Grecii antici au numit acest element chalcos, în latină se numește cuprum (Cu) sau aes, iar alchimiștii medievali au numit acest element chimic nimic mai mult decât Marte sau Venus. Omenirea este cunoscută de multă vreme cu cuprul datorită faptului că în condiții naturale se putea găsi sub formă de pepite, având adesea dimensiuni foarte impresionante.

Reducerea ușoară a carbonaților și oxizilor acestui element a contribuit la faptul că, potrivit multor cercetători, strămoșii noștri străvechi au învățat să-l reducă din minereu înaintea tuturor celorlalte metale.

La început, rocile de cupru au fost pur și simplu încălzite la foc deschis și apoi s-au răcit brusc. Acest lucru a dus la crăparea lor, ceea ce a făcut posibilă restaurarea metalului.

După ce a stăpânit o tehnologie atât de simplă, omul a început să o dezvolte treptat. Oamenii au învățat să sufle aer în foc folosind burdufuri și țevi, apoi au venit cu ideea de a instala pereți în jurul focului. În cele din urmă, a fost construit primul cuptor cu arbore.

Numeroase săpături arheologice au făcut posibilă stabilirea unui fapt unic - cele mai simple produse din cupru existau deja în mileniul al X-lea î.Hr. Și cuprul a început să fie extras și folosit mai activ după 8-10 mii de ani. De atunci, omenirea folosește acest element chimic, unic în multe privințe (densitate, greutate specifică, caracteristici magnetice etc.), pentru nevoile sale.

În zilele noastre, pepitele de cupru sunt extrem de rare. Cuprul este extras din diverse surse, printre care se numără următoarele:

• bornit (conține cuprum până la 65%);
• luciu de cupru (aka calcocit) cu un conținut de cupru de până la 80%;
• pirita de cupru (cu alte cuvinte, calcoperita), care conține aproximativ 30% din elementul chimic de interes pentru noi;
• covellita (contine pana la 64% Cu).

Cuprum este, de asemenea, extras din malachit, cuprită, alte minereuri de oxizi și aproape 20 de minerale care îl conțin în cantități variate.

2

În forma sa cea mai simplă, elementul descris este un metal cu o nuanță roz-roșu, caracterizat prin ductilitate ridicată. Cuprumul natural include doi nuclizi cu o structură stabilă.

Raza unui ion de cupru încărcat pozitiv are următoarele valori:

• cu un indice de coordonare de 6 – până la 0,091 nm;
• cu indicator 2 – până la 0,060 nm.

Și atomul neutru al elementului este caracterizat printr-o rază de 0,128 nm și o afinitate electronică de 1,8 eV. În timpul ionizării secvențiale, atomul are valori de la 7,726 la 82,7 eV.

Cuprum este un metal de tranziție, deci are stări de oxidare variabile și un indice de electronegativitate scăzut (1,9 unități pe scara Pauling). (coeficientul) este egal cu 394 W/(m*K) la un interval de temperatură de la 20 la 100 °C. Conductivitatea electrică a cuprului (indicator specific) este de maximum 58, minim 55,5 MS/m. Doar argintul are o valoare mai mare conductivitatea electrică a altor metale, inclusiv a aluminiului, este mai mică.

Cuprul nu poate înlocui hidrogenul din acizi și apă, deoarece în seria potențială standard este în dreapta hidrogenului. Metalul descris este caracterizat de o rețea cubică centrată pe față cu o dimensiune de 0,36150 nm. Cuprul fierbe la o temperatură de 2657 de grade, se topește la o temperatură de puțin peste 1083 de grade, iar densitatea lui este de 8,92 grame/centimetru cub (pentru comparație, densitatea aluminiului este de 2,7).

Alte proprietăți mecanice ale cuprului și indicatori fizici importanți:

• presiune la 1628 °C – 1 mm Hg. Artă.;
• valoarea de dilatare termică (liniară) – 0,00000017 unități;
• la întindere se realizează o rezistență la tracțiune de 22 kgf/mm2;
• duritatea cuprului – 35 kgf/mm2 (scara Brinell);
• greutate specifică – 8,94 g/cm3;
• modulul de elasticitate – 132000 Mn/m2;
• alungire (relativă) – 60%.

