Tembaga kemurnian tinggi adalah logam yang lembut, lunak, dan ulet dengan konduktivitas termal dan listrik yang sangat tinggi. Permukaan tembaga murni yang baru terbuka memiliki warna oranye kemerahan. Tembaga digunakan sebagai konduktor panas dan listrik, sebagai bahan bangunan, dan sebagai konstituen dari berbagai paduan logam, seperti perak sterling yang digunakan dalam perhiasan, cupronickel yang digunakan untuk membuat perangkat keras dan koin laut, dan konstantan yang digunakan dalam pengukur regangan dan termokopel untuk pengukuran suhu. Tembaga kemurnian tinggi memiliki kekuatan tertinggi sekitar 210 MPa, dan kekuatan luluh 33 MPa, yang membatasi kegunaannya dalam aplikasi industri. Namun demikian juga untuk paduan lain, tembaga dapat diperkuat. Mekanisme penguatan utama adalah paduan dalam paduan berbasis CU.
Paduan tembaga adalah paduan berdasarkan tembaga, di mana elemen paduan utama adalah Zn, Sn, Si, Al, Ni. Paduan berbasis Cu sebagian besar merupakan solusi solid substitusi, di mana atom zat terlarut atau pengotor menggantikan atau menggantikan atom inang. Beberapa fitur atom zat terlarut dan pelarut menentukan sejauh mana yang pertama larut dalam yang terakhir. Ini dinyatakan sebagai aturan Hume -Rothery. Ada sebanyak 400 komposisi paduan tembaga dan tembaga yang berbeda dikelompokkan secara longgar ke dalam kategori: tembaga, paduan tembaga tinggi, kuningan, perunggu, nikel tembaga, tembaga -nickel -seng (perak nikel), tembaga berikir, dan paduan khusus. Selain itu, sejumlah besar paduan tembaga dapat diperkuat dengan perlakuan panas.; Akibatnya, pekerjaan dingin dan\/atau paduan solidasi padat harus digunakan untuk meningkatkan sifat mekanik ini.
Sifat tembaga
Tembaga adalah bahan yang lembut, tangguh, ulet, dan lunak. Properti ini membuat tembaga sangat cocok untuk pembentukan tabung, gambar kawat, pemintalan dan gambar yang dalam. Properti kunci lainnya yang dipamerkan oleh tembaga dan paduannya meliputi:
Konduktivitas termal yang sangat baik. Tembaga memiliki peringkat konduktivitas termal 60% lebih tinggi daripada aluminium, sehingga lebih mampu mengurangi titik panas termal dalam sistem kabel listrik. Konduktivitas listrik dan termal logam berasal dari fakta bahwa elektron luarnya didelokalisasi.
Konduktivitas listrik yang sangat baik. Konduktivitas tembaga adalah 97% dari perak. Karena biaya yang jauh lebih rendah dan kelimpahan yang lebih besar, tembaga secara tradisional menjadi bahan standar yang digunakan untuk aplikasi transmisi listrik. Namun, aluminium biasanya digunakan dalam saluran listrik tegangan tinggi karena memiliki sekitar setengah berat dan biaya lebih rendah dari kabel tembaga resistensi yang sebanding. Pada suhu tertentu, konduktivitas termal dan listrik logam proporsional, tetapi menaikkan suhu meningkatkan konduktivitas termal sambil mengurangi konduktivitas listrik. Perilaku ini dikuantifikasi dalam hukum Wiedemann -Franz.
Resistensi korosi yang baik. Tembaga tidak bereaksi dengan air, tetapi perlahan-lahan bereaksi dengan oksigen atmosfer untuk membentuk lapisan oksida tembaga hitam coklat yang, tidak seperti karat yang terbentuk pada besi di udara lembab, melindungi logam yang mendasari dari korosi lebih lanjut (pasif). Paduan nikel tembaga, kuningan aluminium, dan aluminium menunjukkan resistensi superior terhadap korosi air asin.
Perlawanan biofouling yang baik
Kemampuan mesin yang baik. Pemesinan tembaga dimungkinkan, meskipun paduan lebih disukai untuk kemampuan mesin yang baik dalam menciptakan bagian yang rumit.
Retensi sifat mekanik dan listrik pada suhu kriogenik
Diamagnetik
Penggunaan paduan tembaga dan tembaga
Secara historis, tembaga paduan dengan logam lain, misalnya timah untuk membuat perunggu, pertama kali dipraktikkan sekitar 4000 tahun setelah penemuan peleburan tembaga, dan sekitar 2000 tahun setelah "perunggu alami" mulai digunakan secara umum. Peradaban kuno didefinisikan berada di zaman perunggu baik dengan memproduksi perunggu dengan melebur tembaga sendiri dan paduan dengan timah, arsenik, atau logam lainnya. Aplikasi utama tembaga adalah kawat listrik (60%), atap dan pipa ledeng (20%), dan mesin industri (15%). Tembaga sebagian besar digunakan sebagai logam murni, tetapi ketika kekerasan yang lebih besar diperlukan, itu dimasukkan ke dalam paduan seperti kuningan dan perunggu (5% dari total penggunaan). Paduan tembaga dan tembaga termasuk kuningan (Cu-Zn) dan perunggu (Cu-SN) banyak digunakan dalam berbagai aplikasi industri dan sosial. Beberapa kegunaan umum untuk paduan kuningan termasuk perhiasan kostum, kunci, engsel, roda gigi, bantalan, selongsong amunisi, radiator otomotif, alat musik, kemasan elektronik, dan koin. Perunggu, atau paduan dan campuran seperti perunggu, digunakan untuk koin dalam waktu yang lebih lama. masih banyak digunakan saat ini untuk pegas, bantalan, busing, bantalan pilot transmisi mobil, dan perlengkapan serupa, dan sangat umum dalam bantalan motor listrik kecil. Kuningan dan perunggu adalah bahan teknik umum dalam arsitektur modern dan terutama digunakan untuk atap dan kelongsong fasad karena penampilan visualnya.
