高純度の銅は、非常に高い熱導電率と電気伝導率を備えた柔らかく、順応性があり、延性のある金属です。純粋な銅の新たに露出した表面は、赤みを帯びたオレンジ色の色を持っています。銅は、熱と電気の導体、建築材料として、およびジュエリーで使用されるスターリングシルバー、海洋ハードウェアとコインの製造に使用されるスターリングシルバー、および温度測定のための株のゲージと熱電対で使用されるさまざまな金属合金の構成要素として使用されます。高純度の銅は、約210 MPaの究極の強度で、33 MPaの降伏強度があり、産業用途での使いやすさが制限されています。しかし、他の合金と同様に、銅が強化される場合があります。主な強化メカニズムは、Cuベースの合金に合金化されています。
銅合金は銅に基づいた合金であり、主な合金要素はZn、Sn、Si、Al、Niです。 Cuベースの合金は、溶質または不純物の原子が宿主原子の代替または代用品である、主に置換固形溶液を構成します。溶質および溶媒原子のいくつかの特徴は、前者が後者に溶解する程度を決定します。これらは、ヒュームと詩の規則として表されます。カテゴリーにゆるくグループ化された400個の異なる銅および銅合金組成があります：銅、高銅合金、真鍮、ブロンズ、銅ニッケル、銅–ニッケルZINC（ニッケルシルバー）、鉛銅、特別合金。さらに、熱処理によって限られた数の銅合金を強化できます。したがって、これらの機械的特性を改善するために、寒い作業および\/または固体合金を使用する必要があります。
銅の特性
銅は、柔らかく、丈夫で、延性があり、柔軟な材料です。これらの特性により、銅はチューブの形成、ワイヤー描画、紡績、深い描画に非常に適しています。銅とその合金によって示される他の重要な特性には、以下が含まれます。
優れた熱伝導率。銅はアルミニウムよりも熱伝導率が60％高いため、電気配線システムの熱ホットスポットをよりよく減らすことができます。金属の電気的および熱伝導率は、外側の電子が非局在化されているという事実に由来します。
優れた電気伝導率。銅の導電率は銀の97％です。コストがはるかに低く、豊富さが大きいため、銅は伝統的に電力送信用途に使用される標準的な材料でした。ただし、アルミニウムは通常、重量の約半分で、同等の抵抗銅ケーブルのコストが低いため、オーバーヘッド高電圧電力線で使用されます。特定の温度では、金属の熱伝導率と電気伝導率は比例しますが、温度を上げると熱伝導率が向上し、電気伝導率が低下します。この振る舞いは、Wiedemann – Franzの法律で定量化されています。
良好な腐食抵抗。銅は水と反応しませんが、大気酸素とゆっくりと反応して、湿った空気中の鉄の上に形成される錆とは異なり、下にある金属をさらなる腐食から保護する茶色の黒酸化物の層を形成します。銅ニッケル合金、アルミニウム真鍮、およびアルミニウムは、塩水腐食に対する優れた耐性を示しています。
優れたバイオフーリング抵抗
優れた機械性。銅の機械加工は可能ですが、複雑な部品を作成する際に良好な機密性を得るために合金が好まれます。
極低温での機械的および電気的特性の保持
磁気
銅および銅合金の使用
歴史的に、銅を別の金属に合わせて、たとえば青銅を作るための錫は、銅製錬の発見から約4000年後に最初に練習され、「ナチュラルブロンズ」が一般的に使用されてから約2000年後に行われました。古代の文明は、独自の銅を製錬し、スズ、ヒ素、または他の金属を合金化することにより、青銅を生産することにより、青銅器時代にあると定義されています。銅の主要な用途は、電線（60％）、屋根と配管（20％）、および産業機械（15％）です。銅は主に純粋な金属として使用されますが、より大きな硬度が必要な場合は、真鍮や青銅などの合金に入れられます（全使用の5％）。ブラス（Cu-ZN）およびブロンズ（Cu-SN）を含む銅および銅ベースの合金は、さまざまな産業用および社会的用途で広く使用されています。真鍮合金の一般的な用途には、コスチュームジュエリー、ロック、ヒンジ、ギア、ベアリング、弾薬ケース、自動車ラジエーター、楽器、電子パッケージ、コインが含まれます。ブロンズ、または青銅のような合金と混合物は、長い期間にわたってコインに使用されました。今日でも、スプリング、ベアリング、ブッシング、自動車トランスミッションパイロットベアリング、および同様の備品に広く使用されており、特に小さな電動モーターのベアリングで一般的です。真鍮とブロンズは、近代的な建築における一般的なエンジニアリング材料であり、主に視覚的な外観のために屋根とファサードクラッディングに使用されます。
