По каким свойствам можно отличить медь от алюминия

Чем отличается алюминий от меди? Проще сказать, что у них общего. А общего только то, что оба эти химических элемента являются металлами (со всеми присущими металлам свойствами) и хорошими проводниками. По другим параметрам – плотности, стоимости, распространению в природе и «стажу» использования человеком – у них больше различий.
История открытия
Медь – один из первых металлов, которые человечество научилось добывать и эксплуатировать; по мнению археологов, примерно одновременно с медью люди стали использовать золото. Дело в том, что оба эти металла встречаются в природе в самородном виде, и куску меди для применения его в качестве орудия труда или оружия надо было просто придать после нагрева нужную форму. Это случилось, скорее всего, 6-7 тысяч лет назад. Постепенно люди научились выплавлять металл из руды, и шлак, свидетельствующий о наличии медной металлургии, находят при раскопках древнего поселения Чатал-Хююк в Турции. Первоначально делали оружие и сельскохозяйственные орудия из чистого металла, но со временем люди обнаружили, что в соединении с оловом из меди получается куда более прочная бронза.
Отличие алюминия от меди в том, что дата его первого получения четко зафиксирована в истории. Это случилось в 1825 году в Дании и «отцом» алюминия стал химик Ганс Эрстед. Алюминий в природе в самородном виде не встречается, а при взаимодействии с кислородом образует стойкое соединение, поэтому его производство вначале было делом очень дорогим. Первый алюминий стоил дороже золота, а великому русскому химику Дмитрию Менделееву в знак признания его заслуг перед человечеством в 1889 году британцы подарили весы именно из золота и алюминия.
к содержанию ↑
Сравнение
Электропроводность меди в полтора раза выше, чем у алюминия, но при этом плотность алюминия в 3,3 раза меньше, чем у меди. О цене и говорить не приходится – после освоения промышленной технологии производства алюминия его стоимость очень сильно упала и сейчас она значительно меньше, чем у меди. Эти обстоятельства и предопределили использование алюминия для выпуска многожильных проводов и кабелей. Обратите внимание, когда увидите ЛЭП высокого напряжения: все провода выполнены именно из алюминия. Так и дешевле, и нагрузка на опоры гораздо ниже. Ну а что электропроводность меньше – с этим приходится мириться.
Используется медь и для производства бронзы. В древности из нее изготавливали холодное оружие и орудия труда, пока не была освоена выплавка железа. Но и позже из бронзы лили пушки, причем это продолжалось довольно долго, вплоть до 19 века. Из бронзы отлиты Царь-пушка и Царь-колокол. Кроме этого, медь благодаря высокой коррозионной стойкости нашла применение при изготовлении труб для транспортировки различных жидкостей и газов, а также в некоторых других отраслях промышленности.
Алюминий называют «крылатым металлом». Это название говорит о второй масштабной области его применения (после электротехнической). При соединении алюминия (95,6 %) и меди (4,4 %) получают сплав, который называется дюралюминий, или дюраль. Обладая плотностью, близкой к плотности алюминия, он имеет значительно более высокие прочностные характеристики, поэтому широко используется для производства самолетов.
к содержанию ↑
Таблица
В чем разница между алюминием и медью, видно из приведенной ниже таблицы.
Медь | Алюминий | |
«Стаж» использования человеком | 6-7 тысяч лет | С 1825 года |
Основные области применения | Электротехника, производство качественных труб, некоторые другие отрасли промышленности | Электротехника, авиастроение, создание легких несущих конструкций (сплавы), пищевая промышленность, другие отрасли |
Плотность | 8,92 г/см3 | 2,6989 г/см3 |
Электропроводность (при 20 °С) | 59500000 см/м | 38000000 см/м |
Температура плавления | +1356 °С | +660 °С |
Источник
Химически чистая медь обладает тремя отличительными характеристиками. Это имеющий цвет, пластичный и стойкий к коррозии металл. Последнее свойство обусловлено формированием тонкой оксидной пленки. Этот слой делает медь химически инертной в неагрессивной среде, а также привносит красный оттенок в ее золотисто-розовый цвет.
