Poudre de cuivre pur, principalement composé de cuivre, est un élément métallique. Le cuivre est un métal mou. Lorsque la surface est juste coupée, elle est rouge orange avec un éclat métallique et la substance simple est rouge violacé. Il a une bonne ductilité, une conductivité thermique et une conductivité élevées, c'est donc le matériau le plus couramment utilisé dans les câbles et les composants électriques et électroniques. Il peut également être utilisé comme matériau de construction et former de nombreux types d’alliages. Les alliages de cuivre ont d'excellentes propriétés mécaniques et une faible résistivité, parmi lesquelles le bronze et le laiton sont les plus importants. De plus, le cuivre est également un métal durable, qui peut être recyclé de nombreuses fois sans altérer ses propriétés mécaniques. C'est un métal non-ferreux qui entretient une relation très étroite avec les êtres humains. Il est largement utilisé dans l'électricité, l'industrie légère, la fabrication de machines, l'industrie de la construction, l'industrie de la défense nationale et d'autres domaines. Il vient juste derrière l'aluminium dans la consommation de matériaux non ferreux en Chine.
|
Formule chimique |
Cu |
|
Masse exacte |
64 |
|
Poids moléculaire |
64 |
|
m/z |
63 (100.0%), 65 (44.6%) |
|
Analyse élémentaire |
Cu, 100,00 |
Propriétés chimiques du cuivre :
1. Réaction avec l'oxygène : le cuivre est un métal lourd inactif qui ne se combine pas avec l'oxygène dans l'air sec à température ambiante. Lorsqu'il est chauffé, il peut produire de l'oxyde de cuivre noir :
S'il continue à brûler à très haute température, du Cu2O rouge sera généré :
2. Réaction avec l'air (réaction avec O2, H2O, CO2) : après une exposition prolongée à l'air humide, une couche de vert de cuivre (carbonate de cuivre basique) se formera lentement sur la surface du cuivre. Le Copper Green peut empêcher une corrosion supplémentaire du métal et sa composition est variable.
3. Réaction avec l'halogène :Poudre de cuivre purpeut se combiner avec le chlore dans des conditions d'inflammation.
4. Réaction avec le soufre : lorsqu'il est chauffé, le cuivre se combine directement avec le soufre pour former du sulfure cuivreux (Cu2S) :
5. Réaction avec une solution de chlorure ferrique : dans l'industrie électronique, la solution FeCl3 est couramment utilisée pour graver le cuivre afin de fabriquer des circuits imprimés. Équation:
6. Réaction avec l'acide : réaction avec l'air et l'acide dilué. Dans la séquence potentielle (séquence d’activité des métaux), les éléments du groupe du cuivre se trouvent derrière l’hydrogène, ils ne peuvent donc pas remplacer l’hydrogène dans l’acide dilué. Cependant, en présence d'air, le cuivre peut d'abord être oxydé en oxyde de cuivre, puis réagir avec l'acide, puis se dissoudre lentement dans ces acides dilués. Voir l'équation suivante :
7. Réagir avec les acides oxydants : le cuivre sera oxydé et dissous par les acides oxydants tels que l'acide nitrique et l'acide sulfurique concentré (chauffage requis) :
8. Catalyseur : le cuivre peut agir comme catalyseur de certaines réactions organiques, comme l'oxydation catalytique de l'alcool :
Méthode aux rayons Y- : le sel bimétallique est réduit en particules métalliques sous les rayons y-. Les rayons Y- permettent à la solution de générer des électrons solvatés, qui peuvent réduire les ions métalliques sans agent réducteur, réduire leur valence et former des particules métalliques par nucléation et croissance. Avantages : il est facile de fonctionner à température et pression normales, et la taille des particules est protégée en même temps que la génération de particules, ce qui peut empêcher l'agglomération des particules et peut être produite à grande échelle.
