تحقیق مقاله آلیاژ های مس، خواص و کاربرد

ویژگی های فلز مس،خواص و کاربرد

مِس یکی از عناصر جدول تناوبی است که نشان آن Cu و عدد اتمی آن ۲۹ می‌باشد.

ویژگیهای مهم فلز

یک نمونه مس طبیعی

مس فلز نسبتاً قرمز رنگی است که از خاصیت هدایت الکتریکی و حرارتی بسیار بالایی برخوردار است.( در بین فلزات خالص، تنها خاصیت هدایت الکتریکی نقره در حرارت اتاق از مس بیشتر است) چون قدمت مصنوعات مسی کشف شده به سال ۸۷۰۰ قبل از میلاد برمی گردد، احتمالاً این فلز قدیمی‌ترین فلز مورد استفاده انسان می‌باشد.مس علاوه بر اینکه در سنگهای معدنی گوناگون وجود دارد، به حالت فلزی نیز یافت می‌شود.( مثلاً مس خالص در بعضی مناطق).این فلز را یونانیان تحت عنوان Chalkos می‌شناختند. چون مقدار بسیار زیادی از این فلز در قبرس استخراج می‌شد رومیان آنرا aes Cyprium می‌نامیدند. بعدها این واژه به فرم ساده تر cuprum درآمد و در نهایت انگلیسی شده و به لغت Copper تبدیل شد.

کاربردها

اتصالات ساخته شده از مس

مس فلزی قابل انعطاف و چکشخوار است که کاربردهای زیادی مانند موارد زیر دارد:

سیم‌های مسی

لوله‌های مسی

دستگیره‌های درب و سایر وسایل منزل

(تندیسگری). مثلاً مجسمه آزادی شامل ۱۷۹۰۰۰ پوند مس می‌باشد.

آهنرباهای الکتریکی.

موتورها، مخصوص موتورهای الکترومغناطیسی.

موتور بخار وات.

کلیدها و تقویت کننده‌های الکتریکی.

لامپهای خلاء، لامپهای پرتوی کاتدی و مگنترونهای(اجاقهای مایکروویو).

هدایت کننده موج برای تشعشع مایکروویو.

به علت خاصیت هدایت بهتر آن نسبت به آلومینیوم ، کاربرد مس در IC‌ها به جای آلومینیوم رو به افزایش است.

به‌عنوان جزئی از سکه‌ها.

در وسایل آشپزی، از جمله ماهی تابه.

بیشتر سرویسهای قاشق(چنگال)و چاقوها دارای مقادیری مس هستند (نقره نیکلی).

اگر نقره استرلینگ در ظروف غذاخوری بکار رفته باشد ،حتماًباید دارای درصد کمی مس باشد.

به‌عنوان بخشی از لعاب سرامیکی و در رنگ آمیزی شیشه.

وسایل موسیقی ،بخصوص سازهای بادی.

به‌عنوان یکا(بیواستاتک)در بمارستانها و پوشاندن قسمت‌های مختلف کشتی برای حفاظت در برابر بارناکلها و ماسلها.

ترکیباتی مانند محلول(فلینگ)که در شیمی کاربرد دارد.

سولفات مس که به‌عنوان سم و تصفیه کننده آب کاربرد دارد.

تاریخچه

مس برای تعدادی از تمدنهای قدیمی ثبت شده، شناخته شده بود و تاریخ استفاده از آن حد اقل به ۱۰۰۰۰ سال پیش می‌رسد. یک آویزه مسی، متعلق به سال ۸۷۰۰ قبل از میلاد در شمال عراق کنونی پیدا شد.نشانه‌هایی مبنی بر ذوب و خالص کردن مس از اکسیدهای آن مانند مالاکیت و آزوریت تا سال ۵۰۰۰ قبل از میلاد وجود دارد.در عوض اولین نشانه‌های استفاده از طلا تقریباً به ۴۰۰۰ سال قبل از میلاد بر می‌گردد.

