铜是一种金属元素,化学符号为Cu,原子序数为29。纯铜是柔软的金属,表面刚切开时为红橙色带金属光泽,单质呈紫红色。延展性好,导热性和导电性高,因此在电缆和电气、电子元件是最常用的材料,也可用作建筑材料,可以组成众多种合金。铜合金机械性能优异,电阻率很低,其中最重要的数青铜和黄铜。此外,铜也是耐用的金属,可以多次回收而无损其机械性能。
铜是人类最早使用的金属之一。早在史前时代,人们就开始采掘露天铜矿,并用获取的铜制造武器、工具和其他器皿,铜的使用对早期人类文明的进步影响深远。铜是一种存在于地壳和海洋中的金属。铜在地壳中的含量约为0.01%,在个别铜矿床中,铜的含量可以达到3%~5%。自然界中的铜,多数以化合物即铜矿石存在。
铜具有极好的导电和导热性能,其导电率,传热系数仅次于银,高出所有其他金属。铜位于元素周期表的IB族,与金、银同族,该族元素的特点是化学稳定性好。同时,铜及其合金还具有美丽的色彩。
铜的应用围绕其导电、传热、耐蚀和色彩各大特性展开同时,铜还具有众人少知的特殊性能:抑菌特性。游泳池水中加入硫酸铜(呈绿色),牲畜饲料中加入少量硫酸铜,都是为了防止细菌的繁殖和接触传播。国外宾馆和医院的门把手都是用铜合金制造的,其目的就是为了减少细菌的接触传播。
铜在大气中不易氧化,但在含SO2、CO2的湿空气中会在表面缓慢地形成碱式硫酸铜和碱式碳酸铜的混合体(俗称铜绿)。铜绿组织细密,与铜基体结合紧密,从而起到防止基体继续氧化的保护作用,因此铜在大气中耐腐蚀性能良好。铜在水中电离电位是+0.52(Cu+),不会与水中H+交换电子发生放电反应只有在被氧化成离子状态时,铜才会与H+发生反应,因此铜在水中耐腐蚀。
铜是与人类关系非常密切的有色金属,被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域,在中国有色金属材料的消费中仅次于铝。铜是一种红色金属,同时也是一种绿色金属。说它是绿色金属,主要是因为它熔点较低,容易再熔化、再冶炼,因而回收利用相当地便宜。古代主要用于器皿、艺术品及武器铸造,比较有名的器皿及艺术品如后母戊鼎、四羊方尊。
电器和电子市场约占总数的28%。1997年,这两个市场成为铜消耗的第二大终端用户,拥有25%的市场份额。在许多电器产品(例如:电线、母线、变压器绕组、重型马达、电话线和电话电缆),铜的使用寿命都相当地长,只有经过20到50年以后,里面的铜才可以进行回收利用。其他含铜的电器和电子产品(比如:小型电器和消费电子产品)使用寿命则比较短,一般是5~10年。商业性电子产品和大型电器产品通常要回收的,因为它们除含有铜以外,还有其他珍贵的金属。尽管如此,小型的电子消费产品的回收率还是相当低的,因为它们里面几乎没有多少铜元素。
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