Méthode électrolytique : l'électrolyte utilisé dans la préparation de la poudre de cuivre est du CuSO avec une quantité appropriée de H, ainsi et. Solution, l'anode est une plaque de cuivre métallique pure et la surface de la cathode est un alliage de titane. Lorsque le courant est appliqué, cu2+ se déplace vers la cathode et se réduit et se dépose à sa surface. Les vibrations ultrasoniques et la cavitation font tomber rapidement le cuivre métallique déposé et le suspendent dans l'électrolyte avec de petites particules, ce qui peut empêcher efficacement l'accumulation et la croissance des particules. Le processus technologique de préparation de la poudre de cuivre par électrolyse est : électrolyse - > grattage - > filtration → collecte de la poudre de cuivre → lavage → traitement anti-oxydation → lavage - > cuisson - > réduction de l'hydrogène - > concassage - > criblage. Les facteurs qui doivent affecter le processus d'électrolyse comprennent les ions et la concentration ionique, la densité de courant, les additifs, le cycle de raclage de la poudre, la température de l'électrolyte, etc.
Poudre de cuivre pur, en tant que l'un des premiers métaux utilisés par l'homme, a toujours occupé une position centrale dans le processus de civilisation humaine en raison de son excellente conductivité, conductivité thermique, ductilité et résistance à la corrosion. Des pyramides des pharaons égyptiens antiques aux composants de précision des engins spatiaux modernes, des arts décoratifs de l’architecture traditionnelle aux technologies de pointe dans le domaine des nouvelles énergies, l’application du cuivre a pénétré tous les domaines de l’industrie, de la technologie, de la vie, des soins médicaux et bien plus encore.
Le cuivre est le matériau de base pour la transmission de l'énergie et la conversion de l'énergie, sa conductivité étant juste derrière l'argent, mais son coût n'est que de 1/100 de celui de l'argent, ce qui en fait le conducteur préféré des systèmes électriques mondiaux.
1. Infrastructure du réseau électrique
Plus de 90 % des lignes de transmission à très haute tension dans le monde utilisent des conducteurs en cuivre ou en alliage de cuivre. Dans l'ingénierie chinoise de l'ultra-haute tension, environ 8 tonnes de cuivre sont consommées par kilomètre de ligne de transmission, ce qui garantit que la perte d'énergie est réduite à 0,05 %/100 km. Dans le domaine des transformateurs, l'utilisation d'enroulements en cuivre améliore l'efficacité des équipements jusqu'à plus de 98 %, économisant ainsi de l'électricité équivalente à la production d'électricité de trois centrales électriques des Trois Gorges par an.
2. Nouvelle révolution énergétique
Industrie photovoltaïque : la pâte d'argent des cellules solaires en silicium monocristallin contient 60 % de cuivre et l'adhésif conducteur à base de cuivre améliore de 15 % l'efficacité de l'emballage des composants.
D’ici 2025, la capacité photovoltaïque installée mondiale dépassera 5 000 GW, entraînant une augmentation de 300 000 tonnes/an de la demande de cuivre.
Dans le domaine de l'énergie éolienne, les câbles internes des tours d'éoliennes offshore sont conçus avec des âmes en cuivre, qui présentent une résistance à la corrosion 5 fois supérieure à celle des âmes en aluminium et une durée de vie prolongée de 25 ans. Une éolienne d'une capacité unique de 15 MW nécessite 40 tonnes de cuivre, soit 300 % de plus que le modèle de 5 MW.
Système de stockage d'énergie : l'ajout de nanoparticules de cuivre au matériau de l'électrode positive des batteries lithium-ion peut augmenter la durée de vie de la batterie jusqu'à plus de 8 000 fois et la densité énergétique jusqu'à 350 Wh/kg. Le système de stockage d'énergie Tesla Megapack a une teneur en cuivre de 2,8 tonnes par unité, ce qui en fait l'un des terminaux de consommation de cuivre les plus importants au monde.
Des circuits intégrés à l'informatique quantique, les applications du cuivre dans le domaine de l'électronique continuent de repousser les limites de la physique.
1. Fabrication de semi-conducteurs
Technologie d'interconnexion : dans les puces de traitement de 45 nm, la résistivité des interconnexions en cuivre est réduite de 40 % par rapport à l'aluminium et le délai de transmission du signal est réduit de 30 %. Le processus 3 nm de TSMC adopte une technologie de configuration multiple auto-alignée, avec 18 couches d'interconnexions en cuivre sur une seule puce et une précision de largeur de ligne contrôlée à moins de 2 nm.
Matériau d'emballage : dans l'emballage à puce retournée, la technologie de bosse de pilier en cuivre augmente la densité d'E/S à 10 000/mm², soit 10 fois plus élevée que les billes de soudure étain-plomb traditionnelles. Les processeurs Intel Xeon utilisent des dissipateurs thermiques composites en cuivre et graphène avec une conductivité thermique de 1 800 W/(m · K), soit 50 % supérieure à celle du cuivre pur.
