Messinki

Messinkisormus, sulan sinkin ja kuparin vieressä. Pääpiirteet

Sävellys	Kupari (enemmistö) ja sinkki (vähemmistö)
Käyttää	Valuuttakoneen komponentti

Fyysiset ominaisuudet

Kristallijärjestelmä	Kuutiokristallijärjestelmä
Tilavuusmassa	8921 kiloa kuutiometriltä, 7140 kilogrammaa kuutiometriltä

Mekaaniset ominaisuudet

Youngin moduuli	115 gigapascalia, 100 gigapascalia, 130 gigapascalia
Poissonin kerroin	0,37

Lämpöominaisuudet

Fuusiopiste	932 celsiusastetta
Lämmönjohtokyky	121 wattia per kelvimetri

Messinki ovat seokset keltainen, erittäin sitkeitä ja taottava , koostuu pääasiassa kuparin ja sinkin , vaihtelevassa määrin, mukaan lukien tuotantoa suoraan malmin sopiva jo ohjataan metallurgeille ennen antiikin. Kohdennetuista ominaisuuksista riippuen ne voivat nykyään sisältää muita lisäaineita, kuten lyijyä , tinaa , nikkeliä , kromia ja magnesiumia , hyvin kohtuullisina osuuksina.

Historia

Messinki on ollut tiedossa esihistoriasta lähtien, ja sitä on kehitetty ja käytetty Afrikassa , Kiinassa sekä Välimeren altaassa , varsinkin muinaisista ajoista lähtien .

Aikana I st luvulla eaa. AD : ssa messinkiä käytettiin valuuttana eri puolilla Vähä-Aasiaa . Myöhemmin sitä käytetään koko muualla Aasiassa ja Euroopassa, lähinnä Rooman valtakunta luomalla sesterveski . Euroopassa joitakin kappaleita on löydetty, kuten villisika-opettaa Soulac-sur-Mer , Gallian artefakti I st luvulla eaa. AD Sitä käytetään Euroopassa keskiajalta lähtien useisiin käyttötarkoituksiin.

Euroopassa, se oli massatuote vuonna keskiajalla valmistukseen kattilat , kattilat , Ewersin ja erilaisia ruokia, jotka kilpailevat keraamisten astioiden. Dinantin ja Bouvignesin valimon työpajat Meuse- laaksossa (nykyinen Belgia ) tuottivat sen melkein teollisella tavalla, mikä teki näiden kahden kaupungin rikkaudesta.

Tuotantokustannusten rajoittamiseksi lyijy korvasi suurelta osin sinkkiä yksinkertaisissa ruoanlaittoastioissa, sinkki varattiin varsinaisesti seoksille, jotka muodostavat arvokkaita esineitä, joita aristokratia ja kirkko käyttävät.

Perinteinen messinki kaulakoru, Keski-Afrikka.
Pala messinki Afganistanin Land, XII th luvulla .

Nimellisarvot, yksittäiset messingit, nykyiset messinkiluokat, sekaannukset

Termi messinki muunnelmilla laton (1180), messinki (1220) jne. On todistettu oikeiksi Vanha ranskalainen yleisesti teoksen lopussa on XIII : nnen vuosisadan esim versioiden Reynard Fox . Albert Dauzatin johdolla julkaistun etymologisen sanakirjan mukaan termi on lainattu kuparia merkitsevästä arabian kielestä . Tämä lainanotto näyttää olleen hoitaa keskiajan latina keskellä Iberian vaihto IX nnen vuosisadan tarkasti kuvaamaan pala kuparia, arabian sana itsensä Turco-mongolien Altun , joka tarkoittaa "kupari" tai "kulta punainen”.

