مس: تعریف، ترکیب، انواع، خواص و کاربردها

آخرین به روزرسانی

مقدمه

مس عنصری شیمیایی و فلزی است. خواص اصلی عبارتند از: رسانایی الکتریکی عالی (هدایت الکتریکی)، هدایت حرارتی بالا، و مقاومت مناسب در برابر خوردگی. همچنین شکل‌پذیر (چکش خوار) است و رنگ قهوه‌ای مایل به قرمز جالبی دارد. ترکیب این خواص منجر به کاربرد گسترده Copper در مهندسی و موارد زیبایی شناسی می‌شود.

مس چیست؟

مس به انگلیسی Copper عنصری شیمیایی با عدد اتمی ۲۹ در جدول تناوبی عناصر است. نماد عنصر مس از “cuprum” لاتین برگرفته شده و Cu است. این فلز شکل‌پذیر با رنگ قهوه‌ای مایل به قرمز است که به دلیل هدایت حرارتی و الکتریکی بالایش کاربرد گسترده‌ای یافته است.

تاریخچه مس

تاریخچه Copper به ۸۷۰۰ سال قبل از میلاد مسیح بر‌می‌گردد. یک آویز که در شمال عراق کشف شده، قدمتی حدوداً برابر با این تاریخ دارد و در حال حاضر گمان می‌رود قدیمی‌ترین شیء ساخته شده از مس باشد. Copper فلزی مهم در بسیاری از تمدن‌های باستانی بوده است، اما به طور کلی توافق شده که بین‌النهرینی‌ها (در شمال عراق) کشف کردند. در واقع، دوره‌ای در تاریخ باستان بین ۵۵۰۰ سال قبل از میلاد تا ۴۰۰۰ سال قبل از میلاد وجود دارد که به دلیل کلمات یونانی مس (chalkos) و سنگ (lithos) به طور معمول عصر مس یا عصر کالکولیتیک نامیده می‌شود.

مس یکی از معدود فلزاتی است که به صورت طبیعی به شکل عنصری خود یافت می‌شود. این با اکثر فلزات که باید از طریق متالورژی از سنگ معدن استخراج شوند متفاوت است. در مناطقی که Copper به شکل بومی یافت می‌شود، فناوری متالورژی برای آن تمدن‌ها ضروری نبوده تا بتوانند با Copper کار کرده و سلاح یا زیورآلات بسازند.

اصطلاح دیگر برای مس چیست؟

اصطلاح دیگر برای مس کلمه لاتین cuprum است که نماد مس یعنی Cu در جدول تناوبی عناصر را از آن می‌گیرند. نام لاتین مس در ابتدا از جزیره قبرس گرفته شد، زیرا این جزیره منبع اصلی Copper در دوران باستان بود. کاپروم به معنی “فلز قبرس” بوده است.

مس از چه چیزی ساخته شده است؟

مس یک عنصر شیمیایی است. Copper فقط از یک نوع اتم ساخته شده است و نمی‌توان آن را به مواد ساده‌تری تجزیه کرد. اتم Copper دارای عدد اتمی ۲۹ است، به این معنی که هسته اتمی‌اش شامل ۲۹ پروتون است.

Copper از سنگ‌های طبیعی که یا سنگ معدن سولفید مس هستند (مانند کالکوپیریت) یا سنگ معدن اکسید مس استخراج می‌شود. این سنگ‌های معدن استخراج، خرد و فرآوری می‌شوند تا Copper بدست آید. این سنگ معدن‌های Copper در نقاطی از آمریکای شمالی و جنوبی (کشورهایی مانند شیلی و پرو) و همچنین در مناطقی مانند کوه‌های اورال در روسیه و در زامبیا و جمهوری دموکراتیک کنگو در آفریقا یافت می‌شوند.

روش‌های مختلف تولید

فرآیندهای مختلف تولید Copper در زیر توضیح داده می‌شوند:

1.استخراج(Mining)

استخراج سنگ معدن‌های Copper معمولاً در معادن بزرگ روباز انجام می‌شود. این معادن، گودال‌های پلکانی شکل و بازی در زمین هستند که به تدریج عمیق‌تر حفر می‌شوند. از مواد منفجره برای انفجار سنگ استفاده می‌شود و تخته سنگ‌های حاصل برای خرد شدن به قطعات کوچکتر جهت فرآوری منتقل می‌شوند.

