Arıtma: Arıtma işleminin çeşidi, blister bakırda bulunan yabancı maddeler ve ne nitelikte bakır istendiği gözönüne alınarak seçilir. Arıtma İşlemi için iki Önemli süreç vardır: Alev fırınında arıtma ve elektrolizle arıtma.
Alev fırınında yapılan arıtmada blister bakır, sıvı yakıtlı fırınlarda yeniden eritilir ve erimiş metal içinden hava üflenerek arıtılır. Böylece yabancı maddelerin yükseltgenerek uzaklaşması sağlanır.Yüzeyde köpük halinde coplanan oksitler zaman zaman atılır. Ancak, bakır içinde oksijeni çözmeden, kükürt içeriğini istenilen düzeye indirmek olanaksızdır. Kabul edilebilen kükürt içeriği, yaklaşık olarak % l'dir. Çözünmüş oksijen yaklaşık % 5 bakır oksit oluşturur; bu miktar, metalin kırılgan ve kullanışsız olmasına yolaçar.
Uygulamada, yükseltgeme işlemi tüm kükürt uzaklaştırılana kadar sürdürülür. Erimiş kütleye büyük. taze ağaç kütükleri daldırılır. Sıcak bakır, ağaçtan hidrokarbon gazları açığa çıkarır. Çözünmüş oksijen, bu gaz kabarcıklanyla: birleşerek erimiş kütleden uzaklaşır. Polîng adı verilen bu işlemin denetimi çok önemlidir. Tepkime, sürekli olarak erimiş kütleden Örnek alınarak gözlenir.
Yetersiz poling'den sonra yapılan dökümde, yüzeyde, kendine Özgü çukurlar görülür. Bu durumda, istenmeyen miktarda bakır oksit oluşmuştur. Poling'in sürdürülmesiyle, erimiş kütledeki çözünmüş oksijen miktarı giderek azalır. Aynı anda, çözünmüş hidrojen ve hidrokarbon gaz derişikliği de artar. Döküm Örneği soğurken, yüksek miktardaki hidrojen geri kalan oksijen ile tepkimeye girer ve böylece oksijen, oksit oluşturmadan uzaklaşmış olur. Uygulamada, poling işlemi bu aşamaya gelmeden durdurulur ve yeterli hava kabarcığı oluştuğunda kütle katılaşmaya bırakılır. Döküm örneğinin yüzeyi düzdür; bakırda hiç gözenek yoktur ve yaklaşık % 0,05 oksijen içerir. Bu koşullardaki bakıra sert siyah bakır denir.
Blister bakır, elektrolizle arıtma için uygun değildir. Bu yönteme ancak sert siyah bakırın arıtılması için başvurulabilir.
Arıtılmış ham bakırdan 1 m2 yüzeyli ve 200 kg a-ğırlığında anotlar dökülür ve içinde asitli bakır sülfat çözeltisi bulunan kurşun kaplı bir kazana yerleştirilir. Her anot çiftinin arasında, ince ve çok saf bakır katot vardır. Saf olmayan anottan çözünen bakır, saf kato-tun üzerinde birikir. Sıcaklığı 50öC'ta tutulan çözelti, sürekli karıştırılır. Akım yoğunluğu, her metre kare için 2 amperdir. İşlem, yaklaşık 4 haftada tamamlanır. Anottan geri kalan parçalar, yeniden eritmeye yollanır. Çözelti, zaman zaman öteki elementleri de en az düzeyde tutabilmek için değiştirilir. Bu yöntemin en ekonomik yanı, gümüş, altın, platin içeren anot çamurunun geri kazanılması ve bu değerli metallerin arıtılarak elde edilmesidir.

Arıtılmış bakır çeşitleri ve kullanımı:
öteki çözünebilir yabancı maddelerin bakırın iletkenliğini azaltmasına karşın.sert siyah bakırda bulunan küçük miktar oksit elektrik iletkenliğini ve metalin işlenebilme-sini etkilemez. Metale giren hidrojen ile oksitin tepkimesi sonucu oluşan oyuklar nedeniyle,sert siyah bakıra gaz KAYNAK'ı yapıimaz. Tıpkı bunun gibi, ortaya çıkabilecek gaz tepkimeleri nedeniyle,sert siyah bakır döküm için de uygun değildir.
Yüksek nitelikti sert siyah bakır,içindeki yabancı maddelerin düşük düzeyde olduğu blister bakırdan yapılır. Saflık oranı % 99, 93'den yüksek olan bu metal, elektrik uygulamaları için yeterlidir.