Verbi "messinki" todistetaan myöhemmin, esimerkiksi vuonna 1419 sanallisessa muodossa " latonner " merkityksessä "peittää messinkikerroksella" tai vuonna 1467 adjektiivoidulla messingillä , mikä merkitsee rautaa tai metallia, joka on peitetty suoja messingillä tai koristeellinen. Noin vuonna 1845 ranskalainen verbi messinki tarkoittaa joko "peittää messingillä" tai "koristella messinkilangoilla". Messinki pinnoite koostuu talletus, yleensä jo lopussa XIX : nnen luvun ja varhaisen XX th luvun elektrolyyttisesti kerros messinki, että työkappaleen pinnan.

Yksimetallinen kuparirunko on kasvot keskitetty kuutiomainen kristallijärjestelmä , kun taas sinkki on kompakti kuusikulmainen . Jos yksivaiheisen kuparin rakenne on säilytettävä, yksinkertaiset tai binaariset CuZn-seokset eivät saa ollaylittää 35%: n Zn-pitoisuuden. Sen lisäksi, että ilmestyy β- tai beeta-vaihe, keskitetyllä kuutiosilmällä , se selittää kovuuden kasvun, mutta myös katastrofaalisen haurauden, kun 42 painoprosenttia sinkkiä ylitetään.

Tässä on pienimmän sinkkipitoisuuden kehitys:

5% Zn-seoksella on kaunis kulta tai kultainen väri, sitä voidaan käyttää pienissä koruissa;
yksinkertainen 10% messinki on joskus nimitystä "puhdas sinkki pronssi", se on usein käytännössä vähemmän kalliita kuin todellinen tina pronssia ja voi korvata niiden käyttö;
yksinkertainen 15% messinki on seos, jolle on tunnusomaista punainen sävy, toisin sanoen muinaisten "punainen messinki";
noin 30% Zn: llä, klassisella messingillä, keltaisella tai kellertävällä sävyllä, on hyvät mekaaniset ominaisuudet, se voidaan muotoilla kylmäpuristamalla esimerkiksi piirtämien muotojen tai kohokuvioitujen kaiverrusten saamiseksi. Sitä voidaan käyttää patruunoiden tai suojakotelon valmistamiseen.

Messinkiä on kolme luokkaa (jokainen luokka sisältää edellisten ominaisuuksien):

jo kuvatut yksinkertaiset messingit tai binääriseokset: ne sisältävät vain kuparia ja sinkkiä. Sinkin lisäämistä lämpötila laskee sulamis- pisteen seoksen sekä sen sähkönjohtavuus , mutta lisää sen kovuus ja mekaaninen lujuus;
lyijy messingit (noin 60% kuparia, 40% sinkkiä, 1-3% lyijyä): lyijy parantaa työstettävyyttä levittämällä hienoksi palloksi, joka mahdollistaa sirujen paremman sirpaloitumisen;
erikoismetallit: niiden tarkoituksena on parantaa mekaanisia ominaisuuksia lisäämällä seosaineita ( tina , alumiini , arseeni , magnesium , nikkeli , rauta , pii jne.); nikkeliä käytetään kolikoissa tai messingissä, koska se kestää hapettumista ja korroosiota .

Putkimiehet kutsuvat pallografiittisia ja muokattavia messinkiä myös "keltaiseksi kupariksi", jotka käyttävät sitä tavalliseen putkistoon (putket, putkenosat, putket jne. ). Koostumuksestaan riippuen niitä voidaan kutsua myös väärin tai käytännössä: tombakiksi , arkkikaupaksi , firenzeläiseksi pronssiksi (tai venetsialaiseksi pronssiksi), samankaltaiseksi tai hyppyselliseksi. Esimerkiksi firenzeläinen pronssi (tai venetsialainen pronssi) on valmistettu 85% kuparista ja 15% sinkistä.

Koostumuksesta riippuen messinkeillä on siten useita muovattavuutta, sitkeyttä, korroosionkestävyyttä, patinoiden, lakkojen, metallipinnoitteiden väriä ja tarttuvuutta ja / tai sopeutumista pintakäsittelyihin. Monet esineet voidaan valmistaa messingistä, mutta suuri osa pinnoitetaan sitten ohuella kerroksella jalometallia (hopea, kulta, platina jne. ), Mustilla, valkoisilla tai erivärisillä lakoilla (lakattu messinki).

