پودر مس و شمش مس چیست و چه کاربردهایی دارد؟

پودر مس یک پودر فلزی قرمز و نارنجی رنگ براق است که به طور عمده در روش های ریخته گری سرد استفاده می شود. با مخلوط کردن پودر مس ریز آسیاب شده با ماده باندینگ مایع (مانند پلی استر یا رزین پلی اورتان) می توان خمیری ایجاد کرد که مانند قالب سخت شود و ریخته گری کامپوزیتی را ایجاد کند که از تکه های فلز خالص تقلید خواهد کرد بدون اینکه نیازی به ریخته گری گرم باشد.

مس یک فلز بسیار قابل انعطاف است و به دلیل هدایت گرمایی و الکتریکی بسیار مورد استفاده و توجه قرار می گیرد. مس در سیم های الکتریکی و همچنین در ترکیب با سایر فلزات برای تشکیل آلیاژهای مختلف (به عنوان مثال در ترکیب با قلع برای بدست آوردن آلیاژ برنز) استفاده می شود. هنگامی که این فلز در معرض هوا قرار می گیرد ، لایه بیرونی این فلز به آرامی به اکسید سیاه رنگ تبدیل می شود.

پودر مس گرانوله را می توان با روش های مختلفی تولید کرد که مهمترین آنها اتمیزاسیون ، الکترولیز ، هیدرومتالورژی و کاهش حالت جامد است. در هر روش پودری با خصوصیات ذاتی خاص بدست خواهد آمد. برای کسب اطلاعات بیشتر در این رابطه در ادامه مقاله با ما در نشریه جهان شیمی فیزیک همراه باشید.

قیمت خرید و فروش پودر مس و شمش مس

قیمت خرید و فروش پودر مس بر اساس نوع آن متفاوت است. این پودرها بر اساس خلوص قیمت های متفاوتی دارند و بر همین اساس در بسته بندی های مختلف در بازار عرضه می شود. شمش مس نیز بر اساس استانداردهای جهانی در بازار خرید و فروَ می شود.

شمش مس

شمش ها موادی هستند ، عمدتا فلزی  که در بلوک ها یا میله های مناسب برای پردازش بیشتر ریخته می شوند. تولید کنندگان مختلف شمش آلیاژ مس تأکید دارند که محصولات آنها مطابق با استانداردهای شناخته شده بین المللی مانند BSI است. آنها به طور گسترده ای برای تولید چرخ دنده ، پمپ ، شیرآلات ، قطعات دریایی و بسیاری از صنایع دیگر استفاده می شوند.

شمش های آلیاژ مس می توانند شامل برنز ، فلز اسلحه و برنج باشند. شمش مس ماده ای بادوام است و از مقاومت بالایی برخور است و به طور گسترده در ریخته گری برای نصب دیگ بخار ، اتصالات فشار آب و یاطاقان های روانکاری روغن و استفاده می شوند.

روش های تولید پودر مس

اتمیزاسیون

در این روش مس ذوب می شود و فلز مایع از طریق روزنه ها عبور داده می شود و در آنجا با جریان سریع گاز یا مایع ، که معمولاً آب است، خنک می شود، بنابراین فلز مذاب را به ذرات کوچک خرد می کند که به سرعت جامد می شوند. اندازه و شکل ذرات به ویژه توسط محیط اتمی ، فشار و میزان جریان تحت تأثیر قرار می گیرند.

افزودنی های کوچک کنترل شده ای از عناصر اکسید کننده ، مانند فسفر ، بر اندازه و شکل ذرات نیز تأثیر می گذارند. پس از اتمیزاسیون و آنیله شدن در جو، احیا کننده ها جهت کاهش هرگونه اکسید سطحی ایجاد شده در طی اتمیزاسیون به ترکیب اضافه می شوند ، محصول بدست آمده برای دستیابی به توزیع اندازه ذرات مورد نیاز آسیاب ، طبقه بندی و مخلوط می شود.

خلوص محصول بدست آمده به ماده اولیه بستگی دارد ، زیرا تصفیه مذاب قبل از اتمیزه کردن به طور کلی انجام نمی شود. خلوص به طور کلی بیش از ۹۹ درصد است. این پودر می تواند به صورت کروی یا نامنظم ساخته شود. اندازه و شکل ذرات ، چگالی ظاهری ، جریان و مقاومت نه تنها تحت تأثیر متغیرهای اتمیزاسیون بلکه با کنترل اکسیداسیون در هنگام اتمیزاسیون تحت تاثیر قرار می گیرد.

الکترولیز

پودر مس الکترولیتی با رعایت اصول زیر که در آبکاری با شرایط تغییر یافته استفاده می شود برای ایجاد رسوب پودری سست مس بکار می رود. تشکیل رسوبات پودری که به طور توده به کاتد می چسبند با غلظت کم یون مس در الکترولیت ، غلظت اسید بالا و چگالی جریان بالا در کاتد ارتباط مستقیم دارد. افزودن کلوئیدها مانند گلوکز منجر به تشکیل رسوب مس یکنواخت می شود. ماده اولیه مس کاتد خالص است.