Proprietățile magnetice ale cuprului sunt oarecum unice. Elementul este complet diamagnetic, susceptibilitatea sa magnetică atomică este de doar 0,00000527 unități. Caracteristicile magnetice ale cuprului (precum și toți parametrii săi fizici - greutate, densitate etc.) determină cererea pentru elementul pentru fabricarea produselor electrice. Aluminiul are aproximativ aceleași caracteristici, astfel încât ele și metalul descris formează un „cuplu dulce” utilizat pentru producția de piese conductoare, fire și cabluri.

Este aproape imposibil să se schimbe multe proprietăți mecanice ale cuprului (aceleași proprietăți magnetice, de exemplu), dar rezistența la tracțiune a elementului în cauză poate fi îmbunătățită prin călirea la rece. În acest caz, se va dubla aproximativ (până la 420–450 MN/m2).

3

Cuprum în sistemul Mendeleev este inclus în grupul metalelor nobile (IB), este în a patra perioadă, are un număr atomic de 29 și are tendința de a forma complexe. Caracteristicile chimice ale cuprului nu sunt mai puțin importante decât caracteristicile sale magnetice, mecanice și fizice, fie că este vorba despre greutatea, densitatea sau altă valoare. Prin urmare, vom vorbi despre ele în detaliu.

Activitatea chimică a cuprumului este scăzută. Cuprul într-o atmosferă uscată se schimbă nesemnificativ (s-ar putea chiar spune că aproape că nu se schimbă). Dar odată cu creșterea umidității și prezența dioxidului de carbon în mediu, pe suprafața sa se formează de obicei o peliculă verzuie. Conține CuCO3 și Cu(OH)2, precum și diverși compuși de sulfură de cupru. Acestea din urmă se formează datorită faptului că aproape întotdeauna există o anumită cantitate de hidrogen sulfurat și dioxid de sulf în aer. Acest film verzui se numește patina. Protejează metalul de distrugere.

Dacă cuprul este încălzit în aer, vor începe procesele de oxidare la suprafața sa. La temperaturi de la 375 la 1100 de grade, se formează scara în două straturi ca urmare a oxidării, iar la temperaturi de până la 375 de grade, se formează oxid de cupru. La temperaturi obișnuite, se observă de obicei o combinație de Cu cu clor umed (rezultatul acestei reacții este apariția clorurii).

De asemenea, cuprul interacționează destul de ușor cu alte elemente din grupul halogenului. Se aprinde în vapori de sulf, are și un nivel ridicat de afinitate pentru seleniu. Dar Cu nu se combină cu carbonul, azotul și hidrogenul chiar și la temperaturi ridicate. Când oxidul de cupru vine în contact cu acidul sulfuric (diluat), se obțin sulfat de cupru și cu acizi bromhidric, respectiv iodură de cupru;

Dacă oxidul este combinat cu unul sau altul alcalin, rezultatul reacției chimice va fi apariția cupratului. Dar cei mai faimoși agenți reducători (monoxid de carbon, amoniac, metan și alții) sunt capabili să restabilească cuprumul la starea liberă.

De interes practic este capacitatea acestui metal de a reacționa cu sărurile de fier (sub formă de soluție). În acest caz, se înregistrează reducerea fierului și trecerea Cu în soluție. Această reacție este utilizată pentru a îndepărta stratul de cupru depus din produsele decorative.

În forme mono și divalente, cuprul este capabil să creeze compuși complecși cu un nivel ridicat de stabilitate. Astfel de compuși includ amestecuri de amoniac (sunt de interes pentru întreprinderile industriale) și săruri duble.

