Schmelzpunkt von Kupfer – Kennen Sie die Temperatur, bei der es zu schmelzen beginnt

Wir können den Schmelzpunkt jedes Metalls als den spezifischen Punkt definieren, an dem es beginnt, vom festen in den flüssigen Zustand überzugehen. Bei genau dieser Temperatur herrscht ein Gleichgewicht zwischen der festen und der flüssigen Phase der Metalle.

Dies bedeutet, dass Sie dem Metall mehr Wärme zuführen können, ohne dass die Gesamttemperatur über diesen Punkt hinaus ansteigt.

Schmelzpunkt von Kupfer

Kupferkonfiguration
Kupferkonfiguration

Aus der obigen Beschreibung können wir auch sagen, dass der Schmelzpunkt von Kupfer der Gleichgewichtspunkt ist, an dem es sowohl feste als auch flüssige Phasen aufweist. Dies ist eine virtuelle Existenz bei einer Temperatur, bei der der Feststoff in eine Flüssigkeit übergeht.

Sie werden feststellen, dass dieser Übergang viele chemische und strukturelle Veränderungen am Kupfermetall hervorrufen wird. Ein weiterer Hinweis, den Sie bei der Analyse der Schmelztemperatur von Kupfer beachten sollten, ist die Spezifität.

Dies liegt daran, dass Kupfer in zwei Formen vorliegt, nämlich reinem Kupfer und Kupferlegierung. Sie sollten auch sehr darauf achten, welche Maßeinheit Sie verwenden.

Lassen Sie uns nun genauer auf die Schmelzpunkte von reinem Kupfer und Kupferlegierungen eingehen:

Schmelztemperatur von reinem Kupfer

Unter reinem Kupfer versteht man Kupfer, dem nichts zugesetzt ist. Der Schmelzpunkt dieses Kupfers liegt bei 1085°C. In anderen Einheiten liegt sie bei 1984°F und 1357K.

Wir sind auch der Existenz von reinem Kupfer in anderen Formen wie Kupferpulver oder Nanopartikeln überdrüssig. Allerdings liegen ihre Schmelzpunkte immer noch innerhalb dieser Temperaturbereiche.

Möglicherweise stoßen Sie auch auf andere Maßeinheiten wie Joule pro Mol oder Rankine, die zur Definition des Schmelzpunkts von Kupfer verwendet wurden. Das sollte Sie nicht überraschen, denn sie wurden einfach von den oben angegebenen Haupttemperatureinheiten abgeleitet.

Schmelztemperaturen von Kupferlegierungen

Bei Kupferlegierungen handelt es sich grundsätzlich um reines Kupfer mit Zusatzstoffen, die ihm hervorragende Eigenschaften verleihen. Deshalb werden sie für viele technische Anwendungen gegenüber Kupfer in seiner reinen Form bevorzugt.

Wir wissen, dass jedes metallische oder nichtmetallische Material seinen ganz eigenen Schmelzpunkt hat. Dies hat zur Folge, dass die Schmelzpunkte schwanken, wenn wir Kupfer mit einem dieser Stoffe kombinieren.

Die Legierungszusammensetzung erhält einen neuen Schmelzpunkt und die Legierungskombinationen sind sehr zahlreich. Wir konzentrieren uns jedoch nur auf die Legierungen, die in vielen industriellen Anwendungen von Bedeutung sind.

KupferlegierungSchmelzpunkt in °C
Arsenkupfer685
Berylliumkupfer870-980
Messing930-940
Bronzemedaille913
Kupfer-Nickel1170-1240
Rotguss900-1000

 

Sie können jetzt einen klaren Vergleich anstellen, wie sich der Schmelzpunkt von reinem Kupfer mit den einzelnen Legierungen verhält

Faktoren, die den Schmelzpunkt von Kupfer beeinflussen

Es kann vorkommen, dass der Schmelzpunkt von Kupfer schwankt. Dies wird normalerweise durch verschiedene Faktoren verursacht, über die wir eine ausführliche Diskussion führen werden.

Dazu gehören:

Geschmolzenes Kupfer
Geschmolzenes Kupfer

· Verunreinigungen

Das Vorhandensein von Verunreinigungen im Kupfer führt tendenziell zu einer Senkung seines Schmelzpunkts. Der Einfluss auf den Siedepunkt ist jedoch unterschiedlich, da diese Verunreinigungen ihn erhöhen.

