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紫铜 编辑
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紫铜又名红铜就是铜单质，因其颜色为紫红色而得名。各种性质见铜。紫铜是工业纯铜，其熔点为1083℃，无同素异构转变，相对密度为8.9，为镁的五倍。同体积的质量比普通钢重约15%。
紫铜因其具有玫瑰红色，表面形成氧化膜后呈紫色，故一般称为紫铜。它是含有一定氧的铜，因而又称含氧铜。
中文名 紫铜 外文名Copper 熔 点 为1083℃ 相对密度 8.96 应 用 制作导电、导热器材 别 称 红铜
目录
1 简介
2 性质分类
3 紫铜性能
▪ 普通性能
▪ 物理性能
4 用途
5 紫铜的焊接
简介编辑
红铜即纯铜，又名紫铜。纯铜的密度为8.969/cm3，熔点为1083℃，具有很好的导电性和导热性，塑性，易于热压和冷压力加工，大量用于制造电线、电缆、电刷、电火花蚀电蚀铜等要求导电性良好的产品。
紫铜的电导率和热导率仅次于银，广泛用于制作导电、导热器材。紫铜在大气、海水和某些非氧化性酸（盐酸、稀硫酸）、碱、盐溶液及多种有机酸（醋酸、柠檬酸）中，有良好的耐蚀性，用于化学工业。另外，紫铜有良好的焊接性，可经冷、热塑性加工制成各种半成品和成品。20世纪70年代，紫铜的产量超过了其他各类铜合金的总产量。 [1]
性质分类编辑
紫铜因呈紫红色而得名。它不一定是纯铜，有时还加入少量脱氧元素或其他元素以改善材质和性能,因此也归入铜合金。中国紫铜加工材按成分可分为：普通紫铜（T1、T2、T3）、无氧铜（TU1、TU2和高纯、真空无氧铜）、脱氧铜（TUP、TUMn）、添加少量合金元素的特种铜（铜、碲铜、银铜）四类。紫铜的电导率和热导率仅次于银，广泛用于制作导电、导热器材。紫铜在大气、海水和某些非氧化性酸（盐酸、稀硫酸）、碱、盐溶液及多种有机酸（醋酸、柠檬酸）中有良好的耐蚀性。
常用的铜合金分为黄铜﹑青铜﹑白铜3大类。
纯净的铜是紫红色的金属，俗称“紫铜”、“红铜”或“赤铜”。
紫铜性能编辑
普通性能
紫铜是比较纯净的一种铜，一般可近似认为是纯铜，导电性、塑性都较好，但强度、硬度较差一些。紫铜具有优良的导热性﹑延展性和耐蚀性。紫铜中的微量杂质对铜的导电、导热性能有严重影响。其中钛、磷、铁、硅等显著降低电导率,而镉、锌等则影响很小。硫、硒、碲等在铜中的固溶度很小,可与铜生成脆性化合物,对导电性影响不大，但能降低加工塑性。
紫铜在大气、海水和某些非氧化性酸（盐酸、稀硫酸）、碱、盐溶液及多种有机酸（醋酸、柠檬酸）中，有良好的耐蚀性，用于化学工业。另外，紫铜有良好的焊接性，可经冷、热塑性加工制成各种半成品和成品。20世纪70年代，紫铜的产量超过了其他各类铜合金的总产量。
物理性能
紫铜中的微量杂质对铜的导电、导热性能有严重影响。其中钛、磷、铁、硅等显著降低电导率,而镉、锌等则影响很小。氧、硫、硒、碲等在铜中的固溶度很小,可与铜生成脆性化合物,对导电性影响不大，但能降低加工塑性。普通紫铜在含氢或一氧化碳的还原性气氛中加热时，氢或一氧化碳易与晶界的氧化亚铜(Cu2O)作用，产生高压水蒸气或二氧化碳气体，可使铜破裂。这种现象常称为铜的“氢病”。氧对铜的焊接性有害。铋或铅与铜生成低熔点共晶，使铜产生热脆；而脆性的铋呈薄膜状分布在晶界时，又使铜产生冷脆。磷能显著降低铜的导电性,但可提高铜液的流动性,改善焊接性。适量的铅、碲、硫等能改善可切削性。紫铜退火板材的室温抗拉强度为22～25公斤力/毫米2,伸长率为45～50%，布氏硬度（HB）为35～45。
纯铜 导热系数为386.4w/(m.k).