Наилучший способ точно идентифицировать медь – спектральный анализ, требует дорогостоящего оборудования – анализатора металлов, тогда как отличить медь в домашних условиях – задача с ограниченным набором средств. Тут лучшими приборами выступают органы чувств, легкодоступные химикаты, огонь и подручные приспособления.
Визуальное восприятие – наиболее простой, но не всегда достаточно точный метод. Впрочем, в большинстве случаев он работает и отличить лом меди от лома другого цветмета не трудно. Действительно, несмотря на название категории цветные металлы, одинаково окрашенными оказываются только:
- медь;
- золото;
- цезий;
- осмий.
Остальные металлы характеризуются серой тональностью и отличаются преимущественно по интенсивности блеска. Поэтому цвет – отличное «средство идентификации», в таких вопросах как отличить медь от алюминия, цинка или никеля.
Чистая медь с характерным медным цветом
Естественный окрас чистого элемента Cu – красно-розовый. Смотреть на металл рекомендуется при естественном свете. Искусственное освещение, за исключением светодиодных ламп теплых цветовых температур, меняет оттенок в сторону желто-зеленого тона.
Второе правило визуальной идентификации меди – требуется устранить поверхностную оксидную пленку. Окисление создает на поверхности металла зеленовато голубой налет. Поэтому определять на цвет, что у вас медь, желательно по свежему спилу или обработав материал напильником. Намного сложнее обстоит ситуация с медными сплавами: латунью и бронзой. Также визуально трудно различить Cu и омедненный алюминий.
к содержанию ↑
Как отличить медь от латуни и бронзы
Первый металл представляет сплав Cu-Zn. Содержание цинка варьируется в интервале 4 – 45%. Когда сплав характеризуется высоким добавлением основной примеси, отличить его от чистого металла несложно по цвету. Окрас меди розово-красный, латуни – светлее, но у лома латуни может быть загрязненным поверхность. Чем больше цинка в сплаве, тем сильнее его цвет смещается от красного к желтому оттенку. Поэтому визуальное восприятие неприемлемо для высокомедных латуней, где вхождения примесей на уровне 10%. В этом случае остается 3 варианта как отличить медь от латуни без использования инструмента:
- По звуку. Тут желательно иметь музыкальный слух. При ударе о металл, мягкая медь звучит приглушенно, тогда как латунь – звонко. Метод хорошо работает для массивных, габаритных изделий – труб, например.
- По сгибу. Пластичность меди, позволяет легко сгибать металл. Более твердая латунь не настолько податлива.
- На вес. Плотность Cu9 г/куб.см выше чем у Zn (7.1). Результирующая величина характеристики у латуни, в среднем 8.6 г/куб.см. Разница невысокая, но при наличии точных весов, отличить металлы возможно.
Визуальное отличие меди от бронзы и латуни
Хорошим идентификатором меди, относительно латуни выступает стружка. У чистого металла она спиралеобразная. Напротив стружка латуни прямая, игольчатой формы.
Более сложный подход связан с использованием химикатов, а именно соляной кислоты. Химически инертная медь не реагирует в растворе, тогда как при погружении латуни на поверхности металла образуется белый налет. Это хлорид цинка, результат реакции этого металла на кислоту.
Стружка меди
Видео – медь и латунь:
к содержанию ↑
Как отличить медь от бронзы
Определить какой из металлов перед вами по цвету не всегда возможно. Бронза – сплав меди с оловом, также характеризуется розово-красным оттенком, лом бронзы может быть в чем угодно. В этом случае основной отличительной характеристикой становится пластичность чистого металла. Надавив на медь твердым предметом, получим выемку на поверхности. Деформировать бронзу существенно сложнее.
