Окисление меди на воздухе: Коррозия меди
alexxlab | 11.03.2023 | 0 | Разное
Важнейшие результаты научной деятельности института химии твердого тела и механохимии
2021 год 2020 год 2019 год 2018 год 2017 год 2016 год 2015 год 2014 год 2013 год 2012 год 2011 год
2019 год
Получение стабилизированных наночастиц меди и серебра для 2D-печати электропроводящих элементов
Авторы: к.х.н. А.И. Титков, академик Н.З. Ляхов
Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН
В Институте химии твердого тела и механохимии СО РАН разработаны способы получения стабилизированных наночастиц меди и серебра для 2D-печати электропроводящих элементов. Показана эффективность использования оксиэтилированной карбоновой кислоты, 2-[2-(2-метоксиэтокси)этокси]уксусной кислоты (МЭУК), для стабилизации наночастиц меди и серебра. Разработаны методы синтеза монодисперсных наночастиц серебра размером 5–6 нм (рис.
1а), а также частиц Cu@Ag со структурой ядро-оболочка, стабилизированных МЭУК. Средний размер наночастицCu@Ag составляет 10 нм, толщина серебряной оболочки – около 1–2 нм (рис. 1б). Серебряная оболочка эффективно предотвращает окисление меди на воздухе. Полученные наночастицы серебра и Cu@Agобразуют стабильные дисперсии в полярных и слабополярных растворителях и могут быть использованы для приготовления чернил и паст для 2D-печати электропроводящих элементов.
| | |
Наночастицы серебра (а) и Cu@Ag со структурой ядро-оболочка (б), стабилизированные МЭУК | |
Публикации:
- А.И. Титков, О.А. Логутенко, А.М. Воробьёв, Е.Ю. Герасимов, Н.В. Булина Ю.М. Юхин, Н.З. Ляхов. Синтез наночастицCu/Ag со структурой ядро-оболочка, стабилизированныхоксиэтилированной карбоновой кислотой, ЖОХ.
2019. Т. 89, № 1, С. 113–119. - A.I. Titkov, O.A. Logutenko, E.Yu. Gerasimov, I.K. Shundrina, E.V. Karpova, N.Z. Lyakhov, Synthesisofsilvernanoparticlesstabilizedbycarboxylatedmethoxypolyethyleneglycols: Theroleofcarboxylterminalgroupsintheparticlesizeandmorphology.JournalofInclusionPhenomenaandMacrocyclicChemistry. 2019. Vol. 94. P. 287–295.
- A.I. Titkov, O.A. Logutenko, A.M. Vorobyov, E.Yu. Gerasimov, I.K. Shundrina, N.V. Bulina, N.Z. Lyakhov.Synthesisof ~10 nmsizeCu/Agcore-shellnanoparticlesstabilizedbyanethoxylatedcarboxylicacidforconductiveink.ColloidsandSurfacesA: PhysicochemicalandEngineeringAspects. 2019. Vol. 577. P. 500–508.
2019. Т. 89, № 1, С. 113–119.Нанокомпозиты с высокой протонной проводимостью на основе металлоорганических координационных полимеров
Авторы: д.х.н. Пономарева В.Г.,член-корр. РАН Федин В.П.
Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН,
Институт неорганической химии им.
А.В. Николаева СО РАН
В ИХТТМ СО РАН успешно реализован новый подход к созданию систем с высокой протонной проводимостью на основе металлоорганических координационных полимеров (на примере Cr-MIL-101) с введенными в их поры функциональными соединениями. Показана неизменность кристаллической структуры Cr-MIL-101 в гибридных соединениях (1-x)CsH5(PO4)2-xCr-MIL-101 (х=0-0,2) и отсутствие взаимодействия с исходной солью при ее значительной аморфизации в порах матрицы с ростом х. Протонная проводимость исследуемых нанокомпозитов значительно превосходит значения для CsH5(PO4)2 и высокодисперсной матрицы, проходит через максимум при составах, близких к полному заполнению пор, достигая ~ 10 -2 -10-3 См см-1 при 100-130°С и низкой влажности. Полученные гибридные соединения перспективны для использования в качестве протонных мембран электрохимических устройств, в частности, суперконденсаторов.
Изотермы протонной проводимости (1-x)CsH5(PO4)2-xCr-MIL-101
в зависимости от состава нанокомпозитов
Публикации:
V.G. Ponomareva, K.A. Kovalenko, R.D. Gus’kov, I.N. Bagryantseva, N.F. Uvarov, V.P. Fedin. Proton conducting hybrid compounds based on CsH5(PO4)2 metal-organic coordination frameworks // Solid State Ionics. 2019. V. 343. 115084.
