دانلود تحقیق اثر ناخالصی ها بر روی مس

نوارهای مسی در عملیاتهای شکل دهی مورد استفاده قرار می گیرند . تمپر ( درجه نوردکاری سرد ) تاثیر کمی بر روی حد فنجانی شدن ( حد عمیق کششی ) دارد ولی اثرات جدی بروی شکل دادن کشیدنی دارد ( به فرو رفتگی های ایجاد شده در آزمایش اریکسن ، گلویی شدن در شکل دادن کشیدنی مراجعه کنید ) و دیگر موارد .

در جدولهای (6-1) ترکیب بعضی از آلیاژهای تجاری مس داده شده است .

Effect of other elements in copper ::7-4

عناصر مورد بحث ، ناخالصی ها ، اکسیژن زداهای باقیمانده یا عناصری که عملاً بدلیل خاصی برای بالا بردن بعضی خواص به مس اضافه شده اند در مس می یاشند.

ارسنیک ، آنتیموان ، سیموت ، آهن ، سرب ، کادیم ، کبالت ، نیکل ، نقره ، سولفور ، سلنیم ، تلور عنوان ناخالصی طبقه بندی می شوند . با وجود اکسیژن بطور عمدی کنترل می شود اما این عنصر ممکن است بعنوان ناخالصی طبقه بندی شود اما شاید صحیح تر این باشد که به عنوان آلیاژ ساز طبقه بندی شود .

بعضی از عناصر که در موارد خاصی به عنوان ناخالصی حضور می یابند در موقعیتهای دیگر به عنوان عناصر الیاژسازی ظاهر می شوند مانند نقره ، سرب ، تلور .

عناصر فسفر ، لیتیم ، بور ، کلسیم می توانند بعنوان اکسیژن زدا مورد استفاده قرار گیرند اما هیچکدام در حد تجاری و قابل توجهی مورد استفاده واقع نمی شود .

ارسنیک ، برلیم ، کادیم ،کبالت ، کرم ، سرب ، نیکل ، فسفر ، سیلیسم ، نقره ، تلور ، قلع ، روی ، و زیرکونیم به طورعمدی به مس اضافه می شوند .

حضور این عناصر در جدول 7 نشان داده شده است .

ARSENIC::1-7-4

ارسنیک بطور طبیعی در بعضی سنگهای معدنی مس ظاهر می شود و ممکن است اجازه داده شود که بعد از عمل تصفیه در مس باقی بماند یا بطور عمدی در غلظتی به میزان 3/0 % به مس اضافه شود .

بعضی وقتها این عنصر به اندازه 5/0% به مس اضافه شده است که تحت عنوان مس ارسنیکی به فروش می رسد و در لوله های مبدلهای حرارتی و لوله های کندانسرها مورد استفاده واقع می شود ( تکنولوژی مبدلهای حرارتی را ببینید ).

ارسنیک استحکام خمشی را تحت شرایط کارسرد کمی افزایش مس دهد و دمای تبلور را بالا می برد . نقره که به مس ارسنیکی افزوده می شود به بالا رفتن دما تبلور مجدد کمک می کند .

آرسنیک اثر زیان آور قابل بر روی هدایت الکتریکی مس حتی در حضور اکسیژن دارد (به شکل 6 نگاه کنید)

حضور اکسیژن مشخصه های ریخته گری مس ارسنیکی را بهبود می بخشد . از طرفی ارسنیک موجب بهبود خصوصیات کاری مس اکسیژن دار می شود .

اثرمفید ارسنیک بروی خواص کارسرد مس اکسیژندار بدلیل تاثیر ارسنیک بروی ساختمان آلیاژ تلقی می شود .

اکسیدمس بطور طبیعی به شکل یک یوتکتیک که کریستالها یادانه های نرم را احاطه می کند . هنگامیکه غلظت ارسنیک از مقدار ( 1/0 )% افزایش می یابد یوتکتیک بوسیله ذرات کروی نسبتا بزرگی و منفردی جانشین می شود و دانه های جداگانه واقع می شوند . اجزاء تشکیل شده جدید احتمالا محصول واکنش انجام شده بین ارسنیک و اکسید مس هستند که ممکن است این مواد ارسنات مس یاشند . این ترکیب فعال نوری است و شکلهای تداخلی خاصی هنگامیکه تحت نورپلاریزه به آن نگاه می کنیم تشکیل می دهد. مشابه آن برای سیستمهای مس- اکسیژن-آنتیموان خاصیت فعالیت نوری گزارش شده است .

 ANTIMONY:2-7-4

معمولا آنتیموان فقط در غلظتهای خیلی کم در مس یافت می شود . آنتیموان با مس بدون اکسیژن تشکیل محلول جامد می دهد بنابراین بر هدایت الکتریکی مؤثر است اما با وجود این کمتر از ارسنیک مورد توجه واقع می شود . آنتیموان همچنین در حضور CUO تشکیل کره هایی می دهد که ترکیب حاصل شده فعالیت نوری نیز دارد .

مسی که شامل تا حدود (5/0)% آنتیموان در حضور (03/0 – 02/0 )% اکسیژن است بطور موفقیت آمیزی نورد گرم می شود .

مسی که شامل (5/0 – 05/0)% از هر یک ا ز عناصر آنتیموان و ارسنیک در حضور (02/0 )% اکسیژن است می تواند کار گرم شود .

آنتیموان استحکام کنشی و ویژگیهای خستگی مس را در مقایسه با مس ارسنیکی افزایش می دهد و موجب افزایش حد دوام ( حد خستگی) می شود .

آنتیموان حتی در مس اکسیژن دار دمای تبلور مجدد را افزایش می دهد .

   BISMUTH ::3-7-4

بیسموت غالبا در مس نامحلول است . (02/0) % بیسموت در دمای C 0 980 در مس حل می شود .

بیسموت به شکل یک لایه بین دانه ای در مس بدون اکسیژن ظاهر می شود و چون دمای ذوب پایینی دارد (C 0  271 ) تمایل به سرخ شکنندگی است با توجه به اینکه قسمت عظیمی از نوارهای ورق (تسمه ها ) مسی توسط نورد گرم تولید می شوند ، حتی مقدار خیلی کمی بیسموت در مس قابل تعمل نمی باشد حضور فسفر باعث می شود که سرخ شکنندگی ایجاد شود اثر وجود آنتیموان مجددا تکرار شود .

Rees , Conda (26) با انجام عمل آنیلی در دمای c 0 900 دریافتند که تنها اثر بیسموت روی دمای سیم سختی مس ، ( c 0 5/2)  به ازای هر ppm بیسموت در دامنه pmm (3-6/1) است بیسموت مانند آرسنیک و  با اکسید مس واکنش می دهد که نتیجه اش یک تجمع تدریجی از ساختار یوتکتیکی مس – اکسید مس است به همراه افزایش یافتن غلظت بیسموت تا اینکه ذرات کروی از ماده متشکله جدید بوجود آیند .

با وجود غلظت نسبتاً بالا اکسیژن در مس بیسموت دار ، لایه بیسموت  در زیر میکروسکوپ ریز نشده است . حضور اکسیژن در مس بیسموت دار بهبود خواص مکانیکی نورد کاری گرم را توجیه می کند .

بیسموت همچنین با تمایل به ساختن مدار شکننده خواص نورد کاری سرد را تحت تاثیر قرار می دهد . حضور سرب علاوه بر بیسموت در آلیاژ سازی اثرات زیان آور بیسموت را کاهش می دهد به این وسیله تمایل بیسموت را به ساختن لایه های مرزدانه ای معدوم می سازد .