Werkstoffe NE Metalle
Cu, Ti, Mg, Zn, Ni
Cu, Ti, Mg, Zn, Ni
Kupfergewinnung: Schritte aufzählen
Kupfergewinnung:
Erzförderung?
Tagbau, Kupferkies CuFeS2, Cu-Gehalt 0,3-1%
Kupfergewinnung:
Flotation?
Anreicherung von CuFeS2 und CuS2, Cu-Gehalt bis 30 %
Kupfergewinnung:
Erzflammofen?
Kupferstein, flüssiges CuS2 und FeS2
Kupfergewinnung:
Konverter?
S + O2 -> SO2 (Gas, -> H2SO4 Schwefelsäure)
Fe + O2 -> Fe2O3 (Schlacke -> Erz für Hochofen)
Blisterkupfer, Rohkupfer, 97% Cu
Kupfergewinnung:
Feuerraffination?
(Schmelzraffination) "Polen"
Hüttenkupfer / Anodenkupfer 99% Cu
Kupfergewinnung:
Vergiessen?
Strangguss (Bolzen), Anodenplatten
Kupfergewinnung:
Elektrolytische Raffination?
Elektrolytkupfer (80%)
hochrein (99,9..9% Cu) gute Leitfähigkeit
Kupfergewinnung:
Umschmelzen?
Wire bars, ingot bars
Kupfergewinnung:
Abgiessen?
Giesswalzverfahren
Rohkupferherstellung?
-Kupferkonzentrat wird im Erzflammofen mit Sauerstoff "geröstet"
-Im Konverter wird aus Kupferstein Rohkupfer (98%)
Rohkupfer=Blisterkupfer
-Kombination von Erzflammofen und Konverter
-Raffination
Raffination - Reinigen
-Feuerraffination:
- Entfernen von Fe, S, O
- Abgiessen zu Anodenplatten oder Strangguss
- 99,5% Cu, O-haltig
-Elektrolytische Raffination:
- Anode: Cu --> Cu2+ + 2e- + Anodenschlamm
- Katode: Cu2+ + 2e- --> Cu 99,99 % Cu
Kupfer:
Eigenschaften?
- Dichte: 8,9 g/cm³
- El. Leitfähigkeit: 35-60 m/Ohm mm²
- sehr gute Wärmeleitfähigkeit
- E-Modul: 125000 MPa
- Zufestigkeit: 200 bis 360 MPa
- Bruchdehnung: 2 bis 60%
- Ausdehnungskoeff.: 17 * 10¯6 K¯¹
- Schmelztemp.: 1083 °C
- Korrosionsbeständige Patina
- Vielseitig legierbar
- Leiter- und Widerstandswerkstoff
- Wasserstoffkrankheit
- sehr gut kaltumformbar (kfz)
Pyrometallurgische Verarbeitung
Reinkupfer
Eigenschaften
Leitfähigkeit
- Beimengungen von Fremdatomen beeinflussen die elektrische Leitfähigkeit unterschiedlich stark
- Wegen der Gitterstörungen sinkt die elektrische Leitfähigkeit
- P und Fe senken die Leitfähigkeit bereits bei kleinen Gehalten stark ab
- Sauerstoff: wenig Einfluss
- Silber hat viel weniger Einfluss
Kupfersorten:
Einteilung nach Sauerstoffgehalt
Reinkupfersorten und Anwendungen
-ETP-Kupfer: sauerstoffhaltig
- hohe Leitfähigkeit
- nicht schweiss- und lötgeeignet
-OFE-Kupfer: sauerstofffrei
- hohe Leitfähigkeit
- schweiss- und lötgeeignet
-DHP-Kupfer
- geringe Leitfähigkeit
- schweiss- und lötgeeignet
Wasserstoffkrankheit von Kupfer
- Cu2O und Cu bilden ein Eutektikum, das zwischen den Korngrenzen liegt
- Beim Kontakt mit Wasserstoff (Löten, Schweissen, Glühen) kommt es in sauerstoffhaltigem Kupfer zu folgender Reaktion: 2 H + Cu2O --> 2 Cu + H2O
- Die Wasserstoffmoleküle können kaum diffundieren und "sprengen" das Gefüge (einige 1000 bar Druck)
- Kupfer wird spröd ("krank") und unbrauchbar
Kupferwerkstoffe als Leiterwerkstoffe
Niedrig legierte Kupferwerkstoffe
Messing: Cu-Zn-Legierungen
Einfluss des Zinkgehalts auf die Eigenschaften von Messing
Bronze: Kupfer-Zinn
Cu-Ni-Legierungen
- Lückenloser MK
- Cu: Verformbarkeit, Leitfähigkeit
- Ni: Härte, Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit
- Kontakte: CuNi9Sn2
- Widerstandwerkstoff: CuNi44
- Thermoelementwerkstoff: CuNi44
- Kondensatoren und Meerwasserentsalzungsanlagen: CuNi30Mn1Fe
- Münzlegierung: CuNi25
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Flashcards
Kupfergewinnung: Schritte aufzählen
Kupfergewinnung:
Erzförderung?
