Metal bakırı en iyi bakır ve diğer metallerden yapılmış eski paralardan tanıyabilirsiniz. Ancak bakır, benzersiz özellikleri nedeniyle dünya çapında birçok önemli rol oynamaktadır. Bu özelliklerden biri iletkenliği veya elektriği iletme yeteneğidir. Bakırın yüksek iletkenliği onu elektriksel amaçlar için ideal kılar.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Bakır, yüksek elektrik iletkenliğine sahip, değerli olmayan, kırmızı-altın renkli bir metaldir. Aslında bakırın iletkenliği o kadar yüksektir ki, diğer değerli olmayan metallerin ve alaşımların karşılaştırıldığı standart olarak kabul edilir. Bakırın iletkenliği, alaşım yapmak için diğer metallerin eklenmesinden etkilenir.
Bakırın Özellikleri
Bakır çekici bir kırmızı-altın renkli metaldir. Bakır adını, Kıbrıs'tan bir metalin Latincesi olan "Cyprium aes" kelimesinden gelen Eski İngilizce "coper" kelimesinden almıştır. Bakırın atom sembolü “Cu” ve atom numarası 29'dur. Bakır, çalışan ilk metal insandı. Sonunda insanlar, bakırı metal kalay ile birleştirirlerse, bronz adı verilen yeni bir metal türü yapabileceklerini keşfettiler. Bu, medeniyetin metal bakırın yardımıyla ileri sıçradığı Bronz Çağı dediğimiz şeyi başlattı. Bronz, para biriminde ve toplumu değiştirmeye yardımcı olan araçlarda kullanıldı.
Bakır genellikle kükürtün yanında bulunur. Önemli bakır kaynakları arasında kalkopirit ve bornit bulunur. Bakır, mayınlı bakır sülfür cevherinden eritilerek ve ardından elektroliz yoluyla rafine edilerek çıkarılır.
Bakırın kullanışlı bir özelliği, sünekliği veya esneme yeteneğidir. Bakır çekilebilir ve bükülebilir, ancak kırılmaz. Bu, tel olarak kullanım için idealdir. Bakır dövülebilir bir metaldir, yani kolayca şekillendirilebilir ve manipüle edilebilir. Bu nedenle, biraz yumuşaktır. Bakırın bir başka özelliği de mükemmel ısı iletme yeteneğidir. Bakır, diğer bazı metaller gibi korozyona uğramaz, demir gibi oksitlenmez veya paslanmaz. Bakır aslında birçok organik bileşiğe karşı dirençlidir ve belki de en değerli özelliği yüksek iletkenliğidir.
Bakır, şekillendirilmesi ve lehimlenmesi kolay olduğu için işleme ve birleştirme için mükemmel bir metaldir. Ek olarak, bakırın mükemmel ve değerli bir özelliği, geri dönüştürülebilme özelliğidir. Bakır kaynağının madenden mi yoksa geri dönüşüm malzemelerinden mi olduğu önemli değildir. Birçok yararlı özelliği, kaynağından bağımsız olarak kalır.
Alaşımlar, bakırdan daha sert bir metal olan bronz yapmak için bakır ve kalay karışımı gibi metal karışımlarıdır. Metal alaşımları, ana metalleriyle aynı özelliklerin bazılarına sahiptir, ancak davranış olarak da çok farklı olduklarını kanıtlayabilirler. Alaşım karışımları, örneğin metallerin elektrik iletkenliğini etkileyebilir. Çeşitli metallerin bakır ile kombinasyonu, her alaşım için benzersiz özelliklerle sonuçlanır. Bakır gümüşle birleştirildiğinde, elde edilen alaşım saf bakırla aynı özelliklerin çoğuna sahiptir. Ancak bakır fosfor ile birleştirilirse, ortaya çıkan alaşım oldukça farklı bir şekilde davranır.
Farklı bakır alaşımları farklı kullanımlar sağlar. Çoğu zaman, alaşımlar ya bakırı güçlendirmek ya da elektriksel iletkenlik özelliklerini arttırmak için yapılır.
Bakırın İletkenliği
Metallerin iletkenliği, metallerin elektriği iletme kabiliyetini ifade eder. İletkenlik, örneğin alaşım yaparken olduğu gibi, diğer metallerin eklenmesiyle değişebilir. En büyük iletkenliğe sahip metal, değerli metal gümüştür. Silver'ın maliyeti, geniş ölçekli elektrik kullanımları için ekonomik olarak uygun olmasını engeller. Değerli olmayan metaller arasında bakır veya Cu iletkenliği en yüksektir. Bu, bakırın diğer değerli olmayan metallerden daha fazla elektrik akımı taşıyabileceği anlamına gelir. Aslında, diğer değerli olmayan metallerin iletkenliği bakır ile karşılaştırılır çünkü bakır nihai standart haline gelmiştir.