مصنوعات مسی و برنزی که از شهرهای سومری و مصنوعات مصری که از مس و آلیاژ آن با قلع یافت شده تقریباً متعلق به ۳۰۰۰ سال قبل از میلاد هستند. در یکی از اهرام یک سامانه لوله کشی با مس پیدا شده که مربوط به۵۰۰۰ سال پیش است. مصریان دریافتند افزودن مقدار کمی قلع، قالب گیری مس را آسان تر می‌کند بنابراین آلیاژهای برنزی که در مصر کشف می‌شوند تقریباً قدمتی همانند مس دارند. استفاده از مس در چین باستان حداقل به ۲۰۰۰ سال قبل از میلاد مربوط بوده و تا ۱۲۰۰ سال قبل از میلاد در این کشوربرنز مرغوب ساخته می‌شده‌است.در نظر داشته باشید چون مس به راحتی برای استفاده و کاربرد مجدد ذوب می‌شود، دوران ذکر شده تحت تاثیر جنگها و کشورگشائیها قرار می‌گیرد.در اروپا مرد یخیOetzi ،مردی که به دقت نگهداری می‌شود و متعلق به۳۲۰۰ سال قبل از میلاد است، تبری با نوک مسی در دست دارد که درجه خلوص فلز آن ۷/۹۹٪ می‌باشد. مقدار زیاد آرسنیک موجود در موهای او نشان دهنده سرو و کار او با پالایش مس می‌باشد.

استفاده ار برونز در مرحله‌ای از تمدن به قدری فراگیر بود که آن مرحله را عصر برونز می‌نامند. برنج برای یونانیان شناخته شده بود اما اولین بار بصورت گسترده توسط رومیان بکار رفت. به خاطر زیبایی درخشانش- بطوریکه در باستان برای ساخت آئینه از آن استفاده می‌شد -ونیزبه دلیل ارتباط آن با قبرس که مربوط به الهه بود ،در اسطوره‌شناسی و کیمیاگری فلز مس با الهه‌های آفرودیت و ونوس پیوند دارد.در کیمیاگری علامتی را که برای مس در نظر گرفته بودند ،علامت سیاره ناهید نیز بود.

نقش زیست‌شناختی

وجود مس برای کلیه گیاهان و حیوانات عالی ضروری می‌باشد. مس در آنزمهای متنوعی ،از جمله مراکز مس cytochrome c oxidase و آنزیم حاوی Cu-Zn به نام superoxide dismutase وجود دارد و فلز اصلی در رنگدانه حامل اکسیژن hemocyanin است.RDA برای مس در بزرگسالان سالم ۹/۰ میلی گرم در روز می‌باشد. مس در جریان خون عمدتاً روی پروتئین پلاسمایی بنام ceruloplasmin حرکت می‌کند. اگرچه مس اول در روده جذب می‌شود، این عنصر همبسته با آلبومین به سوی کبد منتقل می‌شود.یک حالت ارثی که بیماری ویلسون نامیده می‌شود موجب باقی ماندن مس در بدن و عدم ورود آن به صفرا توسط کبد شود.این بیماری در صورت عدم درمان می‌تواند منجر به آسیبهای کبدی و مغزی شود.

پیدایش

مس معمولاً به شکل معدنی یافت می‌شود.کانیهایی مثل آزوریت، مالاکیت و برنیت همانند سولفیدهایی از جمله کالکوپیریت ( CuFeS۲) ،کوولین ( CuS)، کالکوزین ( Cu۲S) یا اکسیدهایی مانند کوپریت (Cu۲O) از منابع مس هستند.

ترکیبات

آلیاژهای بسیاری از مس وجود دارد- برنج آلیاژ مس/روی و برنز آلیاژ مس/ قلع است. متداول‌ترین حالات اکسیداسیون مس شامل حالت مربوط به مس یک طرفیتی cuprous، ۱+Cu و حالتcupric ،۲+Cuمی‌باشد.