خصوصیات پودر به تعدادی از متغیرها از جمله غلظت اسید سولفوریک و سولفات مس ، نوع و مقدار ماده افزودنی ، درجه حرارت الکترولیت و چگالی جریان بستگی دارد. پس از رسوب ، پودر شسته می شود تا تمام آثار الکترولیت از بین برود ، در اتمسفر كاهش یافته ، با آسیاب های ضربه ای با سرعت زیاد برای تجزیه خوشه ها ، غربالگری ، طبقه بندی و با توزیع اندازه ذرات مورد نظر مخلوط می شوند.

پودر مس حاصل از الکترولیز ، یک پودر با خلوص بالا است و به طور متوسط حاوی بیش از ۹۹٪ مس است. شکل پودر مانند دندریتیک می باشد. طیف گسترده ای از پودرها با تراکم ظاهری متفاوت و مقاومت زیاد را می توان با این روش بدست آورد.

هیدرومتالورژی

از فرآیند هیدرومتالورژی می توان برای تولید پودر مس از مس سیمان ، کنسانتره یا ضایعات مس استفاده کرد. مس از این مواد با اسید سولفوریک یا محلول های آمونیاک شسته می شود و محلول باردار با فیلتراسیون از باقی مانده جدا می شود. با کاهش هیدروژن تحت فشار ، مس از محلول رسوب می کند.

پودر بدست آمده به صورت دوغاب به یک سانتریفیوژ پمپ می شود که در آن پودر از مایع جدا شده و شسته می شود. پودر مس مرطوب در جو کاهش می یابد ، آسیاب می شود و برای دستیابی به توزیع اندازه ذرات مورد نظر طبقه بندی و مخلوط می شود. خصوصیات فیزیکی پودر می تواند در محدوده قابل توجهی متفاوت باشد. دما و زمان کاهش و مقدار افزودن آکریسل تأثیر قابل توجهی بر خصوصیات پودر دارد.

کاهش حالت جامد

در این روش ، ابتدا اکسیدها برای کنترل اندازه ذرات آسیاب می شوند و سپس توسط یک گاز ، معمولاً مونواکسید کربن ، هیدروژن یا گاز طبیعی ترک خورده و در دمای زیر نقطه ذوب مس خرد می شوند. اندازه و شکل ذرات را می توان با تغییر اندازه ذرات و شکل اکسیدها ، کاهش دما ، فشار و جریان گاز در محدوده نسبتاً وسیعی کنترل کرد. پودر حاصل به مشخصات دلخواه آسیاب شده ، طبقه بندی و مخلوط می شود.

خلوص محصول بدست آمده به خلوص اکسید مورد استفاده بستگی دارد زیرا در طی فرآیند احیا تصفیه وجود ندارد. به طور کلی ، پودرهای تولید شده توسط این روش متخلخل بوده و دارای تراکم ظاهری و مقاومت بالایی هستند.

سایر روش های تولید پودر مس

تولید پودرهای آلیاژ

بیشتر پودرهای آلیاژی مصرف شده توسط روش اتمیزه سازی تولید می شوند. پودرهای از قبل مخلوط شده مخلوطی از ترکیب مورد نظر ، همراه یا بدون روان کننده هستند که در هنگام پخت آلیاژ شکل می گیرند. پودرهای پیش آلیاژی با اتمیزه شدن ترکیب آلیاژ با روش های ذکر شده برای تولید پودر مس تولید می شوند. پودر پیش آلیاژ را می توان با پخت مخلوط و آسیاب کردن به پودری با مشخصات دلخواه تبدیل کرد.

تولید پودرهای فله ای

پودرهایی که قبلاً بحث شد به صورت دانه ای بوده و در درجه اول برای تولید قطعات متالوژی پودر ( P / M) استفاده می شوند. از پودرهای فله ای برای اهداف دیگری استفاده می شود. اگرچه پودر مس خالص به صورت پوسته تولید می شود ، اما بیشتر پودر پوسته ، به اصطلاح پودرهای “برنز طلای” ، از آلیاژهای مس با روی و آلومینیوم تولید می شوند.

خواص کاربردی پودر مس و شمش مس

خصوصیات پودرهای مس گرانول تولید شده با روش های که بیان شد در صنعت کاربرد بسیاری دارد و خلوص آن تحت تأثیر ماده اولیه و روش تهیه این پودر می باشد. پودر الکترولیتی از مس کاتدی با خلوص بالا تولید می شود دارای خلوص ۹۹٪ است. پودر تولید شده توسط فرآیند هیدرومتالورژی ، که در آن مس به طور ترجیحی از ماده اولیه حل می شود یک محصول با خلوص بالا و بیشتر از ۹۹ درصد است. هنگام تصفیه یا کاهش حالت جامد ، تصفیه انجام نمی شود و خلوص پودر به ماده اولیه مورد استفاده به عنوان خوراک بستگی دارد که برای تولید پودر با خلوص ۹۹٪ انتخاب می شود.

