فلز مس چیست؟ آشنایی با ویژگی های مس و کاربردهای آن

مس یک عنصر شیمیایی است که هم به صورت خالص و هم به صورت آلیاژ مس  در صنعت کاربردهای فراوانی دارد. علامت اختصاری مس در جدول تناوبی عنصرها (cu) است. رنگ فلز مس قرمز، نقطه ذوب مس  C°۱۰۸۴ می‌باشد و در جدول نقطه ذوب فلزات دارای جایگاه پنجم است. جرم و جرم حجمی مس به ترتیب 63.546 و gr/cm ³8.92  است. هدايت الکتريکی و حرارتی مس بسيار بالاست، به طوری که در جدول رسانایی گرمایی فلزات بعد از نقره و در رتبه دوم قرار می‌گیرد. در این مقاله سعی بر آن داریم تا  ضمن نمایش عکس‌های فلز مس، در مورد روش‌های تولید مس و همچنین کاربرد و ویژگی‌های فلز مس بیشتر صحبت کنیم.

کاتد مس چیست؟

یکی از مهم ترین محصولاتی که از مس تهیه می‌شود، کاتد مس است که به شکل ورق بوده و خلوص بیشتری نسبت به مس دارد. برای تولید این محصول طی فرآیندی که  الکتروفاینینگ نام دارد ناخالصی‌های موجود در مس از آن جدا می‌شود.

یکی دیگر از ویژگی‌های این محصول رسانایی الکتریکی بالای آن است و همین ویژگی سبب استفاده از آن در تولید سیم و کابل گردیده است.  از دیگر کاربردهای آن می توان به تولید میله و مفتول مسی یا مسوار اشاره نمود. همچنین این محصول  در صنعت ساختمان سازی برای تولید لوله، شیرآلات، سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی و .... کاربرد دارد.

جدول خصوصیات و ویژگی‌های فلز مس:

مس خالص فلزی نرم و چکش خوار است و شکل پذیری بالایی دارد. در جدول زیر با خواص و ویژگی‌های فلز مس بیشتر آشنا می‌شوید.

 علاوه بر مواردی که در جدول به آنها اشاره شد؛ یکی از ویژگی‌های دیگر فلز مس، قابلیت بازیافت مس است و از این رو سازگار با محیط زیست بوده و به حفظ آن کمک می‌کند.

کاربردهای فلز مس در صنایع

با توجه به خواص مطلوب مس و قابلیت هدایت و جریان برق و گرما، قابلیت چکش کاري، مقاومت در برابر خوردگی، قابلیت ماشین کاري، استحکام کششی، خاصیت آلیاژي و قابلیت چشمگیر شکل پذیري، از آن در صنایع مختلفی بهره می‌گیرند.

کاربرد مس در صنعت ساختمان

مس در طراحی داخلی و خارجی ساختمان به‌عنوان یک ماده لوکس و زیبا شناخته می‌شود که به فضاها جذابیت خاصی می‌بخشد. در طراحی داخلی، مس به‌عنوان یک عنصر دکوراتیو در ساخت وسایل روشنایی مانند چراغ‌ها، لوسترها و آباژورها، بسیار پرطرفدار است. همچنین مس در تولید دستگیره‌های درب، قاب‌های آینه، نرده‌ها و لوازم تزئینی دیگر کاربرد دارد و به فضا جلوه‌ای شیک و متفاوت می‌بخشد. در طراحی خارجی ساختمان‌ها نیز، مس در پوشش‌دهی نما، سقف‌ها و حتی به‌عنوان جزئی از نمای ساختمان‌های مدرن مورد استفاده قرار می‌گیرد. تغییر رنگ طبیعی مس در گذر زمان، به آن زیبایی خاصی می‌بخشد و باعث می‌شود این ماده انتخابی مناسب برای ایجاد ظاهری منحصر به فرد در معماری باشد.

کاربرد مس در صنعت کشاورزی

مس در کشاورزی به‌ عنوان یک عنصر ضروری برای رشد گیاهان شناخته می‌شود و نقش حیاتی در فرآیندهای متابولیک گیاهان ایفا می‌کند. کمبود مس می‌تواند باعث کاهش رشد گیاهان شود. علاوه بر این، مس به‌عنوان یک آفت‌کش طبیعی در کنترل بیماری‌های گیاهی نیز کاربرد دارد. ترکیبات مسی مانند مس سولفات و مس اکسید به‌عنوان قارچ‌کش‌ها و باکتری‌کش‌ها در کشاورزی برای مقابله با بیماری‌های گیاهان استفاده می‌شوند. 

کاربرد مس در صنعت برق و الکترونیک

یکی از مهم ترین مصارف مس، مصرف آن در صنعت برق و الکترونیک می‌باشد. رسانایی الکتریکی و انعطاف پذیری بالای مس آن را به یکی از بهترین عناصر برای ساخت سیم و کابل و قطعات الکترونیکی تبدیل کرده است. علاوه بر این مس نسبت به سایر فلزات رسانای جریان الکتریسیته، ارزان تر و مقرون به صرفه تر است.

کاربرد مس در صنعت جواهر سازی

آلیاژ مس با دیگر فلزات گران قیمت، باعث افزایش استحکام و کاهش قیمت این فلزات می‌شود. همچنین در برخی موارد جهت رنگی کردن طلا از این فلز استفاده می‌شود. مس یکی از موارد مورد نیاز برای بدن است و از طریق پوست نیز جذب می‌شود. همین ویژگی سبب شده تا از این فلز برای ساخت انواع انگشتر، دستبند، گردنبند و سایر زیورآلات استفاده شود.

