧化二鋁得到耐磨復合鍍層將獲得更高的耐磨性。
⑼ 鎳和銅哪個更貴
鎳比銅更貴,一般鎳比銅的價格要高出兩倍左右。所以工業一般都用鍍鎳來代替純鎳材料,降低設備成本。比如我們的納米鎳覆膜純銅板式換熱器就可以代替鎳板換熱器,既達到了抗腐蝕的工藝要求,又成分利用了銅的高導熱性,集高導熱性、抗腐蝕、防結垢等優良特性於一身。而且現在技術上也可以根據工藝要求調整鎳膜厚度。
⑽ 銅與鎳在物理性能上有什麼區別
銅是電的良導體,鎳則不是,電阻率較大;
銅的熔點較低1083.4℃,鎳的熔點較高1726℃;