Sisu
Metalli vask on kõige parem teada vanematest pennedest, mis on valmistatud vasest ja muudest metallidest. Kuid vasel on oma ainulaadsete omaduste tõttu palju olulisi rolle kogu maailmas. Üks nendest omadustest on selle juhtivus ehk võime elektrit juhtida. Vase kõrge juhtivus muudab selle ideaalseks elektriliseks kasutamiseks.
TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
Vask on mittevääris, suure elektrijuhtivusega punakuldse värvi metall. Tegelikult on vase juhtivus nii kõrge, et seda peetakse standardiks, millega võrreldakse muid mitteväärismetalle ja sulameid. Vase juhtivust mõjutavad muude metallide lisamine sulamite valmistamiseks.
Vase omadused
Vask on atraktiivne punase kulla värvi metall. Selle nimi on vask vanade ingliskeelsete sõnade "coper" järgi, mis pärines "Cyprium aes", mis on Küprosest pärit metalli ladinakeelne sõna. Vase aatomisümbol on “Cu” ja selle aatomnumber on 29. Vask oli esimene metalliinimene, kes kunagi töötas. Lõpuks avastasid inimesed, et kui ühendada vask metallist tinaga, võivad nad valmistada uut tüüpi metalli, mida nimetatakse pronksiks. See käivitas nn pronksiaja, kus tsivilisatsioon hüppas edasi metallivase abil. Pronksi kasutati valuutas ja tööriistades, mis aitasid ühiskonda muuta.
Vaske leidub sageli väävli kõrval. Olulisteks vaseallikateks on kalkopüriit ja sündiit. Vase ekstraheeritakse kaevandatud vasksulfiidmaagist sulatamise ja rafineerimise teel elektrolüüsi teel.
Vase kasulik omadus on selle elastsus või võime venitada. Vaske saab tõmmata ja keerata, kuid see ei purune. See muudab selle ideaalseks traadina kasutamiseks. Vask on tempermalmist vorm, st seda saab hõlpsasti vormida ja käsitseda. Sellisena on see mõnevõrra pehme. Veel üks vase omadus on selle suurepärane võime soojust juhtida. Vask ei alistu korrosioonile nagu mõned teised metallid, samuti ei oksüdeeru ega roosteta nagu raud. Tegelikult on vask paljude orgaaniliste ühendite suhtes vastupidav ja võib-olla on selle kõige väärtuslikumaks omaduseks kõrge juhtivus.
Vask on suurepärane metall mehaaniliseks töötlemiseks ja vuukimiseks, kuna seda on lihtne vormida ja jootma. Lisaks on vase suurepärane ja väärtuslik omadus selle ümbertöötlemine. Pole tähtis, kas vaseallikas on pärit kaevandusest või materjalide ringlussevõtt. Selle paljud kasulikud omadused jäävad sõltumata allikast.
Sulamid on metallide segud, näiteks vase ja tina segu pronksi saamiseks, mis on kõvem metall kui vask. Metallsulamitel on mõned samad omadused, mis nende algmetallidel, kuid nende käitumine võib olla ka väga erinev. Sulamsegud võivad mõjutada näiteks metallide elektrijuhtivust. Erinevate metallide ja vase kombinatsioon annab iga sulami jaoks ainulaadsed omadused. Vase ja hõbeda kombineerimisel on saadud sulamitel samad omadused nagu puhtal vasel. Kuid kui vaske kombineeritakse fosforiga, käitub saadud sulamist üsna erineval viisil.
Erinevad vasesulamid pakuvad erinevaid kasutusvõimalusi. Üsna sageli valmistatakse sulameid kas vase tugevdamiseks või selle elektrijuhtivuse omaduste suurendamiseks.
Vase juhtivus
Metallide juhtivus viitab metallide võimele elektrit juhtida. Juhtivus võib muutuda, lisades muid metalle, näiteks sulamit tehes. Suurima juhtivusega metall on väärismetallhõbe. Hõbeda hind takistab selle majanduslikku tasuvust laiaulatuslikuks elektritarbimiseks. Väärismetallide hulgas on vase või Cu juhtivus kõrgeim. See tähendab, et vask võib kanda rohkem elektrivoolu kui muud väärismetallid. Tegelikult võrreldakse teiste mitteväärismetallide juhtivust vasega, kuna vasest on saanud ülim standard.
