Чем отличается медь от бронзы

Медь и бронза, также известные как «красные металлы», на первый взгляд выглядят одинаково, но на самом деле это совершенно разные металлы.

Медь и бронза кардинально отличаются по химическому составу, сферам использования и свойствам. Медь является чистым химическим элементом и природным минералом, который в основном содержится в почве и, в меньших количествах, в воде. Напротив, бронза представляет собой сплав, который содержит медь в качестве основного компонента, с оловом и другими металлическими и неметаллическими соединениями. Существуют бронзовые сплавы различных типов, с различными составами; так что разные сплавы имеют разные свойства и сферы применения. Медь — отличный электрический и тепловой проводник. Этот металл применяют в различных сферах. Тем не менее, ключевое отличие между медью и бронзой заключается в том, что медь является чистым химическим элементом и природным минералом, а бронза — металлическим сплавом.

Что такое медь?

Слово «Медь» происходит от латинского слова «cuprum». Это химический элемент атомным номером 29 и с буквенным обозначением "Cu". Медь — пластичный металл, обладающий очень высокой электро- и теплопроводностью. Медь, благодаря своей отличной электро- и теплопроводности, коррозионной стойкости и хорошей прочности, применяется для производства широкого спектра промышленных изделий. Например, медь широко используется как проводник электричества и тепла, строительный материал, в производстве различных сплавов из металла. Трубы и фитинги в основном производятся с использованием меди из-за ее коррозионной стойкости.

Существует множество видов меди, которые могут различаться по количеству содержащихся примесей. Бескислородные сорта меди применяются в изделиях, от которых требуется пластичность и проводимость.

Одним из важнейших свойств меди является ее способность бороться с бактериями. После обширных антимикробных испытаний, проведённых Агентством по охране окружающей среды, было обнаружено, что 355 медных сплавов, в том числе многие латунные сплавы, уничтожают более 99,9% бактерий в течение двух часов после контакта. Стоит отметить, что нормальное потускнение меди со временем не снижает её антимикробную эффективность.

Медь была одним из самых ранних металлов, обнаруженных человеком. Греки и римляне превращали её в орудия или украшения, есть даже исторические сведения, доказывающие, что медь применялась для стерилизации ран и очистки питьевой воды. Сегодня она чаще всего встречается в электрических изделиях, например, в проводке, из-за её способности эффективно проводить электричество.

Что такое бронза?

Бронза — это металлический сплав, который содержит медь как основной компонент и около 12-ти процентов олова. Некоторые другие металлы и неметаллы также могут входить в её состав, в зависимости от требований, для получения желаемых свойств. Наиболее часто добавляемыми металлами являются алюминий, марганец, цинк или никель. Примерами других компонентов являются кремний, фосфор или мышьяк. Добавление различных металлических и неметаллических соединений приводит к получению широкого спектра бронзовых сплавов с различными свойствами.

Разница в цвете

Бронза имеет матово-золотой цвет со слабыми кольцами на поверхности. По этим кольцам, характерным сплаву, её и можно отличить от меди.

Состав меди и бронзы

Медь естественным образом присутствует в почве в виде минерала в концентрации 50 единиц на миллион. Основным источником меди является сульфид меди (CuFeS2), который также известен как халькопирит. Но он существует в чистом виде как природный минерал, не соединяясь с другими элементами; это «самородная медь». Существует 29 изотопов меди, из них только два типа (63Cu и 65Cu) стабильны, а другие изотопы радиоактивны.

Бронза — это металлический сплав, содержащий медь (Cu) в качестве основного элемента, второй важный элемент — олово (Sn). Их процентное содержание варьируется в зависимости от требуемых свойств, но чаще всего в сплаве содержится около 12% олова и 88% меди. Их процентное содержание незначительно изменяется при добавлении других металлов и неметаллических соединений.

Существует очень много бронзовых сплавов, и они обладают различными свойствами в зависимости от их использования.

Основные виды сплавов:

• Коммерческая бронза: медь (90%), цинк (10%);
• Архитектурная бронза: медь (57%), цинк (40%), свинец (3%);
• Пластмассовая бронза: содержит значительное количество свинца (Pb) для улучшения пластических свойств;
• Фосфорная бронза (или оловянная бронза): медь, олово (от 0,5% до 1,0%), фосфор (от 0,01% до 0,35%);
• Алюминий Бронза: медь, алюминий (6% - 12%), железо (6% -макс), никель (6% -макс);
• Кремниевая бронза: медь, цинк (20%), кремний (6%).

Свойства меди и бронзы

Медь имеет высокие термические и электрические свойства. Это мягкий и пластичный металл, который легко плавится и смешивается с другими металлами для получения сплавов. Другими словами, он прочный и гибкий. Изделие из меди очень трудно сломать. Его можно согнуть, растянуть без трещин и повреждений.

Бронзовые сплавы имеют различные свойства в зависимости от его состава. В целом, они тяжелее, чем медь, но и более долговечны. Бронза не такая пластичная как медь.

Использование меди и бронзы

Медь имеет широкий спектр применения во многих областях; в основном в электричестве, кровельном и сантехническом оборудовании благодаря его высокой электропроводности, коррозионной стойкости и долговечности. Она используется также в архитектуре, в чеканке монет, изготовлении различных сплавов и деталей машин. Небольшое количество меди используется для производства пищевых добавок и фунгицидов.

Бронза широко используется в кораблестроении, в изготовлении деталей и механизмов для лодок. Одно из преимуществ бронзы — устойчивость к коррозии морской воды. Кроме того, она используется для производства медалей и музыкальных инструментов.

Температура плавления

Практически каждый тип металла имеет разную температуру плавления. Поэтому неудивительно, что медь и бронза различаются по температуре плавления.

Чистая медь плавится при температуре около 2000 F (1090 C).

Бронза имеет более низкую температуру плавления, чем чистая медь, потому что бронзу часто изготавливают, комбинируя медь с оловом, температура плавления которого равна 450 F (230 C). Таким образом, температура плавления бронзы будет колебаться между двумя этими значениями в большую или меньшую сторону, в зависимости от процентного содержания меди и олова.

Заключение

Несмотря на внешнее сходство, медь и бронза — совершенно разные материалы. Очень важно понимать их особенности и различия. Выбор материала – ключевой момент в изготовлении изделия. Он должен основываться в первую очередь на желаемых свойствах изготавливаемой конструкции и сфере её применения. При ошибочном выборе материала вы рискуете понести колоссальные материальные потери, поэтому к процессу необходимо подойти максимально грамотно и ответственно.