Cuproníquel

Archiu:5CHFr.jpg

Cuproníquel

Archiu:5 caps block 0 Fr.jpg

Moneda de 5 francs suïssos, falcada en cuproníquel.

El cuproníquel (de «coure» i «níquel») és una aleació de coure, níquel (Cu + Ni) i elements sòlits, tals com ferro i manganeso. El contingut de coure per lo general varia entre el 60 i 90 %. (El metal cridat monel és una aleació de níquel i coure que conté per lo manco 52 % de níquel).

Encara contenint una cantitat elevada de coure, el cuproníquel és de color plateado. Este metal pesat no ferroso, no es corroe en aigua de mar, ya que el seu potencial electronegativo és neutre sobre l'aigua marina. Per este motiu, s'utilisa per a canonades, bescanviadors de calor, aparats de destilació i condensadores en els sistemes d'aigua de mar, aixina com para diversos elements d'us marí. A voltes també s'utilisa per a fabricar hèlices, cigonyalés i caixcos de barcos d'alta calitat i barcos de peixca, entre uns atres. Atres usos inclouen la fabricació d'equipament militar i per a plantes químiques, petroquímiques i elèctriques.

Un atre us modern comú del cuproníquel són les monedes de color plateado. Per a este us, l'aleació típica té una relació de coure a níquel de 3:1, en cantitats molt chicotetes de manganeso. En el passat, les verdaderes monedes d'argent es degradaven en cuproníquel. A pesar de contindre una gran cantitat de coure, el color del cuproníquel és similar al de l'argent.

Quan s'utilisa en termoparellés i resistorés, el contingut de l'aleació canvia és 55 % coure i 45 % níquel.

Atres noms

A banda de cuproníquel, existixen molts atres térmens que descriuen el mateix material registrades com a noms comercials trobem a alpaca o alpacca' (marca registrada), Argentan Minargent, i el terme francés Cuivre blanc. En certs llocs, el cuproníquel també es coneix com a hotel silver, argent alemà, german silver i chinese silver.

Història

Chinencs

Les aleacions de cuproníquel eren conegudes pels chinencs com el "coure blanc" des del tercer mileni a. C.. Algunes armes de l'época dels Regnes combatents estaven construïdes en este material. La teoria sobre els orígens chinencs del cuproníquel bactriano varen ser sugerides en 1866 per Flight, que va trobar monedes que es consideren les monedes de cuproníquel més antigues descobertes, i eren d'un material molt similar al paktong chinenca.

L'estudiós Ho Wei va descriure en detalle el procés per a preparar cuproníquel en 1095. L'aleació paktong es preparava agregant menuts trossos de mineral que solament es trobava en Yunnan a un pote en coure fos. Quan es formava una costra d'escoria, s'agregava salitre, l'aleació es mesclava i immediatament es colava el lingot. Es menciona al zinc com un ingredient, pero no existixen detalls de quàn s'agregava. Se sap que el mineral es trobava en Yunnan.

Grecobactrianos

En 1868, W. Flight va descobrir una moneda grecobactriana en un 20 % de níquel i que datava del 180 a 170 a. C. La mateixa té el bust d'Eutidemo II en l'anvers. Monedes d'una aleació similar en busts dels seus germans menors, Pantaleón i Agatocles, es varen falcar al voltant del 170 a. C.; la composició de les monedes es va verificar posteriorment utilisant el método tradicional humit i l'espectrometria de fluorescència de rajos X. Cunningham en 1873 va propondre la "teoria del níquel bactriano", que sugeria que les monedes devien haver segut el resultat del comerç terrestre de China a través d'Índia a Grècia. La teoria de Cunningham va ser recolzada per acadèmics com W. W. Tarn, Sir John Marshall i J. Newton Friend, pero va ser criticada per E.R. Caley i S.van R. Cammann.

