구리와 합금

구리합금의 유형

구리 합금은 다양한 산업에서 가치가 있으며 무수히 많은 용도를 자랑합니다. 이 적갈색 금속은 열과 전기의 전도성이 높은 경향이 있으며 의료 기기 및 컴퓨터 부품에서 전자 및 건설에 이르기까지 다양한 용도로 사용됩니다. 하지만 순수한 구리 또는 주기율표의 구리는 귀금속 사촌격인 은 과 금처럼 연질원소가 되기 쉽습니다. 결과적으로 이것은 순수한 구리를 필요로 하는 많은 업계에서 사용하기 어렵거나 불가능해져 구리 합금을 제조하게 됩니다. 오늘날 순수한 구리는 니켈, 주석 및 아연과 같은 다른 안정화 요소와 결합되어 이를 강화하고 구리만으로는 얻을 수 없는 다른 추가적인 특성을 제공하는 경우가 많습니다. 구리가 다른 원소와 혼합되면 이러한 재료를 구리 합금이라고 합니다. 합금은 두개 이상의 금속 또는 금속과 비금속으로 만들어진 재료로, 일반적으로 새로 만들어진 재료는 순수한 원소 그 자체로는 가질 수 없었던 유용한 성질을 부여합니다. 합금에는 두 가지 유형이 있습니다. 단조 또는 망치로 가공된 단조 합금과 재료가 용융된 후 원하는 모양으로 경화되는 주조 합금입니다. 구리 합금의 경우, 이러한 다양한 금속은 종종 순수한 구리의 전도도를 유지하면서 부식에 대한 재료의 저항성과 재료의 전체적인 강도를 증가시키는데 도움이 됩니다. 이 방식은 수세기 동안 사용되었으며, 특히 청동기 시대에 사용되었습니다. 이는 유럽 전역과 아시아 일부 지역에서 기원전 3,200년에서 기원전 600년 사이에 사람들이 다양한 도구, 장식품 및 기타 다양한 재료에 이러한 합금을 사용했습니다. 구리 합금의 종류는 약 400가지가 넘으며, 다양한 등급으로 분류됩니다. 이러한 등급은 아연, 주석, 알루미늄, 실리콘 또는 니켈 등 구리와 결합된 주요 합금 원소를 기준으로 분류됩니다. 가장 일반적인 구리 합금은 황동과 청동이지만 여러 산업 분야에서 다양한 실용적인 목적을 가진 다른 구리 합금이 많이 있습니다. 주로 구리와 아연이 합금된 황동은 다양한 색상으로 이루어져 있으며 순수 구리의 열전도율의 약 23~44%를 차지합니다. 또한 구리 광석의 항균 특성을 유지하여 접촉시 병원균을 죽게하여 의료 산업, 특히 의료 기기에 바람직한 재료가 됩니다. 황동의 매력적인 특성 중 하나는 밝은 은색에서 진한 초콜렛 갈색에 이르기까지 다양한 색상으로 바꿀수 있어 디자인 적용 분야에서 미적으로 만족스럽습니다. 의료 분야 외에도 황동의 다른 용도로는 카트리지, 전기 라이닝, 냉각재 등이 있습니다. 청동은 구리와 다양한 원소를 결합합니다. 주로 구리와 합금되는 금속 유형에 따라 여러 가지 형태로 나타납니다. 결과적으로 각각의 청동은 다른 목적으로 사용됩니다. 예를 들어 표준 청동으로 알려진 주석 청동 합금은 마찰 저항이 낮은 스트레이트 구리보다 내식성이 높고 강합니다. 인청동에는 주석이 포함되어 있어 스트레이트 주석 청동의 많은 특성을 유지할 수 있고 인을 포함하여 주조시 유동성을 유지하는데 도움이됩니다. 이러한 유형의 청동은 청동기 시대의 공예품 뿐만 아니라 스프링, 기어 및 하중지지 부품과 같은보다 현대적인 용도에서 발견되는 가장 흔한 합금입니다. 주석 대신 5~12%의 알루미늄을 포함하는 알루미늄 청동은 철, 니켈, 망간 및 실리콘의 첨가물도 포함할 수 있습니다. 이러한 요소를 포함한다는 것은 알루미늄 청동 합금이 더 강하고 황동 또는 스트레이트 주석 청동보다 황과 같은 외부 원소의 열화에 더 잘 견딘다는 것을 의미합니다. 또한 아름다운 황금색을 유지하고 변색이 거의없이 부식에 강합니다. 결과적으로 이러한 유형의 금속은 일반적으로 파이프, 특히 해수에서 사용됩니다. 그러나 이러한 특성으로 인해 주조 및 조작이 매우 어려운 합금입니다. 실리콘 청동은 약 96%의 순동으로 실리콘을 주성분으로 하는데 망간, 주석, 철, 아연도 함유하고 있습니다. 이 타입의 합금은 용접이 용이하고 표면 마감이 좋으며 액체 및 화학 물질과의 접촉에 의한 부식에 강하며, 강도가 높으면서 연성을 유지합니다. 모든 구리 합금 중에서 가장 사용하기 쉽기 때문에, 예술가들이 조각을 위해 종종 선택하는 청동의 유형입니다. 그러나 창틀, 경첩, 난간 및 패스너와 같은 일반적인 건축 용도도 많이 있습니다. 또한 전기 전도성이 높기 때문에 와이어와 항공 우주 분야에도 사용됩니다. 구리 합금의 종류에는 청동 또는 황동 범주에 속하지 않는 여러 가지가 있습니다. 구리니켈은 백동으로도 알려져 있으며 동전에서 흔히 볼 수 있지만 바이오 파울링과 싸우는 중요한 합금으로 간주되어 해상 선박 및 기타 수중 작업에 특히 적합합니다. 양은은 실제로 구리를 주성분으로 하는 합금이며 동전, 수저, 자동차 라디에이터, 배관, 해양 응용 분야 및 악기를 위해 구리와 니켈 및 아연을 결합합니다. 가장 강한 구리 합금은 베릴륨 구리로 합금강과 강도가 비슷하지만 열 및 전기 응용 분야에서 내식성과 전도성이 더 우수합니다. 자기적 특성이 없고 스파크가 없기 때문에 광업, 가스, 도구와 배관을 만드는 석유 및 기타 위험한 환경에 쓰입니다. 하지만 다소 비싼 구리 합금이며 단조되는 동안 연기를 흡입하면 위험할 수 있습니다. 따라서 실제로 사용하는 산업은 거의 없으며 보통 더 저렴한 합금을 선택합니다.