Propiedades del cobre

Propiedades del Cobre
Daniel Abeledo Franco
El cobre es un metal de transición dúctil, maleable, no magnético y de un color café rojizo
brillante característico. Tiene la mayor conductividad eléctrica y térmica de todas las
sustancias excepto la plata, siendo su conductividad eléctrica del 94% de ésta.
El símbolo del elemento químico Cobre es el Cu, con numero atómico 29. Posee una masa
atómica de 63,536 y cristaliza en el sistema cúbico centrado en las caras. A temperatura
ambiente, se encuentra en estado sólido, con un punto de fusión de 1083º y de ebullición de
2580º C.
El cobre ocupa el lugar 15 en abundancia en los elementos de la corteza terrestre. No suele
encontrarse en estado puro, sino en sulfuros, carbonatos, óxidos y carbonatos, siendo la
principal fuente de obtención de cobre en el mundo la calcopirita (FeCuS2) Es un material que
no pierde sus propiedades mecánicas al reciclarlo. Unido a la facilidad de recuperación del
mismo, hace que una gran parte del cobre consumido a nivel mundial proceda del reciclaje.
Posee una buena resistencia a la mayor parte de los fenómenos de corrosión, debido a su alto
potencial electroquímico. El cobre es atacado por los álcalis y por muchos de los ácidos
comunes. Es muy resistente a la corrosión causada por el aire y por el agua salada. Al estar
expuesto a la atmosfera, crea una capa superficial de color verdoso, generalmente de
carbonato de cobre, protegiéndolo.
El cobre es un metal muy blando y por ese motivo para aumentar su maquinabilidad se suele
alear débilmente con elementos como plomo y teluro. Puede vaciarse, estirarse, obtenerse por
extrusión, trabajarse en caliente y en frío, devanarse, conformarse a martillo, punzonarse y
soldarse con soldadura autógena, con soldadura con metal de aporte y con soldadura fuerte. El
cobre blando puede volverse más resistente por trabajo en frío pero luego puede ablandarse de
nuevo por recocido. No se presta a ningún otro tipo de tratamiento térmico.
Al cobre se le considera un material blando. Posee un grado 3 en la escala de dureza de Mohs.
Tiene una resistencia del alambre de cobre estirado de unos 4200 kg/cm2, un modulo de
Young de 110-128 GPa y un modulo de elasticidad transversal de 63,4 GPa.
Posee aplicaciones criogénicas dado que sus propiedades mejoran a bajas temperaturas.
Como el cobre es uno de os mejores conductores eléctricos, tiene una aplicación muy
importante en el campo eléctrico, desde alambres muy finos hasta barras de conducción
instaladas en centrales hidroeléctricas. A causa de su elevada conductividad térmica (401
W/m.K), también tiene amplia aplicación en los campos de la fontanería, calefacción y aire
acondicionado.
El cobre comercial se obtiene de diversos tipos cuyo grado se relaciona con su composición
química y su conductividad eléctrica, con sus métodos de refinación y con los procedimientos
de elaboración.
El cobre electrolítico ETP contiene entre un 0,02 y un 0,05% de Oxigeno, que se combina con
el cobre para dar Cu2O. Después de ser trabajado en caliente y recocido, se mejora la
resistencia mecánica. Se utiliza como conductor eléctrico y térmico.
El cobre desoxidado con Fósforo evita la producción del oxido de cuproso, mejorando la
ductibilidad y en la maleabilidad, a costa de perder conductividad eléctrica.
El cobre de alta conductividad OFHC se fabrica eliminando el oxigeno del cobre ETP bajo
atmosfera reductora controlada. Es mucho mas caro muy empleado en electrónica.
El cobre arsenical contiene un 0,3% de Arsénico, el cual provoca una mejora en la resistencia
a la corrosión. Se utiliza en la fabricación de intercambiadores de calor.
El cobre de alta maquinabilidad posee pequeñas cantidades de Teluro, Azufre o plomo que
aumentan la maquinabilidad.
El cobre con plata aumenta notablemente la temperatura de recristalización del cobre,
evitando el ablandamiento durante la soldadura.
El cobre con cadmio (hasta un 1%) aumenta notablemente la resistencia a la tracción.
El cobre tiene muchos usos en forma de compuestos. El cobre se alea con el estaño, el zinc y
el níquel para formar bronces, latones, cuproníqueles y platas de níquel. También se alea con
el acero para mejorar la resistencia a la corrosión.
Bibliografía
- Apuntes de clase asignatura Ciencias de los Materiales II
- Materiales para construcción. Tipos, usos y aplicaciones – Hornbostel, C. – ed. Limusa. 1ª
Edicion, 1999.
- Copper Development Association - http://www.copper.org