En 1973, Cheng i Schwitter en els seus nous anàlisis varen sugerir que les aleacions bactrianas (coure, plom, ferro, níquel i cobalt) eren molt similars al paktong chinenc, i de nou depòsits de níquel asiàtics coneguts, solament els de China podria proporcionar composicions químiques idèntiques. Cammann va criticar l'artícul de Cheng i Schwitter, argumentant que el decliu de la moneda cuproníquel no deuria haver coincidit en l'obertura de la Ruta de la Seda. Si la teoria del níquel bactriano fora certa, segons Cammann, la Ruta de la Seda hauria aumentat el suministrament de cuproníquel. No obstant, el fi del cuproníquel greco-bactriano podria atribuir-se a atres factors com el fi de la Casa de Eutidemo.

Història europea

L'aleació sembla haver segut redescubierta per Occident durant experiments d'alquímia. En particular, Andreas Libavius, en el seu "Alchemia" de 1597, menciona un "àlbum aes" de coure blanquejat en la superfície per mercuri o argent. Pero en De Natura Metallorum en Singalarum Partix 1, publicat en 1599, el mateix terme es va aplicar a el "estany" de les Índies Orientals (l'actual Indonèsia i les Filipines) i se li va donar el nom en espanyol, tintinaso.

Richard Watson de Cambridge sembla ser el primer en descobrir que el cuproníquel era una aleació de tres metals. En intentar redescubrir el secret del coure blanc, Watson va criticar la "Història de China" de Jean-Baptiste Du Halde (1688) per confondre el terme "paktong". El va notar que els chinencs de la seua época no ho varen formar com una aleació, sino més be fos mineral sense processar fàcilment disponible.

Durant el pico de l'importació europea de coure blanc chinenc de 1750 a 1800, es va prestar major atenció a descobrir els seus components. Peat i Cookson varen descobrir que "la més obscura va demostrar contindre 7,7 % de níquel i la més clara es va dir que no es podia distinguir de l'argent en una resonància característica de campana quan es colpejava i una resistència considerable a la corrosió, 11,1 %".

En un atre ensaig realisat per Andrew Fyfe es va estimar el contingut de níquel en 31,6 %. Les conjectura varen terminar quan James Dinwiddie de l'Embaixada de Macartney va dur en 1793, en un risc personal considerable (el contrabando de mineral de paktong era un crim capital en China), una mostra del mineral a partir del com estava fet el paktong. El cuproníquel va aplegar a ser àmpliament comprés, segons lo publicat per E.Thomason, en 1823, en una presentació, després rebujada per no ser un coneiximent nou, a la Royal Society of Arts.

Els esforços en Europa per a duplicar exactament el paktong chinenc varen fracassar per la falta del mineral complex de cobalt-níquel-arsènic extret com a mineral natural. No obstant, en el districte de Schneeberg en Alemània, a on la famosa Blaufarbenwerke fabricava blava de cobalt i atres pigments, era l'únic lloc en Europa que tenia els minerals complexos de cobalt-níquel-arsènic necessaris.

Al mateix temps, la prusiana Verein zur Beförderung dones Gewerbefleißés (Societat per a la millora de la diligència empresarial / laboriosidad) va oferir un premi pel domini del procés. Com era d'esperar, el Dr. E.A. Geitner i J.R. von Gersdoff de Schneeberg varen guanyar el premi i varen llançar la seua marca de "argent alemà" baix els noms comercials Argentan i Neusilber (argent nou).

En 1829, Percival Norton Johnston va convéncer al Dr. Geitner per a establir una fundició en Bow Common darrere del Canal de Regents Park en Londres, i va obtindre lingots de níquel-argent en una composició de 18 % Ni, 55 % Cu i 27 % Zn. Entre 1829 i 1833, Percival Norton Johnson va ser la primera persona en refinar cuproníquel en les illes britàniques. Es va convertir en un home ric, produint més de 16,5 tonellades per any. L'aleació es va utilisar principalment per a fabricar coberts per la firma de Birmingham William Hutton i es va vendre en el nom comercial "Argentine".