2.استحصال(Extraction)

با توجه به دو نوع رایج سنگ معدن Copper، دو فرآیند تصفیه اصلی وجود دارد. یک روش هیدرومتالورژی برای سنگ معدن‌های اکسید استفاده می‌شود. سنگ معدن خرد شده روی هم انباشته شده و یک محلول اسیدی-شوینده در آن نفوذ می‌کند که منجر به ایجاد یک “محلول شیرابه آبدار” (pregnant leach solution) می‌شود. یک فرآیند پیرومتالورژی برای سنگ معدن‌های سولفیدی استفاده می‌شود. استخراج سنگ معدن با توجه به چگالی ذرات با روش فلوتاسیون کف و ته‌نشین کردن انجام می‌شود.

3.تصفیه(Purification)

برای سنگ معدن‌های اکسید از هیدرومتالورژی استفاده می‌شود. این بدان معناست که “محلول شیرابه آبدار” برای تغلیظ Copper موجود در محلول به یک فرآیند استخراج با حلال فرستاده می‌شود. سپس این محلول به فرآیند الکترووینینگ فرستاده می‌شود که در آنجا از جریان برق برای ته‌نشینی Copper جامد استفاده می‌شود. برای سنگ معدن‌های سولفیدی از پیرومتالورژی استفاده می‌شود، به این معنی که از یک کوره ذوب برای ایجاد Copper خام استفاده می‌شود. سپس این Copper با الکترو پالایش (تصفیه الکتریکی) بیشتر خالص سازی می‌شود.

4.آلیاژ سازی(Alloying)

آلیاژهای Copper با ذوب کردن اولیه عنصر آلیاژی و سپس ذوب Copper برای اضافه کردن به آن ساخته می‌شوند. سپس مخلوط مذاب ریخته‌گری می‌شود تا امکان سرد شدن و انجماد برای آن فراهم شود.

5.تصفیه الکتریکی(Electrorefining)

تصفیه الکتریکی مس شامل حل کردن الکترولیتی مواد Copper ناخالص در محلول است. Copper خالص با اعمال جریان الکتریکی در محلول به صورت الکتروشیمیایی بر روی یک الکترود ته‌نشین می‌شود. این فرآیند ناخالصی‌ها را از Copper حذف می‌کند تا خلوص بالاتری حاصل شود. با این حال، این فرآیند گران است و تقاضای انرژی الکتریکی بسیار بالایی دارد.

ویژگی‌ها

فلز Copper این ویژگی‌های اصلی را دارد: رسانای عالی الکتریسیته و حرارت است. همچنین انعطاف‌پذیر و شکل‌پذیر است، به این معنی که می‌توان آن را به نسبت راحت خم کرد. این امر باعث می‌شود که بتوان با آن به راحتی کار کرد، برای مثال کابل‌ها به دلیل Copper انعطاف پذیرند. یکی دیگر از ویژگی‌های کلیدی فلز Copper مقاومت به خوردگی است، به ویژه در محیط‌های آبی و آب شور. در نهایت، Copper این مزیت را دارد که از نظر زیبایی نیز جذاب باشد و رنگ قهوه‌ای مایل به قرمز داشته باشد و قابلیت پرداخت (صیقل خوردن) هم داشته باشد.

رنگ

به طور معمول قهوه‌ای مایل به قرمز است. با این حال، Copper خالص قبل از اکسیداسیون در واقع صورتی رنگ است، اما تشکیل اکسید مس قهوه‌ای آنقدر سریع اتفاق می‌افتد که به راحتی نمی‌توان Copper صورتی پیدا کرد و عملاً Copper موجود همگی قهوه ای مایل به قرمز خواهند بود. Copper همچنین می‌تواند سبز رنگ هم بشود (مانند مجسمه آزادی) – این لایه‌ای از کربنات مس است!

مس چه شکلی است؟

Copper مانند یک فلز براق قهوه‌ای مایل به قرمز به نظر می‌رسد. Copper را می‌توان در اشکال عملی بسیاری فرآوری کرد، مانند سیم‌هایی که در شکل ۱ زیر نشان داده شده و همچنین لوله‌های لوله‌کشی و قطعات الکترونیکی.

انواع

Copper برای کاربردهای مختلف در انواع مختلفی موجود است. خواص و کاربردهای هر گرید Copper بستگی به خلوص آن و عناصر آلیاژی (در صورت وجود) درون آن دارد. در زیر انواع مختلف Copper فهرست شده است:

1.سیم(Copper Wire)

سیم مسی از هدایت الکتریکی عالی این فلز بهره می‌برد و رایج‌ترین رسانا برای بیشتر کاربردهای الکتریکی است. سیم مسی برای جریان‌های بالا در صنعت و مصارف خانگی تا سیم‌کشی داخلی خانه و سیم‌کشی پریزها و چراغ‌ها استفاده می‌شود.