ПАТИНА: ЧТО ЭТО ТАКОЕ? | Наука и жизнь
Собор в Хильдесхайме (Германия), кровля которого не нуждается в замене уже около 700 лет.
Открыть в полном размере
‹
›
Слово патина (итал. patina) обозначает пленку различных оттенков, образующуюся на поверхности меди и медьсодержащих сплавов под воздействием атмосферных факторов при естественном или искусственном старении. Иногда патиной называют пленки оксидов на поверхности металлов, а также пленки или слои, возникающие со временем на поверхности камня, например мрамора, или деревянных предметов.
Первые сведения об изготовлении медных изделий человеком относятся к IV-III тысячелетиям до н. э., и с той поры люди постоянно сталкиваются с медной патиной разных типов. Особенно много оттенков патины бывает на старинных монетах из медных сплавов: зеленый, оливковый, черный, красный, голубой, землистый и другие. Цвет часто зависит от типа почвы, в которой найдена монета, а также от условий ее хранения. Многообразие оттенков обусловлено возможностью перехода от зеленого через оливковый в черный цвет.
При атмосферном старении изделий из меди и двух ее основных сплавов – бронзы и латуни – образуются карбонаты меди: ярко-зеленый малахит Cu2(CO3)(OH)2 и лазурно-голу бой азурит Cu3(CO3)2(OH) 2. Для цинксодержащей латуни возможно образование зелено-синего розазита состава (Сu,Zn)2(СO3)(OH) 2. Основные карбонаты меди можно легко синтезировать в домашних условиях, приливая водный раствор кальцинированной соды к водному раствору соли меди, например медного купороса.
При этом в начале процесса, когда в избытке находится соль меди, образуется продукт, более близкий по составу к азуриту, а в конце процесса – при избытке соды – к малахиту.
В естественных условиях зеленая патина образуется на поверхности медного кровельного листа в течение 5-25 лет, в зависимости от климата и химического состава атмосферы и осадков. В первые 3-6 месяцев медь тускнеет, затем за 1-3 года постепенно приобретает темно-коричневый цвет и только потом – зеленый. Повышенная влажность, соли, сернистый ангидрид и другие агрессивные газы ускоряют этот процесс.
В географических зонах с относительно высоким содержанием солей хлора в воде и воздухе, то есть вблизи морей, изделия из меди и медных сплавов подвергаются разрушительному воздействию хлоридов меди (I и II), которые участвуют в сложном циклическом процессе окисления меди с участием воды и кислорода. В результате реакций образуются основные хлориды меди: темно-зеленый атакамит, синевато-зеленый боталлакит и зеленый паратакамит состава Cu2Cl(OH)3.
Эти соединения являются изомерами, то есть у них одинаковый химический состав, однако они отличаются строением кристаллических решеток, что приводит к различию в цветовых оттенках и к разным физическим свойствам.
Естественное образование патины на поверхности меди препятствует ее дальнейшей коррозии. При этом важно, чтобы не менялся химический механизм ее образования, так как в противном случае можно получить обратный эффект. Толстые, 3-6-миллиметро вые, кованые листы кровельной меди, которые использовали мастера в древности, обладают высокой атмосферо стойкостью. Рекордсменом, по-видимому, является медная крыша собора в Хильдесхайме в Нижней Саксонии (Германия), которому уже 700 лет.
Декоративные свойства патины толкают производите лей кровельной меди, а также людей, занимающихся декоративной обработкой металлов, на совершенствование способов ускоренного образования патины. Ряд фирм уже выпускают и реализуют искусственно состаренный медный кровельный лист.
Что происходит при нагревании меди на воздухе?
8 декабря 2022 г.
Вы когда-нибудь задумывались, что происходит, когда медь нагревается на воздухе? Достаточно простой вопрос с удивительно сложным ответом. Короче говоря, реакция, происходящая при нагревании меди на воздухе , зависит от температуры, при которой она нагревается, и от того, сколько кислорода присутствует в воздухе. Давайте посмотрим поближе.
Медь — удивительное вещество, сотни лет используемое в различных целях благодаря своей надежной долговечности и неизменной электропроводности. Это важный компонент в строительстве инфраструктуры по всему миру, а также во многих других потребительских товарах. Когда медный порошок нагревается, он покрывается чем-то, известным как оксид меди. Этот тонкий слой предотвращает дальнейшее окисление при контакте с воздухом и водой, тем самым гарантируя, что свойства меди останутся неизменными в течение многих десятилетий.
