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《大宗商品Ⅲ》——铜的属性与历史

发布:2024-10-05 浏览:39

核心提示:铜在人类历史中的应用也是非常关键的,相比较黄金而言,铜所担当的角色要多的多,一方面是由于其性能出色,同时关键在于成本相对较低。即使在现代,铜依然是现代工业的重要原材料之一。继《大宗商品》系列文章介绍了原油与黄金之后,下面本文将会介绍有关铜的一些基本知识。本文的内容主要是介绍铜的一些基本知识以及应用的历史,以让大家对这种金属有一个初步的认识。1 铜的属性铜是一种过渡元素,化学符号Cu,英文copper,原子序数29。纯铜是柔软的金属,表面刚切开时为红橙色带金属光泽,单质呈紫红色。密度8.92克/立方厘米。熔

铜在人类历史中的应用也是非常关键的,相比较黄金而言,铜所担当的角色要多的多,一方面是由于其性能出色,同时关键在于成本相对较低。
即使在现代,铜依然是现代工业的重要原材料之一。
继《大宗商品》系列文章介绍了原油与黄金之后,下面本文将会介绍有关铜的一些基本知识。
本文的内容主要是介绍铜的一些基本知识以及应用的历史,以让大家对这种金属有一个初步的认识。
1 铜的属性铜是一种过渡元素,化学符号Cu,英文copper,原子序数29。
纯铜是柔软的金属,表面刚切开时为红橙色带金属光泽,单质呈紫红色。
密度8.92克/立方厘米。
熔点1083.4±0.2℃,沸点2567℃。
延展性好,导热性和导电性高,因此在电缆和电气、电子元件是最常用的材料,也可用作建筑材料,可以组成众多种合金。
铜合金机械性能优异,电阻率很低,其中最重要的数青铜和黄铜。
此外,铜也是耐用的金属,可以多次回收而无损其机械性能。
二价铜盐是最常见的铜化合物,其水合离子常呈蓝色,而氯做配体则显绿色。
铜质建筑结构受腐蚀后会产生铜绿(碱式碳酸铜)。
铜的活动性较弱,铁单质与硫酸铜反应可以置换出铜单质。
铜单质不溶于非氧化性酸。
记得在高中时期学化学的时候,铜就是作为一种非常重要的金属来进行介绍,至今我还记得那些化学公式以及2价铜与1价铜的颜色。
作为一种非常重要的金属,其发现甚至早于铁。
2 铜的功能与应用任何一个物品的应用首先是因为它能够满足一定的生产生活要求,然后才会被应用。
铜的应用主要依据其特性分为货币、机械与导电。
货币性想必大家很容易理解,古代中国,由于稀缺性,金无法作为最普遍的货币单位,而具有相似属性,但成本低得多的铜则成为了货币系统的一个重要构成部分。
特别是对于日常生活来说,不可能拿着金币去买一颗大白菜。
更小的货币单位需要被发明出来,而铜钱则很好地填补了这个空缺。
在历史中的很长时间,黄金、白银、与铜构成了中国传统的货币体系。
机械性一般是指由于铜作为金属所具有的一些基本特性如硬度、延展性、耐腐蚀等而作为一种工具或者架构的统称。
如铜可以作为武器、器皿、家具、房柱、手表等。
在前现代社会,机械性是铜应用最为广泛的地方。
导电性比较容易理解,通常是指应用铜的导电性能或者是在使用时直接通电。
电力革命以来,导电性的应用逐步发展起来,未来有望继续扩大应用范围。
3 铜的发现与应用史铜是人类最早发现的金属之一,也是人类最早开始使用的金属。
考古学家在伊拉克北部发掘的由自然铜制造的铜珠,据推测已超过1万年。
铜的应用历史主要分为:1 )青铜时代在我国,4000年前的夏朝已经开始使用红铜,即锻锤出来的天然铜。
1957年和1959年两次在甘肃武威皇娘娘台的遗址发掘出铜器近20件,经分析,铜器中铜含量高达99.63%~99.87%,均为纯铜。
西汉《淮南子•万毕术》记载:曾青得铁则化为铜。
曾青即硫酸铜。
这种方法用现代化学式表示就是:CuSO4+Fe=FeSO4+Cu。
即将一些鲜绿色的孔雀石CuCO3.Cu(OH)2和深蓝色的石青2CuCO3.Cu(OH)2等的矿石在空气中燃烧后得到铜的氧化物,再用碳还原,便可得到金属铜。
但是当时鉴于炼铜制成的物件太软,易弯曲,且很快就钝,所以人们发现把锡掺到铜里去制成铜锡合金——青铜,这样其硬度就得到了很大程度的提升(假如把锡的硬度值定为5,那么铜的硬度就是30,而青铜的硬度则是100~150)。
由于青铜器件熔炼和制作都较铜容易得多,且坚硬,易熔,易于铸造成型,在空气中稳定,因此在古代也得到了很好的应用,我国历史上的青铜器时代即是青铜被广泛应用而来的。
同样,在公元前约280年,欧洲爱琴海中罗得岛上罗得港口矗立的青铜太阳神,高达46米,手指高度超过成人,也是青铜塑造的。
青铜时代初期,青铜器具比重较小,甚或以石器为主;进入中后期,比重逐步增加。
自有了青铜器和随之的增加,农业和手工业的生产力水平提高,物质生活条件也渐渐丰富。
青铜出现后,对提高社会生产力起了划时代的作用,人类的生产力更上了一个台阶。
在这一阶段,铜主要作为机械性应用而存在。
货币性应用也只是铜应用的辅助部分。
在这一时期,人们主要是利用铜的延展性、耐腐蚀性以及独特的作为金属的硬度。
中国的青铜文化起源于黄河流域,始于公元前21世纪,止于公元前5世纪,大体上相当于文献记载的夏、商、西周至春秋时期,约经历了1500多年的历史。
2)铜钱时代铁的发现与冶炼技术的成熟使得铜慢慢地退出了机械性应用的舞台。
由于铁的硬度要高于铜,且获取的成本更低。
所以铁取代了铜成为了最重要的机械性金属。
与此同时,陶瓷技艺的发明与发展使得青铜最初作为器皿的功能逐渐消失。
铜开始慢慢地淡出人们的应用视线。
但是,铜的耐腐蚀性还是给铜留下了一块应用天地。
当古代官员发现铁容易生锈不便于流通、金又太贵重时,铜就成了一个货币系统的不二选择。
至此,铜的应用进入了第二阶段(公元5世纪到19世纪七八十年代)——铜钱时代。
当然,在铜钱时代,铜的机械性应用仍然存在,但是已经不再占据主导地位。
3)电铜时代又经历了1000多年,铜又迎来了自己的辉煌时代。
当19世纪七八十年代,电气革命的大幕慢慢拉开的时候,人们发现铜作为一种电力导体几乎是完美的,导电性佳,成本相对较低、化学置换反应简单。
由此开启了铜的美好时代——电铜时代。
此时,由于经济的发展,铜的货币属性已经逐渐消失,纸币取代了铜钱,成为了流通的主要货币。
随着工业革命对机械化的要求,铜的机械性应用也开始复苏,但是最重要的还是电气革命带来的对铜的大量需求。
最简单的应用在于电线,其次是电路板。
而这两种应用基本上涵盖了电气行业的所有设备。
从发报机、留声机到电视机、手机,哪一样可以离得开电线和电路板。
由于产品的复杂性基本上是不可逆的过程,而产品的复杂性无疑需要依赖电气产品。
在可预见的未来,随着产品复杂性的增加,电气产品必然成为主流,电铜的消费将会继续发展。

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