तांबा उद्योग के नौसिखियों के लिए जरूरी~इतिहास में तांबे की सबसे व्यापक परिभाषा, वर्गीकरण और उपयोग

तांबा उद्योग के नौसिखियों के लिए जरूरी~इतिहास में तांबे की सबसे व्यापक परिभाषा, वर्गीकरण और उपयोग

परिचय: तांबे का उपयोग लोग कई तरह की धातुओं, मिश्र धातुओं और यौगिकों के रूप में करते हैं। यह उत्पादन और जीवन के सभी पहलुओं में गहराई से प्रवेश कर चुका है, 21वीं सदी में तेजी से विकास हासिल करने के लिए मानव जाति के लिए एक अपरिहार्य और महत्वपूर्ण धातु बन गया है।

तांबे की परिभाषा

तांबा एक रासायनिक तत्व है जिसका रासायनिक प्रतीक Cu और परमाणु संख्या 29 है। यह एक संक्रमण धातु है। तांबे का सबसे आम उपयोग तार बनाने में होता है। आमतौर पर, अब इस्तेमाल किए जाने वाले तार शुद्ध तांबे से बने होते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि इसकी विद्युत चालकता और तापीय चालकता चांदी के बाद दूसरे स्थान पर है, लेकिन यह चांदी की तुलना में बहुत सस्ता है।

सामान्य वर्गीकरण
बहुत से लोग सोचते हैं कि तांबे का सिर्फ़ एक ही प्रकार होता है। यह सिर्फ़ एक ही है। लेकिन वास्तव में तांबे के कई अन्य प्रकार भी हैं। उदाहरण के लिए, मिश्र धातु तांबा; पीतल तांबे और जस्ता से बना एक मिश्र धातु है; सफ़ेद तांबा तांबे और निकल का एक मिश्र धातु है; कांस्य तांबे और जस्ता और निकल के अलावा अन्य तत्वों से बना एक मिश्र धातु है, मुख्य रूप से टिन कांस्य, एल्यूमीनियम कांस्य, आदि; लाल तांबा एक उच्च तांबे की सामग्री वाला तांबा है, और अन्य अशुद्धियों की कुल सामग्री 1% से कम है।

तांबा प्रसंस्करण सामग्री का वर्गीकरण: कॉपर सल्फेट, कॉपर क्लोराइड, कॉपर रॉड, कॉपर बार, कॉपर सिल्लियां, कॉपर प्लेट, कॉपर तार, कॉपर मिश्र धातु, कच्चा कॉपर, कॉपर स्ट्रिप्स, कॉपर ऑक्साइड, कॉपर फॉयल, कॉपर ट्यूब, कॉपर फॉयल, कॉपर मिट्टी, कॉपर कास्टिंग, इलेक्ट्रोलाइटिक कॉपर, और अन्य कॉपर मिश्र धातु कॉपर सामग्री।

शुद्ध तांबे या तांबे के मिश्र धातुओं से बने विभिन्न आकार के तांबे के पदार्थ, जिसमें छड़, तार, प्लेट, पट्टी, बार, ट्यूब, पन्नी आदि शामिल हैं, को सामूहिक रूप से तांबे के पदार्थ के रूप में संदर्भित किया जाता है। तांबे के पदार्थों को रोलिंग, एक्सट्रूज़न और ड्राइंग द्वारा संसाधित किया जाता है। तांबे की प्लेट और बार गर्म-रोल्ड और कोल्ड-रोल्ड होते हैं; स्ट्रिप्स और पन्नी कोल्ड-रोल्ड होते हैं; ट्यूब और बार को एक्सट्रूडेड उत्पादों और खींचे गए उत्पादों में विभाजित किया जाता है; तार सभी खींचे गए उत्पाद हैं।