用途编辑
紫铜的用途比纯铁广泛得多，每年有50%的铜被电解提纯为纯铜，用于电气工业。这里所说的紫铜，确实要非常纯，含铜达99.95%以上才行，极少量的杂质，特别是磷、、铝等，会大大降低铜的导电率。主要用于制作发电机﹑母线﹑电缆﹑开关装置﹑变压器等电工器材和热交换器﹑管道﹑太阳能加热装置的平板集热器等导热器材。铜中含氧(炼铜时容易混入少量氧)对导电率影响很大，用于电气工业的铜一般都是无氧铜。另外，铅、锑、铋等杂质会使铜的结晶不能结合在一起，造成热脆，也会影响纯铜的加工。这种纯度很高的纯铜，一般用电解法精制：把不纯铜(即粗铜)作阳极，纯铜作阴极，以硫酸铜溶液为电解液。当电流通过后，阳极上不纯的铜逐渐熔解，纯铜便逐渐沉淀在阴极上。这样精制而得的铜;纯度可达99.99%。
紫铜还用于电机短路环，电磁加热感应器的制作，和大功率电子元件上面，接线排接线端子之类的。
紫铜也运用到了门、窗、扶手等家具及装饰上。
紫铜的焊接编辑
1、氧乙炔焊
紫铜氧乙炔焊时可采用丝201（或丝202）焊丝与熔剂301。焊前经400~700℃预热，焊接火焰采用中性焰和较大的火焰功率。采用较少的焊接层数，焊后锤击焊缝减小焊接应力。
2、焊条电弧焊
紫铜焊条电弧焊可选用铜107或铜227焊条。电源采用直流反接。焊前预热温度300~500℃，焊接时采用短弧、直线往返运条，焊后锤击焊缝，减小焊接应力。
3、钨极氩弧焊
紫铜钨极氩弧焊所用的焊丝及熔剂与氧乙炔焊时相同，电源采用直流正接。焊前要预热，但温度不宜过高。 [2]

电解铜 编辑
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将粗铜(含铜99%)预先制成厚板作为阳极，纯铜制成薄片作阴极，以硫酸和硫酸铜的混合液作为电解液。通电后，铜从阳极溶解成铜离子(Cu)向阴极移动，到达阴极后获得电子而在阴极析出纯铜（亦称电解铜）。粗铜中杂质如比铜活泼的铁和锌等会随铜一起溶解为离子(Zn和Fe)。由于这些离子与铜离子相比不易析出，所以电解时只要适当调节电位差即可避免这些离子在阴极上析出。比铜不活泼的杂质如金和银等沉积在电解槽的底部。 这样生产出来的铜板，称为“电解铜”，质量，可以用来制作电气产品。
中文名 电解铜 外文名 Electrolytic copper 性 质 铜制品 用 途 用来制作电气产品 学 科 冶金
目录
1 化学反应
2 原材料
3 阴极铜
4 加工方法
5 蚀刻液
6 损耗原因
7 铜的性质
8 电解铜的用途
9 发展前景
10 执行原则
化学反应编辑
把电解铜再进一步加工，可制作成为极细的电解铜粉。
铜电解精炼的原理如下：
阳极反应：Cu — 2e- = Cu2+
Me — 2e-= Me2+
H2O — 2e- = 2H+ + 1/2O2
SO4 2- — 2e- = SO3 + 1/2O2
式中Me代表Fe、Ni、Pb、As、Sb等比Cu更负电性的金属，它们从阳极上溶解进入溶液。H2O和SO4 2-失去电子的反应由于其电位比铜正，故在正常情况下不会发生。贵金属的电位更正，不溶解，而进入阳极泥。
阴极反应：Cu2+ + 2e = Cu
2H+ + 2e- = H2
Me2+ + 2e- = Me
在这些反应中，具有标准电位比铜正、浓度高的金属离子才可能在阴极上被还原，但它们在阳极不溶解，因此只有铜离子还原是阴极反应的主要反应。 [1]
原材料编辑
⑴铜精矿
在自然界中存量极少，一般多以金属共生矿的形态存在。铜矿石中常伴生有多种重金属和稀有金属，如金、银、、锑、铋、硒、铅、碲、钴、镍、钼等。根据铜化合物的性质，铜矿物可分为、硫化矿和氧化矿三种类型，主要以硫化矿和氧化矿，特别是硫化矿分布广，世界铜产量的90%左右来自硫化矿。铜矿石经过选矿富集获得精矿，常见为褐色、灰色、黑褐色、黄绿色，成粉状，粒度一般小于0.074mm。含铜量13-30%，按行业标准YS/T318-1997《铜精矿》的规定，其化学成分和产品分类如表1。
⑵未精炼铜