Изделия из бронзы – визуально от меди отличить очень трудно
Альтернативный вариант, как отличить медь от бронзы в домашних условиях – солевой раствор. В металлическую емкость, содержащую 1 литр воды, добавляют 200 грамм поваренной соли. Раствор подогревают до температуры выше 50 °C. Далее в нагретую жидкость помещают металл и выдерживают около 15 минут. Цвет меди меняется. Бронза к воздействию солевого раствора остается нечувствительной.
Следующий способ – патинирование меди. Окисление чистого металла со временем на воздухе – неизбежный процесс, приводящий к образованию зеленовато-голубого налета. Бронза патинированию не подвержена.
к содержанию ↑
Как отличить медь от алюминия
Естественно, металлы несложно отличить по цвету. Ситуация усложняется, когда требуется определить из чего изготовленные жилы кабеля. Луженная медь приобретает серебристый оттенок, тогда как омедненный алюминий – желтый. Результат, отличить металлы между собой по цвету, крайне сложно.
Луженая медь в кабелях
Оптимальный вариант – измерить сопротивление. У медной витой пары, длинной около 100 метров, величина параметра достигает 4 – 8 Ом. Сопротивление аналогичного кабеля из алюминия существенно выше: 12 – 20 Ом. Этот метод хорош отсутствием механического воздействия на металл.
Второй способ – сгибание/разгибание жилы. Алюминиевый проводник быстро сломается. Следующий вариант – испытание пламенем. Температура плавления алюминия – 600 °C, у меди – намного выше.
к содержанию ↑
Прочие случаи испытания огнем, кислотой
Воздействие пламени, используют не только для идентификации металла относительно алюминия. Под эти цели достаточно наличия газовой плиты, зажигалки или костра. Нагревание меди приводи к образованию ее оксида, что сказывается на изменении цвета. Поверхность металла постепенно тускнеет, пока не приобретает совсем темный оттенок.
Азотная кислота – еще один идентификатор меди в домашних условиях. Тут также важно проявлять осторожность. Лучше просто капнуть жидкостью на металл. Чистая медь в месте контакта приобретет сине-зеленый цвет.
Видео – как отличить алюминий от меди:
к содержанию ↑
Напоследок
Прежде чем приступать к определению материала изготовления детали, можно тщательно изучить ее поверхность. Многие изделия имеют маркировку. Она поможет определить не только тип металла, но и марку.
Источник
Для проводов и кабелей применяется два типа жил – из меди и алюминия. Высоковольтные воздушные провода обычно выполняют из алюминия и неудивительно – он в 4 раза дешевле меди. А вот в бытовых проводках на низкое напряжение ситуация совсем другая – там господствует медь. Почему так получилось? Всё дело в 4 важных отличиях медных и алюминиевых жил, про которые стоит знать!
1) Плёнка окиси
Деталь из алюминия, покрытая плёнкой окиси
Окисление – это реакция вещества с кислородом, в результате которой образуется слой окиси – химического вещества, которое обычно вредит и мешает. Ржавчина, например, это окись железа. Медь окисляется достаточно медленно и образует зеленоватый порошок. Его можно увидеть на старых медных ручках. Эта окись не мешает прохождению тока, потому что легко разрушается.
А вот алюминий образует окись совсем другого “качества”. Это прочная плёнка, плохо проводящая ток. Она образуется почти мгновенно и создаёт головную боль в любой точке присоединения – в распредщитке, распаечной коробке или в розетке. Для её удаления нужна смазка специальной пастой (кварцево-вазелиновой), которую не так-то легко найти в продаже.
2) Хрупкость жил
Треснувший колёсный диск из алюминия
В процессе монтажа, кабель подвергается изгибанию, особенно его “хвосты” в распайках и розеточных коробках. Медь можно без проблем гнуть много раз, а алюминий выдержит лишь 3 – 5 сильных изгибаний, после чего отломается.
