1. Мыстың құрылымы мен қасиеттері

Мыс - Д.И. Менделеевтің элементтер Периодтық жүйесінің І топ химиялық элементі , мыстың атомдық номері 29. Мыс табиғатта тұрақты изотоптар ⁶³ Сu (69,1 %) және ⁶⁵ Сu (30,9 %) түрінде кездеседі.

Мыс изоморфты және қырлы центрленген шаршы торды түзіп кристалданады.

мыстың қасиеттері оның атомдық құрылымына байланысты. Термодинамикалық, магниттік, серпімділік сияқты қасиеттері кристалл торының құрылысымен анықталады және байланысты емес немесе ақауларға және ондағы басқа атомдарға аз мөлшерде байланысты. сонымен қатар электр- және жылуөткізгіштік, механикалық, қажу, оптикалық, коррозиялық және басқа қасиеттері кристалл торының ақауларына және басқа да атомдарға байланысты.

Мыс күмістен кейін бірегей жылу - және электр өткізгіш материал.

Мыстың, күмістің, алтынның басқа элементтерімен салыстырғанда жоғары электрөткізгіштігін, электр тогын тасуға қабілетін еркін электрондар санымен түсіндіруге болады.

Мыстың электрөткізгіштігіне химиялық қасиеттерінің айырмашылықтары бар элементтер кері әсерін тигізеді.

Мыстың химиялық құрамы 10 кестеде берілген.

кесте. ГОСТ 859-01,% бойынша мыстың химиялық құрамы.

мыс	Мыс маркасы	Cu+Ag	Қосындылар
			висмут	сурьма	мышьяк	темір	никель	қорғасын	қалайы	күкірт	оттегі	мырыш	фосфор
катодты	МВЧ МОО МО МО М1	99,993 99,990 99,970 99,950 99,900	0,0002 0,0005 0,0005 0,0010 0,0010	0,0006 0,0010 0,0010 0,0020 0,0020	0,0005 0,0010 0,0010 0,0020 0,0020	0,0002 0,0005 0,0005 0,0010 0,0010	0,0006 0,001 0,0010 0,0020 0,0020	0,005 0,0010 0,002 0,003 0,005	0,0005 0,002 0,0010 0,0020 0,0020	0,002 0,002 0,002 0,004 0,004	- - 0,015 0,020 0.050	0,0007 0,0010 0,0010 0,0030 0,0040	0,0005 0,0010 0,0010 0,0020 -

Мыстың тазалығы оның қасиететріне үлкен әсерін тигізеді.Мыстың электркедергісі қосымшалар мөлшерне пропорционал өзгереді, егер олар белгілі жағдайларда мыспен қатты ерітінділер түзетін болса. Мыста еритін қоспалар мыспен гетерогенді қорытпалар түзетін қоспалармен салыстырғанда оның электрөткізгіштігін төмендетеді.Гетерогенді қорытпаларда мыстың электркедергісі қоспалар мөлшеріне ғана емес, сондай - ақ гетерогенді фазаның орналасу пішіні мен үйлестіруіне байланысты.

Мыспен өзара әрекеттесу сипатына байланысты барлық қоспаларды үш топқа бөлуге болады.

Бірінші топқа мыста еритін және онымен қатты ерітінділер түзетін элементтер кіреді. Мұндай элементтерге алюминий, темір, фосфор, никель, қалайы. мырыш, алтын, күміс, платина, кадмий, сурьма, мышьяк жатады. Еритін элементтер аз концентрацияда байқалмайды, өйткені олар қатты ерітінді құрамына кіреді.Шекті мөлшерде бұл қоспалар мыстың пластикалық деформациялану қасиетін төмендетпейді. Көптеген жағдайларда бұл элементтер қоспалары мыстың қаттылығы мен беріктігін арттырады, бірақ, әсіресе, сурьма мен мышьяк,электрөткізгіштігі мен жылуөткізгіштігін төмендетеді. (14 және 15 суреттер).

Екінші топтымыста ерімейтін және онымен жылдам балқитын эвтектиктерді түзетін (қорғасын, висмут және басқалар) элементтер құрайды. Бұл қоспалар электрөткізгіштікке аздап қана әсерін тигізеді.

Үшінші топқамыспен сынғыш химиялық қосылыстарды (күкірт, оттегі және басқалар) түзетін элементтер жатады.

Мыспен балқитынэвтектиктерді және сынғыш химиялық қосылыстардытүзетін қоспалар оның механикалық қасиеттерін нашарлатады және пластикалық деформацияға қабілетін төмендетеді.

Деформациялау кезінде металл құрылымы бұзылады және Сu2О бөлшектері мыстың қатты тартылған түйіршіктер бойымен орналасады.

Құрамында оттегі бар мыстың электрөткізгіштігіне оттегі жоқ мыстың өткізгіштігіне қарағанда қоспалар әсері шамалы.Оттекпен оксидтер түзетін қоспа элементтерімыстың электрөткізгіштігіне әсерін аз тигізеді.Құрамында оттегі мөлшері аз мыс пластикалық келеді.Күкірт қоспалары бар мыстың құрылымы оттегі бар мыс қорытпаларына ұқсас. Мысты қышқылдату үшін фосфордан аздап қосады (0,002 - 0,003 % - ға дейін). Литий мыстың тиімді қышқылдатушысы болып табылады.

