Тэмпература плаўлення медзі

Гісторыкі мяркуюць, што першабытныя людзі знаходзілі медзь у выглядзе самародкаў, часам дасягаюць значных памераў. Сваю назву на лацінскай мове медзь (Cuprum) атрымала ад выспы Кіпр, дзе яе здабывалі старажытныя грэкі. Дзякуючы таму, што тэмпература плаўлення медзі не надта высокая і складае 1083 ° С, самародкі або руду, якая змяшчае медзь, можна было плавіць на вогнішчы. Гэта забяспечвала атрыманне медзі і дазваляла выкарыстоўваць яе для вырабу зброі і прадметаў побыту.

Нягледзячы на тое, што медзь шырока ўжывалася людзьмі яшчэ з старажытных часоў, па распаўсюджванню ў зямной кары яна займае 23 месца сярод іншых элементаў. Часцей за ўсё яна ў прыродзе сустракаецца ў выглядзе злучэнняў, якія ўваходзяць у склад сульфидных руд. Найбольш распаўсюджаныя з іх - медны бляск і медны колчедан. Існуе некалькі тэхналогій атрымання медзі з руды, прычым па кожнай з іх працэс адбываецца ў некалькі этапаў.

Як ужо адзначалася, невысокая тэмпература плаўлення медзі дазваляла паспяхова яе апрацоўваць яшчэ на самым пачатковым этапе развіцця цывілізацыі. І трэба аддаць належнае старажытным металурга, імі былі знойдзеныя варыянты атрымання і выкарыстання не толькі чыстай медзі, але і яе сплаваў. Плаўленне - гэта пераход металу з цвёрдага стану ў вадкае. Для гэтага выкарыстоўвалі нагрэў, і нізкая тэмпература плаўлення медзі дазваляла паспяхова праводзіць падобную аперацыю.

Затым у вадкую медзь дадавалі волава або выраблялі яго аднаўленне з касситерита (руды, якая змяшчае волава) на паверхні медзі. У выніку атрымлівалі бронзу, па трываласці вышэйшую за Cuprum і ужывальную для вырабу зброі. Аднак цяпер хацелася б спыніцца больш падрабязна на аперацыі плаўлення, якая дазваляе атрымаць дастаткова чысты матэрыял з руды.

Тэмпература плаўлення ў кожнага металу свая і залежыць ад наяўнасці прымешак у складзе зыходнага матэрыялу. Так, медзь, тэмпература плаўлення якой складае 1083 ° С, пасля дадання волава ўтварае бронзу, якая плавіцца пры тэмпературы 930-1140 ° С у залежнасці ад утрымання волава. Латунь жа, сплаў медзі і цынку, мае тэмпературу плаўлення 900-1050 ° С.

У працэсе нагрэву металу адбываецца разбурэнне крышталічнай рашоткі. Першапачаткова, па меры нагрэву, тэмпература ўзрастае, а затым, пачынаючы з некаторага значэння, застаецца пастаяннай, хоць нагрэў і працягваецца. У гэты момант і адбываецца плаўленне. Так працягваецца на працягу ўсяго часу, пакуль увесь метал не расплавіцца, і толькі потым тэмпература пачне павышацца. Гэта справядліва для ўсіх металаў, тэмпература плаўлення медзі таксама не змяняецца.

Пры астуджэнні карціна зваротная: спачатку тэмпература зніжаецца да пачатку зацвярдзення металу, потым трымаецца сталай і пасля поўнага ацвярдзення металу пачынае зноў паніжацца. Такія паводзіны металу, калі яго адлюстраваць на графіцы, называецца фазавай дыяграмай, што паказвае, у якім стане знаходзіцца рэчыва пры канкрэтнай тэмпературы. Для навукоўцаў Фазавая дыяграма з'яўляецца адным з інструментаў у вывучэнні паводзін металаў пры плаўленьня.

Калі працягнуць нагрэў расплаўленага металу, то пры некаторай тэмпературы пачынаецца працэс, падобны на кіпенне. Так, тэмпература кіпення медзі складае 2560 ° С. Гэтая назва працэс атрымаў за знешняе падабенства з кіпеннем вадкасці, калі зь яе пачынаюць вылучацца бурбалкі газу. Тое ж самае адбываецца і з металам, напрыклад, пры досыць высокай тэмпературы з вадкага жалеза пачынае выходзіць вуглярод, які ўтвараецца ў ходзе яго акіслення.

У артыкуле разгледжаны працэс плаўлення металаў, апісана паняцце тэмпературы плаўлення, яе паводзіны ў працэсе правядзення плаўкі. Тлумачыцца, які ўплыў нізкая тэмпература плаўлення медзі аказала на развіццё цывілізацыі і металургіі.