Vask ja vasesulamid (1)

VASK
Elemendi iseloomustus:
Cu paikneb tabelis pärast Niklit ning enne Tsinki ja paikneb neljandas perioodis ning esimeses b- rühmas ja on siirdemetalliks.
Punakas-kollaka värvusega metall
Vask on kergesti painduv, sepistatav ning juhib hästi elektrit ja soojust. Kuna Cu on metall, käitub ta redoksreaktsioonis redutseerijana.
Vask on väheaktiivne metall ning ta ei reageeri hapetega ega ka veega.
Looduses ei ole vask ega vaseühendid levinud. Maakoores vaske umbes 900 korda vähem kui alumiiniumi ja 500 korda vähem kui rauda. Kullast ja hõbedast on vaske aga tunduvalt rohkem.
 Vasemaagiräbu vanuseks hinnatakse 8000 aastat.
Seni leitud suurima eheda vasetüki mass on 420 tonni.
Aatomi ehitus:
Aatomnumber: 29
Aatommass : 63,546

• Elektronvalem : 1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s1
  
• Elektronskeem : +29|2)8)18)1)
  

• Elektronite arv: 29
  

• Neutronite arv: 35
  

• Prootonite arv: 29
  
• Oksüdatsiooniast(m)e(d) ühendites: 0, I, II, III, IV
  

Kristalli struktuur: tahukeskne kuubiline
Vase füüsikalised omadused:

• Aatommass: 63,546
  
• Sulamistemperatuur : 1083,4 °C
  
• Keemistemperatuur : 2567 °C
  
• Tihedus: 8,96 g/cm3
  
• Värvus: punakas
  
• Agregaatolek toatemperatuuril: tahke
  
• Kõvadus Mohsi järgi: 3,0
  

Vase keemilised omadused:

• Elektronegatiivsus Paulingu järgi: 1,9
  
• Oksiidi tüüp: nõrkaluseline
  

• Ühendid:
  