اشکال و واکنش پذیری پودر مس و شمش مس

شکل ذرات تولید شده به روش تولید بستگی دارد. پودرهای مس ، تولید شده با روش های مورد بحث ، می توانند کروی ، نامنظم یا دندریتیک باشند. شکل بر تراکم ، سطح ، نفوذ پذیری و خصوصیات جریان تأثیر می گذارد. تخلخل نیز بسته به روش تولید متفاوت است و بر تراکم تأثیر می گذارد. منافذ داخلی چگالی را کاهش می دهند اما هیچ سهمی در فعالیت ذره ندارند. منافذ متصل به سطح باعث کاهش چگالی می شوند اما سطح موثر و فعالیت را نیز افزایش می دهند.

مساحت سطح به اندازه ، شکل و شرایط سطح ذرات و توزیع اندازه ذرات بستگی دارد. هرچه ذرات ریزتر باشند ، سطح ویژه آنها بیشتر است. یک ذره به شکل نامنظم از یک پودر کروی با همان اندازه سطح بیشتری خواهد داشت. زبری سطح و تخلخل متصل به سطح می تواند سطح خاص را چندین برابر بیشتر از منطقه مرتبط با فاکتورهای اندازه و شکل افزایش دهد. فعالیت یک ذره به طور کلی با افزایش سطح افزایش می یابد. سطح خاص قابل توجه است زیرا واکنش هایی مانند پخت و پز از سطح خاص شروع می شوند.

کاربردهای پودر مس و شمش مس

پودرهای مس کاربرد صنعتی گسترده ای دارند. این فلز به شکل پودر به دلیل خصوصیات الکتریکی و حرارتی عالی که دارد اغلب در صنایع الکتریکی و الکترونیکی استفاده می شود. تولید مواد روان کننده از این پودر احتمالاً متداول ترین کاربرد پودر مس است و حدود ۷۰٪ از کل تولید پودر مس به شکل دانه ای برای این منظور استفاده می شود. از پودرهای مس همچنین در موارد غیر سازه ای مانند لحیم کاری ، لحیم کاری سرد و آبکاری مکانیکی و همچنین برای ساخت مدال ، محصولات تزئینی فلزی و انواع وسایل مختلف شیمیایی و پزشکی استفاده می شود.

به عنوان مثال ، پودر مس اتمیزه شده برای کاربردهای متالوژی پودر( P / M ) بسیار مناسب است زیرا دارای سرعت جریان بالا و مقاومت خوبی است. این پودر می تواند در برنامه های الکترونیکی و الکتریکی که نیاز به هدایت بالا دارند استفاده شود به شرطی که پودر مس خلوص بالایی داشته باشد.
پودر مس الکترولیتی ، به دلیل خلوص بالا ، به ویژه برای اجزای P / M در صنایع الکترونیکی و الکتریکی که رسانایی های الکتریکی و حرارتی زیادی مورد نیاز است ، مناسب است. با این حال ، برای اکثر برنامه های P / M دیگر نیز مناسب است.

بهتر است بدانید:

فرآیند هیدرومتالورژی به طور کلی پودری با اندازه ذرات ریز ، چگالی ظاهری کم و مقاومت بالا به وجود می آورد. با این ویژگی ها ، به ویژه برای استفاده در مواد اصطکاکی مانند ساخت لنت ترمز خودروها مناسب است. پودرهای تولید شده توسط کاهش حالت جامد دارای خصوصیاتی مشابه پودرهای اتمی هستند و برای کاربردهای مشابه مناسب هستند.

از پودرهای مس در ترکیبات گرافیت مس ، که دارای مقاومت تماس کم ، قدرت حمل جریان بالا و هدایت حرارتی بالا برای ساخت برس ها در موتورها و ژنراتورها و به عنوان قطعات متحرک رئوستات ها ، کلیدها و واشرهای حامل جریان ، استفاده می شود. این پودرها همچنین برای تولید ابزار الکترود برای ماشینکاری تخلیه الکتریکی قالب های پیچیده استفاده می شود. پودر مس به دلیل هدایت الکتریکی و حرارتی بالا انتخاب شده است.
مس خالص همچنین در کاربردهای غیر الکتریکی P / M استفاده می شود. یک نمونه جالب تیغه مسی است که با روغن آغشته می شود تا عمر مفید یک چاقوی جیبی را افزایش دهد.

مس همچنین به صورت ذرات نانو می تواند در اتیلن گلیکول (EG ) با استفاده از سولفات مس به عنوان پیش ماده و سولفات وانادیوم به عنوان یک احیا کننده غیرمعمول سنتز شود. نانوذرات فلز را می توان با استفاده از میکروارگانیسم ها از طریق فرایندهای بیوسنتز نیز بدست آورد که در مقایسه با روش های سنتز شیمیایی مزایای مشترکی دارد . فرآیندهای بیوسنتز سازگار با محیط زیست هستند و هیچ ماده شیمیایی سمی یا معرفی برای این فرآیندها مورد نیاز نیست.