2.لوله(Copper Tubing)

به دلیل مقاومت به خوردگی و در نتیجه طول عمر بالا، لوله های مسی به طور گسترده‌ای برای سیستم‌های آب آشامیدنی خانگی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در طول چند دهه گذشته، استفاده از لوله Copper برای لوله‌کشی خانگی در بیشتر نقاط جهان یک استاندارد بوده است. لوله‌ها در قطرها و ضخامت دیواره (گیج) مختلف در دسترس هستند. قیمت بالای Copper و ظهور مواد لوله‌ای پلاستیکی بهبود یافته بدین معنی است که امروزه Copper کمتر انتخاب می‌شود.

3. آلیاژهای(Copper Alloys)

دو آلیاژ رایج Copper عبارتند از: برنج (آلیاژ شده با روی) و برنز (آلیاژ شده با قلع). برنج به طور کلی کاربرد گسترده‌تری دارد. از آن برای لوله‌های آب، آلات موسیقی و اشیاء تزئینی استفاده می‌شود. اضافه کردن روی به آلیاژ، استحکام و چکش‌خواری (شکل‌پذیری) بالاتری به آن می‌دهد. برنز خواصی بسیار شبیه به Copper دارد، مانند: هدایت حرارتی بالا، چکش‌خواری عالی و مقاومت در برابر خوردگی در آب شور. به همین دلیل از برنز برای یاتاقان‌ها و بوش‌ها و همچنین پروانه‌های کشتی استفاده می‌شود.

4. مس خالص(Pure Coppers)

مس خالص به طور خاص برای اطمینان از حداقل ناخالصی‌ها و به حداکثر رساندن خواص حرارتی و الکتریکی Copper تهیه می‌شود. Copper خالص نرم‌تر و سفتی کمی از Copper با مواد افزودنی یا آلیاژهای جزئی دارد. این Copper به طور ایده‌آل در قطعات الکتریکی دقیق که هدایت الکتریکی و انبساط حرارتی کم آن ایده‌آل است، استفاده می‌شود.

5. نانوذرات مس(Copper Nanoparticles)

نانوذرات مس ذرات بسیار کوچکی از Copper یا مواد مبتنی بر آن هستند که در محدوده اندازه 1 تا 100 نانومتر قرار دارند. نانوذرات رفتارهایی متفاوت از مواد فله (حجیم) نشان می‌دهند. در مورد نانوذرات Copper، آنها فعالیت کاتالیزوری بسیار بالایی برای واکنش‌های شیمیایی صنعتی نشان می‌دهند که احتمالاً به دلیل نسبت سطح به حجم بزرگ آنها است. علاوه بر این، نانوذرات Copper اثرات ضدمیکروبی عالی نشان داده‌اند.

6. مس‌های قابل ماشینکاری(Free-Machining Coppers)

مس‌های قابل ماشینکاری مقادیر کمی (<1%) از عناصر آلیاژی دیگر را برای بهبود ماشینکاری Copper اضافه می‌کنند. سپس Copper قابل ماشینکاری را می‌توان به راحتی ماشینکاری کرد و به قطعاتی مانند نازل‌های جوشکاری و نوک هویه لحیم کاری تبدیل کرد.

7. ورق‌(Copper Sheets and Plates)

ورق‌های نازکی از Copper (حدود 2 میلی‌متر یا کمتر) هستند، در حالی که صفحات ضخیم‌تر هستند (تا 12 میلی‌متر ضخامت). به طور کلی، این ورق‌ها در گریدهای مختلف Copper موجود هستند. ورق‌ها بسیار چکش‌خوار هستند و می‌توانند به قطعات مختلف تبدیل شوند.

8. مس‌های بدون اکسیژن(Oxygen-Free Coppers)

مس‌های بدون اکسیژن برای حذف اکسیژن تحت حمام گرافیت دانه‌بندی شده ذوب می‌شوند. آنها خالص‌ترین Copper موجود هستند و به دلیل شرایط غیر اکسید کننده، ناخالصی‌های آنها به حداقل می‌رسد. هدایت الکتریکی بسیار خوب و ناخالصی‌های فرار کم آن را برای استفاده در الکترونیک خلاء بالا مناسب می‌کند.