İletkenlik standardı, Uluslararası Tavlı Bakır Standardı veya IACS olarak adlandırılır. Bir maddenin IACS yüzdesi, elektrik iletkenliğine atıfta bulunur ve saf bakırın IACS yüzdesi yüzde 100 olarak kabul edilir. Buna karşılık, alüminyumun iletkenliği yüzde 61 IACS'dir. Cu iletkenliği, alaşım oluşturmak için çeşitli metallerin eklenmesinden etkilenir. Yüzde 99,3'ten fazla bakır içeriğine sahip bakır alaşımlarına “Bakır” denir. Bazı alaşımlar çok yüksek oranda bakır içerir ve bunlar “Yüksek Bakır Alaşımları” olarak adlandırılır. Bakır yüzdesi Cu iletkenliğini etkilerken, en çok ne tür malzemeler olduğundan etkilenir. ile kombine. Bakır alaşımları daha güçlü hale getirildiğinde genellikle bir ödünleşme meydana gelir. Genellikle bu alaşımların iletkenliği daha düşüktür.
Cu-ETP (Elektronik Dokunmatik Aralık) yüzde 100 IACS'ye sahiptir ve tellerde, kablolarda ve baralarda kullanılan bakır türünün tanımıdır. Dökme bakır veya Cu-C, yüzde 98 IACS'dir, bu nedenle iletkenliği de yüksektir. Bakırla alaşım yapmak için kalay, magnezyum, krom, demir veya zirkonyum eklendiğinde metalin gücü artar, ancak iletkenliği düşer. Örneğin bakır-kalay veya CuSnO.15, yüzde 64 IACS kadar düşük bir Cu iletkenliğine sahiptir. Alaşım işlevine bağlı olarak Cu iletkenliği önemli ölçüde düşebilir. Hem iyi işlenebilirlik hem de yüksek iletkenliği bir arada sağlayan alaşımlar hala mevcuttur. Onun örnekleri arasında bakır-tellür (CuTep) ve bakır-kükürt (CuSP) alaşımları bulunur. İletkenlikleri yüzde 64 ila 98 IACS aralığındadır. Bu alaşımlar, yarı iletken bağlantıları ve direnç kaynağı uçları için oldukça kullanışlıdır. Bazen bakır bazlı malzemeler, orta düzeyde Cu iletkenliği ile yüksek sertlik ve dayanıklılık gerektirir; bir örnek, yüzde 45 ila 60 IACS Cu iletkenliği veren bakır, nikel ve silikon karışımıdır. Ölçeğin düşük iletkenlik ucunda, pirinçler döküm için mükemmel olan bakır alaşımlarıdır. IACS yüzdeleri 20 civarında seyrediyor. Bu düşük Cu iletkenliğine sahip alaşımların bir örneği bakır-çinkodur. Bazen dengeli bir alaşım, elektrik ihtiyaçları için yararlı olan düşük ila orta Cu iletkenliği sağlar. Bakır-çinko pirinçler bu kategoriye girer ve iletkenlikleri yüzde 28 ila yüzde 56 IACS arasında değişir. Bakırın çok yönlülüğü ve pek çok farklı metalle faydalı alaşımlar oluşturma yeteneği inanılmaz.
Cu iletkenliği çok yüksek olduğu için ısıyı iletme kabiliyeti de oldukça yüksektir. İletkenliği yüksek bakır alaşımları yapmak, elektrik akımı taşıdıklarında alaşımların aşırı ısınmaya dayanıklı hale getirilmesini gerektirir. Bu, enerji iletiminde çok önemlidir, çünkü daha yüksek ısı direnci etkiler.
Bakırın Kullanım Alanları
Bakır hem fiziksel hem de biyolojik olarak birçok şekilde kullanılmaktadır. Tarımda da zehir olarak kullanılır. Bakır çözeltileri, kimyasal testlerin bir parçası olarak yaygın olarak kullanılır. Vücutta bakır, hücrelerde enerji transferi için gerekli olan temel bir element olarak rol oynar. Bazı kabuklular, birincil oksijen taşıyıcıları olarak demir yerine bakır bile kullanırlar.
Madeni para yapımında elbette bakır kullanılır; eski kuruşlar bir örnektir. Aslında, çoğu madeni paranın içinde en azından bir miktar bakır bulunur.
Bakır çoğunlukla elektriğin günlük kullandığınız tüm şeylere iletilmesinde ve iletilmesinde kullanılır. Bakır, elektrik tesisatı, inşaat, makine, telekomünikasyon, güç iletimi, ulaşım ve diğer endüstriyel kullanımlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Kablolar, transformatörler ve konnektör parçaları için kullanılabilir. Bakır ayrıca bilgisayarlarda ve mikro devrelerde de kullanılır.
Sürdürülebilir enerji piyasası büyüdükçe bakır talebi de artıyor. Bakır birçok alanda son derece kullanışlıdır ve tekrar tekrar geri dönüştürülebilir. Bu nedenle yenilenebilir enerji sistemlerinin önemli bir bileşenidir. Aslında güneş, rüzgar ve elektrikli araç endüstrileri, onları elektrik şebekesine bağlamak için bakıra güveniyor. Elektrikli araçlar, gazla çalışan araçlardan çok daha fazla bakır gerektirir. Bakırın yüksek iletkenliği onu büyük ölçüde verimli kılar. İnsanlar tarafından kullanılan en eski metalin gelecekte de fayda sağlamaya devam edeceği uygun görünüyor.