Мыстағы және оның қорытпаларындағы зиянды қоспалар висмут пен қорғасын. Бұл қоспалар мөлшері тым аз болса да жоғары температураларда мыстың пластикалығын төмендетеді. Өзінің сынғыштығы әсерінен висмут мыстың пластикалығының төмендеуіне суық күйінде де әсер етеді.

Жылдам балқитын қоспалардың кері әсерін арнайы қосымдарды енгізу жолымен жоюға болады. Бұл қосымдар қоспаларды баяу балқитын химиялық қосылыстарға байланыстырады. Ең тиімдісі қоспалармен химиялық қосылыстарды түзетін қосылымдар. Қорғасын мен висмутты байланыстыру үшін ең тиімді қосылыстар: висмут үшін - литий, церий, кальций, цуирконий, магний, қорғасын үшін кальций, церий және цирконий. Көрсетілген қосылыстарды енгізген кездепайда болған баяу балқитын қосылыстар жеңіл балқитын интеркристалдық қабатшалар түрінде емес, оқшауланған баяу балқитын қосылыстар түрінде кристалданады. Бұл кезде түйіршіктер қырлары едәуір тазарады. Қосылымдардың біраз бөлігі мыс түйіршіктері ішінде орналасады және механикалық қасиеттері едәуір жақсарады,әсіресе, жоғары температураларда, қоспалардың ыстыққа және суыққа сынғыштығы жойылады.

Мыстың өндірістік түрлерінің негізгі физикалық және технологиялық қасиеттері 11 кестеде келтірілген.

Мыстың беріктігі жоғары емес, бірақ оның пластикалығы жоғары.

Мыстың құйылған, ыстықтай деформацияланған мыстың механикалық қасиеттері 12 кестеде келтірілген.

11 кесте Мыстың физикалық және технологиялық қасиеттері

Мыстың түрі	Физикалық қасиеттері
	Тығыздығы,г/см		Температура,° С		Меншікті жылусыйымдылығы
	Қатты күй	сұйық күй	қайнау	балқу	қатты күй	сұйық күй
Құрамында оттегі бар Оттегі жоқ Фосфомен қышқылдатылған	8,89 8,93 8,94	7960 7960 7960	2595 2595 2595	1083 1083 1083	375 375 375	545 545 545

кесте. Мыстың механикалық қасиеттері.

Қасиеттері	Металл күйі
	Құйылған	Ыстықтай илектелген	күйдірілген
Уақытша кедергі, МПа Аққыштық шегі,МПа Салыстырмалы ұзару,%	160 35 25	240 95 45	220-245 60-75 40-55

Мыстың беріктігі мен қаттылығын суықтай деформациялау жолымен арттыруға болады: sв 400 450 МПа және 700 МПа - ға дейін, НВ - 80-100, бірақ бұл кезде оның пластикалығы 1-3 % төмендейді.Басқа металдардың сияқты мыстың механикалық қасиеттері температура өзгерген кезде өзгереді.

Мыс қысыммен оңай өңделеді, бірақ кесумен өңделуі нашар, оның құю қасиеттері жоғары отырылуына байланысты жоғары емес. Атмосфералық жағдайларда тұщы және теңіз суында және басқа да агрессивті орталарда мыс коррозияға жақсы кедергі етеді. Бірақ оның күкірт газдары мен аммиакта тұрақтылығы нашар. Мыс пен оттек бөлме температурасында өзара әрекеттеседі. 100 ° С температура кезінде мыстың бетінде қара түсті қабықша пайда болады.Жоғары температура кезінде мыстың қышқылдану жылдамдығы өседі және бетінде қызыл түсті қабықша пайда болады.

Мысты шыбықтар, листтар, құбырлар және сымдар түрінде қолданады. Құйылған күйде мысты төмен беріктігіне байланысты жоғары электр және жылуөткізгіштігі қажет болған жағдайда пайдаланады.

Мыс түйіршігінің көлемі оның механикалық қасиететріне әсер етеді. Температураның артуы түйіршіктің өсуіне және мыстың беріктігінің түсуіне соқтырады. Тәжірибеде бұл құбылыс қатты қыздырылу деп аталады. Қатты қызып кетуді қайталап деформациялау арқылы түзетуге болады.

Құйылған мыстың микроқұрылымы 3.26, 3.27 суретінде, ал мыстың деформацияланған күйіндегі микроқұрылымы 3.28 суретінде берілген.

Жоғарыда аталып өткендей, таза мыстың беріктігі жоғары емес, сондықтан құрылымдық материал ретінде қолданылады.

Мыстың беріктігін арттыру және оған ерекше қасиеттер (ыстыққа беріктік, коррозияға төзімділік және т.б.) беру үшін оны әртүрлі қоспалармен легірлейді. Мыс негізіндегі қорытпалар жоғары механикалық және басқа да құныд қасиеттерге ие,сондықтан олар техникада кеңінен қолданылады.

Мыс қорытпаларын өндірген кезде мысты легірлеу үшін әртүрлі элементтерді : алюминий, темір, цинк, магний, қалайы, қорғасын, марганец, кремний, кадмий, кобальт, никель, сурьма, титан, фосфор, хром және басқаларды қолданады. Бұл элементтерді балқытылған мысқа таза күйінде және лигатура түрінде енгізеді.

Мыс негізіндегі қорытпалар төмен легірленгендеоге, латуньға, қолаға және мыс никельділерге бьөлінеді.