       Fluoriidid: CuF, CuF2
        Kloriidid : CuCl, CuCl2, CuCl2 • 2H2O
       Bromiidid : CuBr, CuBr2
       Jodiidid: CuI
       Hüdriidid: -
       Oksiidid: CuO, Cu2O
       Sulfiidid: CuS, Cu2S
       Seleniidid: CuSe, Cu2Se
       Telluriidid: CuTe, Cu2Te
Vase sulamid :
Vase nikli sulamid – Jagunevad konstruktiivseteks ja elektrotehnilisteks elementideks.Kuniaal sisaldab kuni 13% niklit ja kuni 3% alumiiniumit.Temast võib valmistada suure tugevusega detaile ja elektrotehnilisi tooteid.Kuid kuniaali tugevuse suurendamiseks tuleb teda karastada ja vanandada. Kusjuures tugevuse annab just vanandus protsess.
Kunial-sisaldab 6-13% niklit ja 1,5-3% alumiiniumi ülejäänud on vask .Kunial karastatakse ja vanandatakse.
Uushõbe- sisaldab 15% niklit ja 20% tsinki, ülejäänud on vask. Uushõbedal on hele , hõbedat meenutav värvus. Ta on õhus korrosioonikindel . Valm kella-ja aparaadidetaile.
Melhior -on vase ja nikli sulam milles on kuni 1% rauda ja mangaani . Ta on korrosioonikindel ka merevees . Melhiorist valm soojusvahetusaparaatide detaile ning stantsitakse ja vormitakse mitmesuguseid tooteid.
Kopell- on termoelektriline sulam mis sisaldab 43% niklit ja 0,5% mangaani. Temast valm termopaare
Manganiin- sisaldab 3% niklit ja 12% mangaani. Ta on suure elektrieritakistusega sulam, millest valm elektrikuumutusseadmete kütteelemente.
Konstantaan- sisaldab 40% niklit ja 1,5% mangaani. Kasut samuti elektriliste kuumutusseadmete kütteelementide valm.
Pronks on kitsamas mõttes vase ja tina sulam. Laiemas mõttes nimetatakse pronksideks vase sulameid teiste metallidega, välja arvatud tsink (vase ja tsingi sulamit nimetatakse messingiks).
Pronksid on korrosioonikindlad heade valu-ja antifrikatsiooniomadustega ning hea lõiketöödeldavustega.Mehaaniliste omaduste tõstmiseks ja eriomaduste tagamiseks pronkse legeeritakse raua,nikli,titaani,tsingi ja fosforiga. Mangaan suurendab korrosiooni kindlust , nickel plastsuse, raud tugevuse.
Alumiiniumpronksid- sisaldavad 4-11% alumiiniumi nad on korrosioonikindlad ning heade mehaaniliste ja tehnoloogiliste omadustega, neid saab hästi survetöödelda.
Mangaanpronksid- on võrdlemisi halvad mehaanilised omadused, kuid nad on korrosioonikindlad ja plastsed. Nende mehaanilised om säilivad ka kõrgel temp.
Pliipronksid- nende eripäraks on heade antifriktsioonomadused ja soojusjuhtivus .
Berülliumpronksid-on pärast termotöötlemist head mehaanilised omadused
Ränipronksid- neid kasut kallite berülliumpronkside asemel
Messingid - Messingiks nim kahe-ja enamakomponendilist vasesulamit, milles põhiline legeerelement on tsink.Vasega võrreldes on messingid tugevamad, korrosioonikindlamad ja paremini töödeldavad (valatavad , surve ja lõiketöödel).
Saamine:
Vähesel määral leidub vaske looduses ka ehedal kujul, põhiliselt toodetakse erinevatest vasemaakidest.
Rakendused :
Vasktraat elektrijuhtmetena, sh. Trafo -jt mähistena. Vase sulamitest tuntumad on messing (sulam tsingiga) ja pronks (sulam tinaga), viimane on olnud ajalooliselt tähtis materjal( pronksiaeg ). Hea töödeldavuse tõttu oli vask populaarne materjal mahutite valmistamiseks (toidunõud mahutid õlle pruulimiseks ja viski destileerimiseks). Pehme metallina on vask hõlpsasti graveeritav. Vasegravüüri suurmeistriks oli saksa kunstnik Albrecht Dürer ( 1471 -1528).Vaskplaate kasut ka teistes graafilistes sügavtrükitehnikates,kus trükivärvi kandev joonis söövitatakse vaskplaati. Eesti kunstis on üks tuntumaid vasegravüüri-söövitustehnikas töid Eduard Viiralti( 1898 -1954). Vaseaurude baasil töötab CuBr-laser , mida kasutatakse nahahaiguste ravil. Fungitsiidse toime tõttu kasutatakse vasesoolasid (vasevitriol- kristallveeline vasksulfaat ), põllumajanduses taimede seenehaiguste tõrjeks.
Kasutamine:
Vasest valmistati vanasti ehteid, kirveid, nuge ning seda kasutati mitmete sulamite saamiseks nagu näit. pronksi või arseenpronksi, või millest tehti kujusid , tööriistu ja palju muud. Sulameid kasutati ka laevaehituses, lennukimootori detailide, müntide valmistamisel. Praegu vajatakse vaske enam elektrotehnikas ja metallurgias. Kuna vask on hea elektrijuhtija, siis tehakse temast elektrijuhtmeid ja –kaableid. Metallurgias kasutatakse peamiselt vasesulameid, millest valmistatakse seadmeid keemiamasina- ehituse tarvis, vaakumaparatuuri, destillatsioonikatlaid. Tsehhis, kus on kergestisüttivaid või plahvatavaid aineid, võib töötada üksnes vaskvasarate, -peitlite ja –kruvikeerajatega. Terariistatega töötades võib tekkida sädemeid, mis võivad panna süttima või plahavatama ained. Vasktööriistad sädemeid ei tekita. Tornikellade valmistamisel kasutatakse vaske. Inglise metallurgid avastasid vase (30%) ja mangaani (70%) sulami, millest valmistatud kelluke ei helise . Kui sellest sulamist valmistada raudteerööpad ja vagunirattad, väheneb rongi müra tunduvalt.
Kasutatud kirjandus:
http://www.physic.ut.ee/materjalimaailm/Kirjed/Vask.ht m
Raamat „Materjali õpetus” J.Kozlov 1988a
http://www.miksike.ee/cupru m
Tallinna Tööstushariduskeskus
Vask ja vasesulamid
Referaat
Maksim Andrejev
13AR
Juhendaja : Jelena Vill
Tallinn 2007