Чиста мідь починає плавитися при 1084,62 °C – це той момент, коли її кристалічна структура руйнується, і метал перетворюється на густу, блискучу рідину, готову текти формами. Ця температура, зафіксована для стандартного атмосферного тиску, робить мідь ідеальним матеріалом для лиття без надмірних енергозатрат. Уявіть: поверхня мідного прута спочатку червоніє, потім жовтіє, а нарешті вибухає вогняним сяйвом, ніби сонце, що занурюється в океан.
Ця точка плавлення не просто цифра з підручника – вона визначає, чому мідь править у світі проводів, теплообмінників і навіть космічних двигунів. Домішки чи сплави можуть знизити її до 900 °C або підняти вище, але для 99,99% чистої міді межа чітка, як лазерний промінь. Згідно з даними en.wikipedia.org, це значення стабільне і використовується в калібруванні термометрів по всьому світу.
Тепер зануримося глибше: чому мідь тримається так уперто до тисячі градусів, і як це змінює її життя від руди до готового дроту? Процес плавлення – це танець атомів, де енергія ламає зв’язки, перетворюючи твердий метал на текучу магму.
Фізичний механізм: як мідь здається вогню
Уявіть кристалічну решітку міді як міцний замок з гранецентрованих кубів – атоми Cu сидять на вершинах і центрах граней, пов’язані металічними зв’язками. При кімнатній температурі все стабільно, але з нагріванням вібрації посилюються. Досягаючи 1084,62 °C, енергія досягає критичної точки: решітка руйнується, атоми ковзають вільно, утворюючи рідину з густиною 8,02 г/см³ – легшу, ніж твердий метал.
Теплота плавлення становить 13,26 кДж/моль, що вимагає серйозного нагріву, але мідь віддає тепло рівномірно завдяки провідності 401 Вт/(м·К). У цей момент електропровідність падає, а в’язкість рідини дозволяє лити складні форми. Цей перехід першого роду – рівновага твердого й рідкого, де температура фіксується, доки весь шматок не розтане.
Тиск грає малу роль: підвищення на 1 атм зсуває точку на мізерні 0,007 °C, бо мідь мало змінює об’єм. Але в вакуумі чи під тиском у печах процес прискорюється, роблячи плавлення чистішим.
Точне значення та хитрощі домішок
Для ідеальної чистої міді – 1084,62 °C при 1 атм, як фіксує NIST у своїх еталонах. Але реальна мідь з домішками поводиться інакше: сірка чи кисень знижують точку на 10-20 °C, утворюючи евтектики – крихкі включення. Залізо піднімає до 1100 °C, роблячи метал міцнішим, але важчим у литті.
Ось ключові впливи в таблиці для наочності. Перед таблицею зауважте: ці дані базуються на фазових діаграмах, де домішки створюють інтервал плавлення замість точки.
| Домішка/Сплав | Температура плавлення, °C | Зміна відносно чистої міді |
|---|---|---|
| Чиста Cu | 1084,62 | Еталон |
| Cu + 1% Fe | 1090-1100 | +5-15 °C |
| Латунь (Cu 70% + Zn 30%) | 900-950 | -130 °C |
| Бронза (Cu 88% + Sn 12%) | 950-1050 | -35 °C |
| Cu + 0,5% S | 1070 | -15 °C |
Джерела даних: metal-holding.ua та uk.wikipedia.org. Після плавлення домішки сегрегуют у шлак, тому рафінація критична. У сплавах інтервал солідус-ліквідус дозволяє часткове плавлення, корисне для зварювання.
Мідь серед родичів: порівняльна таблиця температур
Щоб зрозуміти унікальність міді, порівняймо з сусідами. Вона середня – не ртуть, що тече в руці, і не вольфрам, що сміється над полум’ям. Перед таблицею: ці значення для чистих металів при 1 атм, показують, чому мідь – король електроніки.
| Метал | Температура плавлення, °C | Основне застосування |
|---|---|---|
| Алюміній | 660 | Авіація |
| Срібло | 962 | Ювелірка |
| Мідь | 1085 | Електрика |
| Золото | 1064 | Електроніка |
| Залізо | 1538 | Будівництво |
| Вольфрам | 3422 | Лампи |
Мідь виграє баланс: плавиться легше заліза, але міцніша за алюміній. Це робить її зіркою кабелів, де перегрів – ворог.
Цікаві факти про мідь та її плавлення
- Перший метал: 8000 р. до н.е. самородки міді кували без плавлення – найм’якший з “рідних” металів.
- Рекорд: у 2025 NASA 3D-друкує сплави міді-Cr-Nb при 1200 °C для ракетних камер, що витримують 3000 °C.
- Антимікроб: розплавлена мідь вбиває 99,9% бактерій за години – тренд у лікарнях 2026.
- Земний резерв: 890 млн т, попит росте на 5% щороку через EV і AI – дефіцит до 2030?
- Гумор: спробуйте плавити мідь на кухні – газова плита здасться іграшкою!
Ці перлини показують, як температура плавлення вплела мідь у тканину історії й технологій.
Промислове плавлення: від руди до блискучих катодів
Сучасна металургія починає з сульфідних руд (халькозин), обжигаючи до оксидів при 500-900 °C. Штейн (30-50% Cu) плавлять у печах при 1200-1300 °C, продуваючи киснем у конвертерах – екзотермічна реакція нагріває сама себе. Чорнова мідь (98%) рафінують електролізом, досягаючи 99,99% чистоти.
- Подрібнення руди та флотація.
- Обжиг і плавка штейну.
- Конвертерне продулювання.
- Вогневе рафінування (фосфор видаляє кисень).
- Електроліз у сірчаній кислоті – катоди товщиною 1 см.
Енергія: 3-5 МВт·год/т, але рециклінг (1/3 міді) економить 85%. У 2026 Чилі лишається королем видобутку – 5,6 млн т/рік.
Плавлення вдома: пригоди з тиглем і безпекою
Ентузіасти переплавляють дроти чи монети в муфельній печі чи газовому пальнику. Газ дає 1300 °C, але тигель з графіту чи кераміки must-have. Почніть з 1100 °C, помішуйте флюсом (борна кислота) проти оксиду.
- Обладнання: тигель, піч, захисні окуляри, вентиляція.
- Кроки: очистіть мідь, нагрійте поступово, злийте в форму з піском.
- Ризики: опіки, токсичний дим – працюйте на вулиці.
У 2026 портативні індуктори спрощують справу, але новачки часто недооцінюють теплоємність – метал тримається гарячим хвилинами.
Мідь у технологіях 2026: від 3D-друку до зеленої енергії
Температура плавлення визначає успіх у адитивному виробництві: лазерне плавлення порошку Cu при 1085 °C створює деталі для теплообмінників у Tesla. Сплави GRCop-42 (Cu-Cr-Nb) друкують для ракет SpaceX, витримуючи 6000 °F. У чіпах NVIDIA мідь несе струм у 3-нм техпроцесах.
Зелена хвиля: сонячні панелі жеруть 20% міді, вітряки – кабелі на 10 км. До 2030 попит +40% через електромобілі – батареї потребують 80 кг Cu кожна. Навіть у кулінарії мідні каструлі передають тепло блискавично, але не перегрівайте!
Мідь пульсує в серці сучасності, її вогняне серце б’ється при 1085 °C, годуючи прогрес. А що плавитиметься наступним у вашому проекті?
About the Author