2. Informatique quantique
L'ordinateur quantique IBM « Osprey » utilise des bobines supraconductrices en alliage de niobium et de titane, mais 90 % des fils de connexion du système de refroidissement à basse température-utilisent du cuivre sans oxygène de haute pureté-, assurant une résistivité inférieure à 1 × 10 ⁻¹Ω· m à -273 degrés. Dans le processeur Google « Sycamore », la cavité résonante micro-ondes à base de cuivre atteint une fidélité du signal de 99,9999 %, favorisant ainsi la suprématie quantique.
Le cuivre joue un rôle crucial dans la transformation de l’allègement et de l’électrification des véhicules de transport.
1. Véhicule à énergie nouvelle
Système moteur : le moteur synchrone à aimant permanent Tesla modèle 3 adopte la technologie de rotor en cuivre, qui améliore l'efficacité de 8 % et réduit le poids de 15 % par rapport aux moteurs asynchrones traditionnels. Dans le système d'entraînement électrique huit en un de la plate-forme BYD e-3.0, le taux d'occupation des emplacements du moteur à fil plat en cuivre atteint 78 % et la densité de puissance dépasse 6 kW/kg.
Installations de charge : la première plate-forme de charge rapide haute tension de 800 V-au monde utilise des contacteurs en alliage de cuivre, qui ont une résistance à l'érosion par arc trois fois supérieure à celle des contacts en argent et une durée de vie jusqu'à un million de fois. La teneur en cuivre d'une seule pile de suralimentation Tesla V4 atteint 45 kg, soit une augmentation de 20 % par rapport à la version V3.
2. Aérospatiale
Composants du moteur : les aubes de turbine du moteur GE9X sont fabriquées en alliage à haute température-à base de cuivre, avec une température de fonctionnement de 1 150 degrés, soit 50 degrés de plus que le matériau de la génération précédente. La tuyauterie du système de carburant de l'Airbus A350XWB est constituée d'un matériau composite titane-cuivre, qui présente une résistance à la corrosion 10 fois supérieure à cellePoudre de cuivre puret réduit le poids de 40%.
Technologie satellite : le satellite Beidou-3 utilise des antennes en alliage à mémoire de forme en cuivre niobium titane, avec un taux de récupération de déformation de 99,99 % dans des environnements extrêmes allant de -180 degrés à 120 degrés, garantissant la précision de la transmission du signal.
La résistance aux intempéries et la valeur esthétique du cuivre en font un matériau éternel dans le domaine de l’architecture.
1. Bâtiment emblématique
Bâtiment du centre de Shanghai : Le mur-rideau extérieur est constitué d'une plaque d'alliage de cuivre et de zinc, qui a formé une couche protectrice unique « vert cuivre » après 15 ans d'oxydation naturelle. La réflectivité est passée de 85 % à 60 %, réalisant l'unité de la conservation de l'énergie du bâtiment et de l'effet artistique.
Le « Paper Bag Building » de l'Université de technologie de Sydney : la façade extérieure utilise 32 000 plaques de cuivre perforées et des effets d'ombre et de lumière dynamiques sont formés grâce à une conception paramétrique. L'efficacité de l'éclairage naturel intérieur est augmentée de 40 % et il a obtenu la certification LEED Platine.
2. Patrimoine culturel
Composants en cuivre de la salle nourrissante du musée du palais : L'anneau de porte doré en cuivre doré coulé pendant la période Qianlong a été fabriqué selon la méthode de la cire perdue, avec une épaisseur de couche dorée en surface de 0,2 mm. Après 300 ans, il conserve encore 95 % d’intégrité.
Pyramide du Louvre : Une structure en verre et cuivre conçue par IM Pei, avec un cadre en cuivre en acier inoxydable 316L plaqué de cuivre, atteignant le plus haut niveau de résistance à la corrosion selon la norme ISO 9227 et un cycle de maintenance prolongé de 20 ans.
Les propriétés antibactériennes et la biocompatibilité du cuivre sont à l'origine de ses applications innovantes dans le domaine médical.