Tagbau, Kupferkies CuFeS2, Cu-Gehalt 0,3-1%
Kupfergewinnung:
Flotation?
Anreicherung von CuFeS2 und CuS2, Cu-Gehalt bis 30 %
Kupfergewinnung:
Erzflammofen?
Kupferstein, flüssiges CuS2 und FeS2
Kupfergewinnung:
Konverter?
S + O2 -> SO2 (Gas, -> H2SO4 Schwefelsäure)
Fe + O2 -> Fe2O3 (Schlacke -> Erz für Hochofen)
Blisterkupfer, Rohkupfer, 97% Cu
Kupfergewinnung:
Feuerraffination?
(Schmelzraffination) "Polen"
Hüttenkupfer / Anodenkupfer 99% Cu
Kupfergewinnung:
Vergiessen?
Strangguss (Bolzen), Anodenplatten
Kupfergewinnung:
Elektrolytische Raffination?
Elektrolytkupfer (80%)
hochrein (99,9..9% Cu) gute Leitfähigkeit
Kupfergewinnung:
Umschmelzen?
Wire bars, ingot bars
Kupfergewinnung:
Abgiessen?
Giesswalzverfahren
Rohkupferherstellung?
-Kupferkonzentrat wird im Erzflammofen mit Sauerstoff "geröstet"
-Im Konverter wird aus Kupferstein Rohkupfer (98%)
Rohkupfer=Blisterkupfer
-Kombination von Erzflammofen und Konverter
-Raffination
Raffination - Reinigen
-Feuerraffination:
- Entfernen von Fe, S, O
- Abgiessen zu Anodenplatten oder Strangguss
- 99,5% Cu, O-haltig
-Elektrolytische Raffination:
- Anode: Cu --> Cu2+ + 2e- + Anodenschlamm
- Katode: Cu2+ + 2e- --> Cu 99,99 % Cu
Kupfer:
Eigenschaften?
- Dichte: 8,9 g/cm³
- El. Leitfähigkeit: 35-60 m/Ohm mm²
- sehr gute Wärmeleitfähigkeit
- E-Modul: 125000 MPa
- Zufestigkeit: 200 bis 360 MPa
- Bruchdehnung: 2 bis 60%
- Ausdehnungskoeff.: 17 * 10¯6 K¯¹
- Schmelztemp.: 1083 °C
- Korrosionsbeständige Patina
- Vielseitig legierbar
- Leiter- und Widerstandswerkstoff
- Wasserstoffkrankheit
- sehr gut kaltumformbar (kfz)
Pyrometallurgische Verarbeitung
Reinkupfer
Eigenschaften
Leitfähigkeit
- Beimengungen von Fremdatomen beeinflussen die elektrische Leitfähigkeit unterschiedlich stark
- Wegen der Gitterstörungen sinkt die elektrische Leitfähigkeit
- P und Fe senken die Leitfähigkeit bereits bei kleinen Gehalten stark ab
- Sauerstoff: wenig Einfluss
- Silber hat viel weniger Einfluss
Kupfersorten:
Einteilung nach Sauerstoffgehalt
Reinkupfersorten und Anwendungen
-ETP-Kupfer: sauerstoffhaltig
- hohe Leitfähigkeit
- nicht schweiss- und lötgeeignet
-OFE-Kupfer: sauerstofffrei
- hohe Leitfähigkeit
- schweiss- und lötgeeignet
-DHP-Kupfer
- geringe Leitfähigkeit
- schweiss- und lötgeeignet
Wasserstoffkrankheit von Kupfer
- Cu2O und Cu bilden ein Eutektikum, das zwischen den Korngrenzen liegt
- Beim Kontakt mit Wasserstoff (Löten, Schweissen, Glühen) kommt es in sauerstoffhaltigem Kupfer zu folgender Reaktion: 2 H + Cu2O --> 2 Cu + H2O
- Die Wasserstoffmoleküle können kaum diffundieren und "sprengen" das Gefüge (einige 1000 bar Druck)
- Kupfer wird spröd ("krank") und unbrauchbar
Kupferwerkstoffe als Leiterwerkstoffe
Niedrig legierte Kupferwerkstoffe
Messing: Cu-Zn-Legierungen
Einfluss des Zinkgehalts auf die Eigenschaften von Messing
Bronze: Kupfer-Zinn
Cu-Ni-Legierungen
- Lückenloser MK
- Cu: Verformbarkeit, Leitfähigkeit
- Ni: Härte, Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit
- Kontakte: CuNi9Sn2
- Widerstandwerkstoff: CuNi44
- Thermoelementwerkstoff: CuNi44
- Kondensatoren und Meerwasserentsalzungsanlagen: CuNi30Mn1Fe
- Münzlegierung: CuNi25
