शुद्ध तांबे का पाउडरमुख्य रूप से तांबे से बना, एक धातु तत्व है। तांबा एक मुलायम धातु है। जब सतह को अभी-अभी काटा जाता है, तो यह धात्विक चमक के साथ लाल नारंगी रंग की होती है, और साधारण पदार्थ बैंगनी लाल रंग का होता है। इसमें अच्छी लचीलापन, उच्च तापीय चालकता और चालकता है, इसलिए यह केबल और इलेक्ट्रिकल और इलेक्ट्रॉनिक घटकों में सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली सामग्री है। इसका उपयोग निर्माण सामग्री के रूप में भी किया जा सकता है और कई प्रकार की मिश्र धातुएँ बनाई जा सकती हैं। तांबे की मिश्रधातुओं में उत्कृष्ट यांत्रिक गुण और कम प्रतिरोधकता होती है, जिनमें कांस्य और पीतल सबसे महत्वपूर्ण हैं। इसके अलावा, तांबा भी एक टिकाऊ धातु है, जिसे इसके यांत्रिक गुणों को नुकसान पहुंचाए बिना कई बार पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है। यह एक अलौह धातु है जिसका मनुष्य से बहुत घनिष्ठ संबंध है। इसका व्यापक रूप से विद्युत, प्रकाश उद्योग, मशीनरी विनिर्माण, निर्माण उद्योग, राष्ट्रीय रक्षा उद्योग और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। चीन में अलौह सामग्रियों की खपत में यह एल्युमीनियम के बाद दूसरे स्थान पर है।
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रासायनिक सूत्र |
घन |
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सटीक द्रव्यमान |
64 |
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आणविक वजन |
64 |
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m/z |
63 (100.0%), 65 (44.6%) |
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मूल विश्लेषण |
घन, 100.00 |
तांबे के रासायनिक गुण:
1. ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया: तांबा एक निष्क्रिय भारी धातु है, जो कमरे के तापमान पर शुष्क हवा में ऑक्सीजन के साथ संयोजन नहीं करता है। गर्म होने पर, यह काला कॉपर ऑक्साइड उत्पन्न कर सकता है:
यदि यह बहुत अधिक तापमान पर जलता रहे, तो लाल Cu2O उत्पन्न होगा:
2. हवा के साथ प्रतिक्रिया (O2, H2O, CO2 के साथ प्रतिक्रिया): लंबे समय तक नम हवा के संपर्क में रहने के बाद, तांबे की सतह पर धीरे-धीरे कॉपर ग्रीन (बेसिक कॉपर कार्बोनेट) की एक परत बन जाएगी। कॉपर ग्रीन धातु के आगे क्षरण को रोक सकता है, और इसकी संरचना परिवर्तनशील है।
3. हैलोजन के साथ प्रतिक्रिया:शुद्ध तांबे का पाउडरज्वलन स्थितियों के तहत क्लोरीन के साथ संयोजन कर सकते हैं।
4. सल्फर के साथ प्रतिक्रिया: गर्म करने पर, तांबा सीधे सल्फर के साथ मिलकर क्यूप्रस सल्फाइड (Cu2S) बनाता है:
5. फेरिक क्लोराइड समाधान के साथ प्रतिक्रिया: इलेक्ट्रॉनिक उद्योग में, FeCl3 समाधान का उपयोग आमतौर पर मुद्रित सर्किट के निर्माण के लिए तांबे को खोदने के लिए किया जाता है। समीकरण:
6. अम्ल के साथ प्रतिक्रिया: वायु और तनु अम्ल के साथ प्रतिक्रिया। संभावित अनुक्रम (धातु गतिविधि अनुक्रम) में, तांबा समूह के तत्व हाइड्रोजन के पीछे होते हैं, इसलिए वे तनु अम्ल में हाइड्रोजन का स्थान नहीं ले सकते। हालाँकि, हवा की उपस्थिति में, तांबे को पहले कॉपर ऑक्साइड में ऑक्सीकृत किया जा सकता है, फिर एसिड के साथ प्रतिक्रिया की जा सकती है, और फिर धीरे-धीरे इन तनु एसिड में घुल जाता है। निम्नलिखित समीकरण देखें:
7. ऑक्सीकरण एसिड के साथ प्रतिक्रिया: तांबे को नाइट्रिक एसिड और केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड (हीटिंग आवश्यक) जैसे ऑक्सीकरण एसिड द्वारा ऑक्सीकरण और भंग किया जाएगा:
8. उत्प्रेरक: तांबा कुछ कार्बनिक प्रतिक्रियाओं के लिए उत्प्रेरक के रूप में कार्य कर सकता है, जैसे अल्कोहल का उत्प्रेरक ऑक्सीकरण:
Y-किरण विधि: द्विधातु नमक को y-किरण के तहत धातु के कणों में अपचयित किया जाता है। Y-किरण विलयन को सॉल्वेटेड इलेक्ट्रॉन उत्पन्न करती है, जो बिना अपचायक एजेंट के धातु आयनों को कम कर सकती है, उनकी संयोजकता को कम कर सकती है, और न्यूक्लियेशन और वृद्धि के माध्यम से धातु के कणों का निर्माण कर सकती है। लाभ: इसे सामान्य तापमान और दबाव में संचालित करना आसान है, और कण आकार को कण उत्पादन के एक ही समय में संरक्षित किया जाता है, जो कण संचय को रोक सकता है, और बड़े पैमाने पर उत्पादन किया जा सकता है
इलेक्ट्रोलाइटिक विधि: तांबे के पाउडर की तैयारी में उपयोग किया जाने वाला इलेक्ट्रोलाइट CuSO है जिसमें H की उचित मात्रा होती है, इसलिए और। समाधान, एनोड शुद्ध धातु तांबे की प्लेट है, और कैथोड सतह टाइटेनियम मिश्र धातु है। जब करंट लगाया जाता है, तो cu2+ कैथोड में चला जाता है और कम हो जाता है और इसकी सतह पर जमा हो जाता है। अल्ट्रासोनिक कंपन और गुहिकायन जमा धातु तांबे को जल्दी से गिरा देते हैं और छोटे कणों के साथ इलेक्ट्रोलाइट में निलंबित कर देते हैं, जो कणों के संचय और वृद्धि को प्रभावी ढंग से रोक सकते हैं। इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा कॉपर पाउडर तैयार करने की तकनीकी प्रक्रिया है: इलेक्ट्रोलिसिस - > स्क्रैपिंग - > निस्पंदन → कॉपर पाउडर इकट्ठा करना → धुलाई → एंटी ऑक्सीडेशन उपचार → धुलाई - > बेकिंग - > हाइड्रोजन कमी {{9 }} > क्रशिंग {{10 }} > स्क्रीनिंग। इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया को प्रभावित करने वाले कारकों में आयन और आयन सांद्रता, वर्तमान घनत्व, योजक, पाउडर स्क्रैपिंग चक्र, इलेक्ट्रोलाइट तापमान आदि शामिल हैं।