9. مس‌های الکترولیتی(Electrolytic Coppers)

مس‌های الکترولیتی با الکترولیز در محلول برای حذف ناخالصی‌ها تصفیه می‌شوند. این نوع Copper با خلوص بالا دارای هدایت الکتریکی بسیار خوبی است و به همین دلیل در اجزای الکتریکی مختلفی مانند شینه‌ها(تسمه‌های ضخیم و پهن هستند که برای انتقال جریان الکتریکی بالا در فرآیند تصفیه الکترولیتی Copper به کار می‌روند) و سیم‌پیچی‌ها به کار می‌رود.

جدول خواص مس

نوع مس	ترکیب	خواص	کاربردهای رایج	نمونه‌ها
لوله	99.9% Cu، < 0.04% فسفر	مقاوم در برابر خوردگی، چکش‌خوار	لوله کشی آب	لوله کشی آب خانگی
برنج	> 60% Cu، ≤ 39% روی	استحکام و چکش‌خواری بالاتر	لوله کشی، آلات موسیقی	شیرآلات، ترومپت
برنز	88% Cu، 12% قلع	چکش‌خواری عالی و مقاومت در برابر خوردگی	روانکاری ساکن، مقاومت در برابر خوردگی در آب شور	بوش‌ها و یاتاقان‌ها، پروانه‌های کشتی
نانوذرات Copper	متغیر	فعالیت کاتالیزوری بالا، فعالیت ضدمیکروبی بهتر	دندانپزشکی، کشاورزی	ایمپلنت‌های دندانی، آفت‌کش‌ها
Copperقابل ماشینکاری	99% Cu، < 0.5% گوگرد،تلوریم	ماشینکاری آسان‌تر	قطعات ماشینکاری شده	نازل‌های جوشکاری، نوک هویه لحیم کاری
ورق‌های Copper	99.9% Cu	چکش‌خواری بالا	قطعات فلزی شکل‌داده شده	قاب‌های تابلو برق، مجسمه‌ها
صفحات Copper	99.9% Cu	چکش‌خواری بالا	مبدل‌های حرارتی، سپرهای الکترومغناطیسی	صفحات خنک کننده، محفظه‌های الکترونیکی
Copperبدون اکسیژن	99.99% Cu	هدایت الکتریکی بسیار خوب	الکترونیک خلاء بالا	لوله‌های اشعه ایکس، تریودها
Copperالکترولیتی	99.9% Cu	هدایت الکتریکی بسیار خوب	اجزای الکتریکی	شینه‌ها، سیم‌پیچی‌ها

خواص هر گرید Copper مشابه است، اما تفاوت‌های آنها منجر به تنوع در کاربردهای آنها می‌شود.

خواص فیزیکی

خواص فیزیکی انواع مختلف Copper در جدول 2 زیر نشان داده شده است:

نوع مس	چگالی (g/cm3)	نقطه ذوب (°C)	نقطه جوش (°C)	چکش‌خواری	هدایت حرارتی (W/m.K)
Cu با خلوص بالا (>99%)	8.9	1,083	2,595	0.5	401
Cu قابل ماشینکاری	8.94	1,080	–	–	377
برنج	8.73	930	1,100	–	144
برنز	8.8	910	2,300	–	189

خواص شیمیایی

خواص شیمیایی Copper به طور عمده به حالت اکسیداسیون آن بستگی دارد. دو حالت اکسیداسیون رایج برای مس، Cu+ و Cu2+ هستند.

نوع مس	واکنش‌پذیری	پتانسیل اکسیداسیون (ولت)	پتانسیل کاهشی (ولت)	حلالیت (KSP)	مقاومت در برابر خوردگی
Cu+	غیرفعال (هیدروژن > مس > نقره)	-1	1	نامحلول (اکسید)	0.025 میلی‌متر در سال (آب دریا)
Cu2+	غیرفعال (هیدروژن > مس > نقره)	0	0.34	2.2×10-2 (هیدروکسید)	0.025 میلی‌متر در سال (آب دریا)

نکات:

• واکنش‌پذیری: Copper در هر دو حالت اکسیداسیون Cu+ و Cu2+ نسبت به هیدروژن و نقره، غیرفعال‌تر است.
• پتانسیل اکسیداسیون: پتانسیل اکسیداسیون Cu+ برابر با -1 ولت و پتانسیل اکسیداسیون Cu2+ برابر با 0 ولت است.
• پتانسیل کاهشی: پتانسیل کاهشی Cu+ برابر با 1 ولت و پتانسیل کاهشی Cu2+ برابر با 0.34 ولت است.
• حلالیت: Cu+ به عنوان اکسید نامحلول است، در حالی که Cu2+ در هیدروکسید با حلالیت 2.2×10-2 حل می‌شود.
• مقاومت در برابر خوردگی: مقاومت در برابر خوردگی Cu+ و Cu2+ در آب دریا 0.025 میلی‌متر در سال است.