Die Wissenschaft dahinter ist, dass die Verunreinigungen eine stabilisierende Wirkung auf die flüssige Phase der Kupfermetalle haben. Dies bedeutet, dass Sie bei unreinem Kupfer oder seinen Kupferlegierungen niedrigere Schmelzpunkte feststellen.

Viele Hersteller senken normalerweise den Schmelzpunkt von reinem Kupfer, indem sie ihm Legierungen hinzufügen. Dies verbessert nicht nur die Qualität, sondern spart auch Herstellungskosten.

· Luftdruck

Der Schmelzpunkt von Kupfer ist direkt proportional zum Atmosphärendruck. Dies bedeutet, dass die Kupfermesstemperatur je nach den vorherrschenden Umgebungsbedingungen schwankt.

Die Kupferschmelztemperatur nimmt mit zunehmender Höhe ab. Das bedeutet, dass Sie auf einem Berggipfel mehr Wärme zum Schmelzen von Kupfer verbrauchen als in Bodennähe.

· Korngröße und Struktur

Die Korngröße und Struktur betrifft meist Kupfer mit Verunreinigungen oder als Legierung. Die Kornstruktur beispielsweise einer unreinen Kupfer- oder Messinglegierung unterscheidet sich von der von reinem Kupfer.

Grundsätzlich verändert alles, was Sie reinem Kupfer hinzufügen, seine Korngröße und Struktur und damit seinen Schmelzpunkt. Die Hall-Patch-Beziehung besagt, dass jedes Metall mit einer kleinen kristallinen Kornstruktur normalerweise sehr fest und hart ist und daher einen niedrigeren Schmelzpunkt hat.

Es ist wichtig, den Schmelzpunkt von Kupfer zu kennen

Wir haben mehrere Gründe, warum Sie den Schmelzpunkt Ihres Kupfers kennen sollten:

  • Es wird Ihnen dabei helfen, sich für den am besten geeigneten Ofen für die Kupferherstellung zu entscheiden. Dies bestimmt auch Ihre Energiequelle und die Art der Wärmebehandlung, die Sie im Prozess anwenden.
  • Es hilft Ihnen dabei, den Grad des Komponentenausfalls zu bestimmen, falls Ihre Kupferstruktur Temperaturen über dem Schmelzpunkt ausgesetzt ist. Sie sollten beachten, dass Ausfälle wie durch Krepp verursachte Brüche manchmal weit unterhalb des Schmelzpunktes auftreten
  • Es hilft jedem Hersteller dabei, die Eignung seines Kupfermetalls für das von ihm durchgeführte Projekt einzuschätzen. Metalle lassen sich im Allgemeinen im flüssigen Zustand am besten formen.

Möglichkeiten, Kupfer zu schmelzen

Induktionsofen zum Schmelzen von Kupfer
Induktionsofen zum Schmelzen von Kupfer

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Ihr Kupfer zu schmelzen. Sie können sie auf Kupfer in jeder Form wie Blechen, Stangen oder einfach nur Stäben verwenden.

Werfen wir einen kurzen Blick auf einige der gängigen Methoden, die Sie anwenden können.

