Съдържание
Може би познавате най-добре металната мед от по-стари стотинки, които са изработени от мед и други метали. Но медта играе много решаващи роли по целия свят поради своите уникални свойства. Едно от тези свойства е неговата проводимост или способността му да провежда електричество. Високата проводимост на мед го прави идеален за електрически цели.
TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
Медта е неценен метал с червен златен цвят с висока електрическа проводимост. Всъщност проводимостта на медта е толкова висока, че се счита за еталон, с който се сравняват други благородни метали и сплави. Проводимостта на медта се влияе от добавянето на други метали за получаване на сплави.
Свойства на медта
Медта е атрактивен метал с червено-златист цвят. Той е кръстен на мед по староанглийската дума „coper“, която произлиза от „Cyprium aes“, което е латинската дума за метал от Кипър. Медният атомен символ е "Cu", а атомният му номер е 29. Медта е първият метал, който хората са работили. В крайна сметка хората открили, че ако комбинират мед с металния калай, могат да направят нов вид метал, наречен бронз. Това даде началото на това, което наричаме бронзова епоха, в което цивилизацията скочи напред с помощта на металната мед. Бронзът беше използван във валута и инструменти, които помогнаха за промяна на обществото.
Медта често се среща редом с сярата. Важните източници на мед включват халкопирит и борнит. Медта се извлича от добивана медна сулфидна руда чрез топене и след това рафиниране чрез електролиза.
Полезно свойство на медта е нейната пластичност или способността да се разтяга. Медта може да се дърпа и усуква, но въпреки това няма да се счупи. Това го прави идеален за използване като тел. Медта е ковък метал, което означава, че лесно може да бъде оформена и манипулирана. Като такъв той е някак мек. Друго свойство на медта е отличната му способност да провежда топлина. Медта не се поддава на корозия като някои други метали, нито се окислява или ръжда като желязо. Медът всъщност е устойчив на много органични съединения и може би най-ценното му свойство е неговата висока проводимост.
Медта е отличен метал за обработка и фугиране, тъй като е лесна за оформяне и запояване. Освен това отлично и ценно свойство на медта е способността му да се рециклира. Няма значение дали източникът на мед е от мина или от материали за рециклиране. Многото му полезни свойства остават независимо от източника му.
Сплавите са смеси от метали, като сместа от мед и калай за получаване на бронз, който е по-твърд метал от медта. Металните сплави притежават някои от едни и същи свойства на техните основни метали, но те могат да се окажат много различни и в поведението. Смесените сплави могат да повлияят например на електрическата проводимост на металите. Комбинацията от различни метали с мед води до уникални черти за всяка сплав. Когато медът се комбинира със сребро, получената сплав притежава много от същите характеристики като чистата мед. Но ако медта се комбинира с фосфор, получената сплав се държи по съвсем различен начин.
Различните медни сплави осигуряват различни приложения. Доста често сплавите се правят или за укрепване на медта или за повишаване на нейните качества на електропроводимост.
Проводимост на медта
Проводимостта на металите се отнася до способността на металите да провеждат електричество. Проводимостта може да се промени с добавянето на други метали, като например при получаване на сплави. Металът с най-голяма проводимост е среброто от благороден метал. Цената на среброто пречи да бъде икономически изгоден за широкомащабни електрически приложения. Сред нескъпоценните метали най-висока е проводимостта на мед или Cu. Това означава, че медта може да пренася повече електрически ток в сравнение с други благородни метали. Всъщност проводимостта на други благородни метали се сравнява с медта, защото медта се е превърнала в краен стандарт.
Стандартът на проводимост се нарича Международен стандарт за отгрята мед или IACS. Процентът IACS на веществото се отнася до неговата електропроводимост, а чистият меден IACS процент се счита за 100 процента. За разлика от тях, проводимостта на алуминия се нарежда на 61 процента от IACS. Проводимостта на Cu се влияе от добавянето на различни метали за образуване на сплави. Медните сплави с по-голямо от 99,3 процента съдържание на мед се наричат „Медни медта“. Някои сплави съдържат много високи проценти мед, а тези се наричат „Високи медни сплави“. Докато процентът на мед влияе на проводимостта на Cu, това е най-поразително от това, което вид материали, с които е комбиниран. Обикновено се постига компромис, когато медните сплави са направени по-силни. По принцип тези сплави са с по-ниска проводимост.
Cu-ETP (Electronic Touch Pitch) има 100 процента IACS и е обозначението за вида мед, използван в проводници, кабели и шини. Медът за отливане или Cu-C е 98 процента IACS, така че той също е с висока проводимост. Когато се прибавят калай, магнезий, хром, желязо или цирконий, за да се направят сплави с мед, силата на метала нараства, но проводимостта му пада. Например, медно-калаеният или CuSnO.15 има Cu проводимост до 64 процента IACS. В зависимост от функцията на сплавта проводимостта на Cu може да спадне значително. Все още има сплави, които осигуряват едновременно добра обработваемост и висока проводимост в комбинация. Примерите за него включват сплави на мед-телур (CuTep) и медно-сярна (CuSP). Проводимостта им варира от 64 до 98 процента IACS. Тези сплави се оказват доста полезни за полупроводникови крепежи и съвети за заваряване на съпротивление. Понякога материалите на основата на мед изискват висока твърдост и здравина с умерена проводимост на Cu; пример е смес от мед, никел и силиций, която дава Cu проводимост от 45 до 60 процента IACS. В края на скалата с ниска проводимост, месингите са медни сплави, които са отлични за леене. Процентът им на IACS се колебае около 20. Един пример за тези нископроводими сплави на Cu е мед-цинк. Понякога балансирана сплав осигурява ниска до умерена проводимост на Cu, което е полезно за електрически нужди. Медно-цинкови месинги попадат в тази категория, а проводимостта им варира от 28 до 56 процента IACS. Чистата гъвкавост на медта и способността й да образува полезни сплави с толкова много различни метали е невероятна.
Тъй като Cu проводимостта е толкова висока, способността й да предава топлина също е доста висока. Изработването на медни сплави с висока проводимост изисква да се направят сплави устойчиви на прегряване, когато носят електрически ток. Това е от решаващо значение при предаването на енергия, тъй като по-високата топлина ще повлияе на устойчивостта.
Използване на мед
Медта се използва по много начини, както физически, така и биологично. Използва се и в селското стопанство като отрова. Разтворите на мед обикновено се използват като част от химическите тестове. В тялото медта играе роля като основен елемент, който е необходим за трансфера на енергия в клетките. Някои ракообразни дори използват мед вместо желязо като основен преносител на кислород.
Медът разбира се се използва за направата на монети; по-старите стотинки са един пример. Всъщност повечето монети съдържат поне малко мед в тях.
Медта се използва най-вече при предаването и доставката на електричество на всички ежедневни неща, които използвате. Медта се използва широко в електрическото окабеляване, строителството, машините, телекомуникациите, преноса на енергия, транспорта и други промишлени цели. Може да се използва за кабели, трансформатори и съединителни части. Медта се използва и в компютри и микросхеми.
С нарастването на пазара на устойчива енергия се увеличава и търсенето на мед. Медта е изключително полезна в много области и също така може да бъде рециклирана отново и отново. Следователно той е ключов компонент на системите за възобновяема енергия. Всъщност индустрията за слънчева, вятърна и електрическа техника разчита на мед, за да ги свърже към електрическата мрежа. Електрическите превозни средства изискват много повече мед, отколкото превозните средства с газ. Високата проводимост на медта го прави изключително ефективен. Изглежда подходящо, че най-старият използван от хората метал ще продължи да предлага ползи и в бъдеще.