تغییرات خواص:

• این خواص ممکن است برای هر ترکیب خاص Copper (مانند اگزالات‌ها، سولفیت‌ها و سولفات‌ها) متفاوت باشد.
• به طور کلی، ترکیبات Copper با حالت اکسیداسیون Cu+ تمایل به ناپایداری و تمایل به اکسید شدن به Cu2+ دارند.
• ترکیبات Copper با حالت اکسیداسیون Cu2+ پایدارتر هستند و در برابر خوردگی مقاوم‌ترند.

کاربردها

کاربردهای Copper در سرتاسر زندگی روزمره ما به چشم می‌خورد. تعدادی از موارد متداول در زیر لیست شده است:

۱. الکترونیک

مس به دلیل دارا بودن رسانایی الکتریکی عالی در حوزه الکترونیک به صورت گسترده استفاده می‌شود. Copper امکان می‌دهد جریان با سطح مقطع کمتری در مقایسه با آلومینیوم عبور کند و لذا فضای اشغال‌شده و اندازه قطعات کمتر شود.

۲. معماری

مس به منظور دستیابی به ظاهری قابل توجه از لحاظ زیبایی‌شناسی در معماری به‌ کار می‌رود. Copper در سقف‌سازی، روکش دیوارها، ناودان‌ها و لوله‌های خروجی آب باران استفاده شده است.

۳. لوله‌کشی

لوله‌های مسی به دلیل مقاومت بسیار خوب در برابر خوردگی، به صورت وسیع در لوله‌کشی آب خانگی در منازل مسکونی استفاده می‌شوند.

۴. ترابری

به علت حجم بالای کابل‌کشی الکتریکی مورد استفاده در سیستم‌های الکترونیکی پیچیده، Copper به شکل گسترده در خودروهای مدرن مورد استفاده قرار می‌گیرد. با توجه به افزایش خودروهای الکتریکی در بازار، میزان Copper مورد نیاز در اجزایی مانند موتورهای الکتریکی در حال رشد است. دلیل این امر رسانایی الکتریکی بسیار خوب Copper است که تنها از نقره کمتر است.

۵. انرژی‌های تجدیدپذیر

فلز قرمز در حوزه انرژی‌های تجدید پذیر به روش‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. به عنوان مثال توربین‌های بادی از Copper در بخش توربین‌های مولد [برق] بهره می‌برند. صفحات خورشیدی فتوولتائیک نیز برای اتصالات و کابل‌کشی به Copper نیاز دارند.

۶. تجهیزات پزشکی

Copper به منظور خاصیت ضدمیکروبی آن، به عنوان روکش بر روی تجهیزات پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. به این ترتیب خطر ابتلا به عفونت در بیماران کاهش می‌یابد.

۷. سیم‌کشی برق

Copper به دلیل رسانایی الکتریکی فوق‌العاده، به طور گسترده در سیم‌کشی برق کاربرد دارد. سطح مقطع مسی مورد نیاز برای عبور جریان مشخصی در مقایسه با سایر متریال‌های معمول مانند آلومینیوم، کمتر است.

۸. مسکوکات

مس به دلایل مختلفی همواره در تولید سکه مورد استفاده قرار می‌گرفته است: Copper چکش‌خوار بوده و بنابراین به سادگی ضرب می‌شود، اما همچنان دارای مقاومت کافی جهت ماندگاری در گردش مالی است. همچنین دارای خاصیت ضدمیکروبی و مقاومت به خوردگی است.

۹. ماشین‌آلات صنعتی

مس با روش‌هایی مانند ریخته‌گری (copper die casting) به شکل‌های مختلف در تجهیزات صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. Copper همچنین جدای از کاربردهای الکتریکی مانند موتورها و کابل‌کشی، در مبدل‌های حرارتی مانند کندانسورهای یخچال و کاربردهایی که به مقاومت شیمیایی نیاز است نیز به کار گرفته می‌شود.