Tembaga pitch elektrolitik (ETP)
Tembaga pitch keras elektrolit, UNS C11 0 0 0, adalah tembaga murni (dengan maksimum 0,0355% dari pengotor) yang disempurnakan oleh proses penyulingan elektrolit dan merupakan nilai tembaga yang paling banyak digunakan di seluruh dunia. ETP memiliki peringkat konduktivitas minimum 100% IAC dan harus 99,9% murni. Ini memiliki 0,02% hingga 0,04% kandungan oksigen (tipikal). Pengkabelan listrik adalah pasar terpenting bagi industri tembaga. Ini termasuk kabel daya struktural, kabel distribusi daya, kawat alat, kabel komunikasi, kawat otomotif dan kabel, dan kawat magnet. Kira -kira setengah dari semua tembaga ditambang digunakan untuk kawat listrik dan konduktor kabel. Tembaga murni memiliki konduktivitas listrik dan termal terbaik dari logam komersial apa pun. Konduktivitas tembaga adalah 97% dari perak. Karena biaya yang jauh lebih rendah dan kelimpahan yang lebih besar, tembaga secara tradisional menjadi bahan standar yang digunakan untuk aplikasi transmisi listrik.
Kuningan
Kuningan adalah istilah generik untuk serangkaian paduan tembaga-seng. Kuningan dapat dipadukan dengan seng dalam proporsi yang berbeda, yang menghasilkan bahan mekanik, korosi, dan sifat termal yang bervariasi. Peningkatan jumlah seng memberikan material dengan peningkatan kekuatan dan keuletan. Kuningan dengan kandungan tembaga yang lebih besar dari 63% adalah yang paling ulet dari paduan tembaga dan dibentuk oleh operasi pembentukan dingin yang kompleks. Kuningan memiliki kelenturan yang lebih tinggi daripada perunggu atau seng. Titik leleh kuningan yang relatif rendah dan fluiditasnya membuatnya menjadi bahan yang relatif mudah untuk dilemparkan. Kuningan dapat berkisar dalam warna permukaan dari merah ke kuning ke emas hingga perak tergantung pada kandungan seng. Beberapa kegunaan umum untuk paduan kuningan termasuk perhiasan kostum, kunci, engsel, roda gigi, bantalan, kopling selang, selongsong amunisi, radiator otomotif, alat musik, kemasan elektronik, dan koin. Kuningan dan perunggu adalah bahan teknik umum dalam arsitektur modern dan terutama digunakan untuk atap dan kelongsong fasad karena penampilan visualnya.
Misalnya, Padoy Kuningan Kartrid C26000 UNS (70\/30) berasal dari seri kuningan kuning, yang memiliki keuletan tertinggi. Kuningan kartrid sebagian besar terbentuk dingin dan mereka juga dapat dengan mudah dikerjakan, yang diperlukan dalam membuat casing cartridge. Ini dapat digunakan untuk inti dan tangki radiator, cangkang senter, perlengkapan lampu, pengencang, kunci, engsel, komponen amunisi atau aksesori pipa.
Perunggu
Perunggu adalah keluarga paduan berbasis tembaga yang secara tradisional paduan dengan timah, tetapi dapat merujuk pada paduan tembaga dan elemen lainnya (misalnya aluminium, silikon, dan nikel). Perunggu agak lebih kuat dari kuningan, namun mereka masih memiliki tingkat resistensi korosi yang tinggi. Umumnya mereka digunakan ketika, selain resistensi korosi, sifat tarik yang baik diperlukan. Misalnya, Berilium tembaga mencapai kekuatan terbesar (hingga 1.400 MPa) dari setiap paduan berbasis tembaga.
Secara historis, tembaga paduan dengan logam lain, misalnya timah untuk membuat perunggu, pertama kali dipraktikkan sekitar 4000 tahun setelah penemuan peleburan tembaga, dan sekitar 2000 tahun setelah "perunggu alami" mulai digunakan secara umum. Peradaban kuno didefinisikan berada di zaman perunggu baik dengan memproduksi perunggu dengan melebur tembaga sendiri dan paduan dengan timah, arsenik, atau logam lainnya. Perunggu, atau paduan dan campuran seperti perunggu, digunakan untuk koin dalam waktu yang lebih lama. masih banyak digunakan saat ini untuk pegas, bantalan, busing, bantalan pilot transmisi mobil, dan perlengkapan serupa, dan sangat umum dalam bantalan motor listrik kecil. Kuningan dan perunggu adalah bahan teknik umum dalam arsitektur modern dan terutama digunakan untuk atap dan kelongsong fasad karena penampilan visualnya.
