Đồng là gì? Mọi thứ bạn cần biết

Đồng là một trong số ít các nguyên tố được tìm thấy trên Trái đất ở dạng có thể sử dụng được. Đồng là chất dẫn điện tuyệt vời và được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng hàng ngày. Trong số các loại khác nhau của nó, một số được sử dụng trong gia công Điều khiển số bằng máy tính (CNC). Ở đây, tôi sẽ giải thích mọi thứ về đồng, tính chất, cách sử dụng, giá cả, cấp độ và nhiều thông tin khác.

Đồng là gì?

Đồng là nguyên tố thứ 29 trong bảng tuần hoàn. Đây là nguyên tố màu nâu đỏ được sử dụng phổ biến trong gia công CNC. Đồng có độ dẫn điện và dẫn nhiệt hoàn hảo, khả năng chống ăn mòn cao và có độ dẻo và dễ uốn tuyệt vời. 

Đây là một trong những kim loại được sử dụng nhiều nhất với đặc tính kháng khuẩn và khả năng chống mài mòn. Đồng có cả dạng kim loại và hợp kim, và các đặc tính khác nhau của nó khiến nó phù hợp với nhiều mục đích sử dụng khác nhau.

Khả năng phản ứng của Đồng

Đồng không phản ứng dễ dàng với nước và axit không oxy hóa. Khi tiếp xúc với không khí ẩm, đồng tạo thành một lớp màu xanh lá cây (đồng cacbonat) trên chính nó để ngăn chặn sự ăn mòn.

Về mặt axit, trong điều kiện bình thường, đồng không phản ứng với axit clohydric và axit sunfuric loãng. Tuy nhiên, nó phản ứng với axit nitric và các axit oxy hóa khác (tạo thành đồng nitrat và giải phóng nitơ dioxit) và halogen (tạo thành đồng halide).

Tính chất của đồng

Tính chất vật lý

Đồng có màu nâu đỏ với lớp hoàn thiện bằng kim loại. Nó chuyển sang màu xanh lá cây khi tiếp xúc với độ ẩm và hơi nước vì nó tạo thành lớp đồng cacbonat ở trên cùng để bảo vệ khỏi bị ăn mòn. 
Nó có mật độ khoảng 8.96 g/cm3 và có tính dẻo và dễ uốn cao, nghĩa là có thể dễ dàng rèn thành các tấm và dây mỏng. Đồng có điểm nóng chảy là 1,085°C (1,984°F) và điểm sôi là 2,562°C (4,644°F).

Thuộc tính cơ học

Đồng nguyên chất có độ bền kéo khoảng 200MPa, có thể là vấn đề khi gia công; do đó, cần phải kẹp chặt để tránh biến dạng. Đồng có mô đun đàn hồi 110-128GPa và độ bền kéo khoảng MPa. 

Sử dụng các công cụ cắt sắc để duy trì độ chính xác nếu bạn đang làm việc với dạng tinh khiết. Nó mềm với độ cứng Brinell ~ HB 35, nhưng có thể được làm cứng bằng hợp kim.

hóa học

Đồng là một nguyên tố không độc hại ở dạng rắn. Nó không ăn mòn trong môi trường khô và vẫn ổn định trong nước và axit không oxy hóa. Nó tạo thành oxit đồng (Cu₂O, CuO) khi tiếp xúc với oxy ở nhiệt độ cao hơn.

Tính chất điện và nhiệt

Đồng là chất dẫn điện tốt thứ hai (chất dẫn điện tốt nhất là bạc). Nó có độ dẫn điện là 5.96 x 10⁷ ^S /m và độ dẫn nhiệt là 385 W/m·pK. Đồng không có từ tính và có nhiệt dung riêng là 0.385 J/g·pK.

Các loại đồng

Đồng không oxy

• Lớp:  OFC (Đồng không oxy), OFHC (Đồng không oxy có độ dẫn điện cao)
• Độ tinh khiết: 99.95% đến 99.99%
• Ứng dụng Thiết bị y tế, hàng không vũ trụ, sử dụng trong công nghiệp, điện tử, v.v.

Đây là dạng đồng tinh khiết nhất với hàm lượng oxy rất ít hoặc không có. Nó cung cấp độ dẫn điện và nhiệt tối đa và độ bền chống lại nhiều yếu tố khác nhau.