शुद्ध तांबे का पाउडरमानव द्वारा उपयोग की जाने वाली सबसे प्रारंभिक धातुओं में से एक के रूप में, इसकी उत्कृष्ट चालकता, तापीय चालकता, लचीलापन और संक्षारण प्रतिरोध के कारण मानव सभ्यता की प्रक्रिया में हमेशा एक केंद्रीय स्थान रहा है। प्राचीन मिस्र के फिरौन के पिरामिडों से लेकर आधुनिक अंतरिक्ष यान के सटीक घटकों तक, पारंपरिक वास्तुकला की सजावटी कलाओं से लेकर नई ऊर्जा के क्षेत्र में महत्वपूर्ण प्रौद्योगिकियों तक, तांबे का अनुप्रयोग उद्योग, प्रौद्योगिकी, जीवन, चिकित्सा देखभाल और अन्य सभी क्षेत्रों में प्रवेश कर चुका है।
तांबा बिजली पारेषण और ऊर्जा रूपांतरण के लिए मुख्य सामग्री है, जिसकी चालकता चांदी के बाद दूसरे स्थान पर है, लेकिन इसकी लागत चांदी का केवल 1/100 है, जो इसे वैश्विक बिजली प्रणालियों के लिए पसंदीदा कंडक्टर बनाती है।
1. पावर ग्रिड इंफ्रास्ट्रक्चर
दुनिया की 90% से अधिक अल्ट्रा{{1}हाई वोल्टेज ट्रांसमिशन लाइनें तांबे या तांबे मिश्र धातु कंडक्टर का उपयोग करती हैं। चीन की अल्ट्रा-हाई वोल्टेज इंजीनियरिंग में, प्रति किलोमीटर ट्रांसमिशन लाइन में लगभग 8 टन तांबे की सामग्री की खपत होती है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि बिजली की हानि 0.05%/100 किमी तक कम हो जाती है। ट्रांसफार्मर के क्षेत्र में, तांबे की वाइंडिंग के उपयोग से उपकरण की दक्षता 98% से अधिक बढ़ जाती है, जिससे सालाना तीन थ्री गॉर्जेस पावर स्टेशनों की बिजली उत्पादन के बराबर बिजली की बचत होती है।
2. नई ऊर्जा क्रांति
फोटोवोल्टिक उद्योग: मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन सौर कोशिकाओं के सिल्वर पेस्ट में 60% तांबा होता है, और तांबा आधारित प्रवाहकीय चिपकने वाला घटकों की पैकेजिंग दक्षता में 15% सुधार करता है।
2025 तक, फोटोवोल्टिक्स की वैश्विक स्थापित क्षमता 5000GW से अधिक हो जाएगी, जिससे तांबे की मांग में 300000 टन/वर्ष की वृद्धि होगी।
पवन ऊर्जा के क्षेत्र में, अपतटीय पवन टरबाइन टावरों के आंतरिक केबल तांबे के कोर के साथ डिज़ाइन किए गए हैं, जिनमें एल्यूमीनियम कोर की तुलना में 5 गुना अधिक संक्षारण प्रतिरोध और 25 वर्षों की विस्तारित सेवा जीवन है। 15MW की एकल क्षमता वाले पवन टरबाइन के लिए 40 टन तांबे की सामग्री की आवश्यकता होती है, जो 5MW मॉडल से 300% अधिक है।
ऊर्जा भंडारण प्रणाली: लिथियम आयन बैटरी के सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री में तांबे के नैनोकणों को जोड़ने से बैटरी का चक्र जीवन 8000 गुना से अधिक और ऊर्जा घनत्व 350Wh/kg तक बढ़ सकता है। टेस्ला मेगापैक ऊर्जा भंडारण प्रणाली में तांबे की मात्रा 2.8 टन प्रति यूनिट है, जो इसे दुनिया के सबसे बड़े तांबे की खपत टर्मिनलों में से एक बनाती है।
एकीकृत सर्किट से लेकर क्वांटम कंप्यूटिंग तक, इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में तांबे का अनुप्रयोग भौतिकी की सीमाओं को आगे बढ़ाता जा रहा है।
1. सेमीकंडक्टर विनिर्माण