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शुद्ध तांबा
शुद्ध तांबा एक गुलाबी-लाल धातु है, जो सतह पर तांबे के ऑक्साइड की फिल्म बनने के बाद बैंगनी हो जाती है। इसलिए, औद्योगिक शुद्ध तांबे को अक्सर लाल तांबा या इलेक्ट्रोलाइटिक तांबा कहा जाता है। घनत्व 8 ~ 9 ग्राम / सेमी 3 है, और पिघलने बिंदु 1083 डिग्री है। शुद्ध तांबे में अच्छी विद्युत चालकता होती है और इसका उपयोग तारों, केबलों, ब्रश आदि के निर्माण में व्यापक रूप से किया जाता है; इसमें अच्छी तापीय चालकता होती है और इसका उपयोग अक्सर चुंबकीय उपकरणों और मीटरों के निर्माण के लिए किया जाता है जिन्हें चुंबकीय हस्तक्षेप से बचाया जाना चाहिए, जैसे कि कम्पास, विमानन उपकरण, आदि; इसमें उत्कृष्ट प्लास्टिसिटी है और गर्म प्रेस और ठंड प्रक्रिया के लिए आसान है, और इसे ट्यूब, छड़, तार, स्ट्रिप्स, स्ट्रिप्स, प्लेट, पन्नी और अन्य तांबे की सामग्री में बनाया जा सकता है। शुद्ध तांबे के उत्पाद गलाने वाले उत्पाद और प्रसंस्कृत उत्पाद हैं।

चीनी तांबा प्रसंस्करण सामग्री को उनकी संरचना के अनुसार चार श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: साधारण तांबा (टी 1, टी 2, टी 3, टी 4), ऑक्सीजन मुक्त तांबा (टीयू 1, टीयू 2 और उच्च शुद्धता, वैक्यूम ऑक्सीजन मुक्त तांबा), डीऑक्सीडाइज्ड तांबा (टीयूपी, टीयूएमएन), और मिश्र धातु तत्वों की एक छोटी मात्रा के साथ विशेष तांबा (आर्सेनिक तांबा, टेल्यूरियम तांबा, चांदी तांबा)।

शुद्ध तांबे की विद्युत चालकता और ऊष्मीय चालकता चांदी के बाद दूसरे स्थान पर है, और इसका व्यापक रूप से प्रवाहकीय और ऊष्मीय प्रवाहकीय उपकरण बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। तांबे में वायुमंडल, समुद्री जल, कुछ गैर-ऑक्सीकरण एसिड (हाइड्रोक्लोरिक एसिड, पतला सल्फ्यूरिक एसिड), क्षार, नमक के घोल और विभिन्न कार्बनिक अम्लों (एसिटिक एसिड, साइट्रिक एसिड) में अच्छा संक्षारण प्रतिरोध होता है, और इसका उपयोग रासायनिक उद्योग में किया जाता है। इसके अलावा, तांबे में अच्छी वेल्डेबिलिटी होती है और इसे ठंडे और गर्म प्लास्टिक प्रसंस्करण के माध्यम से विभिन्न अर्ध-तैयार और तैयार उत्पादों में संसाधित किया जा सकता है। 1970 के दशक में, तांबे का उत्पादन अन्य प्रकार के तांबे के मिश्र धातुओं के कुल उत्पादन से अधिक था।