電解タフピッチ（ETP）銅
電解硬いピッチ銅、UNS C11 0 0 0 0は、純粋な銅（最大0.0355％の不純物のある）であり、電解精製プロセスによって改良されており、世界中で最も広く使用されている銅のグレードです。 ETPの最小導電率は100％IACSであり、99.9％純粋である必要があります。 0.02％〜0.04％の酸素含有量（典型）があります。電気配線は、銅産業にとって最も重要な市場です。これには、構造電力配線、配電ケーブル、アプライアンスワイヤ、通信ケーブル、自動車ワイヤーとケーブル、マグネットワイヤーが含まれます。採掘されたすべての銅の約半分は、電線およびケーブル導体に使用されます。純粋な銅には、市販の金属の最高の電気的および熱伝導率があります。銅の導電率は銀の97％です。コストがはるかに低く、豊富さが大きいため、銅は伝統的に電力送信用途に使用される標準的な材料でした。
真鍮
真鍮は、さまざまな銅亜鉛合金の一般的な用語です。真鍮は、異なる割合で亜鉛を合わせて合金化することができ、その結果、さまざまな機械的、腐食、熱特性の材料が生じます。亜鉛の量の増加により、材料に強度と延性が向上します。銅含有量が63％を超える真鍮は、あらゆる銅合金の中で最も延性があり、複雑なコールドフォーミング操作によって形作られています。真鍮は、青銅や亜鉛よりも高い視床性を持っています。ブラスの融点が比較的低く、その流動性により、比較的簡単な材料になります。真鍮は、亜鉛の含有量に応じて、赤から黄色、金、金、金、金、銀まで表面色の範囲になります。真鍮合金の一般的な用途には、コスチュームジュエリー、ロック、ヒンジ、ギア、ベアリング、ホースカップリング、弾薬ケース、自動車ラジエーター、楽器、電子パッケージ、コインが含まれます。真鍮とブロンズは、近代的な建築における一般的なエンジニアリング材料であり、主に視覚的な外観のために屋根とファサードクラッディングに使用されます。
たとえば、UNS C26000カートリッジ合金（70\/30）は、延性が最も高い黄色の真鍮シリーズのものです。カートリッジの真鍮はほとんどが冷たく形成されており、簡単に機械加工することもできます。これは、カートリッジのケースを作るのに必要です。ラジエーターコアとタンク、懐中電灯シェル、ランプ備品、ファスナー、ロック、ヒンジ、弾薬コンポーネント、または配管アクセサリに使用できます。
ブロンズ
ブロンズは、伝統的にスズと合金化された銅ベースの合金のファミリーですが、銅およびその他の元素（アルミニウム、シリコン、ニッケルなど）の合金を参照できます。ブロンズは真鍮よりもやや強いですが、それでも高度な腐食抵抗があります。一般に、耐食性に加えて、良好な引張特性が必要な場合に使用されます。たとえば、ベリリウム銅は、銅ベースの合金の中で最大の強度（1,400 MPa）を達成します。
歴史的に、銅を別の金属に合わせて、たとえば青銅を作るための錫は、銅製錬の発見から約4000年後に最初に練習され、「ナチュラルブロンズ」が一般的に使用されてから約2000年後に行われました。古代の文明は、独自の銅を製錬し、スズ、ヒ素、または他の金属を合金化することにより、青銅を生産することにより、青銅器時代にあると定義されています。ブロンズ、または青銅のような合金と混合物は、長い期間にわたってコインに使用されました。今日でも、スプリング、ベアリング、ブッシング、自動車トランスミッションパイロットベアリング、および同様の備品に広く使用されており、特に小さな電動モーターのベアリングで一般的です。真鍮とブロンズは、近代的な建築における一般的なエンジニアリング材料であり、主に視覚的な外観のために屋根とファサードクラッディングに使用されます。