इंटरकनेक्शन तकनीक: 45nm प्रोसेस चिप्स में, एल्यूमीनियम की तुलना में कॉपर इंटरकनेक्ट की प्रतिरोधकता 40% कम हो जाती है, और सिग्नल ट्रांसमिशन विलंब 30% कम हो जाता है। टीएसएमसी की 3एनएम प्रक्रिया स्व-संरेखित मल्टीपल पैटर्निंग तकनीक को अपनाती है, जिसमें एक चिप पर तांबे की 18 परतें इंटरकनेक्ट होती हैं और लाइन चौड़ाई सटीकता 2 एनएम के भीतर नियंत्रित होती है।
पैकेजिंग सामग्री: फ्लिप चिप पैकेजिंग में, कॉपर पिलर बम्प तकनीक I/O घनत्व को 10000/मिमी² तक बढ़ा देती है, जो पारंपरिक टिन लेड सोल्डर बॉल्स से 10 गुना अधिक है। Intel Xeon प्रोसेसर 1800W/(m·K) की तापीय चालकता के साथ कॉपर ग्राफीन मिश्रित हीट सिंक का उपयोग करते हैं, जो शुद्ध तांबे की तुलना में 50% अधिक है।
2. क्वांटम कंप्यूटिंग
आईबीएम क्वांटम कंप्यूटर "ऑस्प्रे" सुपरकंडक्टिंग नाइओबियम टाइटेनियम मिश्र धातु कॉइल का उपयोग करता है, लेकिन कम तापमान वाले शीतलन प्रणाली में 90% कनेक्टिंग तार उच्च शुद्धता वाले ऑक्सीजन मुक्त तांबे का उपयोग करते हैं, जो -273 डिग्री पर 1 × 10 ⁻¹Ω· मीटर से कम की प्रतिरोधकता सुनिश्चित करता है। Google "साइकमोर" प्रोसेसर में, तांबा आधारित माइक्रोवेव अनुनाद गुहा 99.9999% सिग्नल निष्ठा प्राप्त करता है, जो क्वांटम वर्चस्व को बढ़ावा देता है।
परिवहन वाहनों के हल्केपन और विद्युतीकरण परिवर्तन में तांबा महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
1. नई ऊर्जा वाहन
मोटर प्रणाली: टेस्ला मॉडल 3 स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर कॉपर रोटर तकनीक को अपनाती है, जो पारंपरिक एसिंक्रोनस मोटर्स की तुलना में दक्षता में 8% सुधार करती है और वजन 15% कम करती है। BYD e-प्लेटफॉर्म 3.0 के आठ इन वन इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम में, कॉपर फ्लैट वायर मोटर स्लॉट अधिभोग दर 78% तक पहुंच जाती है, और बिजली घनत्व 6kW/kg से अधिक हो जाता है।
चार्जिंग सुविधाएं: दुनिया का पहला 800V उच्च वोल्टेज फास्ट चार्जिंग प्लेटफॉर्म तांबे मिश्र धातु संपर्ककर्ताओं का उपयोग करता है, जिसमें चांदी संपर्कों की तुलना में तीन गुना अधिक चाप क्षरण प्रतिरोध होता है और दस लाख गुना तक सेवा जीवन होता है। एकल टेस्ला V4 सुपरचार्जिंग पाइल की तांबे की सामग्री 45 किलोग्राम तक पहुंच जाती है, जो V3 संस्करण की तुलना में 20% की वृद्धि है।
2. एयरोस्पेस
इंजन घटक: GE9X इंजन टरबाइन ब्लेड तांबे आधारित उच्च तापमान वाले मिश्र धातु से बने होते हैं, जिसका कार्य तापमान 1150 डिग्री होता है, जो पिछली पीढ़ी की सामग्री से 50 डिग्री अधिक है। एयरबस A350XWB की ईंधन प्रणाली पाइपिंग टाइटेनियम कॉपर मिश्रित सामग्री से बनी है, जिसमें इसकी तुलना में 10 गुना अधिक संक्षारण प्रतिरोध हैशुद्ध तांबे का पाउडरऔर वजन 40% तक कम कर देता है।
उपग्रह प्रौद्योगिकी: बेइदौ-3 उपग्रह तांबे नाइओबियम टाइटेनियम आकार मेमोरी मिश्र धातु एंटेना का उपयोग करता है, -180 डिग्री से 120 डिग्री तक के चरम वातावरण में 99.99% की विरूपण पुनर्प्राप्ति दर के साथ, सिग्नल ट्रांसमिशन सटीकता सुनिश्चित करता है।