Đồng điện phân

• Lớp: ETP (Đồng điện phân cứng)
• Độ tinh khiết:  99.90% đến 99.95%
• Ứng dụng: Cáp điện, hệ thống dây điện, thanh cái, máy biến áp, v.v.

Đồng điện phân rất dễ uốn, dễ gia công. Nó có thể được sử dụng để tạo thành dây, tấm và các thành phần khác. ETP cũng là đồng nguyên chất và có độ dẫn điện tuyệt vời.

Đồng berili (BeCu)

• Lớp: Hợp kim 25 (C17200), Hợp kim 190, Hợp kim 17510
• Độ tinh khiết: Berili 0.5% đến 3%
• Ứng dụng Dầu mỏ, khí đốt, điện tử, y tế, quốc phòng, hàng không vũ trụ, v.v.

Đồng berili hoàn hảo để sử dụng trong môi trường nguy hiểm. Nó không phát tia lửa, chống ăn mòn và có độ bền và độ dẫn điện tuyệt vời. Các thành phần vệ tinh, thiết bị máy bay, công tắc, thiết bị phẫu thuật và y tế, v.v., được làm bằng đồng này.

Đồng khử oxy

• Lớp: DHP (Đồng phốt pho cao khử oxy hóa), DLP (Đồng phốt pho thấp khử oxy hóa)
• Độ tinh khiết: 99.90%
• Ứng dụng Hệ thống sưởi ấm, mái nhà, ứng dụng hàng hải, kiến ​​trúc, hệ thống ống nước, v.v.

Bạn có thể sử dụng đồng khử oxy trong các ứng dụng ít đòi hỏi hơn. Đồng chống ăn mòn tốt hơn và hoạt động tốt trong môi trường mặn. Đồng không có oxy, khiến đồng ít dẫn điện hơn, nhưng có độ dẫn nhiệt tuyệt vời.

Đồng nguyên chất thương mại

• Lớp:  C11000 (Sơn Tough Pitch điện phân), C12000 (Phốt pho khử oxy), C12200 (Phốt pho cao)
• Độ tinh khiết: 99.90%
• Ứng dụng Sử dụng trong công nghiệp, linh kiện điện, xây dựng, v.v.

Đồng nguyên chất thương mại có nhiều mục đích sử dụng. Đồng có giá cả phải chăng hơn các loại khác và có độ dẫn điện và độ dẻo nói chung. Đồng phù hợp để sử dụng khi độ tinh khiết cao không phải là vấn đề.

Đồng nguyên chất đặc biệt

• Lớp: Đồng Crom (C18200), Đồng Zirconi (C15000), Đồng Cadimi (C16200)
• Độ tinh khiết: 99%(+)
• Ứng dụng điện cực hàn điện trở, bộ trao đổi nhiệt, linh kiện thiết bị đóng cắt, dây điện xe đẩy, bộ phận góp điện, v.v.

Đồng nguyên chất đặc biệt được hợp kim với các nguyên tố đặc biệt, giúp tăng cường chất lượng và phù hợp với các ứng dụng đặc biệt. Chúng có thể chịu được nhiều ứng suất hơn, ổn định hơn và có thể chịu được nhiệt độ cao hơn.

Đồng được sử dụng để làm gì? – Ứng dụng

Đồng là một kim loại đa năng với nhiều ứng dụng. Tính dễ uốn, độ bền, độ cứng và khả năng chống chịu của nó làm cho nó hoàn hảo cho các ngành công nghiệp khác nhau.

Ứng dụng điện

Một trong những đặc tính chính của đồng là độ dẫn điện cao, được sử dụng trong nhiều ứng dụng điện khác nhau. Nó có thể được sử dụng để truyền tải điện hiệu quả như hệ thống dây điện và cáp.

Dây và cáp đồng được sử dụng trong nhà, văn phòng và thậm chí trong các dự án thương mại. Nam châm điện làm bằng đồng được sử dụng trong thiết bị khoa học và công nghiệp, cũng như trong Bảng mạch in (PCB), được sử dụng trong điện thoại thông minh, máy tính xách tay, TV, v.v.