Особенно тяжело работать со старым алюминием – он уже имеет усталостные трещины, накопленные при первичном монтаже, так что ремонт таких жил становится чем-то вроде хирургической операции: одно неверное движение и обломок жилы останется у вас в руках. Останется лишь ломать стену, чтобы добраться до провода.
3) Меньшая проводимость
Толстый алюминий присоединить не так-то просто!
Сопротивление алюминия больше, чем меди, поэтому для той же нагрузки придётся брать жилу сечением на ступень выше медной. Например, для мощности 5 кВт, будет достаточно кабеля 2,5 квадрата – соответственно и клеммы и кабель-каналы и трубы подойдут стандартного размера.
Алюминий на ту же мощность имеет сечение 4 квадрата – он ощутимо толще и не подходит для обычных розеточных клемм, потому что попросту туда не влезет. В связи с этим возникают трудности – с алюминием нужно прокладывать больше линий, тогда как с медью хватило бы одного кабеля, разветвлённого на несколько “лучей”.
4) Требования к квалификации монтажника
Надёжность электрики – в руках монтажника!
При монтаже меди, квалификация электрика не так важна. Она “прощает” многие вольности и даже скрутка из медных жил работает достаточно хорошо. Алюминий гораздо “капризнее” и, если не знать, как правильно его соединять, можно получить не проводку, а мину замедленного действия, которая может через год или два выйти из строя от перегрева в клеммах, розетках или щитке. Придётся опять вызывать электрика и начинать ремонт сначала.
Главной причиной, по которой мы отказались от алюминия в бытовой проводке стала именно эта – зависимость от электрика. Трудно положиться на систему, где надёжность зависит от умения мастера. Рабочие профессии не становятся элитнее с каждым годом, скорее наоборот, их заполняют “кое-какеры”, люди без призвания и желания стать профессионалом. И чем меньше будет зависеть от их опыта, тем надёжнее будет проводка, следовательно медь – это правильный выбор.
Спасибо за просмотр и удачного ремонта!
Источник
Оптимальный метод для точной идентификации металла — спектральный анализ. Однако, для его проведения необходимы сложные дорогие приборы. Если нужно отличить меди своими силами, приходиться обходиться подручными средствами.
Металлическая медь имеет три отличительные особенности: характерный окрас, высокая пластичность и устойчивость к коррозии. Антикоррозийные свойства обусловлены тончайшим слоем оксида, покрывающим поверхность металла. Такая пленка обеспечивает химическую инертность материала и изменяет свет изделия.
Как идентифицировать медь на глаз?
Зрительный метод самый доступный, хотя и не всегда действенный. Сходную с медью окраску имеют такие металлы:
- золото с прмесями;
- цезий с примесями;
- осмий с примесями;
Другие окрашены в серые тона, и потому несложно отличить медь от большинства металлов.
Чистая медь имеет розовато-красный цвет. Рассматривать изделие нужно при дневном освещении, иначе предмет может казаться желто-зеленым.
Важный момент: необходимо предварительно удалить слой оксида, имеющий голубовато-зеленый оттенок.
Некоторые сложности могут возникнуть с медными сплавами — латунью и бронзой, а также с алюминием, обогащенным медью.
Как отличить медь от латуни
Латунь — сплав меди и цинка, содержание которого колеблется от 4 до 45%. При существенной доле цинка окраска латуни становится желтоватой. Если же цинка менее 10%, визуальный метод не поможет. В такой ситуации существует 3 решения:
- Акустический метод. При ударе медь издает приглушенный звук, латунь – звонкий. Необходим тонкий слух. Такой способ хорош для крупногабаритных объектов.
- Механический метод. Медь пластична и, в отличие от латуни, легко гнется.
- Взвешивание. Цинк и его сплав легче меди. При низком содержании цинка и для мелких предметов потребуются точные весы. Плотность меди составляет 9 г/см3, цинка – 7,1 г/см3, плотность латуни зависит от ее состава, но всегда ниже, чем у чистого металла.
