Đồng và hợp kim đồng là những vật liệu có lịch sử lâu đời, đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của nền văn minh nhân loại. Với những tính chất ưu việt như độ dẫn điện và dẫn nhiệt cao, khả năng chống ăn mòn tốt, dễ gia công, đồng và hợp kim đồng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của đời sống và công nghiệp. Bài viết này sẽ đi sâu vào tính chất, phân loại và ứng dụng của đồng và hợp kim đồng.
 

1. Tính chất vật lý của đồng

• Độ dẫn điện và dẫn nhiệt cao:
  • Đồng là một trong những kim loại dẫn điện và dẫn nhiệt tốt nhất, chỉ sau bạc.
  • Ứng dụng rộng rãi trong ngành điện, điện tử, nhiệt lạnh.
• Khả năng chống ăn mòn tốt:
  • Đồng có khả năng chống ăn mòn cao trong nhiều môi trường, bao gồm không khí, nước, hóa chất.
  • Ứng dụng trong các thiết bị tiếp xúc với nước biển, hóa chất.
• Tính dẻo cao:
  • Đồng dễ dàng gia công bằng áp lực ở trạng thái nóng và nguội.
  • Có thể dát mỏng thành tấm, kéo thành dây.
• Tính chất khác:
  • Khối lượng riêng: 8,94 g/cm³ (ở 20°C).
  • Nhiệt độ nóng chảy: 1083°C.
  • Hệ số giãn dài: 16,5 x 10⁻⁶ /°C (0-100°C).
  • Điện trở suất: 0,01784 Ω.mm²/m (ở 20°C).
  • Độ dẫn điện: 57 m/Ω.mm² (ở 20°C).

2. Phân loại đồng nguyên chất

• Đồng nguyên chất được phân loại theo độ tinh khiết, từ M0 (99,95% Cu) đến M4 (99,0% Cu).
• Các loại đồng tinh khiết (M0, M1) được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi độ dẫn điện cao, như dây điện và hợp kim cao cấp.
• Các loại đồng kỹ thuật (M2, M3, M4) được sử dụng trong các ứng dụng thông thường, như bản thành phẩm, hợp kim cơ bản và đồng đúc.

3. Hợp kim đồng

• Đồng thau (brass):
  • Hợp kim của đồng và kẽm.
  • Hàm lượng kẽm không quá 45%.
  • Phân loại: Đồng thau gia công áp lực và đồng thau đúc.
  • Ký hiệu (theo tiêu chuẩn Liên Xô cũ): A + phần trăm đồng.
  • Ví dụ: A68 (68% Cu, 32% Zn).
  • Đồng thau đa nguyên: A + ký hiệu các nguyên tố hợp kim + phần trăm các nguyên tố.
  • Ví dụ: AKC80-3-3 (80% Cu, 3% Si, 3% Pb, 14% Zn).
• Đồng thanh (bronze):
  • Hợp kim của đồng với các nguyên tố khác như thiếc, nhôm, kẽm, silic, berili, crom.
  • Ký hiệu: Br + ký hiệu các nguyên tố hợp kim + phần trăm các nguyên tố (không ghi phần trăm đồng).
  • Ví dụ: BrOF10-1 (10% Sn, 1% P, 89% Cu).
  • Phân loại: Đồng thanh thiếc, đồng thanh nhôm, đồng thanh silic...
• Đồng đen:
  • Hợp kim của đồng và thiếc hoặc đồng và chì, nhôm, silic...
  • Tính chống ăn mòn, chống mài mòn cao.
  • Dễ gia công cắt gọt.
  • Ứng dụng: Ổ trượt, bánh vít, thiết bị chứa nước, hơi nước, dầu mỡ.
• Babit:
  • Hợp kim của thiếc và chì với antimon và đồng.
  • Hệ số ma sát thấp, khả năng chống mài mòn tốt.
  • Ứng dụng: Ổ trục chịu áp lực và tốc độ lớn.

4. Ứng dụng của đồng và hợp kim đồng

• Ngành điện, điện tử:
  • Dây điện, cáp điện, thiết bị điện.
  • Mạch in, linh kiện điện tử.
• Ngành xây dựng:
  • Ống dẫn nước, thiết bị vệ sinh.
  • Mái nhà, chi tiết trang trí.
• Ngành giao thông vận tải:
  • Chi tiết ô tô, tàu thủy, máy bay.
  • Ổ trục, bánh răng.
• Ngành cơ khí chế tạo máy:
  • Chi tiết máy, khuôn mẫu.
  • Ổ trượt, bạc lót.
• Ngành hóa chất:
  • Thiết bị trao đổi nhiệt, đường ống dẫn hóa chất.
  • Thiết bị chống ăn mòn.
• Đồ gia dụng:
  • Đồ dùng nhà bếp, đồ trang trí.
  • Dụng cụ âm nhạc.

5. Ưu điểm của đồng và hợp kim đồng

• Độ dẫn điện và dẫn nhiệt cao.
• Khả năng chống ăn mòn tốt.
• Tính dẻo cao, dễ gia công.
• Khả năng chống mài mòn tốt.
• Tính thẩm mỹ cao.

Đồng và hợp kim đồng là những vật liệu đa năng, có vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực của đời sống và công nghiệp. Với những tính chất ưu việt, chúng sẽ tiếp tục được ứng dụng rộng rãi trong tương lai.