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电气工业的主角——铜

来源:未知作者:邵磊 点击:所属专题: 化学元素简介 铜元素
纯净的铜是紫红色的金属,人们常把它叫做“红铜”。纯铜有很高的延展性。打个比方说,像一滴水那么大小的纯铜,可以拉成长达两公里的细丝,可以压制比床还大的几乎透明的铜箔,如果你吹一口气,它就能飘起来。 纯铜最可贵的性质是导电性能特别好,在所有金属中只比银差一点

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纯净的铜是紫红色的金属,人们常把它叫做“红铜”。纯铜有很高的延展性。打个比方说,像一滴水那么大小的纯铜,可以拉成长达两公里的细丝,可以压制比床还大的几乎透明的铜箔,如果你吹一口气,它就能飘起来。

纯铜最可贵的性质是导电性能特别好,在所有金属中只比银差一点,但铜比银便宜得多,因而成了电气工业的“主角”。

在工业上到处需要铜和铜的电气工业的主角——铜合金。因为有许多机器的零件,不能用铁而要用铜和铜的合金来制造。

一台火车头需铜500公斤

一台拖拉机需铜31公斤

一辆载重汽车需铜21公斤

一架一万绽纺纱机需铜440公斤

一百万发子弹需铜14吨

在大自然中,常见的铜矿石是孔雀石。目前世界上产铜较多的国家是赞比亚和智利。天然的纯铜,在大自然中并不多,迄今为止,人们发现最重的一块铜为420吨。

“倔脾气”的铜

铜是电气工业的主角,全世界每年生产出来的铜,有一半是用在电气工业上。

可是铜有一个“倔脾气”,它不能“忍受”自己的身体中混进杂质。哪怕是混进了很少很少的杂质,它也会“消极怠工”。本来,它的导电本领在金属中除银之外是最好的,可是,一旦混进了一些磷、砷、铝、氧等杂质,它的本领就大大降低了。铜还有很好的延展性,十分容易进行加工,可要是混进了一些铅、锑、铋后,铜就变得很脆,很难加工。只有当人们把它身体中的各种杂质都“赶”出去后,它才会高高兴兴地把自己的“看家本领”使出来,为我们人类服务。

人们又是怎样把铜中的杂质“赶”出去的呢?

在工业上常用的是电解法。把不纯的铜作为正极,纯铜作为负极,把硫酸铜溶液作为电解液。通上电流后,正极上不纯的铜逐渐熔解,纯铜就逐渐沉淀在阴极上,这样炼制的铜,在一万个铜原子只有一个杂质原子。

得病的葡萄树

硫酸铜是一种重要的铜的化合物,它是天蓝色的晶体,能够杀菌。在农业上,人们常把硫酸铜跟石灰粉按一定比例混和起来,这种混和药液,叫做“波尔多液”。

关于波尔多液的发现,还有下面的一段小故事。

在1878年时,欧洲流行一种葡萄霜霉病,这种病十分厉害,许多葡萄园都颗粒无收。但在法国的波尔多城附近却发生了一件怪事情:有一家葡萄园中的葡萄树都生了病,可靠近马路两边的葡萄树,却平安无事。

这个现象引起了波尔多大学教授米拉特的兴趣,他特地去拜访了葡萄园的园工。

园工们笑着告诉他:马路两旁的葡萄,常常被一些贪吃的行人摘掉。为了防止行人偷吃葡萄,他们就往这些树上喷了一些石灰水,又喷了一些硫酸铜。这样之后,葡萄树就像蓝白相间的金钱豹一样,行人见了,以为树害了什么病,就不敢再吃树上的葡萄了。

于是米拉特根据这个线索钻研下去,经过几年持续不断的努力,终于在1885年制成了波尔多液,它有很强的杀菌能力,能杀死许多庄稼的敌人。

由于这种混和液是在波尔多城发现的,并且从1885年起就在波尔多城普遍使用,所以人们就把它起名叫“波尔多液”。

除了用来制造波尔多液之外,硫酸铜还有许多其他的用途。比如人们在游泳池中放人一些硫酸铜,可以杀死水中的各种病菌,在电解时,人们常用硫酸铜来作电解液。

在化学上,还可以用硫酸铜来鉴别有机溶液中是否含水。例如,判断酒精是否含水,只需往酒精中放进一些无水硫酸铜,如果硫酸铜变蓝了,就说明这酒精中含水。原来,含结晶水的硫酸铜是蓝色的,而无水硫酸铜则是白色的粉末。当无水硫酸铜碰到水时,它会“急不可耐”地和水结合在一起,形成硫酸铜晶体,所以会显出蓝色。

金属“浆糊”

浆糊是一秤常用的东西,比方说,书破了,用浆糊一粘,就又好了,要是作业本掉了页,抹一些浆糊,也可以粘上去。这种浆糊一般都是用淀粉做的,只能用来粘书。如果你拿来两块铁片,它是怎么也粘不到一块去的。

可是,还有一种奇妙的金属“浆糊”,它能把两块金属粘在一起。不信你看,在铁片表面涂上这种“浆糊”,然后把它们压紧,过上两三天后,两块铁片就紧紧地粘在一起了。

这种奇妙的“浆糊”是怎么做成的呢?

人们先把磷酸和氢氧化铝混合加热,它们就变成了粘稠的液体,然后倒人氧化铜的粉末中,不断搅伴,就制成了黑色的金属“浆糊”。

这种“浆糊”的粘合力十分惊人,它不但可以把两块金属粘在一起,还可以把陶瓷粘在一起,甚至还能把金属和陶瓷粘到一起。

过去,车床刀具上的刀刃——硬质合金,是用焊接的方法焊上去的,焊接时温度很高,往往会降低刀具的电气工业的主角——铜硬度,缩短使用寿命。而如果改用这种金属“浆糊”,不用加热就能牢牢地粘合在一起,可以把刀具的使用寿命延长一倍。

而且,这种金属“浆糊”的主要原料是氧化铜。成本十分低廉,只有铜焊成本的十分之一,这真是既省事又省料的好东西。

 

(责任编辑:化学自习室)
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