Имеются и другие методы. Например, если есть возможность снять стружку. У меди она имеет спиралевидную форму, тогда как у латуни она прямая, игольчатая.
Еще один способ несколько сложнее, поскольку для него потребуется соляная кислота. Медь не вступает в реакцию с этим реагентом, а латунь реагирует с образованием хлористого цинка, образующего беловатый налет.
Как отличить медь от бронзы
Бронза — сплав меди с оловом. Она окрашена почти также, как чистая медь. Визуальный метод окажется в такой ситуации малоэффективным. Самый распространенный способ идентификации основан на высокой пластичности меди. Надавливание твердым предметом на медное изделие приведет к образованию вмятины. Бронза значительно прочнее. Такой способ подойдет для лома или изделий технического назначения. Но не всегда допустимо оставлять дефекты на предмете.
Для другого способа потребуется раствор поваренной соли, которая всегда имеется в хозяйстве. Приготовьте раствор из расчета 200 г соли на 1 л воды и разогрейте до 50 град. или чуть выше. Погрузите в него исследуемое изделие и продержите там четверть часа. Бронза останется инертной, тогда как медь поменяет окраску.
Еще одна методика — патирование. Это процесс образования оксидной пленки в естественных условиях. Старая медная вещь уже покрыта голубовато-зеленым налетом, а только что выпущенная или зачищенная неизбежно покроется им в течение некоторого времени. Бронза же не патируется.
Как отличить медь от алюминия
Чистые металлы легко различить по цвету. Однако, довольно часто возникает необходимость идентифицировать луженую медь, имеющую серебристую окраску, или обогащенный медью алюминий, имеющий желтоватый цвет. Оба сплава используются для изготовления кабеля, а в некоторых случаях важно знать, из чего он сделан. В такой ситуации зрительный анализ не даст результата.
Проще всего измерить сопротивление. У стометрового медного провода эта величина составляет 4 – 8 Ом, тогда как у алюминиевого – порядка 12 – 20 Ом. Достоинства такой методики в том, что кабель не повреждается.
Другой способ основан на разной прочности на изгиб. Если несколько раз согнуть и разогнуть алюминиевую жилу, она сломается, а медная выдержит такое испытание.
Наконец, можно подержать кабель в огне. Алюминий плавится уже при 600 град., медь — при значительно более высокой температуре. Необходимо понимать, что при нагревании, особенно на открытом огне, медь быстро покроется оксидной пленкой и изменит окраску. Этим можно пользоваться, чтобы отличить медь и от других сплавов.
Еще один универсальный способ — воздействие азотной кислотой. Аккуратно капните реактивом на изделие. Металлическая медь в зоне контакта окрасится в сине-зеленый цвет.
Самый простой способ
Перед тем, как начинать какие-либо испытания, внимательно осмотрите предмет. Современные изделия чаще всего маркируются. Так можно совершенно безошибочно определить не только материал, но и марку
Источник
В состав латунных сплавов входит больше 70% меди. Это сказывается на физико-химических и внешних свойствах латуни. Из-за похожих свойств металлы трудно отличить: у них одинаковый цвет и часть характеристик. При этом разница в цене составляет 150-200 рублей за килограмм. Поэтому перед тем как продавать металлы на вторичном рынке, важно всё-таки понимать — медь перед вами или латунь. Для этого есть 6 способов.
Ключевые сходства и отличия между металлами
Начнём с общих черт:
- похожий цвет и оттенок;
- характерный металлический блеск;
- стойкость к воздействию коррозии;
- высокий уровень теплопроводности.
Теперь рассмотрим основные отличия:
- латунные изделия более лёгкие, чистая медь тяжёлая;
- латунь плотная, материал трудно согнуть, а медь пластична и податлива;
- латунная стружка образует игольчатые остатки, а вот стружка меди формируется в спираль;
- цвет латуни — желто-золотистый, цвет меди — красно-коричневый.
Отличить металлы можно визуально, на ощупь, а также с помощью профессионального оборудования.