Juhtivuse standardit nimetatakse rahvusvaheliseks lõõmutatud vase standardiks ehk IACS. Aine IACS-i protsent viitab selle elektrijuhtivusele ja puhta vase IACS-i protsenti peetakse 100% -ks. Alumiiniumi juhtivus on seevastu 61 protsenti IACS. Cu juhtivust mõjutavad erinevate metallide lisamine sulamite moodustamiseks. Vasesulameid, milles vase sisaldus on üle 99,3 protsenti, nimetatakse vaskideks. Mõni sulam sisaldab väga suurt vaske protsenti ja neid nimetatakse kõrge vasksulamiks. Kuigi vase protsent mõjutab Cu juhtivust, mõjutab see kõige silmatorkavamalt seda, mida milliseid materjale sellega kombineeritakse. Üldiselt toimub kompromiss siis, kui vasesulamid on tugevamad. Üldiselt on nende sulamite juhtivus madalam.
Cu-ETP-l (elektroonilisel puutetõmbel) on 100 protsenti IACS ja see on vask, mida kasutatakse juhtmetes, kaablites ja siinibaarides. Valatud vask ehk Cu-C on 98 protsenti IACS, seega on selle juhtivus ka kõrge. Kui vasesulamite valmistamiseks lisatakse tina, magneesiumi, kroomi, rauda või tsirkooniumi, tõuseb metalli tugevus, kuid selle juhtivus langeb. Näiteks vask-tina või CuSnO.15 Cu juhtivus on vaid 64 protsenti IACS. Sõltuvalt sulami funktsioonist võib Cu juhtivus märkimisväärselt langeda. Ikka on sulamid, mis tagavad nii hea töödeldavuse kui ka suure juhtivuse. Tema näideteks on vask-telluur (CuTep) ja vask-väävel (CuSP) sulamid. Nende juhtivus on vahemikus 64 kuni 98 protsenti IACS. Need sulamid osutuvad üsna kasulikuks pooljuhtkinnituste ja takistuskeevitusotsikute jaoks. Mõnikord vajavad vasepõhised materjalid kõrget karedust ja tugevust, mõõduka Cu juhtivusega; näide on vase, nikli ja räni segu, mille Cu juhtivus on IACS 45–60 protsenti. Skaala madala juhtivusega otsas on messingid vasesulamid, mis sobivad suurepäraselt valamiseks. Nende protsent IACS-st hõljub umbes 20. Üks näide nendest madala elektrijuhtivusega sulamitest on vask-tsink. Mõnikord tagab tasakaalustatud sulam madala või mõõduka Cu juhtivuse, mis on kasulik elektrivajaduste jaoks. Sellesse kategooriasse kuuluvad vase-tsingi messingid ja nende juhtivus on vahemikus 28 kuni 56 protsenti IACS. Vase suur mitmekülgsus ja võime moodustada kasulikke sulameid nii paljude erinevate metallidega on uskumatu.
Kuna Cu juhtivus on nii kõrge, on ka selle võime soojust edastada üsna kõrge. Suure juhtivusega vasesulamite valmistamiseks tuleb sulamid muuta elektrivoolu ülekandumise suhtes vastupidavaks. See on energiaülekandes ülioluline, kuna suurem kuumus mõjutab takistust.
Vase kasutusviisid
Vaske kasutatakse mitmel viisil, nii füüsiliselt kui ka bioloogiliselt. Seda kasutatakse põllumajanduses ka mürgina. Vase lahuseid kasutatakse tavaliselt keemiliste katsete osana. Kehas mängib vask olulist elementi, mis on vajalik rakkudes energia edastamiseks. Mõned koorikloomad kasutavad oma peamise hapniku transportijana raua asemel isegi vaske.
Muidugi kasutatakse vaske müntide valmistamisel; vanemad pennid on üks näide. Tegelikult sisaldab enamik münte neis vähemalt natuke vaske.
Vaske kasutatakse enamasti elektrienergia edastamiseks ja kohaletoimetamiseks kõigi teie kasutatavate igapäevaste asjade jaoks. Vaske kasutatakse laialdaselt elektrijuhtmestikus, ehituses, masinates, telekommunikatsioonis, jõuülekandes, transpordis ja muudes tööstuslikes eesmärkides. Seda saab kasutada kaablite, trafode ja pistikute osade jaoks. Vaske kasutatakse ka arvutites ja mikrolülitustes.
Säästva energia turu kasvades kasvab ka nõudlus vase järele. Vask on paljudes valdkondades äärmiselt kasulik ja seda saab ka taas ja jälle ringlusse võtta. Seetõttu on see taastuvenergia süsteemide põhikomponent. Tegelikult loodavad päikese-, tuule- ja elektriautotööstused elektrivõrku ühendamisel vaske. Elektrisõidukid vajavad palju rohkem vaske kui gaasimootoriga sõidukid. Vase kõrge juhtivus muudab selle väga efektiivseks. Tundub sobilik, et inimeste vanimast metallist on ka tulevikus kasu.