शुद्ध तांबे में मौजूद ट्रेस अशुद्धियाँ तांबे की विद्युत और तापीय चालकता पर गंभीर प्रभाव डालती हैं। उनमें से, टाइटेनियम, फास्फोरस, लोहा, सिलिकॉन, आदि विद्युत चालकता को काफी कम कर देते हैं, जबकि कैडमियम, जस्ता, आदि का बहुत कम प्रभाव होता है। ऑक्सीजन, सल्फर, सेलेनियम, टेल्यूरियम, आदि की तांबे में बहुत कम ठोस घुलनशीलता होती है और तांबे के साथ भंगुर यौगिक बना सकते हैं, जिसका चालकता पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है, लेकिन प्रसंस्करण प्लास्टिसिटी को कम कर सकता है। जब साधारण तांबे को हाइड्रोजन या कार्बन मोनोऑक्साइड युक्त कम करने वाले वातावरण में गर्म किया जाता है, तो हाइड्रोजन या कार्बन मोनोऑक्साइड आसानी से दाने की सीमा पर क्यूप्रस ऑक्साइड (Cu2O) के साथ प्रतिक्रिया करके उच्च दबाव वाले जल वाष्प या कार्बन डाइऑक्साइड गैस का उत्पादन करता है, जिससे तांबा फट सकता है। इस घटना को अक्सर तांबे की "हाइड्रोजन बीमारी" कहा जाता है। ऑक्सीजन तांबे की वेल्डेबिलिटी के लिए हानिकारक है। बिस्मथ या सीसा तांबे के साथ एक कम गलनांक वाला यूटेक्टिक बनाता है, जिससे तांबा गर्म और भंगुर हो जाता है; और जब भंगुर बिस्मथ को दाने की सीमा पर एक पतली फिल्म के रूप में वितरित किया जाता है, तो यह तांबे को ठंडा और भंगुर बना देता है। फॉस्फोरस तांबे की चालकता को काफी हद तक कम कर सकता है, लेकिन यह तांबे के तरल पदार्थ की तरलता को बढ़ा सकता है और वेल्डेबिलिटी में सुधार कर सकता है। सीसा, टेल्यूरियम, सल्फर आदि की उचित मात्रा मशीनेबिलिटी में सुधार कर सकती है।

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पीतल
पीतल तांबे और जस्ता का मिश्र धातु है। सबसे सरल पीतल तांबे और जस्ता का एक द्विआधारी मिश्र धातु है, जिसे साधारण पीतल या साधारण पीतल कहा जाता है। पीतल में जस्ता की मात्रा बदलने से विभिन्न यांत्रिक गुणों वाले पीतल का उत्पादन हो सकता है। पीतल में जस्ता की मात्रा जितनी अधिक होगी, उसकी ताकत उतनी ही अधिक होगी और उसकी प्लास्टिसिटी कम होगी। उद्योग में उपयोग किए जाने वाले पीतल में जस्ता की मात्रा 45% से अधिक नहीं होती है। उच्च जस्ता सामग्री भंगुरता का कारण बनेगी और मिश्र धातु के प्रदर्शन को खराब करेगी। पीतल को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: कास्टिंग और दबाव प्रसंस्करण।

पीतल को निम्न प्रकार से विभाजित किया गया है:

1) साधारण पीतल

यह तांबे और जस्ता से बना एक मिश्र धातु है। जब जस्ता सामग्री 39% से कम होती है, तो जस्ता तांबे में घुलकर एकल चरण बना सकता है, जिसे एकल-चरण पीतल कहा जाता है, जिसमें अच्छी प्लास्टिसिटी होती है और यह गर्म और ठंडे दबाव प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त होता है। जब जस्ता सामग्री 39% से अधिक होती है, तो एक एकल चरण और तांबा-जस्ता-आधारित बी ठोस घोल होता है, जिसे डुप्लेक्स पीतल कहा जाता है। बी प्लास्टिसिटी को छोटा बनाता है और तन्य शक्ति को बढ़ाता है, जो केवल गर्म दबाव प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त है।

कोड को "H+संख्या" द्वारा दर्शाया जाता है, H पीतल को दर्शाता है, और संख्या तांबे के द्रव्यमान अंश को दर्शाती है। उदाहरण के लिए, H68 68% तांबे की मात्रा और 32% जस्ता की मात्रा वाले पीतल को दर्शाता है; कास्ट पीतल में कोड से पहले "Z" होता है, जैसे कि ZH62।

H90 और H80 एकल-चरण और सुनहरे पीले रंग के होते हैं, इसलिए उन्हें सामूहिक रूप से सोना कहा जाता है, जिसे चढ़ाना, सजावट, पदक आदि कहा जाता है। H68 और H59 डुप्लेक्स पीतल से संबंधित हैं, जिनका व्यापक रूप से विद्युत संरचनात्मक भागों, जैसे बोल्ट, नट, वाशर, स्प्रिंग्स आदि में उपयोग किया जाता है।