Ứng dụng nhiệt

Một công dụng chức năng khác của đồng là nó là một chất dẫn nhiệt tuyệt vời. Nó truyền nhiệt hiệu quả trong nhiều ứng dụng khác nhau. Bộ trao đổi nhiệt mà bạn tìm thấy trong bộ tản nhiệt, HVAC và hệ thống làm mát được làm bằng đồng. Ngoài ra, đồng được sử dụng trong nồi hơi công nghiệp và các ứng dụng đông lạnh, nơi độ ổn định là điều cần thiết trong điều kiện cực lạnh. 

Chân không và đông lạnh

Vì đồng không có từ tính, tính chất kín chân không của nó cho phép nó được sử dụng trong các ứng dụng chuyên biệt như ống chân không. Nó đảm bảo tính ổn định trong các hệ thống đông lạnh và cũng được tìm thấy trong các thành phần kính thiên văn cao cấp, nơi cần hình ảnh chính xác.

Thiết bị công nghiệp

Thiết bị công nghiệp như ống, linh kiện sản xuất, máy xử lý hóa chất và ống được làm bằng đồng vì độ bền, tính dễ uốn và khả năng chống ăn mòn tuyệt vời của chúng. Các linh kiện của máy điều hòa không khí và tủ lạnh cũng được làm bằng đồng.

Hàng hải và hàng không vũ trụ

Các thành phần được sử dụng trong tàu thuyền, máy bay và thậm chí cả nhà máy khử muối, thân tàu được làm bằng đồng vì độ bền và khả năng chống nước mặn. Đồng cũng được sử dụng trong đường ống dẫn nước biển.

Dụng cụ chính xác

Đồng, khi hợp kim với các kim loại khác, trở nên bền và chắc hơn. Nó được sử dụng để chế tạo khuôn và khuôn đúc dùng trong sản xuất các bộ phận kim loại và nhựa. Chúng được sử dụng để chế tạo thiết bị hàn điện trở và thực hiện gia công chính xác. 

Thiết bị Y khoa

Một yếu tố quan trọng khác của đồng là tính chất kháng khuẩn và được sử dụng rộng rãi trong các công cụ và thiết bị y tế chính xác. Đây là vật liệu quan trọng trong chăm sóc sức khỏe được sử dụng trong sản xuất máy X-quang và MRI. Đồng cũng được sử dụng để làm cột truyền dịch, thanh chắn giường và tay nắm cửa.

Quân đội và quốc phòng

Độ bền, độ tin cậy, tính chất không bị ăn mòn và không phát tia lửa của đồng khiến nó trở thành một nguyên tố hữu ích cho các ứng dụng quân sự và quốc phòng. Nó được sử dụng để đúc đạn dược, có độ dẫn điện đáng tin cậy trong truyền tín hiệu và cũng được sử dụng để chế tạo tàu ngầm và tàu hải quân.

Công nghiệp ô tô

Trong các hệ thống ô tô hiện đại, đồng đóng vai trò quan trọng. Đồng được sử dụng để chế tạo Xe điện (EV) và dây điện, đồng thời cũng được tìm thấy trong động cơ và pin. Đồng là thành phần chính trong việc chế tạo bộ tản nhiệt và bộ trao đổi nhiệt vì nó đảm bảo làm mát tức thời. Hơn nữa, đồng được sử dụng để chế tạo các bộ phận phanh, cảm biến và bộ điều khiển. 

Công nghiệp người máy

Đồng cũng đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp robot. Nó đáng tin cậy và tiết kiệm năng lượng. Động cơ và bộ truyền động, hệ thống dây điện và đầu nối của khớp nối và bộ điều khiển robot được làm bằng đồng. Đồng hoạt động tuyệt vời để quản lý nhiệt; do đó, nó được sử dụng trong phần cứng và cảm biến robot.

Giá đồng là bao nhiêu?

Giá đồng là 4.12 đô la một ounce troy tính đến tháng 2024 năm XNUMX. Giá đồng thay đổi vì nhiều lý do. Sức khỏe kinh tế toàn cầu, gián đoạn cung cầu và tiến bộ công nghệ là một vài ví dụ. 

Sự gia tăng sử dụng xe điện đã làm tăng nhu cầu về đồng trong những năm gần đây, đây cũng là một yếu tố khiến giá tăng.

