Kupfer und Zink: Eigenschaften und Anwendungen

Kupfer

Kupfer ist ein rötliches Metall mit metallischem Glanz. Es ist einer der besten Stromleiter. Dank seiner hohen elektrischen Leitfähigkeit, Duktilität und Formbarkeit ist es das am häufigsten verwendete Material für die Herstellung von elektrischen Kabeln und anderen elektrischen und elektronischen Komponenten. Kupfer ist ein langlebiges Metall, da es fast unbegrenzt recycelt werden kann, ohne seine metallischen Eigenschaften zu verlieren.

Raffiniertes Kupfer

Die Kupferraffination dient dazu, Verunreinigungen zu entfernen, die das Metall sowohl bei Hitze als auch bei Kälte spröde machen. Dadurch lässt es sich besser walzen und zu Draht und Faden verarbeiten und eignet sich noch besser für elektrische Leiter, da alle Verunreinigungen die Leitfähigkeit verringern.

Physikalische Eigenschaften

• Rötlicher metallischer Glanz
• Höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit aller Elemente
• Kostengünstig und unbegrenzt recycelbar
• Beständig gegen Korrosion und Oxidation

Mechanische Eigenschaften

• Gute Bearbeitbarkeit, leicht zu verarbeiten
• Sehr gute Duktilität und Formbarkeit
• Weiches Metall
• Zugfestigkeit von 210 MPa, Streckgrenze von 33,3 MPa
• Behält seine Eigenschaften auch bei tiefen Temperaturen und ist daher für kryogene Anwendungen geeignet

Chemische Eigenschaften

Kupfer hat eine niedrige Oxidationsstufe.

Kupferpatina

Wenn Kupfer der Witterung ausgesetzt ist, bildet sich auf seiner Oberfläche eine dünne, dauerhafte, grün oder blaugrüne Korrosionsschicht mit komplexer Struktur und Zusammensetzung, die Patina genannt wird. Diese Schicht wird wegen ihrer Ästhetik geschätzt und schützt das Innere des Metalls vor weiterer Korrosion.

Die Zeit, die für die Bildung der Patina benötigt wird, variiert stark je nach geografischer Lage.

Kupferpatina ist heterogen und porös, daher kann sie große Mengen Wasser aufnehmen.

Legierungen

Reines Kupfer hat eine sehr geringe Streckgrenze und Härte. Wenn es mit anderen Elementen legiert wird, erhält es viel höhere mechanische Eigenschaften, verliert aber an Leitfähigkeit.

• Messing [Cu-Zn]: Messing ist eine Legierung aus Kupfer, Zink und anderen Metallen. Die Eigenschaften hängen vom Anteil der in der Legierung enthaltenen Elemente ab. Messing ist härter als Kupfer, aber dennoch leicht zu bearbeiten, zu brennen und zu schmelzen. Es ist beständig gegen Oxidation und Salzbedingungen und ist formbar. Es hat eine hellgelbe Farbe. Anwendungen: Waffen, Kessel, Schweißen, Herstellung von Drähten usw.
• Bronze [Cu-Sn]: Kupfer und Zinn. Gelbliche Bronzegussteile sind von höherer Qualität als Messinggussteile, aber schwerer und teurer zu bearbeiten.

Zink

Zink ist ein bläulich-weißes Metall. Es wird von trockener Luft nicht angegriffen, aber in Gegenwart von Feuchtigkeit bildet es eine Oberflächenschicht aus Oxid oder Carbonat, die den Metallkern isoliert und vor Korrosion schützt. Das Metall hat eine hohe Beständigkeit gegen plastische Verformung, die bei Kälte zunimmt.

Walzzink

Bei einer Temperatur von 100-150 °C kann Zink gewalzt, gepresst und zu Stangen, Blechen und Drähten gezogen werden.

Gusszink

Gusszink hat eine geringere Härte und Festigkeit als Walzzink.

Presszink

Presszink ist flexibel, formbar und wird in Form von Profilen, Kabeln und Rohren verwendet.

Weitere Anwendungen

Zink wird für Dächer, Dachrinnen, Gesimse usw. verwendet. Die Hauptanwendung von Zink ist die Verzinkung von Stahl, um ihn vor Korrosion zu schützen.