مزایای استفاده

Copper دارای مزایای متعددی است که در ادامه به آنها اشاره می کنیم:

1. هدایت الکتریکی عالی: هدایت الکتریکی Copper فوق العاده است و پس از نقره، جایگاه دوم را از این نظر داراست. همین ویژگی باعث شده Copper به صورت گسترده به عنوان پرکاربردترین رسانا در اجزای الکتریکی و الکترونیکی در سطح جهان مورد استفاده قرار گیرد.
2. هدایت حرارتی مطلوب: هدایت حرارتی Copper بسیار خوب است, به همین دلیل در مبدل‌های حرارتی مانند کندانسورها در سیستم های تهویه مطبوع و برودتی کاربرد دارد.
3. مقاومت در برابر خوردگی: به خصوص در آب و محیط‌هایی با آب شور مقاوم است. در نتیجه کاربرد وسیعی در لوله‌کشی آب آشامیدنی دارد.
4. چکش‌خوار و شکل پذیر: شکل‌دهی و خم‌کاری آن نسبتا آسان است و به راحتی می توان در سیستم های لوله کشی و شبکه های کابل از آن استفاده کرد.
5. ضد میکروبی: این ویژگی به خصوص در سیستم های آبرسانی بسیار مفید است. همچنین در کاربردهای پزشکی می تواند برای حفاظت از سلامت بیماران موثر باشد.

مزایای Copper برای سلامتی چیست؟

مس یک ریزمغذی ضروری برای سلامت انسان در مقادیر کم است. نقش Copper در بدن شامل تسهیل جذب آهن، مشارکت در تولید گلبول‌های قرمز خون و تولید کلاژن است. همچنین گمان می‌رود که Copper عملکرد سیستم ایمنی را نیز تقویت می‌کند.

تحقیقات بیشتری مورد نیاز است، اما شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد Copper می‌تواند پوکی استخوان (تراکم استخوان پایین) را بهبود بخشد. همچنین نظریه‌های اثبات‌نشده‌ای مبنی بر امکان استفاده از دستبند‌هایی از این جنس برای تسکین درد مفاصل ناشی از آرتریت وجود دارد.

گروه‌های غذایی حاوی Copper شامل سبزیجات برگ سبز، غلات کامل، آجیل و دانه‌ها هستند. مواد غذایی خاصی که سرشار از Copper هستند، شامل صدف خوراکی، قارچ شیتاکه، سیب‌زمینی شیرین و شکلات تلخ می‌باشد.

محدودیت‌ها

Copper، با وجود مزایای فراوان، دارای محدودیت‌هایی نیز هست که در ادامه به برخی از آنها اشاره می‌شود:

1. قیمت: Copper در مقایسه با برخی مواد جایگزین مانند آلومینیوم (در کابل‌های برق) یا پلاستیک (در لوله‌های آب) نسبتاً گران است.
2. وزن: Copperدر مقایسه با موادی مانند آلومینیوم سنگین‌تر است، به همین دلیل ممکن است برای سیم‌های هوایی مناسب نباشد.
3. اکسیداسیون: Copper، به خصوص در دمای بالا، اکسید می‌شود و در صورت قرار گرفتن در معرض هوا عمر محدودی دارد.
4. خطر برق گرفتگی: Copper در مقایسه با فناوری‌های جایگزین انتقال سیگنال مانند فیبر نوری، خطر برق گرفتگی را به همراه دارد.
5. سمیت: Copper در مقادیر زیاد سمی است، به همین دلیل نمی‌توان از آن در مواردی که احتمال بلعیدن Copperوجود دارد، مانند ظروف غذاخوری، استفاده کرد.
6. سختی: Copper به اندازه برخی از مواد دیگر مانند فولاد سخت نیست.
7. قابلیت چکش‌خواری: Copper به اندازه برخی از مواد دیگر مانند طلا چکش‌خوار نیست.
8. قابلیت بازیافت: Copper به اندازه برخی از مواد دیگر مانند آلومینیوم به راحتی بازیافت نمی‌شود.

آیا مس به راحتی زنگ می‌زند؟

فلز قرمز به معنای دقیق کلمه زنگ نمی‌زند، زیرا زنگ نوعی اکسید آهن است و در Copper هیچ آهنی وجود ندارد. با این حال، Copper تا حدی دچار خوردگی سطحی می‌شود. به طور کلی، Copper به عنوان فلزی مقاوم در برابر خوردگی شناخته می‌شود. رنگ طبیعی Copper قهوه‌ای مایل به قرمز است که به دلیل تشکیل یک لایه اکسید Copper به عنوان لایه غیرفعال روی سطح فلز ایجاد می‌شود. با گذشت زمان، کربنات مس سبز رنگی روی سطح مس تشکیل می‌شود، زیرا اکسید Copper با آب و دی‌اکسید کربن موجود در هوا واکنش می‌دهد.

آیا مس برای انسان سمی است؟

بله، مس می‌تواند در غلظت‌های بالا برای انسان سمی باشد. Copper یک عنصر ضروری و کمیاب برای سلامتی انسان است، اما اگر بیش از حدCopper در بدن وجود داشته باشد، عوارض متعددی بروز می‌کند.