Tuy nhiên, giá đồng tăng có thể được điều chỉnh nếu chúng ta có thể giảm sự phụ thuộc vào đồng mới khai thác và tập trung vào việc tái chế đồng. Các yếu tố khác, như lựa chọn vật liệu thay thế cho đồng, có thể ổn định nhu cầu so với nguồn cung. Ví dụ, nhôm được sử dụng cho bộ tản nhiệt và cáp điện.

Nguồn Đồng Tự Nhiên

Đồng xuất hiện tự nhiên theo nhiều cách khác nhau trong lớp vỏ trái đất. Nó có thể được chiết xuất từ ​​các hệ thống sinh học, khoáng chất và các thành tạo địa chất. Chalcopyrite (CuFeS₂), bornite (Cu₅FeS₄), malachite (Cu₂(CO₃)(OH)₂) và azurite (Cu₃(CO₃)₂(OH)₂) là một trong những khoáng chất chứa nhiều đồng nhất được tìm thấy trên trái đất. 

Các khoáng chất này nằm xung quanh các khu vực núi lửa và mạch thủy nhiệt nơi diễn ra các hoạt động địa chất quan trọng. Tuy nhiên, một phần nhỏ đồng có thể được tìm thấy ở Bán đảo Keweenaw ở Michigan, Hoa Kỳ. 

Các nguồn đồng quan trọng khác là các mỏ Kupferschiefer ở Ba Lan và Đức, cũng như các mỏ sulfua khối núi lửa (VMS). Một số nguồn đồng thứ cấp là các vành đai đồng của Zambia và Congo.

Quá trình khai thác đồng

Đồng không thể sử dụng ở dạng thô. Có một quy trình chiết xuất từng bước để tách đồng khỏi các vật liệu không mong muốn.

Khai Thác

Khai thác là đào đá từ các đường hầm dưới lòng đất. Vì đồng được tìm thấy dưới lòng đất nên người ta đào các hố lộ thiên lớn để khai thác đá có đồng.

Nghiền và mài

Để tách đồng ra khỏi phế liệu, những tảng đá được khai thác sẽ được nghiền nát trong máy nghiền và sau đó nghiền thành bột mịn bằng máy để quá trình phân tách dễ quản lý hơn.

Tập trung

Trong một bể chứa, bột được trộn với nước và hóa chất trong một quá trình gọi là tuyển nổi. Quá trình này làm cho các hạt đồng nổi lên bề mặt. Quặng đồng cô đặc sau đó được thu thập, để lại chất thải.

Luyện kim

Quá trình cô đặc không tách hoàn toàn đồng khỏi chất thải. Để làm được điều đó, quặng đồng được nung trong lò, tách quặng khỏi đất. Quá trình này tạo ra đồng phồng rộp, được chiết xuất và có độ tinh khiết khoảng 99% (nhưng không phải 100%). 

Điện phân

Ngay cả sau khi cô đặc và nấu chảy, đồng vẫn chưa đủ tinh khiết. Bước cuối cùng của quá trình điện phân là tinh chế đồng và làm cho nó có thể sử dụng được. Dòng điện chạy qua đồng trong khi đặt nó vào dung dịch. Bước này làm sạch hiệu quả các tạp chất, để lại đồng tinh khiết 99.99%. 

Quy trình sản xuất đồng 

Sau khi chiết xuất đồng nguyên chất thông qua quá trình chiết xuất, đồng được sản xuất thành nhiều sản phẩm khác nhau để sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.

Bước 1: Đúc

Sau khi điện phân, hình dạng cơ bản của đồng được đưa ra để xử lý thêm. Đồng nguyên chất được nấu chảy và đổ vào khuôn để tạo thành các khối đồng lớn gọi là thỏi hoặc tấm.

Bước 2: Tạo hình và chế tạo

Các khối đồng (thỏi) sau đó được đưa qua máy để làm cho chúng mềm dẻo và dễ gia công nhằm tạo ra các sản phẩm mong muốn, ví dụ như dây, tấm, thanh, v.v.

Bước 3: Hợp kim

Để làm cho các thành phần đồng khác bền hơn và chắc hơn, đồng được trộn với các nguyên tố khác, tạo ra hợp kim, ví dụ như đồng thau (đồng + kẽm), đồng đỏ (đồng + thiếc), v.v.