4

Domeniul principal de aplicare a aluminiului și cuprului este cunoscut, probabil, de toată lumea. Sunt folosite pentru a face o varietate de cabluri, inclusiv cabluri de alimentare. Acest lucru este facilitat de rezistența scăzută a aluminiului și cuprum și de capacitățile lor magnetice speciale. În înfășurările acționărilor electrice și în transformatoare (putere), sunt utilizate pe scară largă firele de cupru, care se caracterizează prin puritatea unică a cuprului, care este materia primă pentru producerea lor. Dacă la astfel de materii prime pure se adaugă doar 0,02% din aluminiu, conductivitatea electrică a produsului va scădea cu 8-10%.

Cu, care are o densitate și rezistență ridicate, precum și o greutate redusă, este perfect adaptabil la prelucrare. Acest lucru ne permite să producem țevi de cupru excelente care își demonstrează caracteristicile de înaltă performanță în sistemele de gaz, încălzire și alimentare cu apă. În multe țări europene, țevile de cupru sunt folosite în marea majoritate a cazurilor pentru amenajarea rețelelor interne de utilități ale clădirilor rezidențiale și administrative.

Am spus multe despre conductivitatea electrică a aluminiului și a cuprului. Să nu uităm de conductibilitatea termică excelentă a acestuia din urmă. Această caracteristică face posibilă utilizarea cuprului în următoarele structuri:

• în conducte de căldură;
• în coolere ale computerelor personale;
• în sisteme de încălzire și sisteme de răcire cu aer;
• în schimbătoarele de căldură și multe alte dispozitive care elimină căldura.

Densitatea și greutatea redusă a materialelor și aliajelor de cupru au dus, de asemenea, la utilizarea lor pe scară largă în arhitectură.

5

Este clar că densitatea cuprului, greutatea sa și tot felul de indicatori chimici și magnetici, în mare, sunt de puțin interes pentru omul obișnuit. Dar mulți oameni doresc să cunoască proprietățile vindecătoare ale cuprului.

Indienii antici foloseau cuprul pentru a trata vederea și diverse afecțiuni ale pielii. Grecii antici foloseau plăci de cupru pentru a vindeca ulcere, umflături severe, vânătăi și contuzii, precum și boli mai grave (inflamația amigdalelor, surditatea congenitală și dobândită). Iar în est, pulbere roșie de cupru dizolvată în apă a fost folosită pentru a reface oasele rupte de la picioare și brațe.

Proprietățile vindecătoare ale cuprului erau bine cunoscute rușilor. Strămoșii noștri au folosit acest metal unic pentru a vindeca holera, epilepsia, poliartrita și radiculita. În prezent, plăcile de cupru sunt de obicei folosite pentru tratament, care sunt aplicate în puncte speciale ale corpului uman. Proprietățile vindecătoare ale cuprului într-o astfel de terapie se manifestă în următoarele:

• potențialul de protecție al corpului uman crește;
• bolile infecțioase nu sunt periculoase pentru cei care sunt tratați cu cupru;
• Există o scădere a durerii și ameliorarea inflamației.

Unul dintre primele metale utilizate în forjare. În epoca bronzului, omul a stăpânit arta de a face arme și unelte din cupru moale și ductil, iar până astăzi acest metal continuă să fie utilizat pe scară largă în forjarea artistică.

Există o explicație pentru aceasta: cuprul prezintă o activitate chimică scăzută atunci când interacționează cu alte elemente chimice. Aceasta înseamnă că cuprul este excelent pentru crearea compozițiilor metalice atât pentru exterior, cât și pentru interior, deoarece demonstrează cea mai mare rezistență la coroziune atunci când este expus la factori de mediu negativi.

Desigur, nu tuturor le va plăcea aspectul stratului exterior protector al suprafeței de cupru, dar patina verde face o treabă grozavă de a proteja cuprul de coroziune. Adevărat, patina, care este carbonat de cupru, dăunează semnificativ sănătății umane, așa că compozițiile de cupru trebuie acoperite cu vopsea de protecție pentru a preveni formarea unei pelicule verzi.

Inițial, produsul de cupru are o culoare roșu-aurie strălucitoare, apoi capătă nuanțe maro și negru, iar după 20 de ani devine verde bogat. Patina poate acoperi o suprafață metalică și mai devreme, mai ales dacă metalul este expus constant la umezeală.