  •  Induktionsheizung: Sie können Ihr Kupfer mithilfe einer Kombination aus Elektromagneten und Oszillatoren schmelzen oder erhitzen. Diese werden mit Wechselstrom mit sehr hoher Frequenz betrieben.
  •  Ofenheizung: Zum Schmelzen Ihres Kupfers können Sie verschiedene Öfen verwenden. Zu den gängigen Typen gehören ein Induktionsofen, ein Gasofen und ein Kupolofen
  • Lichtbogenschmelzen: Hierbei wird ein sehr hoher elektrischer Strom verwendet, um Kupfermetall auf seinen Schmelzpunkt zu bringen. Wenn der Strom hoch genug ist, kann das Kupfer vollständig geschmolzen werden.
  • Mikrowellenschmelzen: Hierbei handelt es sich um Öfen, die Mikrowellen nutzen, um das Kupfer in einen geschmolzenen Zustand zu erhitzen.
  • Laserschmelzen: Wie der Name schon sagt, verwenden wir einen sehr leistungsstarken Laserstrahl, um ein Kupfermetall auf das gewünschte Design zu schmelzen.
  • Infrarotheizung: Wenn die Oxidationsrate reduziert werden muss, verwenden wir Infrarot, um das Kupfermetall nach Bedarf zu schmelzen.
  • Elektronenstrahlschmelzen: Bei dieser Methode wird ein Elektronenstrahl verwendet, der stark genug ist, um die Temperatur des Kupfers über seinen Schmelzpunkt zu bringen.
  • Schmelzen im Solarofen: Dieser Prozess nutzt die Energie der Sonne, um die Öfen anzutreiben. Dies ist eine effiziente umweltfreundliche Technologie, die in der modernen Metallverarbeitungsindustrie an Popularität gewonnen hat.
  • Heißisostatisches Pressen: Dies ist eine Kombination aus Druck und Druck, um das Kupfermetall auf seinen Schmelzpunkt zu bringen.
  • Vakuumschmelzen: Wenn Sie reines Kupfer ohne Verunreinigungen benötigen, ist das Vakuumschmelzen die beste Wahl. Dadurch ist es möglich, problemlos hohe Schmelztemperaturen zu erreichen.
  • Direkte elektrische Heizung: Hier wird Strom durch das Kupfermetall geleitet. Die erzeugte Hitze reicht aus, um es zum Schmelzen zu bringen. Es handelt sich um eine sehr schnelle und effiziente Methode, die normalerweise für die meisten Kupferlegierungen verwendet wird.
  • Kaltes Schmelzen im Tiegel: Sie können den Schmelzpunkt von Kupfer erreichen, indem Sie es mithilfe elektromagnetischer Induktion erhitzen. Dieser Prozess erfordert einen wassergekühlten Tiegel.
  • Autogenbrenner: Hierbei handelt es sich um eine brennende Fackel, die Sauerstoff und Propan kombiniert und heiß genug ist, um das Kupfermetall zu schmelzen.
  • Saugguss: Diese Methode wird hauptsächlich bei der Herstellung komplexer Teile aus Kupfer verwendet. Das Kupfer wird mit sehr hoher Hitze geschmolzen.

Einfluss des Kupferschmelzpunkts auf praktische Anwendungen

Wenn Kupfer seinen Schmelzpunkt erreicht, treten viele Veränderungen auf, wie z. B. eine Änderung seiner physikalischen und mechanischen Eigenschaften. Das bedeutet, dass jede Komponente, die aus diesem Kupfer besteht, in dieser Umgebung zwangsläufig versagen wird.

Die Bestimmung des Punktes, an dem Ihre Kupferkomponente zu schmelzen beginnt, wird Ihnen bei der Strategieentwicklung für die praktische Anwendung sehr hilfreich sein. Wir können einen Blick auf einige dieser Anwendungen werfen:

· Elektrische Anwendungen

Wir kennen Kupfer als einen der besten elektrischen Leiter auf dem Markt. Neben der Verwendung in elektrischen Leitungen wird es auch in Heizsystemen und Kühlkörpern, zur Herstellung von Transformatorteilen und vielem mehr verwendet.

Alle diese Komponenten und ihre Konstruktionen müssen in ihren jeweiligen Anwendungsbereichen effizient funktionieren. Dies ist nur möglich, wenn Sie die thermischen Eigenschaften des Metalls genau kennen.

· Schweißen und Löten

Wir verwenden Kupferstäbe in vielen Hartlötanwendungen wie Schweißen und Weichlöten. Indem wir die thermischen Eigenschaften von Kupfer kennen, ermitteln wir, an welchem ​​Punkt es beim Schweißen schmilzt, um die endgültige Verbindung zu unterstützen.

· Gießen und Formen

Kupferguss kann für Sie sehr viele prächtige Produkte wie Skulpturen, exquisiten Schmuck oder sogar Fahrzeugteile herstellen. Damit Sie sich für den am besten geeigneten Ofen entscheiden können, müssen Sie die Schmelztemperatur von Kupfer kennen.

Dies ist auch praktisch, wenn Sie sich für die Werkzeugausrüstung entscheiden, die Sie verwenden möchten. Sie müssen widerstandsfähig genug sein, um dem heißen Kupfer an seinem Schmelzpunkt standzuhalten.

Konklusion

Wir haben festgestellt, dass Kupfer bei 1085 °C schmilzt oder dass dies von anderen Faktoren wie Verunreinigungen abhängt. Dieses Wissen ist für Metallverarbeiter und jeden, der mit Kupfermetall umgeht, sehr wichtig.

Solche Informationen helfen Ihnen wesentlich bei der Entscheidung, ob Kupfer das beste Material für Ihr Projekt ist.

Schmelzpunkt von Metalllegierungen – Quelle: Engineering Toolbox

Kupfer – Quelle: Science Direct

Der Schmelzpunkt von Metallen – Quelle: Metal Supermarket

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