सामान्यतः, एकल-चरण पीतल का उपयोग शीत विरूपण प्रसंस्करण के लिए किया जाता है, और द्वैध पीतल का उपयोग गर्म विरूपण प्रसंस्करण के लिए किया जाता है।

2) विशेष पीतल

साधारण पीतल में मिलाए गए अन्य मिश्र धातु तत्वों से बने बहु-तत्व मिश्र धातु को पीतल कहा जाता है। आम तौर पर मिलाए जाने वाले तत्वों में सीसा, टिन, एल्यूमीनियम आदि शामिल हैं, जिन्हें तदनुसार सीसा पीतल, टिन पीतल और एल्यूमीनियम पीतल कहा जा सकता है। मिश्र धातु तत्वों को जोड़ने का उद्देश्य मुख्य रूप से तन्य शक्ति और प्रक्रियात्मकता में सुधार करना है।

कोड: "H + मुख्य मिलाए गए तत्व का प्रतीक (जस्ता को छोड़कर) + तांबे का द्रव्यमान अंश + मुख्य मिलाए गए तत्व का द्रव्यमान अंश + अन्य तत्वों का द्रव्यमान अंश"।

उदाहरण के लिए: HPb59-1 का अर्थ है सीसा पीतल, जिसका द्रव्यमान अंश 59% तांबा, द्रव्यमान अंश 1% मुख्य मिलाए गए तत्व सीसे का तथा शेष जस्ता है।

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पीतल
कांस्य इतिहास में इस्तेमाल किया जाने वाला सबसे पहला मिश्र धातु है। यह मूल रूप से तांबा-टिन मिश्र धातु को संदर्भित करता है। अपने नीले-भूरे रंग के कारण, इसे कांस्य कहा जाता है। मिश्र धातु के प्रक्रिया प्रदर्शन और यांत्रिक गुणों को बेहतर बनाने के लिए, अधिकांश कांस्य को अन्य मिश्र धातु तत्वों, जैसे कि सीसा, जस्ता, फास्फोरस, आदि के साथ भी जोड़ा जाता है। चूंकि टिन एक दुर्लभ तत्व है, इसलिए कई टिन-मुक्त वूशी कांस्य अभी भी उद्योग में उपयोग किए जाते हैं। वे न केवल सस्ते हैं, बल्कि उनमें आवश्यक विशेष गुण भी हैं। कांस्य को भी दो श्रेणियों में विभाजित किया गया है: दबाव प्रसंस्करण और कास्टिंग उत्पाद।

कोड: प्रतिनिधित्व विधि "Q+मुख्य जोड़े गए तत्व का प्रतीक और द्रव्यमान अंश+अन्य तत्वों का द्रव्यमान अंश" से बनी है। कास्ट उत्पादों के लिए, कोड से पहले "Z" जोड़ा जाता है, जैसे: Qal7 5% एल्यूमीनियम और बाकी तांबे के साथ एल्यूमीनियम कांस्य का प्रतिनिधित्व करता है; ZQsn10-1 10% टिन, 1% अन्य मिश्र धातु तत्वों और बाकी तांबे के साथ कास्ट टिन कांस्य का प्रतिनिधित्व करता है। कांस्य को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: टिन कांस्य और विशेष कांस्य (यानी वूशी कांस्य)।

(1) तांबा-टिन मिश्र धातु जिसमें टिन मुख्य तत्व के रूप में मिलाया जाता है, जिसे टिन कांस्य भी कहा जाता है