Proprietățile cuprului
Maleabilitatea și ductilitatea cuprului este foarte mare - poate fi forjat în aproape orice formă, chiar și geometrică cu îndoituri complexe.

Cuprul are o conductivitate termică bună, iar caracteristicile sale fizice și mecanice depind direct de calitatea prelucrării sale. Așa-numitul cupru blister este obținut din minereu, care nu este potrivit pentru scopuri de forjare. În primul rând, metalul trebuie să treacă printr-o etapă de rafinare la foc, în urma căreia o cantitate mai mare de impurități (de exemplu, bismut și plumb) este arsă. Pentru a elibera complet aliajul de cupru de incluziuni, se folosește rafinarea electrolitică. Din acest cupru se trag apoi sârmă, foi de cupru, lingouri etc.

În forjarea artistică, cuprul pur este rar utilizat - i se adaugă un aliaj, care în anumite concentrații poate conferi anumite proprietăți fizice aliajului. Unele aliaje de cupru și-au primit chiar propriul nume, cum ar fi alama și bronzul.

În cele mai multe cazuri, aliajul este adăugat pentru a da cuprului moale și ușor deformat cel puțin puțină duritate. Cuprul pur nu este potrivit pentru turnare și forjare - apar bule neplăcute.

După turnare, produsul din cupru este deseori gravat și, de asemenea, emailat folosind metodele de guje și deflectoare.

Majoritatea sectoarelor industriale folosesc un metal precum cuprul. Datorită conductivității sale electrice ridicate, nici o singură zonă a ingineriei electrice nu se poate descurca fără acest material. Produce conductori cu caracteristici de performanță excelente. Pe lângă aceste caracteristici, cuprul are ductilitate și refractaritate, rezistență la coroziune și medii agresive. Și astăzi ne vom uita la metal din toate părțile: vom indica prețul pentru 1 kg de fier vechi, vă vom spune despre utilizarea și producția acestuia.

Concept și caracteristici

Cuprul este un element chimic aparținând primei grupe a tabelului periodic Mendeleev. Acest metal ductil are o culoare roz-aurie și este unul dintre cele trei metale cu o culoare distinctă. Din cele mai vechi timpuri, a fost folosit activ de om în multe domenii ale industriei.

Caracteristica principală a metalului este conductivitatea sa electrică și termică ridicată. În comparație cu alte metale, conductivitatea curentului electric prin cupru este de 1,7 ori mai mare decât cea a aluminiului și de aproape 6 ori mai mare decât cea a fierului.

Cuprul are o serie de caracteristici distinctive față de alte metale:

1. Plastic. Cuprul este un metal moale și ductil. Daca tii cont de sarma de cupru, se indoaie usor, ia orice pozitie si nu se deformeaza. Este suficient să apăsați puțin metalul în sine pentru a verifica această caracteristică.
2. Rezistenta la coroziune. Acest material fotosensibil este foarte rezistent la coroziune. Dacă cuprul este lăsat mult timp într-un mediu umed, va începe să apară o peliculă verde pe suprafața sa, care protejează metalul de efectele negative ale umidității.
3. Răspunsul la creșterea temperaturii. Puteți distinge cuprul de alte metale prin încălzirea acestuia. În acest proces, cuprul va începe să-și piardă culoarea și apoi va deveni mai închis. Ca rezultat, atunci când metalul este încălzit, acesta se va înnegri.

Datorită acestor caracteristici, este posibil să distingem acest material de și alte metale.

Videoclipul de mai jos vă va spune despre proprietățile benefice ale cuprului:

Argumente pro şi contra

Avantajele acestui metal sunt:

• Conductivitate termică ridicată;
• Rezistenta la coroziune;
• Rezistență destul de mare;
• Plasticitate ridicată, care se menține până la o temperatură de -269 de grade;
• Conductivitate electrică bună;
• Posibilitate de aliere cu diverse componente suplimentare.

Citiți mai jos despre caracteristicile, proprietățile fizice și chimice ale substanței metalice cuprul și aliajele sale.

