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El cobre El cobre Presentation Transcript

  • Tema 13 de Tecnología. Materiales metálicos no ferrosos Laura Acero Perales 1º Bach D EL COBRE
  • ÍNDICE Historia Características del cobre El cobre en la naturaleza Metalurgia del cobre: Por vía seca Por vía húmeda Procedimiento por vía seca Aleaciones de cobre: Bronces Latones Alpacas o platas alemanas Otras aleaciones del cobre: Cuproaluminios Cuproníqueles Aplicaciones del cobre Tratamientos térmicos del cobre Producción del cobre Curiosidades: el cobre y la salud Conclusión Bibliografía
  • Historia Fue uno de los primeros metales en ser utilizado por el ser humano en la prehistoria. El cobre y su aleación con el estaño, el bronce, adquirieron tanta importancia que los historiadores han llamado Edad del Cobre y Edad del Bronce a dos periodos de la Antigüedad. Aunque su uso perdió importancia relativa con el desarrollo de la siderurgia, el cobre y sus aleaciones siguieron siendo empleados para hacer objetos tan diversos como monedas, campanas y cañones. A partir del siglo XIX, concretamente de la invención del generador eléctrico en 1831 por Faraday, el cobre se convirtió de nuevo en un metal estratégico, al ser la materia prima principal de cables e instalaciones eléctricas.
  • Características del cobre El cobre es uno de los metales no ferrosos de mayor utilización; posee apariencia metálica y es de color pardo-rojizo. Su conductividad eléctrica es elevada (solamente superada por la plata, mucho más cara), así como también su conductividad térmica. Es un metal bastante pesado, con una densidad de 8,96 g/cm3. Resiste la acción de los agentes atmosféricos y no comienza a oxidarse hasta una temperatura de 120º c. Es muy dúctil, pudiendo estirarse en hilos muy finos; también es maleable.
  • El cobre en la naturaleza Es cobre es un elemento de moderada abundancia en la corteza terrestre. Frecuentemente se encuentra agregado a otros metales como oro, plata, bismuto y plomo, y también en ocasiones en estado nativo, apareciendo en pequeñas partículas en rocas, aunque se han encontrado masas compactas de hasta 420 toneladas. También se presenta en forma de minerales, que pueden ser: · Sulfurados: son importantes la calcopirita (CuFeS2) y la calcosina (Cu2S). · Oxidados: destacan la cuprita (Cu2O), malaquita (CuCO3·Cu(OH)2) y azurita (2CuCO3·Cu(OH)2).
  • Metalurgia del cobre Por regla general, los minerales más utilizados para la obtención del cobre son los sulfurados. Contienen siempre hierro en gran cantidad, así como otras impurezas, algunas de las cuales (bismuto, oro, plata, níquel…), debido a su carácter valioso, interesa recuperar. Existen dos métodos para obtener el cobre de forma industrial: · Por vía seca. Se utiliza en minerales cuyo contenido en cobre (después de su enriquecimiento o concentración) sea del orden de un 15 %. Es el más utilizado. · Por vía húmeda. Trata minerales más pobres, de contenido en metal de un 3%.
  • Procedimiento por vía seca
    • El procedimiento de vía seca consta de los siguientes pasos:
    • Trituración del mineral.
    • Pulverización del mineral.
    • Eliminación de la ganga.
    • Tostación parcial.
    • Formación de la mata.
    • Oxidación de la mata.
    • Refino del cobre bruto:
    • En horno de reverbero.
    • Refino electrolítico.
  • Aleaciones del cobre El cobre forma parte de una cantidad muy elevada de aleaciones que generalmente presentan mejores propiedades mecánicas, aunque tienen una conductividad eléctrica menor. Las más importantes son conocidas con el nombre de bronces y latones. Por otra parte, el cobre es un metal duradero porque se puede reciclar un número casi ilimitado de veces sin que pierda sus propiedades mecánicas. Bronce Latón
  • Bronce
    • El bronce es una aleación de cobre y estaño(2-22%) fundamentalmente. Son aleaciones de color amarillento y de mejor calidad que las de latón, pero más difíciles de mecanizar y más caras.
    • Sus principales características son: · Excelente resistencia al desgaste y a la compresión. · Buena conductividad térmica. · Buen coeficiente de fricción cuando se combina con bisulfuro de molibdeno o con grafito. · No es bueno para aplicaciones eléctricas. · Es atacado por algunos químicos.
    • Aplicaciones
    • Aleaciones conductoras del calor, en baterías eléctricas
    • Fabricación de válvulas, tuberías y uniones de fontanería.
    • Uniones deslizantes, como cojinetes y descansos, discos de fricción;
    • Rodetes de turbinas o válvulas de bombas, entre otros elementos de máquinas (donde se requiere alta resistencia a la corrosión)
    • Aplicaciones eléctricas como resortes.
  • Latones
    • El latón es una aleación de cobre y cinc (50%) fundamentalmente. Se obtiene mediante la fusión de sus componentes en un crisol o mediante la fusión y reducción de menas sulfurosas en un horno de reverbero o de cubilote.
    • Características de los latones
    • Todos los tipos de latones se vuelven quebradizos cuando se calientan a una temperatura próxima al punto de fusión.
    • El latón es más duro que el cobre, pero fácil de mecanizar, grabar y fundir. Es resistente a la oxidación, a las condiciones salinas y es maleable, por lo que puede laminarse en planchas finas. El latón tiene un color amarillo brillante
    • Aplicaciones del latón
    • Joyería y galvanizado de elementos decorativos.