کاربرد فلز مس در صنعت حمل و نقل

ویژگی‌هایی همچون دوام بالا و رسانایی الکتریکی و حرارتی زیاد باعث به کار بردن  فلز مس در صنعت خودرو سازی، حمل و نقل ریلی و دریایی شده است. از این فلز در ساخت تجهیزات خودرو از جمله رادیاتور، لنت ترمز،کاربراتور ، یاتاقان و .... استفاده می‌شود. ساخت خطوط ریلی راه آهن، از کاربرد‌های این ماده در صنعت حمل و نقل ریلی است.

کاربرد مس در دندانپزشکی

 در دندان پزشکی برای پر کردن دندان‌ها از ماده ای به نام آمالگام استفاده می‌شود، که مخلوطی از فلزات مختلفی همچون جیوه، نقره، قلع، روی ، مس و ...... است. مس در صنعت دندان‌پزشکی در ساخت آلیاژهای مس-آلومینیوم نیز کاربرد دارد که در تولید پروتزهای دندانی استفاده می‌شود. این آلیاژها به دلیل خاصیت ضدباکتری و مقاومت به خوردگی، به عنوان مواد مناسبی برای ساخت دندان‌های مصنوعی و روکش‌ها شناخته می‌شوند.

کاربرد مس در داروسازی

 مس یکی از عناصر مهم در رشد و نمو بدن است.  از دیگر خواص این ماده، کمک به ساخت هموگلوبین  و گلبول‌های قرمز خون، افزایش استحکام استخوان‌ها، تقویت سیستم ایمنی و بهبود و سلامت سیستم گوارشی و قلب است. خواص فراوان این ماده برای سلامتی انسان موجب  کاربرد آن در ساخت داروها گردیده است.

کاربرد فلز مس در صنایع نظامی

مس در صنایع نظامی به‌دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی خاص خود، کاربردهای گسترده‌ای دارد. یکی از مهم‌ترین کاربردهای مس در این حوزه، استفاده از آن در ساخت گلوله‌ و قطعات مهم تسلیحات است.  آلیاژهای مس به‌ دلیل مقاومت بالا در برابر سایش و اصطکاک، برای ساخت اجزای مختلف مهم نظیر پوسته گلوله‌ها و سیستم‌های هدایت موشک‌ها استفاده می‌شوند. همچنین مس در ساخت اجزای الکتریکی و الکترونیکی تجهیزات نظامی مانند رادارها، ارتباطات و سیستم‌های حسگر نیز به‌کار می‌رود، زیرا رسانایی عالی مس به بهبود عملکرد این سیستم‌ها کمک می‌کند. علاوه بر این، مس در ساخت تجهیزات دریایی مانند بدنه کشتی‌ها و زیر دریایی‌ها نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد، چرا که مقاوم در برابر خوردگی در آب‌های شور است.

کاربرد فلز مس در صنعت تهویه مطبوع

مس به‌ دلیل ویژگی‌های برجسته ای چون هدایت حرارتی عالی، مقاومت در برابر خوردگی و دوام بالا، در سیستم‌های تهویه مطبوع کاربرد گسترده‌ای دارد. در این سیستم ها،  لوله های مسی برای انتقال مایع مبرد در کولرها و سیستمهای تهویه استفاده می شوند، زیرا مس به راحتی گرما را منتقل کرده و به بهبود عملکرد این سیستم‌ها کمک می‌کند. همچنین کاربرد فلز مس به دلیل مقاومت آن در برابر خوردگی در محیط‌های مرطوب،  باعث افزایش عمر مفید و کاهش نیاز به تعمیرات می‌شود. این ویژگی‌ها، مس را به یکی از مواد اصلی برای ساخت اجزای سیستم‌های تهویه مطبوع تبدیل کرده است.

روش‌های استخراج و تولید فلز مس

 منبع مس در طبيعت سنگ‌های معدنی حاوی مس می‌باشند که حدود پنج هزارم درصد پوسته زمين را تشکيل می‌دهند. حالات مختلف عنصر مس در طبیعت به صورت سنگ های اکسیده، سنگ های سولفوره و مس طبیعی است.

نمودار بالا ترکيب های موجود مس را در طبيعت نشان می‌دهد.

استخراج مس به دو روش صورت می‌گیرد:

• پیرومتالورژی (متالورژی خشک)
• هیدرومتالورژی(متالوژی تر)

 تولید کنندگان مس در ایران از جمله مس سرچشمه که یکی از معروفترین آنها می‌باشد، از هر دو روش یاد شده برای استخراج مس بهره می‌گیرند.

چرا صنایع مختلف از فلز مس استفاده می‌کنند؟

خواص و ویژگی‌های فلز مس آن را به عنصری پر کاربرد در صنایع مختلف تبدیل کرده و سبب رونق بازار مس در ایران گردیده است. مس از خاصيت هدايت الکتريکی و حرارتی بسيار بالايی برخوردار است، به طوری که در بين فلزات، تنها خاصيت هدايت الکتريکی و حرارتی نقره از مس  بيشتر است. و همچنین نقطه ذوب مس نسبت به آلیاژهای غیرآهنی بالاست و دارای سیالیت کم و اکسیداسیون بالا می‌باشد. کاربرد مس در صنایع مختلفی مانند کشاورزی، پزشکی، دارو سازی، جواهر سازی، ساختمان، نظامی و ...بسیار چشمگیر است.