Ljudje so se učili in taljeni baker že od antike. Že takrat je bil element široko uporabljen v vsakdanjem življenju in iz njega so bili izdelani različni predmeti. Zlitje bakra in kositra (bron) se je naučilo izdelovati pred približno tremi tisoč leti, izkazalo se je kot dobro orožje. Bronca je takoj postala priljubljena, saj se je odlikovala z vzdržljivostjo in lepim videzom. Iz nje so izdelovali nakit, jedi, orodje in lov.
Zaradi nizke temperature tališča človeštvo ni imelo težav pri hitrem obvladovanju proizvodnje bakra doma. Kako poteka proces taljenja bakra, pri kateri temperaturi se začne taliti?
Izvor in najdba bakra v naravi
Kemični element je dobil ime po imenu otoka Cipra (Cuprum), kjer so ga naučili, da ga izkoplje v 3. tisočletju pr. V periodni tabeli kemijskih elementov v bakru 29 je atomsko število, nahaja se v skupini 11 četrtega obdobja. Element je duktilna prehodna kovina, ki ima zlato rožnato barvo.
Z vidika porazdelitve v skorji se element uvršča na 23. mesto med ostalimi elementi in se najpogosteje nahaja v obliki sulfidnih rud. Najpogostejše vrste so bakrov pirit in bakrov luster. Do danes je na voljo več načinov pridobivanja bakra iz rude, vendar pa katera koli tehnologija zahteva postopen pristop, da bi dosegli končni rezultat.
Že na začetku razvoja civilizacije so se ljudje naučili sprejemati in uporabljati bakra, pa tudi njegove zlitine. Že v tistem času so kopali ne sulfidno, temveč malahitno rudo, pri čemer ni bilo potrebno predhodno kalciniranje. Mešanica rude s premogom je bila postavljena v zemeljsko posodo, ki je bila spuščena v majhno jamo, po kateri se je mešanica zažgala, ogljikov monoksid pa je pomagal malagitu, da se je povrnil v stanje brez bakra.
V naravi bakra najdemo ne le v rudi, temveč tudi v svoji domači obliki, najbogatejša nahajališča pa so v Čilu. Bakreni sulfidi se pogosto tvorijo v geotermalnih žilah srednje temperature. Pogosto so lahko bakrene usedline v obliki sedimentnih kamnin - skrilavca in bakrenega peščenjaka, ki se nahajajo v regiji Chita in Kazahstanu.
Fizično lastnosti
Plastična kovina na prostem se hitro prekrije z oksidnim filmom, elementu daje značilno rumenkasto rdeč odtenek, v lumenu filma pa lahko ima zelenkasto modro barvo. Baker je eden redkih elementov, ki imajo vidno barvo očesa. Ima visoko stopnjo toplotne in električne prevodnosti - to je drugo mesto za srebrom.
Gostota - 8, 94 * 10 3 kg / m 3- Specifična toplota pri T = 20 o C - 390 J / kg * K
- Električna upornost v temperaturnem območju od 20 do 100 o C - 1.78 * 10 -8 Ohm / m
- Vrelišče - 2595 о С
- Električna prevodnost pri T = 20 o C - 55, 5-58 MS / m.
Tališče tal
Postopek taljenja se pojavi, ko kovina iz trdnega stanja postane tekočina in vsak element ima lastno tališče. Veliko je odvisno od prisotnosti nečistoč v sestavi kovine, običajno se topi pri temperaturi 1083 o C. Če mu dodamo kositer, se tališče zniža na 930-1140 o C, kjer je tališče odvisno od vsebnosti kositra v zlitini. V bakreno-cinkovi zlitini je tališče še nižje - 900-1050 o C.
V procesu ogrevanja katerekoli kovine je uničenje kristalne rešetke. Ko se temperatura segreje, postane tališče višje, potem pa ostane konstantno, ko doseže določeno temperaturno mejo. V takem trenutku se pojavi proces taljenja kovin, ki se popolnoma topi in potem se temperatura ponovno začne dvigovati.
Ko se začne hladiti kovina, se temperatura začne zmanjševati in na neki točki ostane na enaki ravni do trenutka popolnega strjevanja kovine. Nato se kovina popolnoma strdi in temperatura se ponovno zniža. To je razvidno iz faznega diagrama, ki prikazuje celoten temperaturni proces od začetka tališča do strjevanja kovine.
Ko se segreje, se segreti baker začne spreminjati v vrelišče pri temperaturi 2560 ° C. Postopek vrenja kovine je zelo podoben procesu vrenja tekočih snovi, ko se plin začne tvoriti in se na površini pojavijo mehurčki. Pri vreliščih kovine pri najvišjih možnih temperaturah se začne sproščati ogljik, ki nastane kot posledica oksidacije.
Taljenje bakra doma
Nizko tališče je ljudem v antiki omogočilo, da talijo kovino naravnost na ogenj, nato pa uporabijo končno kovino v vsakdanjem življenju, da bi izdelali orožje, okraske, jedi, orodje. Za taljenje bakra doma potrebujete naslednje:
Zanj so prisotne kokile in posebne klešče.- Oglje
- Muffle peč.
- Horn
- Gospodinjski sesalnik.
- Oblika za taljenje.
- Jeklena kljuka.
Celoten postopek poteka po stopnjah, da se začne kovina položiti v lonček in nato položi v žarilno peč. Nastavite želeno temperaturo in opazujte postopek skozi stekleno okno. V procesu taljenja se bo v posodi z kovino pojavil oksidni film, ki ga je treba odstraniti z odpiranjem okna in ga premakniti na stran z jekleno kljuko.
Če ni žarilna peč, se lahko bakra tali z uporabo autogena, taljenje bo potekalo pod normalnim dostopom zraka. Z uporabo svetilke za žarnico lahko talite rumeni bakreni (medeninasti) in nizkotemperaturni bronasti. Prepričajte se, da plamen zajema celoten lonček.
Če doma ni nič od teh sredstev, potem lahko uporabite goro, ki ga postavi na plast oglja. Za povišanje temperature lahko uporabite gospodinjski sesalnik tako, da vklopite način pihanja, vendar le, če ima cev kovinsko konico. Dobro je, če ima konica koničasto konico, tako da je zračni curk tanjši.
V sodobnih industrijskih pogojih čisti baker ne bo uporabljen, njegova sestava vsebuje veliko različnih nečistoč - železo, nikelj, arzen in antimon ter druge elemente. Kakovost končnega izdelka se določi glede na odstotek nečistoč v zlitini, vendar ne več kot 1%. Pomembni kazalniki so toplotna in električna prevodnost kovine. Baker se pogosto uporablja v mnogih panogah zaradi svoje plastičnosti, fleksibilnosti in nizkega tališča.