铜的化学式是Cu。铜是一种过渡金属元素,化学符号为Cu,原子序数为29。纯铜是柔软的金属,表面刚切开时为红橙色带金属光泽,单质呈紫红色,延展性好,导热性和导电性高,因此在电缆和电气、电子元件中是最常用的材料。
铜是人类最早使用的金属之一。早在史前时代,人们就开始采掘露天铜矿,并用获取的铜制造武器、工具和其他器皿,铜的使用对早期人类文明的进步影响深远。铜是一种存在于地壳和海洋中的金属。铜在地壳中的含量约为0.01%,在个别铜矿床中,铜的含量可以达到3%~5%。自然界中的铜,多数以化合物即铜矿石存在。
房屋装修
铜在房屋装修中具有广泛的应用。铜门、铜雕和铜饰等为房屋增添了独特的外观装饰。此外,铜板被用于制作屋顶和漏檐,尤其在欧洲和北欧国家,因其耐大气腐蚀、经久耐用和可回收的特性。铜的加工性良好,可以方便地制作成复杂的形状,且具有美观的色彩,因此在教堂等古建筑和现代大型建筑中都有广泛应用。屋内的装修如门把手、锁、灯具等也常用铜制品,因其经久耐用、消毒卫生并带有高雅的气息。
电机制造
电机制造中,铜起到了关键的作用。铜合金因其高导电和高强度特性,被广泛应用于电机的定子、转子和轴头等主要部件。特别是在大型电机中,绕组需要用水或氢气进行冷却,这需要大长度的中空导线。电机是电能的主要使用者,约占全部电能供应的60%。因此,提高电机的效率,特别是通过增大铜线截面,不仅可以实现节能,还能带来显著的经济效益。
电力行业
铜在电力行业中扮演着至关重要的角色。电力输送中,铜主要用于电线电缆、汇流排、变压器、开关、接插元件和联接器等,因为其具有高导电性。然而,过去由于铜供不应求,铝曾被用作替代品。但考虑到铝的导电性差和电缆尺寸大,现在更倾向于使用铜。此外,铜合金在电力设备如发电机、汇流箱、断路器、控制器中也得到了广泛应用。
汽车
汽车中铜的使用量随车型和大小而异,通常占汽车自重的6~9%。铜和铜合金主要用于制造散热器、制动系统管路、液压装置、齿轮、轴承、刹车摩擦片、配电和电力系统等部件。其中,散热器是铜使用量最大的部分。现代的管带式散热器采用黄铜带焊接成管子,并用薄的铜带折曲成散热片。近年来,为了提升铜散热器的性能和竞争力,制造工艺和材质方面都进行了改进,新型铜散热器相比铝散热器具有更轻的重量和更小的尺寸,同时具有更好的耐蚀性和更长的使用寿命。
物理性质
密度:铜的密度约为8.96克/立方厘米。
熔点:铜的熔点约为1083°C(1981°F)。
沸点:铜的沸点约为2567°C(4652°F)。
热导率:铜是一种优良的导热材料,具有很高的热导率。
电导率:铜是一种优良的电导体,电导率排在所有常见金属之前。
硬度:纯铜的硬度较低,但可以通过合金化提高其硬度。
韧性:铜具有很好的韧性,可以在受力情况下发生塑性变形而不断裂。
可锻性:铜是一种可锻造的材料,可以通过锻造、挤压等工艺加工成各种形状。
颜色:铜呈现为红褐色,有时会稍微发亮,单质呈紫红色。
化学性质
氧化:在常温下不与干燥空气中的氧反应,但在潮湿的空气中会慢慢氧化生成铜绿。
酸反应:铜容易被硝酸或热浓硫酸等氧化性酸腐蚀。
碱反应:铜与碱溶液反应很慢,但易与氨形成络合物。
标准电极电位:铜的标准电极电位为+0.337伏。