Bước 4: Tái chế đồng

Đồng có thể được tái chế để tạo ra các sản phẩm đồng mới. Tái chế đồng cũ giúp tiết kiệm thời gian và tiền bạc, đồng thời loại bỏ nhu cầu khai thác đồng mới.

Tiến bộ trong công nghệ đồng

Với những tiến bộ của công nghệ trên toàn thế giới, những ứng dụng mới và sáng tạo của đồng đang xuất hiện mỗi ngày cùng với những tiến bộ trong công nghệ đồng. 

Hợp kim đồng hiệu quả

Hợp kim đồng như đồng berili và hợp kim đồng-niken bền hơn nhiều, có khả năng chống chịu tốt hơn và dẫn điện tốt hơn.

Chúng được sử dụng ở những nơi như công nghệ hàng không vũ trụ và môi trường biển vì đặc tính không phát tia lửa và độ bền đặc biệt. Hợp kim đồng-niken có khả năng chống ăn mòn trong nước biển. Chúng cũng được sử dụng trong các nhà máy năng lượng tái tạo và nhiệt điện.

Công nghệ nano

Công nghệ nano là một cột mốc lớn trong sự tiến bộ của đồng. Công nghệ này giới thiệu các hạt nano đồng được sử dụng trong thiết bị điện tử và lớp phủ. Các hạt nano đồng có độ dẫn nhiệt và điện tốt hơn và đang được sử dụng trong các bảng mạch in và in 3D mới nhất. 

Quá trình nấu chảy và tinh chế

Quá trình luyện kim nhanh và thủy luyện là hai trong số những tiến bộ mới nhất trong công nghệ đồng. Chúng giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng và khí thải, giúp quá trình này thân thiện với môi trường.

Ứng dụng điện tiết kiệm năng lượng

Các tấm pin mặt trời, tua bin gió và xe điện hiện nay sử dụng đồng để tăng hiệu suất và tạo ra điện tốt hơn. Nó cũng tăng cường hiệu suất của thiết bị, tạo ra tác động to lớn trong lĩnh vực năng lượng tái tạo.

Bề mặt đồng kháng khuẩn

Gần đây người ta phát hiện ra rằng bề mặt đồng có đặc tính kháng khuẩn tuyệt vời. Nó giúp giảm sự lây lan của bệnh nhiễm trùng và hiện đang được sử dụng rộng rãi trong các cơ sở chăm sóc sức khỏe và nơi công cộng.

Sáng kiến ​​đồng có thể tái chế

Nhờ những tiến bộ trong công nghệ tái chế, đồng hiện có thể tái chế 100%. Các công nghệ như tinh chế điện hóa giúp loại bỏ tạp chất khỏi đồng tái chế và làm cho nó giống với đồng mới khai thác.

Ưu điểm và nhược điểm của đồng

Ưu điểm của Đồng

• Độ dẫn điện và nhiệt tuyệt vời 
• Mức độ bảo trì thấp 
• Bền chặt 
• Dễ dàng tạo hình
• Thuốc kháng khuẩn rất phù hợp cho bệnh viện hoặc những nơi chú trọng đến vấn đề vệ sinh. 
• Eco-thân thiện
• Không phát ra tia lửa
• Chống ăn mòn
• Khiếu thẩm mỹ

Nhược điểm của Đồng

• Có thể nó sẽ nặng hơn một chút đối với một số người.
• Nó không có khả năng chống ẩm và không khí.

Kết luận

Đồng là một vật liệu tuyệt vời với nhiều mục đích sử dụng. Tại Richconn, chúng tôi sản xuất tất cả các loại sản phẩm gia công CNC và cung cấp nhiều loại tùy chọn kim loại tùy theo nhu cầu của bạn. 

Bất kể yêu cầu của bạn là gì, các chuyên gia của chúng tôi đều hiểu và đáp ứng đơn hàng của bạn với chất lượng hàng đầu. Được thành lập vào năm 2003, Richconn đang cung cấp dịch vụ gia công kim loại đẳng cấp thế giới cho những khách hàng đáng kính. LIÊN HỆ VỚI CHÚNG TÔI ngay bây giờ, yêu cầu báo giá hoặc hỏi về dịch vụ của chúng tôi.

Câu Hỏi Thường Gặp