Окисление меди
Когда медь нагревается до температуры около 870-980 градусов Цельсия, она начинает окисляться, то есть вступает в реакцию с кислородом воздуха с образованием оксида меди. Процесс окисления создает два отдельных слоя на поверхности меди — тонкий внешний слой черного оксида меди и внутренний слой красно-коричневого оксида меди. Это окисление не только изменит внешний вид меди, но и со временем ослабит ее структурную целостность, а также повысит ее электрическое сопротивление.
Разложение монооксида углерода
При температуре выше 980 градусов Цельсия монооксид углерода разлагается на газообразный диоксид углерода и газообразный кислород.
Эта реакция высвобождает большое количество энергии, нагревая окружающее пространство и затрудняя поддержание постоянной температуры. Таким образом, эту реакцию следует проводить в среде с достаточной вентиляцией и без легковоспламеняющихся материалов поблизости.
Заключение:
В заключение, нагревание меди на воздухе может привести к двум различным реакциям в зависимости от того, насколько она нагрета: окисление при температуре ниже 980 градусов по Цельсию и разложение окиси углерода при более высоких температурах выше 980 градусов по Цельсию. Обе реакции могут иметь неблагоприятные последствия как для безопасности, так и для целостности вашего проекта, поэтому важно понять, что это за реакции, прежде чем приступить к работе! В конечном счете, понимание того, что происходит, когда медь нагревается на воздухе, поможет вам принимать более правильные решения относительно ваших проектов, связанных с этим металлом.
суровый джайн
Pipingmart — это портал B2B, специализирующийся на металлических, промышленных и трубопроводных изделиях.
Кроме того, мы делимся последней информацией и информацией о материалах, продуктах и различных типах марок, чтобы помочь предприятиям, которые занимаются этим бизнесом.
Теги: Медь
Какой нижний предел температуры окисления меди в окружающей атмосфере?
Место, где весь мир собирается для
гальваники, анодирования и отделки. Вопросы и ответы с 1989 года.
—–
2002
В. В настоящее время я работаю над проектом, который включает пайку меди в печи. Стремясь контролировать окисление, мы используем азот в качестве защитного газа в печи. Максимальная температура, достигаемая в печи, составляет 1350 F. Кто-нибудь знает, при какой температуре медь начинает образовывать значительное окисление в окружающей атмосфере, то есть насколько холодной должна быть медь, прежде чем мы откроем дверцу печи?
Спасибо!
Ричард Картер
PVI, LLC – Ft. Ворт, Техас
2002
Предложение: Проведите несколько испытаний с различными конечными температурами и посмотрите, какая самая высокая допустимая температура для ваших конкретных условий.
Билл Рейнольдс [умерший]
консультант-металлург – Балларат, Виктория, Австралия
Мы прискорбно сообщаем новость о том, что Билл скончался 29 января 2010 года.
2002
A. Мы изучали окисление меди более двух лет, чтобы определить сложные реакции, связанные с окислением меди при температуре от комнатной до 500 °C. При температуре от комнатной до 100 °C медь образует тонкий слой Cu2O; около 150 °С образуется сложный оксид Cu3O2; а при 200-300 °С образуется CuO. Значительное окисление происходит, когда начинает образовываться CuO. Вы должны охладить медь до температуры ниже 150 °C, чтобы убедиться, что образовалась только тонкая защитная пленка.
Дэвид Л. Кок
Университет Ламара – Бомонт, Техас
9 января 2019 г.
Вопрос г-ну Дэвиду Л. Коку
Уважаемый Дэвид,
Меня интересует каталитическое действие поверхности меди при перегонке спирта.
Есть ли у вас какие-либо наблюдения о том, сколько времени образуется оксидный слой на чистой меди при комнатной температуре на воздухе?
Заранее спасибо.
Атанас Атанасов
– Пловдив, Болгария
Январь 2019
Привет, Атанас. Публикация Дэвида была сделана 17 лет назад; Сомневаюсь, что он следит за этой страницей или доступен через его адрес электронной почты, который был так давно, но мы попробуем 🙂
С уважением,
Тед Муни, ЧП RET
Стремление жить Алоха
Finishing.com – Пайн-Бич, Нью-Джерси
2005
Q. Привет,
Наш процесс заключается в обработке пламенем поверхности пластиковой упаковки перед маркировкой для лучшей адгезии маркировки. Так как пластиковый пакет отлит вместе с медным выводным каркасом, есть подозрение на возможность окисления. Хотели бы проверить, не вызовет ли окисление эта обработка пламенем при 300 °C в течение примерно 1-2 секунд? Визуально признаков окисления нет.