    • Armamento, calderería, soldadura, fabricación de alambres, tubos de condensadores y terminales eléctricos.
    • Construcciones de barcos y en equipos pesqueros y marinos (no es atacado por el agua salada)
    • Fabricación de envases para la manipulación de compuestos inflamables, cepillos de limpieza de metales y en pararrayos(no produce chispas por impacto mecánico)
  • Alpacas Las alpacas o platas alemanas son aleaciones de cobre (50-70%), níquel (13-25%) y zinc (13-25%) Tienen una buena resistencia a la corrosión y buenas cualidades mecánicas. Aplicaciones - Si a estas aleaciones se les añaden pequeñas cantidades de aluminio o hierro constituyen metales que se utilizan ampliamente en la construcción naval, principalmente en condensadores y tuberías por su resistencia a la corrosión marina, así como en la fabricación de monedas y de resistencias eléctricas.
    • Materiales de telecomunicaciones.
    • Instrumentos y accesorios de fontanería y electricidad, como grifos, abrazaderas, muelles, conectores.
    • - Construcción y ferretería
    • - Elementos decorativos
    • - Industrias químicas y alimentarias
    • - Materiales de vajillas y orfebrería.
  • Otras aleaciones del cobre Otras aleaciones de cobre con aplicaciones técnicas son las siguientes: Cuproníqueles: Son aleaciones de cobre con una proporción de níquel de hasta un 30 %. Poseen una alta resistencia a la corrosión. Se emplean en aplicaciones diversas como monedas, contadores eléctricos Cuproaluminios (Cu-Al) : son aleaciones de cobre y aluminio. Ofrecen mayor resistencia a la corrosión que el cobre, debido a la presencia del aluminio. Son especialmente resistentes a la acción del agua del mar, empleándose en la fabricación de aletas, piezas de bombas, tubos de condensadores
  • Aplicaciones del cobre
    • Electricidad y telecomunicaciones
    • Fabricación de cables eléctricos por su elevada conductividad eléctrica, ductilidad y resistencia mecánica.
    • Conductores de cobre en numerosos equipos eléctricos como generadores, motores y transformadores.
    • Fabricación de cables telefónicos.
    • Todos los equipos informáticos y de telecomunicaciones contienen cobre en sus circuitos integrados, transformadores y cableado interno.
    • Medios de transporte
    • - Varios componentes de coches y camiones, principalmente los radiadores (gracias a su alta conductividad térmica y resistencia a la corrosión), frenos y cojinetes.
    • Los cascos de los barcos incluyen a menudo aleaciones de cobre y níquel para reducir el ensuciamiento producido por los seres marinos.
    • Acuñación de monedas
    • Construcción y ornamentación
    • - Redes de transporte de agua están hechas de cobre o latón, debido a su resistencia a la corrosión y sus propiedades anti-bacterianas.
    • Realización de estatuas y de campanas.
    • Otras aplicaciones
    • Componentes de todo tipo de maquinaria, tales como casquillos, cojinetes, embellecedores, etc.
    • Elementos de bisutería, bombillas y tubos fluorescentes, calderería, electroimanes, instrumentos musicales de viento, microondas, sistemas de calefacción y aire acondicionado.
    • El cobre, el bronce y el latón son aptos para tratamientos de galvanizado para cubrir otros metales.
  • Tratamientos térmicos del cobre El cobre y sus aleaciones permiten determinados tratamientos térmicos para fines muy determinados siendo los más usuales los de recocido, refinado y temple. El recocido se produce calentando el cobre o el latón a una temperatura adecuada en un horno eléctrico de atmósfera controlada, y luego se deja enfriar al aire. Hay que procurar no superar la temperatura de recocido porque entonces se quema el cobre y se torna quebradizo y queda inutilizado. El refinado es un proceso controlado de oxidación. El objetivo de la oxidación es eliminar las impurezas contenidas en el cobre, volatilizándolas o reduciéndolas a escorias. El temple de los bronces es análogo al templado del acero: se calienta a unos 600 °C y se enfría rápidamente. Con esto se consigue disminuir la dureza del material, al contrario de lo que sucede al templar acero.
  • Producción del cobre
  • El cobre y la salud El cobre posee un importante papel biológico en el proceso de fotosíntesis de las plantas, aunque no forma parte de la composición de la clorofila. El cobre contribuye a la formación de glóbulos rojos y al mantenimiento de los vasos sanguíneos, nervios, sistema inmunitario y huesos y por tanto es un oligoelemento esencial para la vida humana. El cobre se encuentra en una gran cantidad de alimentos habituales de la dieta tales como ostras, mariscos, legumbres, vísceras y nueces entre otros, además del agua potable y por lo tanto es muy raro que se produzca una deficiencia de cobre en el organismo. El desequilibrio de cobre ocasiona en el organismo una enfermedad hepática conocida como enfermedad de Wilson.
  • Conclusión El cobre juega un papel muy importante en nuestras vidas ya que está presente en numerosos objetos de uso cotidiano y además todos los seres vivos, en general, lo necesitan para funcionar correctamente.
  • Bibliografía La información con la que he elaborado mi exposición la he obtenido de las siguientes fuentes: http://www.tetraflon.com/es/barras/bronce.htm http://es.wikipedia.org/wiki/Cobre Libro de tecnología industrial de 1º de Bachillerato – editorial Everest
  • Fin