Визуальные отличия меди и латуни
Внешняя разница определяется тремя параметрами:
- Цвет. Если в составе металлического сплава есть латунь, оттенко всегда будет золотистый или желтый. В случае с медью сплав получает лёгкий розовый, красный или коричневый оттенок.
- Вес. В состав латуни входит цинк и другие неметаллические компоненты, из-за этого материал на порядок легче. В меди содержится больше металлических компонентов, из-за чего она ощутимо тяжелее.
- Тип стружки. При строгании с латуни будут слетать мелкие осколки, а стружка меди закрутится, образуя длинные спирали.
Перечисленные параметры не дают точного представления о сплавах, но хотя бы помогают понять, какой металл перед вами.
Отличие металлов по звуку
Медь от латуни можно отличить по звуку, который появляется при ударе:
- Ударив по медному сплаву, вы услышите приглушённый и низкий звук. Из-за мягкости металла, вибрации в большей степени поглощаются им.
- При ударе по латунным сплавам, звук будет тонким и высоким. Это связано с твёрдостью материала, из-за которой при механическом воздействии повышается вибрация.
Учитывайте, что стучать по материалу нужно металлическим предметом. Лучше всего выбрать железное изделие, тогда звук будет более чётким и громким.
Отличия в твёрдости и плотности
Мы уже отметили, что медные сплавы легче. Соответственно их плотность ниже. Определить плотность можно только в результате механического воздействия. Так, металлы по разному деформируются из-за ударов:
- Медь сильно согнётся даже из-за среднего удара. На поверхности изделия вы увидите явный след, который будет идентичен форме объекта воздействия.
- Латунные изделия трудно поддаются деформации. На некоторых сплавах не остаётся вообще никаких следов.
Чтобы проверка получилась достоверной, для воздействия выбирайте более твёрдые изделия — чугунные или стальные. При этом вес предмета должен быть где-то в 1,5 раза больше проверяемого металла.
Химические отличия
К распространённым латунным сплавам относят Л-96. В его состав входит 96% меди. Отличить сплав от стопроцентно медного перечисленными выше способами не получится.
Здесь уже нужно прибегнуть к химическому анализу с помощью соляной кислоты. Медь не вступает в реакцию с соляной кислотой. Если вы поместите сплав в ёмкость, заполненную кислотой, он просто очистится.
С латунью дела обстоят иначе. В составе сплава в любом случае есть цинк, который подвергается разложению под влиянием кислот. В результате контакта латуни и соляной кислоты образуется белая окись.
Проводите химический анализ с осторожностью. Обязательно используйте защитные перчатки, так как кислота сильно разъедает кожу.
Отличаем металлы с помощью сверления
Для реализации этого способа применяется бытовая дрель или фрезерное оборудование. Понадобится просто срезать часть металла. Если вы работаете с латунью, во время сверления появится цельная и длинная стружка, которая в итоге закрутится в спираль.
В свою очередь латунь крошится при взаимодействии с режущим оборудованием, поэтому её стружка напоминает маленькие игольчатые частицы.
Правда, у этого способа есть нюанс — сверление подойдёт только для сплавов, которые сдают на металлолом.
Отличие меди от латуни профессиональным способом
Предыдущие варианты легко реализовать в домашних условиях, но с их помощью невозможно гарантировать точный результат. Самый надёжный способ проверки — спектральный анализ.
Для проведения спектрального анализа используют специальное оборудование, которое способно создать электромагнитное излучение. У этого метода есть 3 преимущества:
- Целостность металлического изделия не нарушается.
- Проверка занимает 2-3 минуты.
- Точное определение компонентов, входящих в состав сплава.
Какой металл дороже — медь или латунь?
Итоговая цена зависит от состава материала. Тем не менее, даже медь низкого качества скупается дороже, чем латунные сплавы. Объяснить это легко — металл более востребованный и проще подвергается переработке.
Источник