जब टिन की मात्रा 5 ~ 6% से कम होती है, तो टिन तांबे में घुलकर ठोस घोल बनाता है, और प्लास्टिसिटी बढ़ जाती है। जब टिन की मात्रा 5 ~ 6% से अधिक होती है, तो Cu31Sb8 पर आधारित ठोस घोल की उपस्थिति के कारण, तन्य शक्ति कम हो जाती है। इसलिए, टिन कांस्य की टिन सामग्री ज्यादातर 3 ~ 14% के बीच होती है। जब टिन की मात्रा 5% से कम होती है, तो यह ठंडे विरूपण प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त होता है, और जब टिन की मात्रा 5 ~ 7% होती है, तो यह गर्म विरूपण प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त होता है। जब टिन की मात्रा 10% से अधिक होती है, तो यह कास्टिंग के लिए उपयुक्त होता है।

चूंकि ए इलेक्ट्रोड क्षमता के करीब है, और संरचना में टिन नाइट्रीकरण के बाद एक घने टिन डाइऑक्साइड फिल्म बनाता है, वायुमंडल और समुद्री जल के लिए संक्षारण प्रतिरोध बढ़ जाता है, लेकिन एसिड प्रतिरोध खराब होता है।

क्योंकि टिन कांस्य की क्रिस्टलीकरण तापमान सीमा व्यापक है, तरलता खराब है, यह केंद्रित संकोचन गुहाओं का निर्माण करना आसान नहीं है, लेकिन डेंड्राइट अलगाव और बिखरे हुए संकोचन गुहाओं का निर्माण करना आसान है, और कास्टिंग संकोचन दर छोटी है, जो कास्टिंग मोल्ड के बहुत करीब आकार के साथ कास्टिंग प्राप्त करने के लिए अनुकूल है। इसलिए, यह जटिल आकृतियों और मोटी दीवारों के साथ कास्टिंग स्थितियों के लिए उपयुक्त है, लेकिन उच्च घनत्व और अच्छी सीलिंग की आवश्यकता वाले कास्टिंग के लिए उपयुक्त नहीं है। टिन कांस्य में अच्छा घर्षण कमी, एंटीमैग्नेटिज्म और कम तापमान की कठोरता है। उत्पादन विधि के अनुसार टिन कांस्य को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: दबाव-संसाधित टिन कांस्य और कास्ट टिन कांस्य।

A. दबाव-प्रसंस्कृत टिन कांस्य

टिन की मात्रा आम तौर पर 8% से कम होती है, और यह प्लेट, स्ट्रिप्स, रॉड और ट्यूब जैसे प्रोफाइल में ठंडे और गर्म दबाव प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त है। सख्त होने के बाद, इसकी तन्य शक्ति और कठोरता बढ़ जाती है, जबकि इसकी प्लास्टिसिटी कम हो जाती है। एनीलिंग के बाद, यह प्लास्टिसिटी में सुधार करते हुए एक उच्च तन्य शक्ति बनाए रख सकता है, विशेष रूप से एक उच्च लोचदार सीमा प्राप्त करना। Qsn4-3Qsn6.5~0.1 आमतौर पर जंग-प्रतिरोधी और पहनने के लिए प्रतिरोधी भागों, लोचदार भागों, विरोधी चुंबकीय भागों और मशीनों में स्लाइडिंग बीयरिंग और आस्तीन के लिए उपयोग किया जाता है।

बी. कास्ट टिन कांस्य

इसे सिल्लियों के रूप में आपूर्ति की जाती है और फाउंड्री द्वारा कास्टिंग में ढाला जाता है। यह जटिल आकार लेकिन कम घनत्व की आवश्यकताओं वाली कास्टिंग के लिए उपयुक्त है, जैसे स्लाइडिंग बियरिंग और गियर। आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले ZQsn10-1ZQsn6-6-3 हैं।

2) विशेष कांस्य

टिन की जगह अन्य तत्व जोड़ें, या यह टिन-मुक्त कांस्य है। अधिकांश विशेष कांस्य में टिन कांस्य की तुलना में उच्च यांत्रिक गुण, पहनने के प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध होता है। आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले एल्यूमीनियम कांस्य (QAL7QAL5) और लीड कांस्य (ZQPB30) हैं।