Proprietăți și caracteristici

Cuprul, ca metal slab activ, nu interacționează cu apa, sărurile, alcalii sau acidul sulfuric slab, dar este supus dizolvării în acid sulfuric și azotic concentrat.

Proprietățile fizice ale metalului:

• Punctul de topire al cuprului este de 1084°C;
• Punctul de fierbere al cuprului este de 2560°C;
• Densitate 8890 kg/m³;
• Conductivitate electrică 58 MOhm/m;
• Conductivitate termică 390 m*K.

Proprietăți mecanice:

• Rezistența la tracțiune în stare deformată este de 350-450 MPa, în stare recoaptă - 220-250 MPa;
• Îngustarea relativă în starea deformată este de 40-60%, în starea recoaptă – 70-80%;
• Alungirea relativă în starea deformată este de 5-6 δ ψ%, în starea recoaptă – 45-50 δ ψ%;
• Duritatea în stare deformată este de 90-110 HB, în stare recoaptă - 35-55 HB.

La temperaturi sub 0°C acest material are rezistență și ductilitate mai mari decât la +20°C.

Structura si compus

Cuprul, care are un coeficient de conductivitate electrică ridicat, are cel mai scăzut conținut de impurități. Ponderea lor în compoziție poate fi egală cu 0,1%. Pentru a crește rezistența cuprului, i se adaugă diverse impurități: antimoniu etc. În funcție de compoziția sa și de gradul de conținut de cupru pur, se disting mai multe grade.

Tipul structural de cupru poate include, de asemenea, cristale de argint, calciu, aluminiu, aur și alte componente. Toate sunt caracterizate de moliciune și plasticitate comparativă. Particula de cupru în sine are o formă cubică ai cărei atomi sunt localizați la vârfurile celulei F. Fiecare celulă este formată din 4 atomi.

Pentru a afla de unde să obțineți cupru, urmăriți acest videoclip:

Productie de materiale

În condiții naturale, acest metal se găsește în minereurile native de cupru și sulfuri. Minereurile numite „lustru de cupru” și „pirită de cupru”, care conțin până la 2% din componenta necesară, sunt utilizate pe scară largă în producția de cupru.

Cea mai mare parte (până la 90%) din metalul primar se datorează metodei pirometalurgice, care cuprinde o mulțime de etape: proces de înfrumusețare, prăjire, topire, prelucrare în convertor și rafinare. Partea rămasă se obține prin metoda hidrometalurgică, care constă în levigarea acesteia cu acid sulfuric diluat.

Aplicații

în următoarele domenii:

• Industria electrică, care constă în primul rând în producția de fire electrice. În aceste scopuri, cuprul trebuie să fie cât mai pur, fără impurități străine.
• Realizarea de produse filigranate. Sârma de cupru în stare recoaptă se caracterizează prin ductilitate și rezistență ridicate. De aceea, este utilizat în mod activ în producția de diverse corzi, ornamente și alte modele.
• Topirea catodului de cupru în sârmă. O mare varietate de produse din cupru sunt topite în lingouri, care sunt ideale pentru rularea ulterioară.

Cuprul este utilizat în mod activ într-o mare varietate de industrii. Poate face parte nu numai din sârmă, ci și din arme și chiar din bijuterii. Proprietățile sale și domeniul larg de aplicare i-au influențat favorabil popularitatea.

Videoclipul de mai jos explică cum cuprul își poate schimba proprietățile:

• Denumire - Cu (Cupru);
• Perioada - IV;
• Grupa - 11 (Ib);
• Masa atomică - 63,546;
• Numărul atomic - 29;
• Raza atomică = 128 pm;
• Raza covalentă = 117 pm;
• Distribuția electronilor - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 ;
• temperatura de topire = 1083,4°C;
• punct de fierbere = 2567°C;
• Electronegativitatea (după Pauling/după Alpred și Rochow) = 1,90/1,75;
• Stare de oxidare: +3, +2, +1, 0;
• Densitatea (nr.) = 8,92 g/cm3;
• Volumul molar = 7,1 cm 3 /mol.