Messinkiä lukuun ottamatta on muita kupariseosten perheitä, joista tärkeimmät ovat kuproalumiinit , kuparinikkelit , nikkelihopea (kupari, nikkeli ja sinkki) ja pronssit, jotka ovat kuparin ja tinan seoksia .

Sitä ei pidä sekoittaa punaiseen kupariin , joka on esimerkiksi galvanoiden juotin .

Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

Messinki ovat ei-magneettisia seoksia . Ilmakehän korroosio osoittaa pinnan messinki, kerros kutsutaan vihreä patina , koska suurin osa kuparin läsnä ollessa.

Messinki on erittäin helppo työstää, mutta suhteellisen hauras verrattuna muihin seoksiin.

Seoksen fysikaaliset ominaisuudet riippuvat voimakkaasti sen koostumuksesta. Esimerkiksi messingistä, joka sisältää 90% kuparia ja 10% sinkkiä , tiheys on 8800 kg · m -3 , lämmönjohtavuus on noin 121 W · m -1 · K -1 , ja sulamislämpötila on noin 900 ° C: ssa .

Laudat yleisimmistä messinki tiheys on noin 8,6 ja sulamispiste ominaisuus 940 ° C .

Sen Youngin moduuli on välillä 100 ja 130 GPa . Sen Poissonin suhde on 0,37.

Tilavuusmassa

Tässä on taulukko yksinkertaisen messingin tiheyden suhteen kuparin ja sinkin pitoisuuden funktiona.
Mittasuhteet ovat massa.

Kuparin tiheys on 8920 kg / m 3 , sinkki 7 140 kg / m 3 .

Vain näistä kahdesta kappaleesta koostuvan messingin tiheys (kg / m 3 )

% kuparia	% sinkkiä	${\ displaystyle \ rho _ {\ text {messinki}}}$
100	0	8 920
95	5	8 831
90	10	8,742
85	15	8 653
80	20	8,564
70	30	8 386
60	40	8 208

Klassinen kaava:

{\ displaystyle \ rho = {\ frac {100} {{\ frac {x} {8 \, 920}} + {\ frac {100-x} {7 \, 140}}}}}

(kg / m 3 ) kanssa x , painoprosentti kuparia

ei ole oikea, koska kuparin ja sinkin atomien järjestely muuttuu sekoitettaessa näitä kahta metallia.

Empiirinen kaava, joka antaa hyviä tuloksia jopa 40%: n kuparisuhteille, on:

{\ displaystyle \ rho = {\ frac {100} {{\ frac {x} {8 \, 920}} + 0,9 \ cdot {\ frac {100-x} {7 \, 140}} + 10 ^ {- 7} \ cdot (100-x) ^ {2}}}}

(kg / m 3 ) kanssa x , painoprosentti kuparia.

Empiiriset kaavat antavat messingin tiheyden kuparin massaosuuden tai sinkin massaosuuden, kuparin tilavuusosuuden kuparin massaosuuden, sinkin tilavuusosuuden massaosuuden funktiona. sinkki, messingin tilavuusosuus kuparin tai sinkin paino-osuuden funktiona.

Messingin tiheys (ilmaistuna g / cm 3 ) kuparin massaosuuden x funktiona saadaan seuraavasti:

{\ displaystyle \ rho _ {\ text {messinki}} = 0,0178 \ cdot x + 7,14}

Messingin tiheys (g / cm 3 ) sinkin massaosuuden x funktiona saadaan seuraavasti:

{\ displaystyle \ rho _ {\ text {messinki}} = - 0.0178 \ cdot x + 8.92}

Kuparin tilavuusosuus (dimensioton) messinkissä kuparin massaosuuden x funktiona saadaan seuraavasti:

{\ displaystyle \ chi _ {\ text {Cu}} = 0.1996 \ cdot x ^ {2} +0.8004 \ cdot x-2 \ cdot 10 ^ {- 15}}