Els competidors més importants de Johnsons, Charles Askin i Brok Evans, baix el liderage del lluent químic Dr. EW Benson, varen idear métodos molt millorats per a la suspensió de cobalt i níquel i varen comercialisar la seua pròpia marca de níquel-argent, cridada "British Plate".

En la década de 1920, es va desenrollar un grau de coure-níquel 70-30 per a condensadores navals. Poc despuix, es va introduir una aleació de 2 % de manganeso i 2 % de ferro ara coneguda com a aleació C71640 per a una central elèctrica del Regne Unit que necessitava una millor resistència a l'erosió pels nivells d'arena arrastrada en l'aigua d'mar. Una aleació 90-10 va estar disponible per primera volta en la década de 1950, inicialment per a canonades d'aigua de mar, i ara és l'aleació més utilisada.

Usos

Monedes

L'us més comú d'esta aleació ho trobem en moltes monedes de circulació modernes de color plateado. En Europa, Suïssa va ser el primer que va falcar moneda usant níquel en 1850, en l'agregat d'argent. En 1968, Suïssa va adoptar l'aleació 75:25 coure a níquel ya que era molt més econòmica i estava en us en Bèlgica, Estats Units i Alemània. Des de 1947 al 2012, totes les monedes de "argent" falcades en el Regne Unit eren de cuproníquel, pero a partir del 2012 les dos denominacions més chiques de cuproníquel varen ser reemplaçades per monedes més econòmiques d'acer recobertes de níquel.

El cuproníquel és el revestiment de qualsevol moneda de mig dólar d'Estats Units (50¢) falcades des de 1971, i tots els quarts de dólar (25¢) i les monedes de dèu centaus (10¢) fetes despuix de 1965. Actualment algunes monedes com les de 5 centaus nortamericans, o totes les monedes de Suïssa llevat la de 5 Rappen, i les monedes de 20 i 50 penics britàniques, són falcades en cuproníquel. L'interior de la moneda d'un euro i l'exterior de la de dos euros és també de cuproníquel.

Atres usos

Els cables de termocuplas d'un sol núcleu utilisen un parell conductor de termocupla tal com ser ferro-constantan, coure constantan o níquel-cromo/níquel-alumini. Els mateixos tenen l'element calefactor de constantan o níquel-cromo en baïna de coure, cuproníquel o acer inoxidable.

S'utilisa cuproníquel en sistemes criogènics. La seua combinació de bona ductilitat i conductivitat tèrmica a molt baixes temperatures ho fa un material adequat per a equipament per al processament i almagasenament de decorreguts criogènics, i per a bescanviadors de calor en plantes criogèniques.

A partir de començos de el XX les cobertes metàliques de les bales es varen començar a fabricar de cuproníquel. No obstant al temps varen ser reemplaçades per cobertes de metal dorat per a reduir el depòsit de metal al seu pas pel canó de l'arma.

En l'actualitat el cuproníquel i l'alpaca són els materials bàsics utilisats per a cubertería enchapada en argent. És utilisat en freqüència per a fabricar equips mecànics i elèctrics, equipament mèdic, tanques llampades, joyes, i per a cordes d'instruments de la família del violí, i para trasts de guitarra. Els instruments musicals Fender varen utilisar imans "CuNiFe" en els seus micròfons "Wide Range Humbucker" per a vàries guitarras Telecaster i Starcaster durant la década de 1970.

Per a tancaments de seguritat d'alta calitat, els núcleus cilíndrics es produïxen de cuproníquel resistent al desgast.

El cuproníquel s'ha utilisat com un material alternatiu per als frens tradicionals de ferro, ya que no es oxida. Ya que el cuproníquel és molt més bla que el ferro, és més fàcil de doblar i deformar, i eixa mateixa propietat fa que resulte en millors sagells per a components hidràulics.