निकल के साथ तांबे पर आधारित मिश्र धातु मुख्य रूप से जोड़ा गया तत्व चांदी जैसा सफेद होता है और इसे सफेद तांबा कहा जाता है। निकल की मात्रा आमतौर पर 10%, 15% और 20% होती है। सामग्री जितनी अधिक होगी, रंग उतना ही सफेद होगा। तांबा-निकल बाइनरी मिश्र धातु को साधारण सफेद तांबा कहा जाता है, और मैंगनीज, लोहा, जस्ता और एल्यूमीनियम के साथ तांबा-निकल मिश्र धातु को जटिल सफेद तांबा कहा जाता है। शुद्ध तांबा प्लस निकल ताकत, संक्षारण प्रतिरोध, प्रतिरोध और थर्मोइलेक्ट्रिक गुणों में काफी सुधार कर सकता है। औद्योगिक सफेद तांबे को इसके प्रदर्शन विशेषताओं और उपयोगों के अनुसार संरचनात्मक सफेद तांबे और विद्युत सफेद तांबे में विभाजित किया जाता है, जो क्रमशः विभिन्न संक्षारण प्रतिरोध और विशेष विद्युत और थर्मल गुणों को पूरा करते हैं।

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सफेद तांबा
निकल के साथ मुख्य जोड़ा तत्व के रूप में तांबा आधारित मिश्र धातु चांदी सफेद है और इसे सफेद तांबा कहा जाता है। तांबा-निकल बाइनरी मिश्र धातु को साधारण सफेद तांबा कहा जाता है, और मैंगनीज, लोहा, जस्ता और एल्यूमीनियम के साथ तांबा-निकल मिश्र धातु को जटिल सफेद तांबा कहा जाता है। शुद्ध तांबा प्लस निकल ताकत, संक्षारण प्रतिरोध, प्रतिरोध और थर्मोइलेक्ट्रिक गुणों में काफी सुधार कर सकता है। औद्योगिक सफेद तांबे को इसके प्रदर्शन विशेषताओं और उपयोगों के अनुसार संरचनात्मक सफेद तांबे और विद्युत सफेद तांबे में विभाजित किया जाता है, जो क्रमशः विभिन्न संक्षारण प्रतिरोध और विशेष विद्युत और थर्मल गुणों को पूरा करते हैं।

पहचान विधि
सफेद तांबा, पीतल, लाल तांबा (जिसे "लाल तांबा" भी कहा जाता है) और कांस्य (नीला-ग्रे या ग्रे-पीला) रंग से अलग होते हैं। उनमें से, सफेद तांबे और पीतल को पहचानना बहुत आसान है; लाल तांबा शुद्ध तांबा है (अशुद्धियाँ)<1%) and bronze (other alloy components about 5%) is slightly difficult to distinguish. When not oxidized, red copper is brighter than bronze, and bronze is slightly blue or dark yellow; after oxidation, red copper turns black, and bronze is blue-green (harmful oxidation due to high water content) or chocolate color.
तांबा मानव पूर्वजों द्वारा इस्तेमाल की जाने वाली सबसे प्रारंभिक धातु है। इसमें कई उत्कृष्ट गुण और अद्भुत कार्य हैं, जिसने न केवल मानव समाज की प्रगति में एक अमिट योगदान दिया है; बल्कि मानव सभ्यता के विकास के साथ-साथ इसके नए उपयोग भी लगातार विकसित हुए हैं। तांबा एक प्राचीन धातु और जीवन शक्ति और जोश से भरपूर एक आधुनिक इंजीनियरिंग सामग्री दोनों है। वर्तमान में, मनुष्य ने विद्युतीकरण और इलेक्ट्रॉनिक सूचना की विशेषता वाले एक रंगीन, अत्यधिक सभ्य समाज में प्रवेश किया है, जिसने तांबे के अनुप्रयोग के लिए एक व्यापक क्षेत्र खोल दिया है।