Avance de Ing de Materiales (1)

download Avance de Ing de Materiales (1)

of 24

  • date post

    26-Sep-2015
  • Category

    Documents

  • view

    217
  • download

    0

Embed Size (px)

description

estudio del cobre

Transcript of Avance de Ing de Materiales (1)

Universidad Nacional de Ingeniera

Facultad de Ingeniera Industrial y de Sistemas

INGENIERIA DE MATERIALES

SECCION: V

AVANCE N 01

ESTUDIO METALOGRAFICO DEL COBRE

PROFESOR: ING. AGERO MAURICIO, ALFREDO ROLANDO

ALUMNOS:

MENDOZA YUCRA JUAN CARLOS 20102033J

PALPAN RICRA, MARVIN20100358I

REFULIO HUERTA GIANCARLO20110058H

FECHA:

07 de mayo del 2015

INTRODUCCIN:

Investigacin del cobre, es un breve trabajo que consiste principal y fundamentalmente, en adentrarnos un poco en las caractersticas y por ende aplicaciones que cumple el cobre mundialmente.

Atacaremos puntos como: historia, caractersticas propias del elemento, componentes, propiedades del mismo, la forma de obtencin, implicaciones en el organismo humano y vegetal ( brevemente) etc...

Es por esto que tomaremos variados puntos y pasaremos por ellos tomando solamente, lo realmente importante para nosotras.

EL COBRE

Metal de color rojo plido, tenaz, maleable, bastante blando, con valencias 1, 2 y, muy raramente, 3 y 4. Es el metal con mejor conductividad elctrica despus de la plata, y tambin un buen conductor del calor.Conocido desde la prehistoria, el cobre es un de los pocos metales que puede hallarse en la o naturaleza en estado puro sin formar compuestos tos. Se consideraba precioso en la antigedad, aunque de menor valor que el oro y la plata. Sin embargo, como consecuencia de su sencillo tratamiento metalrgico, se consigui una produccin elevada antes del cuarto milenio anterior a la era cristiana, y desde entonces se devalu progresivamente hasta que la telefona y la electrificacin relanzaron su consumo a principios del siglo xx

COMPUESTOS:

xido de cobre (I), Cu2O, amarillo o rojo, fcilmente oxidable a xido de cobre (II), CuO, de color negro; xido hidrxido de cobre (II), Cu(OH)2, azul claro, color para pintura artstica, soluble en amoniaco, con formacin de una sal compleja, el reactivo de Schweitzer, que se utiliza en la fabricacin de seda artificial; Sulfato de cobre (II) (vitriolo azul), CuSO4, usado en galvanoplastia y para la fabricacin de fungicidas como el caldo bordels; cloruro de cobre (I), CuCl, incoloro, forma cristales que se han de mantener bajo el agua; carbonato de cobre (II), se encuentra como sal bsica en forma de la piedra semipreciosa malaquita, y como azurita.

PROPIEDADES Y CARACTERISTICAS DEL COBRE

Propiedades fsicas

Cubierta del Palacio de los Deportes de Mxico D. F. construida en 1968 con cobre expuesto a la intemperie.

El cobre posee varias propiedades fsicas que propician su uso industrial en mltiples aplicaciones, siendo el tercer metal, despus del hierro y del aluminio, ms consumido en el mundo. Es de color rojizo y de brillo metlico y, despus de la plata, es el elemento con mayor conductividad elctrica y trmica. Es un material abundante en la naturaleza; tiene un precio accesible y se recicla de forma indefinida; forma aleaciones para mejorar las prestaciones mecnicas y es resistente a la corrosin y oxidacin.

La conductividad elctrica del cobre puro fue adoptada por la Comisin Electrotcnica Internacional en 1913 como la referencia estndar para esta magnitud, estableciendo el International Annealed Copper Standard (Estndar Internacional del Cobre Recocido) o IACS. Segn esta definicin, la conductividad del cobre recocido medida a 20 C es igual a 5,80 107 S/m.43 A este valor de conductividad se le asigna un ndice 100 % IACS y la conductividad del resto de los materiales se expresa en porcentaje de IACS. La mayora de los metales tienen valores de conductividad inferiores a 100 % IACS pero existen excepciones como la plata o los cobres especiales de muy alta conductividad designados C-103 y C-110.

Propiedades mecnicas

Tanto el cobre como sus aleaciones tienen una buena maquinabilidad, es decir, son fciles de mecanizar. El cobre posee muy buena ductilidad y maleabilidad lo que permite producir lminas e hilos muy delgados y finos. Es un metal blando, con un ndice de dureza 3 en la escala de Mohs (50 en la escala de Vickers) y su resistencia a la traccin es de 210 MPa, con un lmite elstico de 33,3 MPa.2 Admite procesos de fabricacin de deformacin como laminacin o forja, y procesos de soldadura y sus aleaciones adquieren propiedades diferentes con tratamientos trmicos como temple y recocido. En general, sus propiedades mejoran con bajas temperaturas lo que permite utilizarlo en aplicaciones criognicas.

Caractersticas qumicas

Techumbre de cobre con ptina de cardenillo en el ayuntamiento de Minneapolis (Minnesota).

En la mayora de sus compuestos, el cobre presenta estados de oxidacin bajos, siendo el ms comn el +2, aunque tambin hay algunos con estado de oxidacin +1.