غلظت بالای مس در خون با بیماری آلزایمر و برخی از انواع سرطان مانند سرطان سینه و ریه مرتبط است. مسمومیت حاد با Copper بسیار نادر است، اما می‌تواند در صورت جذب مقادیر زیاد رخ دهد. این مسمومیت می‌تواند کشنده باشد، زیرا منجر به نارسایی اندام‌هایی مانند کبد و کلیه می‌شود.

علائم مسمومیت با Copper شامل حالت تهوع، استفراغ، اسهال، درد شکم، سرگیجه، سردرد، ضعف و خستگی است. در موارد شدید، مسمومیت با Copper می‌تواند منجر به یرقان، نارسایی کبد و کلیه و حتی مرگ شود.

منابع دریافت شامل غذاها، آب آشامیدنی و مکمل‌های غذایی است. غذاهای دریایی، جگر، آجیل، حبوبات و غلات کامل از منابع خوب Copper هستند.

برای جلوگیری از مسمومیت، باید از مصرف بیش از حد غذاهای غنی از Copper و مکمل‌های غذایی مس خودداری کرد. همچنین، باید از آب آشامیدنی که دارای سطوح بالای Copper است، اجتناب کرد.

در صورت مشاهده علائم مسمومیت، باید به پزشک مراجعه کرد. درمان مسمومیت با Copper شامل شستشوی معده، تجویز داروهای خوراکی یا تزریقی برای دفع Copper از بدن و درمان علائم است.

تفاوت با سایر فلزات

مس یکی از بیش از 90 عنصر فلزی شناخته شده است. با وجود اینکه Copper خود یک فلز محسوب می‌شود، تفاوت‌های قابل توجهی بین آن و سایر فلزات وجود دارد.

رنگ: برخلاف اکثر فلزات که به رنگ سفید یا خاکستری هستند، Copper دارای رنگ قهوه‌ای مایل به قرمز است.

خواص فیزیکی و شیمیایی: بسیاری از فلزات از Copper سخت‌تر و شکننده‌تر هستند. همچنین، هدایت الکتریکی و حرارتی آنها به طور کلی به خوبی Copper نیست.

تفاوت با آلومینیوم

Copper و آلومینیوم دو فلز مجزا با ویژگی‌های متفاوت هستند. بارزترین تفاوت بصری آنها رنگشان است: Copper رنگ قهوه‌ای مایل به قرمز دارد، در حالی که آلومینیوم خاکستری نقره‌ای مات است. Copper مقاومت کششی بالاتری از آلومینیوم و هدایت الکتریکی و گرمایی بهتری دارد.

ویژگی	مس	آلومینیوم
رنگ	قهوه‌ای مایل به قرمز	خاکستری نقره‌ای مات
مقاومت کششی	بالاتر	پایین‌تر
هدایت الکتریکی	بهتر	ضعیف‌تر
هدایت گرمایی	بهتر	ضعیف‌تر
چگالی	8.9 گرم بر سانتی‌متر مکعب	2.7 گرم بر سانتی‌متر مکعب
قیمت	گران‌تر	ارزان‌تر
کاربردها	سیم‌کشی برق، لوله‌های آب، اتصالات، رادیاتورها، ظروف پخت و پز	قوطی‌های نوشیدنی، فویل آلومینیوم، هواپیماها، قاب پنجره‌ها، ظروف پخت و پز

تفاوت با برنج

برنج آلیاژی متشکل از Copper به عنوان عنصر غالب و روی است. به همین دلیل، برنج با Copper تفاوت دارد، زیرا فلزات دیگری را نیز در خود جای داده است. برنج می‌تواند در مقادیر کمتر فلزات دیگری مانند قلع، سرب، آلومینیوم یا منگنز را برای دستیابی به خواص خاص در خود جای دهد.

ویژگی	مس	برنج
ترکیب	فلز خالص	آلیاژ Copper و روی (و گاه فلزات دیگر)
رنگ	قهوه‌ای مایل به قرمز	زرد، طلایی یا قهوه‌ای مایل به زرد
سختی	نرم‌تر	سخت‌تر
مقاومت به خوردگی	بالا	به نوع برنج و فلزات آلیاژی آن بستگی دارد
چگالی	8.9 گرم بر سانتی‌متر مکعب	8.4 تا 8.7 گرم بر سانتی‌متر مکعب
قیمت	گران‌تر	ارزان‌تر
کاربردها	سیم‌کشی برق، لوله‌های آب، اتصالات، رادیاتورها، ظروف پخت و پز	لوله‌ها، شیرآلات، قفل‌ها، زیورآلات، مجسمه‌ها