Sinkin tilavuusosuus messingissä sinkin massaosuuden x funktiona saadaan seuraavasti:

{\ displaystyle \ chi _ {\ text {Zn}} = - 0.2493 \ cdot x ^ {2} +1.2493 \ cdot x-2 \ cdot 10 ^ {- 15}}

Messingin tilavuusosuus kuparin tai sinkin massaosuuden x funktiona saadaan seuraavasti:

{\ displaystyle \ chi _ {\ text {brass}} = - 0.0497 \ cdot x ^ {2} +0.0497 \ cdot x + 1}

Käyttää

Messinki on kupariseoksista yleisimmin käytetty . Se on yksi tärkeimmistä seoksista, jota tangot sorvataan teollisuudessa (pienten sorvattujen osien valmistus erittäin suurissa sarjoissa). Messinkiä käytetään putkien, valimo-osien, mekaanisten osien, kuten hammaspyörien, pulttien, venttiilien, lukkoseppien, laitteiston, seremoniallisten osien, tarkkuusinstrumenttien, kellojen, huonekalujen koriste-elementtien, soittimien, laadukkaiden valokuvalinssien, koristeellisten messinkitavaroiden , jne. Sitä käytetään myös tietyissä kameroiden kulumisen tai iskujen kohteissa (huppu, pohja). Messinkiä voidaan käyttää myös suoja- tai koristekerroksina.

Tässä on joitain erityisiä esimerkkejä käytöstä:

paperitavaroissa pronssikankaiden kohokuviointiin, joita käytetään vesileimojen muodostamiseen paperissa;
valmistuksessa hihat ampuma ( kuoret , luoteja , tapauksissa );
koristelussa messinkilaminaatteja (levyjä) käytetään kaiverrukseen ja giljotseen. Lakattuina niistä tulee esimerkiksi levyjä lääkäreiden ovilla;
käytetään kolikoiden valmistuksessa ( kymmenen frangin kappale );
muodonmuistiseosten valmistuksen perustana ;
kaivosten ja kaasuventtiilien työkalujen valmistuksessa, koska tämä metalli tuottaa vain vähän tai ei ollenkaan kipinöitä.
korujen valmistus

Jotkut käyttötarkoitukset
Messinkilamppu.
Messinkiset ammukset.
Messinkivinkit.
Jules Verne -mitali messinkiä.

Huomautuksia ja viitteitä

D. Bourgarit ja N. Thomas, " Brass massatuotantona keskiajalla ", La Recherche , n o 468,1. st lokakuu 2012, s. 62 ( lue verkossa , kuultu 2. kesäkuuta 2014 ) (katso arkisto).
" Messinki " , Etna-mint.fr,24. marraskuuta 2008.
TLF: n kuvaama messinki .
Nämä ovat edelleen kaksi tärkeintä ehdottamia määritelmiä Laroussen että XX : nnen vuosisadan . Ensimmäinen ehdotus tai merkitys on "puhalluksen suorittaminen".
Kuparisinkkivaihekaavio (aloitus kaavion lopussa) [PDF] . Käytännössä kokenut metallurgisti, pelaamalla rakenteiden lämpösäädöllä, voi saada kaksivaiheiset messingit jopa 46 painoprosenttia sinkkiä.
Henri Charlent, Putkityösopimus , Dunod-tekniikka, 1984, 884 s. ( ISBN 978-2-10-003861-9 ) . Erityisesti s. 48 .
" Kaikki messingistä " , Laiton.eu,6. toukokuuta 2013.
Henri Charlent, Putkityöt , ibidem, s. 48 .

Liitteet

Bibliografia

Jacques Toussaint (ohj.), Messinki, messinki, Namurin arkeologinen seura, 2005, 392 Sivumäärä

Ulkoiset linkit

“ Document sur les brasses ” [PDF] , Copperalliance.fr (käytetty 8. joulukuuta 2016 ) .