तांबे की मौसम प्रतिरोधी क्षमता और सौंदर्य संबंधी मूल्य इसे वास्तुकला के क्षेत्र में एक शाश्वत सामग्री बनाते हैं।
1. ऐतिहासिक इमारत
शंघाई केंद्र भवन: बाहरी पर्दे की दीवार तांबे जस्ता मिश्र धातु प्लेट से बनी है, जिसने प्राकृतिक ऑक्सीकरण के 15 वर्षों के बाद एक अद्वितीय "कॉपर ग्रीन" सुरक्षात्मक परत बनाई है। ऊर्जा संरक्षण और कलात्मक प्रभाव के निर्माण की एकता को साकार करते हुए, परावर्तनशीलता 85% से गिरकर 60% हो गई है।
प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय सिडनी में "पेपर बैग बिल्डिंग": बाहरी हिस्से में 32000 छिद्रित तांबे की प्लेटों का उपयोग किया जाता है, और गतिशील प्रकाश और छाया प्रभाव पैरामीट्रिक डिजाइन के माध्यम से बनाए जाते हैं। इनडोर प्राकृतिक प्रकाश दक्षता में 40% की वृद्धि हुई है, और इसने LEED प्लेटिनम प्रमाणन प्राप्त किया है।
2. सांस्कृतिक विरासत
पैलेस संग्रहालय के पौष्टिक हॉल के तांबे के घटक: कियानलोंग काल के दौरान डाली गई तांबे की सोने की परत वाली सोने की गेट रिंग खोई हुई मोम विधि का उपयोग करके बनाई गई थी, जिसकी सतह की सोने की परत की मोटाई 0.2 मिमी थी। 300 वर्षों के बाद भी, यह अभी भी 95% अखंडता बरकरार रखता है।
लौवर पिरामिड: आईएम पेई द्वारा डिजाइन की गई एक ग्लास तांबे की संरचना, जिसमें तांबे के साथ चढ़ाया गया 316L स्टेनलेस स्टील से बना तांबे का फ्रेम है, जो आईएसओ 9227 मानक के अनुसार संक्षारण प्रतिरोध के उच्चतम स्तर को प्राप्त करता है, और 20 वर्षों का विस्तारित रखरखाव चक्र है।
तांबे के जीवाणुरोधी गुण और जैव-अनुकूलता चिकित्सा क्षेत्र में इसके अभिनव अनुप्रयोगों को संचालित करते हैं।
1. जीवाणुरोधी सामग्री
अस्पताल संक्रमण नियंत्रण: संयुक्त राज्य अमेरिका में मेयो क्लिनिक तांबे मिश्र धातु सोने के दरवाज़े के हैंडल का उपयोग करता है, जो स्टेनलेस स्टील की तुलना में सतह बैक्टीरिया की संख्या को 99.7% कम कर देता है, और अस्पताल में संक्रमण दर को 22% तक कम कर देता है। अफ्रीका में इबोला उपचार केंद्रों के निर्माण में चीन की सहायता तांबे मिश्र धातु चिकित्सा उपकरणों का पूरी तरह से उपयोग करती है, जिसमें क्रॉस संक्रमण दर 0.3% से नीचे नियंत्रित होती है।
कपड़ा अनुप्रयोग: कॉपर आयन फाइबर फैब्रिक में स्टैफिलोकोकस ऑरियस के खिलाफ 99.99% की अवरोध दर होती है, और इसका उपयोग सीओवीआईडी -19 महामारी के दौरान चिकित्सा कर्मियों की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए सर्जिकल कपड़े और मास्क जैसी चिकित्सा आपूर्ति बनाने के लिए किया जाता है।
2.कैंसर का इलाज