سوالات متداول

جدول واژه های تخصصی

واژه انگلیسی	معنای فارسی	توضیحات فارسی (حداکثر در یک سطر)
Copper	مس	عنصر شیمیایی فلزی با رسانایی الکتریکی و حرارتی بالا و مقاومت به خوردگی مناسب
Element	عنصر	ماده‌ای که از یک نوع اتم ساخته شده است و نمی‌توان آن را به مواد ساده‌تری تجزیه کرد
Conductivity	رسانایی	قابلیت یک ماده برای عبور دادن جریان الکتریکی یا حرارتی
Ductile	چکش‌خوار	قابلیت یک فلز برای تغییر شکل تحت فشار بدون شکستن
Application	کاربرد	استفاده عملی از چیزی برای یک منظور خاص
Chalcolithic Age	عصر مس‌سنگی	دوره‌ای در تاریخ بشر که پیش از عصر برنز و پس از عصر نوسنگی بوده است و با استفاده گسترده از Copperشناخته می شود
Metallurgy	متالورژی	علم استخراج فلزات از سنگ معدن آنها و آماده‌سازی فلزات برای استفاده
Ore	سنگ معدن	سنگی که حاوی مقادیر کافی از یک ماده ارزشمند (معمولاً فلز) است که استخراج و فرآوری آن مقرون به صرفه باشد
Mining	استخراج معدن	روند جداسازی مواد ارزشمند (معمولا فلزات) از زمین
Purification	تصفیه/ خالص‌سازی	روند حذف ناخالصی‌ها از یک ماده
Alloying	آلیاژسازی	روند مخلوط کردن دو یا چند فلز مختلف برای ایجاد یک فلز جدید با خواص بهبودیافته
Electrorefining	تصفیه الکتریکی/ الکتروپالایش	فرآیندی که در آن از برق برای حذف ناخالصی‌ها از فلزات استفاده می‌شود
Malleable	شکل‌پذیر	قابیلت یک ماده برای تغییر شکل داده شدن از طریق چکش‌کاری یا نورد بدون شکستن
Corrosion resistance	مقاومت در برابر خوردگی	قابلیت یک ماده برای مقاومت در برابر تخریب تدریجی ناشی از واکنش‌های شیمیایی یا الکتروشیمیایی با محیط
Oxidation	اکسیداسیون	واکنش شیمیایی که در آن یک اتم، الکترون از دست می‌دهد
Impurity	ناخالصی	ماده‌ای ناخواسته که در یک ترکیب شیمیایی یا مخلوط وجود دارد
Machinability	ماشینکاری	سهولت برش دادن یک فلز توسط دستگاه‌های ماشینکاری
Volatile	فرّار	قابلیت یک ماده برای تبخیر سریع در دما و فشار محیط
Antimicrobial	ضدمیکروب	قابلیت یک ماده برای از بین بردن یا مهار رشد میکروب‌ها مانند باکتری ها، قارچها و ویروس‌ها
Trace mineral	ریزمغذی	عنصر شیمیایی که موجودات زنده به مقدار خیلی کم به آن نیاز دارند.
Osteoporosis	پوکی استخوان	یک بیماری اسکلتی که با کاهش تراکم استخوانی و افزایش خطر شکستگی استخوان مشخص می‌شود

خلاصه

این مقاله به معرفی مس، کاربردهای متنوع آن می‌پردازد.این مقاله برای اولین بار در سایت بازارگاه الکترونیکی ساخت و تولید ایران به نشانی Digimfg.ir منتشر شده است.

منابع

www.xometry.com/resources/materials/what-is-copper

سلب مسئولیت

محتوای ارائه شده در این صفحه وب صرفا جنبه اطلاع رسانی دارد. DIGIMFG هیچگونه ضمانت یا مسئولیتی، چه به صورت صریح یا ضمنی، در خصوص صحت، کامل بودن یا اعتبار اطلاعات بر عهده نمی گیرد. پارامترهای عملکرد، تلرانس های هندسی، ویژگی‌های طراحی خاص، کیفیت یا نوع مواد، یا فرایندها را نباید نمایانگر آنچه توسط تأمین کنندگان یا تولیدکنندگان شخص ثالث در شبکه DIGIMFG ارائه می‌شود، دانست. خریدارانی که به دنبال دریافت قیمت هستند موظفند تا الزامات فنی ویژه موردنیاز برای قطعات را تعریف کنند. برای کسب اطلاعات بیشتر، لطفاً به شرایط و ضوابط ما مراجعه کنید.