Cuprul (cuprum, și-a primit numele în onoarea insulei Cipru, unde a fost descoperit un mare zăcământ de cupru) este unul dintre primele metale pe care omul le-a stăpânit - epoca cuprului (epoca în care uneltele din cupru predominau în uz uman) acoperă perioada ale mileniului IV-III î.Hr. e.

Un aliaj de cupru și staniu (bronz) a fost obținut în Orientul Mijlociu 3000 î.Hr. e. Bronzul era preferat cuprului pentru că era mai puternic și mai ușor de forjat.

Orez. Structura atomului de cupru.

Configurația electronică a atomului de cupru este 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 (vezi Structura electronică a atomilor). În cupru, un electron pereche de la nivelul s exterior „sare” la subnivelul d al orbitalului exterior, care este asociat cu stabilitatea ridicată a nivelului d complet umplut. Subnivelul d stabil al cuprului determină inerția sa chimică relativă (cuprul nu reacționează cu hidrogenul, azotul, carbonul sau siliciul). Cuprul din compuși poate prezenta stări de oxidare +3, +2, +1 (cele mai stabile sunt +1 și +2).

Orez. Configurația electronică a cuprului.

Proprietățile fizice ale cuprului:

• metal, culoare roșu-roz;
• are maleabilitate și ductilitate ridicate;
• conductivitate electrică bună;
• rezistență electrică scăzută.

Proprietățile chimice ale cuprului

• Când este încălzit, reacţionează cu oxigenul:
  O 2 + 2Cu = 2CuO;
• atunci când este expus la aer pentru o perioadă lungă de timp, reacționează cu oxigenul chiar și la temperatura camerei:
  O2 + 2Cu + CO2 + H20 = Cu(OH)2CuC03;
• reacționează cu acidul azotic și acid sulfuric concentrat:
  Cu + 2H2S04 = CuS04 + S02 + 2H20;
• Cuprul nu reacționează cu apa, soluțiile alcaline, acidul clorhidric și acidul sulfuric diluat.

Conexiuni din cupru

Oxid de cupru CuO(II):

• un solid roșu-brun, insolubil în apă, prezintă proprietăți de bază;
• când este încălzit în prezența agenților reducători, dă cupru liber:
  CuO + H2 = Cu + H20;
• Oxidul de cupru este produs prin reacția cuprului cu oxigenul sau prin descompunerea hidroxidului de cupru (II):
  O 2 + 2Cu = 2CuO; Cu(OH)2 = CuO + H2O.

Hidroxid de cupru Cu(OH 2)(II)):

• substanță cristalină sau amorfă de culoare albastră, insolubilă în apă;
• se descompune în apă și oxid de cupru atunci când este încălzit;
• reacţionează cu acizii pentru a forma sărurile corespunzătoare:
  Cu(OH2) + H2S04 = CuS04 + 2H20;
• reacționează cu soluții alcaline, formând cuprați - compuși complecși de culoare albastru strălucitor:
  Cu(OH2) + 2KOH = K2.

Pentru mai multe informații despre compușii de cupru, consultați Oxizii de cupru.

Producția și utilizarea cuprului

• Prin metoda pirometalurgică, cuprul este obținut din minereuri sulfurate la temperaturi ridicate:
  CuFeS2 + O2 + Si02 → Cu + FeSi03 + SO2;
• Oxidul de cupru este redus la cupru metal prin hidrogen, monoxid de carbon și metale active:
  Cu20 + H2 = 2Cu + H20;
  Cu2O + CO = 2Cu + CO2;
  Cu2O + Mg = 2Cu + MgO.

Utilizarea cuprului este determinată de conductivitatea sa ridicată electrică și termică, precum și de ductilitate:

• producție de fire și cabluri electrice;
• în echipamente de schimb de căldură;
• în metalurgie pentru producerea aliajelor: bronz, alamă, cupronic;
• în electronica radio.