कॉपर कॉम्प्लेक्स दवाएं: सिस्प्लैटिन कॉपर कॉम्प्लेक्स (सीयू पीटी) ट्यूमर सेल डीएनए टोपोइज़ोमेरेज़ को नष्ट करके स्तन कैंसर कोशिकाओं की एपोप्टोसिस दर को 85% तक बढ़ा सकती है, जो पारंपरिक कीमोथेरेपी दवाओं की तुलना में 30 प्रतिशत अधिक है।
नैनोटेक्नोलॉजी: फोटोथर्मल थेरेपी में कॉपर ऑक्साइड नैनोपार्टिकल्स (CuO NPs) 808nm लेजर विकिरण के तहत ट्यूमर साइट के तापमान को 52 डिग्री तक बढ़ा सकते हैं, जिससे सटीक एब्लेशन प्राप्त होता है।
तांबे की मिश्रधातुओं की ताकत और पहनने का प्रतिरोध उच्च अंत विनिर्माण उद्योग के विकास का समर्थन करता है।
1. साँचे का निर्माण
डाई कास्टिंग मोल्ड: तांबे आधारित मिश्र धातु कोटिंग के साथ स्प्रे की गई H13 स्टील सब्सट्रेट सतह, टेस्ला एकीकृत डाई कास्टिंग बॉडी निर्माण में लागू, मोल्ड जीवन को 50000 गुना से 200000 गुना तक बढ़ा सकती है।
प्लास्टिक मोल्ड: बेरिलियम कॉपर मिश्र धातु (C17200) की तापीय चालकता 105W/(m·K) है, जो P20 मोल्ड स्टील से 5 गुना अधिक है और इंजेक्शन मोल्डिंग चक्र को 30% तक छोटा कर देता है। इसका उपयोग Apple iPhone केस के उत्पादन में किया जाता है।
2. असर तकनीक
हाई स्पीड रेलवे एक्सल बॉक्स बियरिंग्स: तांबा आधारित पाउडर धातुकर्म रिटेनर्स का उपयोग करते हुए, घर्षण गुणांक 350 किमी/घंटा की गति से 0.002 से नीचे स्थिर रहता है, जिससे पारंपरिक स्टील रिटेनर्स की तुलना में सेवा जीवन तीन गुना बढ़ जाता है।
पवन टरबाइन मुख्य शाफ्ट बीयरिंग:शुद्ध तांबे का पाउडरनिकल मिश्र धातु कार्बराइजिंग उपचार तकनीक बीयरिंगों के संपर्क थकान जीवन को 1 × 10 ⁷ आरपीएम से अधिक करने में सक्षम बनाती है, जो 15MW अपतटीय पवन टरबाइन के स्थिर संचालन का समर्थन करती है।
तांबा प्रदूषण नियंत्रण और संसाधन पुनर्चक्रण में अद्वितीय मूल्य प्रदर्शित करता है।
1. जल उपचार प्रौद्योगिकी
भारी धातु हटाना: कॉपर ऑक्साइड नैनोकणों में पानी में लेड आयनों के लिए 256mg/g की सोखने की क्षमता होती है, जो सक्रिय कार्बन से 10 गुना अधिक है। इनका उपयोग यांग्त्ज़ी नदी बेसिन में भारी धातु प्रदूषण नियंत्रण के लिए किया जाता है।
फोटोकैटलिटिक क्षरण: दृश्य प्रकाश के तहत, Cu₂O/TiO₂ मिश्रित उत्प्रेरक कार्बनिक प्रदूषकों की खनिजकरण दर को 90% तक पहुंचा सकता है, जिसका उपयोग ताइहु झील झील साइनोबैक्टीरिया उपचार परियोजना के लिए किया जाता है।
2. अपशिष्ट पुनर्चक्रण
शहरी खनन विकास: चीन सालाना लगभग 2 मिलियन टन अपशिष्ट तांबे का पुनर्चक्रण करता है, जो तांबे के खनन को 30 मिलियन टन कम करने और कार्बन उत्सर्जन को 120 मिलियन टन कम करने के बराबर है।
क्लोज्ड लूप मैन्युफैक्चरिंग: ऐप्पल आईफ़ोन को अलग करने के लिए डेज़ी रोबोट का उपयोग करता है, मैकबुक केस के उत्पादन के लिए 98% की कॉपर रिकवरी दर प्राप्त करता है, जिससे "डिज़ाइन उपयोग रीसाइक्लिंग" लूप बनता है।
लोकप्रिय टैग: शुद्ध तांबा पाउडर कैस 7440-50-8, आपूर्तिकर्ता, निर्माता, कारखाना, थोक, खरीद, मूल्य, थोक, बिक्री के लिए