按国家标准GB/T11086-1989《铜及铜合金术语》规定，未精炼铜包括冰铜、黑铜、沉淀铜和粗铜。冰铜主要由硫化亚铜和硫化亚铁组成的中间产品，黑铜通常用鼓风炉熔炼废杂铜或氧化铜矿石而产生的含杂质较多的铜，铜含量一般为60%-85%。沉淀铜通常用铁从含铜的溶液中置换，沉淀而获得的铜和氧化铜的不纯混合物，干量计算铜含量一般约50%-85%。粗铜是用转炉吹炼冰铜而产生的纯度不高的铜，粗铜中铜的含量一般约为98%，本标准中规定的未精炼铜，主要指的是粗铜。粗铜按行业标准YS/T70-1993《粗铜》的规定，按化学成分分为三个品级。
（3）铜废碎料
铜废碎料涉及的范围较广，包括紫铜、黄铜、青铜、白铜的废杂料，本标准规定的铜废碎料仅指紫杂铜。紫杂铜为铜制品所产生的各类废料、废件。如废旧电缆、紫铜管、棒、板、块、带及带薄镀层的上述材料和其它非合金类铜废料等。有以下5种分类及规格：
第1类：
（a）紫铜管、棒、板、块、带，表面干净，无油泥和其它沾附、夹杂。
（b）各种裸铜线、短线和其它纯铜废料。
第2类：
（a）1类铜废料中混有纸屑、各种绝缘材料、少量油泥、锈垢、杂物，但重量小于1%。
（b）直径0.3mm以上的漆包线，无污物和杂物。
第3类：各种报废的纯铜或有薄镀锌层的纯铜电器开关，零部件。
第4类：
（a）直径0.1-0.3mm的漆包线。
（b）有油泥或少量其它夹杂的漆包线。
（c）干净、发脆的火烧线。
第5类：各种纯铜水箱、蒸发器、热交换器具、但其内部不得有充填物，只允许有少量自然形成的水垢。 [1]
阴极铜编辑
阴极铜的品质要求：铜精矿由电解精炼法或电解沉积法生产得到阴极铜。按国标GB/T467－1997《阴极铜》的规定，阴极铜按化学成分分为高纯阴极铜（Cu－CATH－1）和标准阴极铜（Cu－CATH－2）和两个牌号。阴极铜的试验方法：高纯阴极铜化学成分的仲裁分析方法按GB/T13293－1991《高纯阳极铜化学分析方法》的规定进行，标准阴极铜化学成分的仲裁分析方法按GB/T5121-1996《铜及铜合金化学分析方法》的规定进行。表面质量用目视检测。 [1]
加工方法编辑
铜的冶炼方法可分为两类：火法冶金和湿法冶金。世界上精铜产量的85%以上是用火法冶金从硫化铜精矿和再生铜中回收的，湿法冶金生产的精铜只占15%左右。
⑴火法冶金
火法炼铜的方法很多，主要有：鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、闪速熔炼、电炉熔炼等。从以上炼铜的工艺流程图看出：硫化铜精矿（含铜量为13%－30%）可以采用几种不同的冶金方法进行熔炼，得到冰铜，再经过转炉吹炼得到含铜大于97.5%的粗铜，因粗铜的质量仍满足不了工业用铜的要求，精炼后得到的精铜要求含铜99.95%以上。在硫化铜精矿冶炼的过程中同时还可以回收硫、金、银、锑、铋、镍、硒等有价元素
在中国，从铜精矿中提取金属铜，主要采用火法冶金的方法，比较的就是闪速熔炼，其产量占全国产铜量的30%以上。由于能耗低，规模大，能有效控制环境污染等优点。这一冶炼技术正在炼铜工业上得到日益发展。闪速熔炼根据不同炉型的工作原理可分为两种类型：Outokumpu闪速熔炼、InCo闪速熔炼。
⑵湿法冶金
湿法冶金在许多情况下与火法相配合的。其过程的主要化学反应是在水溶液中进行的。铜（锌）矿物预先通过氧化或硫酸焙烧，转变可溶状态，然后再进行浸出、净化电积、以提取电解铜。通常有RLE法、常压氨浸出法（阿法）、高压氨浸出法、浸出法等。从焙烧→浸出→净化→电积，简称RLE法。其生产流程，湿法冶金主要适用从低品位氧化矿、废矿堆及浮选尾矿中提取金属铜。 [1]
蚀刻液编辑
线路板生产过程产生大量的蚀刻液，该液中含有铜（铜含量约为120-140g/l）、氨水及。对于这种蚀刻液，传统的处理方法是线路板生产企业作为废液售卖给回收公司，回收公司以其为原料生产硫酸铜产品，但其中大量含氨液体得不到有效的利用，造成资源浪费，并且不能产生效益。蚀刻液萃取-电沉积（SX-EW）再生闭路循环工艺是使用萃取剂，萃取蚀刻液中的铜，以硫酸反萃成硫酸铜后用电积方法生产金属铜，而萃取后残液则调整PH及添加剂再生成蚀刻液子液使用，达到节省资源、减少污染、增加企业效益的目的。
所采用工艺流程是根据铜工业冶炼工艺：萃取-电积工艺进行蚀刻液电解铜技术，这一技术成熟可靠，广泛使用工艺。
其工艺流程如下： [2]