4. Influența impurităților și a structurii cuprului asupra ductilității acestuia

Prezența impurităților în cuprul fără oxigen în cantități reglementate de GOST 859-78 nu are un efect vizibil asupra proprietăților sale mecanice la 20°C. Cu toate acestea, în timpul testelor la temperatură ridicată și în anumite condiții, se observă mai multe intervale de scădere a ductilității, care sunt absente în cuprul spectral pur. Există o serie de ipoteze care explică motivul scăderii ductilității cuprului într-un anumit interval de temperatură și la viteze de testare statică a probelor. Aceste ipoteze pot fi împărțite în două grupe:

a) ipoteze care leagă o scădere anormală a plasticității cu interacțiunea mierii cu seleniu, teluriu, bismut, plumb, sulf, oxigen, hidrogen;

b) ipoteze care explică scăderea ductilității în anumite intervale de temperatură prin modificări structurale ale cuprului.

Ipotezele primului grup se bazează pe calcule termodinamice testate în lucrare. Calculele au arătat că gama de plasticitate redusă a mierii coincide cu temperatura la care seleniul și telurul pot exista între cristalele de cupru în stare gazoasă. Telurul și seleniul se găsesc în cupru în miimi și zece miimi de procente, cu toate acestea, straturile subțiri ale fazei gazoase ale acestor elemente pot fi considerate ca fisuri gata făcute de o dimensiune critică, care, sub influența forțelor de tracțiune în timpul testării , se dezvoltă în microfisuri și provoacă fragilitatea cuprului.

Plumbul și bismutul sunt ușor solubile în cupru solid (0,001%) și, prin urmare, se găsesc ca incluziuni de plumb elementar sau bismut. Odată cu creșterea temperaturii, aceste elemente se transformă într-o stare lichidă și, situate de-a lungul granițelor de cereale, perturbă legătura dintre ele.

La temperaturi de ordinul a 800°C, mici cantități din aceste elemente se dizolvă în cupru până când faza lichidă dispare și zona de ductilitate redusă este eliminată. Totuși, în cazul seleniului și telurului, creșterea plasticității la temperaturi ridicate nu poate fi explicată prin dizolvarea acestor elemente în cupru.

Lingourile de cupru fără oxigen care conțin 2 10-3% S crapă de-a lungul marginilor în timpul laminarii la cald și mai puțin de 1 10-3% S nu crapă. Sfârșitul laminarii lingourilor are loc, de regulă, în regiunea unei scăderi a ductilității (500-700°C), ceea ce explică formarea microfisurilor deja în această etapă. Bismutul, chiar si la un continut de 3,8 - 10 -4%, reduce ductilitatea cuprului, iar la 2,5 -10 -4%, la limitele de boabe s-au gasit segregari ce contin pana la 17% Bi; observat şi în cazul sulfului. Fiind elemente tensioactive în raport cu cuprul, aceste impurități reduc energia de suprafață a acestuia, ceea ce duce la scăderea coeziunii intergranulare și, în consecință, la o pierdere a ductilității. În timp ce energia de suprafață a cuprului pur este de aproximativ 0,135 mJ, prezența sulfului o reduce la 7 μJ și, prin urmare, reduce rezistența de coeziune a granițelor. Un rol semnificativ în apariția fragilității roșii a cuprului fără oxigen îl joacă relația dintre conținutul de impurități și solubilitatea acestora în cupru solid. Cu cât acest raport este mai mare (care este cel mai mare în principal pentru oxigen, bismut, sulf și plumb), cu atât este mai mare tendința de a forma incluziuni, care, segregându-se de-a lungul granițelor și coagulând în timpul tratamentului la temperatură înaltă, formează defecte.

În cazul cuprului deformat, prezența unor cantități mici de oxigen ajută la creșterea uniformității și la reducerea îngustării locale a gâtului firului de cupru la 55-65% (în funcție de gradul de deformare și conținutul de oxigen). În același timp, manifestarea ductilității foarte scăzute a cuprului care conține oxigen la temperatura camerei și testele la temperatură înaltă (ψ = 20%) a făcut posibilă presupunerea)