Более 80 процентов всех известных элементов — это металлы. Эксперты классифицируют их в соответствии с их физическими и химическими свойствами, такими как плотность, проводимость, температура плавления и реакция на определенные химические вещества. Возможно, одним из простейших способов классификации металлов является их разложение.
Как и любой другой материал, металлы разлагаются при воздействии другого элемента или соединения. Мы называем этот процесс коррозией. Хотя все металлы подвержены коррозии, некоторые из них обладают более высокой коррозионной стойкостью, чем другие. В большинстве случаев разные металлы по-разному подвергаются коррозии при воздействии одного и того же химического вещества. Например, железо превращается в ржавчину, а цинк — в белый порошок при контакте с воздухом или влагой.
Что касается коррозии, то существует две широкие классификации металлов – черных и цветных. Черные металлы содержат железо, в то время как цветные металлы его не содержат. Железо особенно печально известно своей восприимчивостью к коррозии. Кислород является ее основным катализатором. При воздействии любого кислородсодержащего вещества, такого как воздух или вода, атомы кислорода из этого вещества соединяются с атомами железа и образуют оксид железа или ржавчину.
Ржавеет ли медь?
Медь — это цветной металл. Она не содержит железа, поэтому не превращается в ржавчину под воздействием кислорода. Вместо этого, когда молекулы кислорода попадают на поверхность меди, они соединяются с атомами меди и образуют оксид меди.
В отличие от оксида железа, оксид меди со временем не распадается. Он остается на поверхности меди и постепенно уплотняется, пока не превратится в карбонат меди. Этот новый слой материала, широко известный в мире металлообработки как патина, служит защитой от непогоды, сохраняя нетронутую медь внутри в течение очень долгого времени.
Плюсы и минусы коррозии меди
Как правило, коррозия считается пагубной для металлов, поскольку она лишает их полезных свойств. Например, ржавчина приводит к тому, что железо теряет прочность на разрыв, в результате чего оно становится непригодным для строительных работ.
Коррозия медного металла, с другой стороны, отличается. Вместо того, чтобы разрушать металл, она придает ему элегантный и неповторимый внешний вид. Кроме того, это не снижает ключевых свойств меди, таких как обрабатываемость и проводимость. Во всяком случае, внешнее покрытие, защищенное от коррозии, обеспечивает меди дополнительную защиту, позволяя ей прослужить тысячелетия.
Медные сплавы и последствия коррозии
Медь является одним из самых гибких металлов в мире. Она может легко сгибаться и растягиваться благодаря своей высокой пластичности. В отличие от других металлов, медь является отличным материалом для изготовления сплавов в придачу. Из множества различных медных сплавов, доступных сегодня, наиболее популярными являются латунь (медь и цинк) и бронза (медь и олово).
Для получения различных вариантов этих сплавов металлурги меняют пропорции их содержания. Они добавляют в смесь незначительное количество других металлов (иногда неметаллов), чтобы создать больше вариаций.
Поскольку медные сплавы содержат другие металлы, их коррозия отличается от коррозии чистой меди. Например, большинство типов латуни приобретают золотисто-коричневый цвет на заключительной стадии коррозии, в то время как медь становится зеленой. Фактически, по их цвету можно определить, как долго медь или ее сплавы подвергаются коррозии. Это дает мастерам широкий выбор при декорировании скульптур и приспособлений на основе меди.
С другой стороны, для некоторых применений требуется, чтобы медь или ее сплавы находились в первозданном состоянии. Компоненты машин на основе меди, такие, например, как медные стержни и пластины, работают оптимально, когда на их поверхностях нет патины. То же самое касается медных проводов; они наиболее электропроводны в чистом виде.
Коррозия меди — медленный процесс, поэтому сохранить блеск изделия из меди, латуни или бронзы несложно. На самом деле, для того, чтобы на меди образовался зеленоватый верхний слой, требуются десятилетия. Кроме того, все, что требуется для полировки этих металлов, — это продающийся без рецепта металлический полироль или самодельная смесь и чистая ткань. Однако некоторые медные сплавы быстро тускнеют, поэтому их приходится чаще полировать.
Форсирование коррозии меди
Как упоминалось ранее, медь корродирует очень медленно. Она начинает менять цвет только после месяцев или лет воздействия воздуха и влаги. Вы можете задаться вопросом, как архитекторам и дизайнерам интерьеров удается за короткий промежуток времени найти медные светильники и предметы мебели именно того оттенка, который им нужен для их проектов.
Они ни в коем случае не ждали патинирования этих изделий до начала реализации своего проекта. На самом деле они вызывают коррозию меди, нанося на ее поверхность определенные химикаты. Кислород — не единственный элемент, который может вызвать образование патины на поверхности меди. Многие другие, более жесткие составы на самом деле более эффективны, превращая медь из красной в коричневую за считанные минуты.
Вот некоторые из популярных методов создания патины на медных изделиях:
-
Инкубируйте изделие с горячими измельченными вареными яйцами.
После отваривания нескольких кусочков яиц положите их в герметичный пластиковый пакет и раздавите. Погрузите кусочек металла в измельченное яйцо и оставьте на 30 минут-час. Чтобы получить темный оттенок патины, выдержите металлическую деталь в течение нескольких часов.
-
Распылите или нанесите уксусно-солевой раствор на ваше медное изделие.
И уксус, и соль обладают достаточной силой, чтобы ускорить образование патины на меди. При правильном смешивании она может даже придать вашему медному изделию синеватый оттенок. Чтобы получить более специфический оттенок, вы можете добавить в смесь опилки и стружку.
-
Погрузите медную деталь в соленую воду и пары аммиака, не содержащие моющих средств.
Перелейте смесь в контейнер с крышкой. Найдите способ поместить медный предмет в контейнер, не прикасаясь к раствору. Вам нужно только подвергнуть его воздействию паров. Это означает, что вы также должны закрыть контейнер.
Существуют и другие химические вещества, которые вы можете использовать для принудительной коррозии меди или ее сплавов. Наиболее распространенными являются нитрат железа, тиосульфат натрия и сульфированный поташ. Каждое из этих решений придает меди различный цвет патины. Однако могут влиять и другие факторы, такие как температура и влажность.
Вероятно, наименее заметным, но одним из наиболее влияющих факторов является качество металлического изделия. Даже мельчайшие примеси в металле могут оказать серьезное влияние на образование патины. Именно по этой причине крайне важно приобретать материалы только у правильного поставщикалистовой меди. Здесь, в Северной Америке, ваш лучший вариант — Rotax Metals. У них почти столетний опыт работы с медью и ее сплавами, поэтому вы можете быть уверены, что они обеспечивают высочайшее качество медных пластин, листов, прутков и всего, что между ними.