Expuesto al aire, el color rojo salmn, inicial se torna rojo violeta por la formacin de xido cuproso (Cu2O) para ennegrecerse posteriormente por la formacin de xido cprico (CuO).La coloracin azul del Cu+2 se debe a la formacin del ion [Cu (OH2)6]+2.

Expuesto largo tiempo al aire hmedo, forma una capa adherente e impermeable de carbonato bsico (carbonato cprico) de color verde y venenoso. Tambin pueden formarse ptinas de cardenillo, una mezcla venenosa de acetatos de cobre de color verdoso o azulado que se forma cuando los xidos de cobre reaccionan con cido actico, que es el responsable del sabor del vinagre y se produce en procesos de fermentacin actica. Al emplear utensilios de cobre para la coccin de alimentos, deben tomarse precauciones para evitar intoxicaciones por cardenillo que, a pesar de su mal sabor, puede ser enmascarado con salsas y condimentos y ser ingerido.

Los halgenos atacan con facilidad al cobre, especialmente en presencia de humedad. En seco, el cloro y el bromo no producen efecto y el flor solo le ataca a temperaturas superiores a 500 C.45 El cloruro cuproso y el cloruro cprico, combinados con el oxgeno y en presencia de humedad producen cido clorhdrico, ocasionando unas manchas de atacamita o paratacamita, de color verde plido a azul verdoso, suaves y polvorientas que no se fijan sobre la superficie y producen ms cloruros de cobre, iniciando de nuevo el ciclo de la erosin.

Los cidos oxcidos atacan al cobre, por lo cual se utilizan estos cidos como decapantes (cido sulfrico) y abrillantadores (cido ntrico). El cido sulfrico reacciona con el cobre formando un sulfuro, CuS (covelina) o Cu2S (calcocita) de color negro y agua. Tambin pueden formarse sales de sulfato cprico (antlerita) con colores de verde a azul verdoso. Estas sales son muy comunes en los nodos de los acumuladores de plomo que se emplean en los automviles.

El cido ctrico disuelve el xido de cobre, por lo que se aplica para limpiar superficies de cobre, lustrando el metal y formando citrato de cobre. Si despus de limpiar el cobre con cido ctrico, se vuelve a utilizar el mismo pao para limpiar superficies de plomo, el plomo se baar de una capa externa de citrato de cobre y citrato de plomo con un color rojizo y negro.

Propiedades biolgicas

En las plantas, el cobre posee un importante papel en el proceso de la fotosntesis y forma parte de la composicin de la plastocianina. Alrededor del 70 % del cobre de una planta est presente en la clorofila, principalmente en los cloroplastos. Los primeros sntomas en las plantas por deficiencia de cobre aparecen en forma de hojas estrechas y retorcidas, adems de puntas blanquecinas. Las panculas y las vainas pueden aparecer vacas por una deficiencia severa de cobre, ocasionando graves prdidas econmicas en la actividad agrcola.

El cobre contribuye a la formacin de glbulos rojos y al mantenimiento de los vasos sanguneos, nervios, sistema inmunitario y huesos y por tanto es esencial para la vida humana. El cobre se encuentra en algunas enzimas como la citocromo c oxidasa, la lisil oxidasa y la superxido dismutasa.6

El desequilibrio de cobre en el organismo cuando se produce en forma excesiva ocasiona una enfermedad heptica conocida como enfermedad de Wilson, el origen de esta enfermedad es hereditario, y aparte del trastorno heptico que ocasiona tambin daa al sistema nervioso. Se trata de una enfermedad poco comn.

Puede producirse deficiencia de cobre en nios con una dieta pobre en calcio, especialmente si presentan diarreas o desnutricin. Tambin hay enfermedades que disminuyen la absorcin de cobre, como la enfermedad celiaca, la fibrosis qustica o al llevar dietas restrictivas.

El cobre se encuentra en una gran cantidad de alimentos habituales de la dieta tales como ostras, mariscos, legumbres, vsceras y nueces entre otros, adems del agua potable y por lo tanto es muy raro que se produzca una deficiencia de cobre en el organismo.

ALEACIONES DEL COBRE

Desde el punto de vista fsico, el cobre puro posee muy bajo lmite elstico (33 MPa) y una dureza escasa (3 en la escala de Mohs o 50 en la escala de Vickers).2 En cambio, unido en aleacin con otros elementos adquiere caractersticas mecnicas muy superiores, aunque disminuye su conductividad. Existe una amplia variedad de aleaciones de cobre, de cuyas composiciones dependen las caractersticas tcnicas que se obtienen, por lo que se utilizan en multitud de objetos con aplicaciones tcnicas muy diversas. El cobre se alea principalmente con los siguientes elementos: Zn, Sn, Al, Ni, Be, Si, Cd, Cr y otros en menor cuanta.

Segn los fines a los que se destinan en la industria, se clasifican en aleaciones para forja y en aleaciones para moldeo. Para identificarlas tienen las siguientes nomenclaturas generales segn la norma ISO 1190-1:1982 o su equivalente UNE 37102:1984

Latn (Cu-Zn)

El latn, tambin conocido como cuzin, es una aleacin de cobre, cinc (Zn) y, en menor proporcin, otros metales. Se obtiene mediante la fundici