1. Matériau antibactérien
Contrôle des infections à l'hôpital : la clinique Mayo aux États-Unis utilise des poignées de porte en alliage de cuivre et en or, ce qui réduit le nombre de bactéries de surface de 99,7 % par rapport à l'acier inoxydable et réduit le taux d'infection nosocomiale de 22 %. L'aide de la Chine à la construction de centres de traitement d'Ebola en Afrique utilise entièrement des équipements médicaux en alliage de cuivre, avec un taux d'infection croisée contrôlé en dessous de 0,3 %.
Application textile : Le tissu en fibres d'ions de cuivre a un taux d'inhibition de 99,99 % contre Staphylococcus aureus et est utilisé pour fabriquer des fournitures médicales telles que des vêtements chirurgicaux et des masques pour assurer la sécurité du personnel médical pendant l'épidémie de COVID-19.
2. Traitement du cancer
Médicaments complexes de cuivre : le complexe de cuivre cisplatine (Cu Pt) peut augmenter le taux d'apoptose des cellules cancéreuses du sein à 85 % en détruisant l'ADN topoisomérase des cellules tumorales, qui est 30 points de pourcentage plus élevé que les médicaments de chimiothérapie traditionnels.
Nanotechnologie : les nanoparticules d'oxyde de cuivre (CuO NP) en thérapie photothermique peuvent élever la température du site tumoral à 52 degrés sous une irradiation laser de 808 nm, permettant ainsi une ablation précise.
La solidité et la résistance à l'usure des alliages de cuivre soutiennent le développement d'une industrie manufacturière haut de gamme.
1. Fabrication de moules
Moule de moulage sous pression : la surface du substrat en acier H13 pulvérisée avec un revêtement en alliage à base de cuivre peut augmenter la durée de vie du moule de 50 000 fois à 200 000 fois, appliqué dans la fabrication de corps de moulage sous pression intégré Tesla.
Moule en plastique : l'alliage de cuivre-béryllium (C17200) a une conductivité thermique de 105 W/(m · K), soit 5 fois supérieure à celle de l'acier pour moule P20 et raccourcit le cycle de moulage par injection de 30 %. Il est utilisé dans la fabrication des coques Apple iPhone.
2. Technologie des roulements
Roulements de boîte d'essieu ferroviaire à grande vitesse : grâce à des dispositifs de retenue de métallurgie des poudres à base de cuivre, le coefficient de frottement reste stable en dessous de 0,002 à une vitesse de fonctionnement de 350 km/h, prolongeant la durée de vie de trois fois par rapport aux dispositifs de retenue en acier traditionnels.
Roulements d’arbre principal d’éolienne :Poudre de cuivre purLa technologie de traitement de carburation des alliages de nickel permet à la durée de vie en fatigue de contact des roulements de dépasser 1 × 10 ⁷ tr/min, permettant ainsi le fonctionnement stable d'une éolienne offshore de 15 MW.
Le cuivre présente une valeur unique dans le contrôle de la pollution et le recyclage des ressources.
1. Technologie de traitement de l'eau
Élimination des métaux lourds : les nanoparticules d'oxyde de cuivre ont une capacité d'adsorption de 256 mg/g pour les ions plomb dans l'eau, soit 10 fois supérieure à celle du charbon actif. Ils sont utilisés pour lutter contre la pollution par les métaux lourds dans le bassin du fleuve Yangtze.
Dégradation photocatalytique : sous la lumière visible, le catalyseur composite Cu ₂ O/TiO ₂ peut amener le taux de minéralisation des polluants organiques à atteindre 90 %, ce qui est utilisé pour le projet de traitement des cyanobactéries du lac Taihu Lake.
2. Recyclage des déchets
Développement minier urbain : la Chine recycle environ 2 millions de tonnes de déchets de cuivre par an, ce qui équivaut à réduire l'extraction de cuivre de 30 millions de tonnes et à réduire les émissions de carbone de 120 millions de tonnes.
Fabrication en boucle fermée : Apple utilise les robots Daisy pour démonter les iPhones, atteignant un taux de récupération du cuivre de 98 %, pour la production de coques MacBook, formant ainsi une boucle de « conception-utilisation recyclage ».
étiquette à chaud: Poudre de cuivre pur cas 7440-50-8, fournisseurs, fabricants, usine, vente en gros, acheter, prix, vrac, à vendre