Oksijenden arındırılmış bakır, sert siyah bakırın fosfor ile ısıtılmasından elde edilir. Fosfor artıkları nedeniyle elektrik iletkenliği çok düşüktür; ama az oksit içerdiği için kaynak ve döküme elverişlidir.
Elektrolitik bakır, sert siyah bakırın elektrolizle arıtılmasıyla1 elde edilir. % 99,98 den daha saftır. Ancak, tanelerinin çok küçük olması nedeniyle, doğrudan işlenmeye uygun değildir. Genellikle, bakır alaşımları yapımında kullanılır. Elektrolitik bakırın yeniden alev fırınında arıtılmasıyla elektrolitik sert siyah bakır yapılır. Bunun elektrik iletkenliği çok yüksektir ve çekme yoluyla tel yapımına uygundur. Düşük oksijen miktarları İstenen elektrik uygulamalarında, elektrolitik sert siyah bakır, karbon kullanılarak oksijenden arıtılır ve elektrik iletkenliği çok yüksektir.
Özel amaçlar için % 99,999'dan daha saf metal hazırlanabilir; ama maliyeti çok yüksektir.

Elektriksel özellikleri:
Bütünüyle sar metal bakırın elektrik direnci (özgül direnci) 1,67 x 10-6 ohm/cm'dir. Bu, 1 cm2 genişliğinde. 6000 m'lik bakır çubuğun direncinin, 1 ohm olması demektir- Çok küçük miktarlarda yabancı maddeler, bakırın direncini artırır.Fosfor, silisyum, arsenik ve demirin etkisi büyüktür. Örneğin % 15'lik fosfor katılması, bakırın direncini iki katma çıkarır. Öteki elementler bu kadar büyük bir etki yapmazlar. Örneğin, % 1 kadmiyum katılması, direnci ancak. %10 oranında artırır. Bu nedenle metalin dayanıklığı, bu elementlerle, dirençte önemli bir değişikliğe yolaçmadan artınlabilir.Yüksek gerilim hatlarının hem iletkenlik düzeyinin iyi olması, hem de direkler arasındaki gerilime dayanacak güçte olması gerekir. Bu a-ııaçla kullanılan bakıra %0,9 kadmiyum katılır. "Böylece, gerilim kuvveti her cm kare için 14 tondan 15 tona (232xl06dan 618x 106N/m2'ye)yükselirken, direnç artışı az olur.
Ucuzluğu ve düşük yoğunluğu nedeniyle ağırlığı oranında bakırdan daha iyi bir iletken olan alüminyum, günümüzde, giderek hava hatlarında bakırın yerini almaktadır. Ancak, alüminyumun kullanılamayacağı yerler de vardır. Örneğin, motor sarımlarında ve birim hacim İçin iletkenliğin önemli olduğu yerlerde bakır, tartışmasız tek metaldir. Bundan başka, lehimlenebilme açısından da kolaylıklar sağlar. Ayrıca, kolayca yük-seltgenmediği için, elektrik düğmelerinde de kullanılır.

Alaşımları: Bakır, alaşımların çoğunda geniş biçimde kullanılır. Pirinç ve bronz, iki önemli gruptur. Başlangıçta «bronz» terimi, bakır-kalay alaşımı için kullanılırdı. Ama, artık, örneğin pirinç ve bal:ır-nikel alaşımları dışında pek çok bakır alaşımları için de bu terim kullanılmaktadır.
Bakıra % 45 nikel katılması, yüksek sıcaklıkta korozyon direncini ve gerilim kuvvetini artırmaktadır. % 20 nikel katılmasıysa,bakırın süneklik özelliğini en yüksek düzeye çıkarır. Metal paraların çoğu, bakır ve nikel alaşımından yapılır. Bakırın ısı ve elektrik iletkenliği, alaşım haline getirilmesiyle azaltılır. % 40 nikel katılmasıyla ısı iletkenliği, saf bakıra göre % 5 azalır. Bu nedenle ısı değiştiricilerinde, otomobil rad yatörlerinde, mutfak eşyalarında özellikle kullanılır. Bu uygulamalar için % 0,5 arsenik ya da krom içeren sert bakır istenir. İki özel bakır-nikel alaşımı vardır: Konstantan (% 60 bakır. % 40 nikel), yüksek elektrik direnci gösterir: bu nedenle elektrikli ısıtcılarda direnç teli olarak kullanılır. Nikel gümüşü (Alman gümüşü) ise % 25-50 bakır, % 5-35 nikel. % 10-35 çinko içerir Görünüşü çok güzeldir; korozyona dayanıklıdır Süs eşyası ve sofra takımlarının yapımında gümüş yerine kullanılır.

Nüve Forum » kütüphane » Bilim ve Teknoloji » Kimya » Metalurji