1. 구리 (Copper)
ㅇ 원소기호 : Cu
ㅇ 원자번호 : 29
ㅇ 주기율표 : 11족(1B족) 4주기
- 주기율표에서, 은(Ag),금(Au)과 함께 11족(1B족)에 속하는 전이금속
ㅇ 원자량 : 63.546
ㅇ 비중(比重) : 8.94
ㅇ 밀도 : 8.94 g/cm³
ㅇ 녹는점 : 1085 ℃, 끓는점 : 2562 ℃
ㅇ 전기음성도 : 1.90
ㅇ 1 ㎤ 당 원자 수 : 8.43 x 1022 ㎝-3
ㅇ 전자배위 : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1
ㅇ 결정구조 : 면심입방(FCC)
ㅇ 천연 동위원소 : 2 개
- Cu-63 : 존재 백분율 69.15%, 질량수 63 (양성자수 29,중성자수 34), 원자질량 62.93 amu
- Cu-65 : 존재 백분율 30.85%, 질량수 65 (양성자수 29,중성자수 36), 원자질량 64.94 amu
2. 구리 특징/성질
ㅇ 자연에서, 단일 구리 원소로 이루어진 광물 형태로 존재
ㅇ 전성,연성이 좋음
ㅇ 다른 금속과의 합금이 용이
ㅇ 열,전기의 좋은 전도체
ㅇ 반자성체
ㅇ 항균성, 내부식성이 큼
- 공기 중 산소에 노출하면 산화구리 피막이 생겨 내부 부식을 막음
3. 구리 재료 특성
ㅇ 전기적 특성
- 저항률 : 대략, 10-8 [Ωㆍm]
- 도전율 : 대략, 108 [S/m, 1/(Ω m)]
. 전기전도율 : 은 > 구리 > 금 > 크롬 > 알루미늄
. 여기서, 구리,알루미늄이 전기 도체로써 실용적으로 가장 많이 쓰임
. 특히, 동(구리)이 전적으로 쓰이며, 알루미늄은 용접 불편,부식 우려성 등으로 용도 한정
ㅇ 기계적 특성
- 열전도율 : 0.934 [cal/(m s ℃)]
ㅇ 추출
- 천연상태에서 산출되기도하나,
- 주로 휘동석,황동석(CuFeS2) 등 광물을 제련하고,
- 전기분해에 의해 높은 순도의 순동을 얻음
4. 구리 구분
ㅇ 전기동 (Electrolytic Copper)
- 전기분해에 의해 얻어진, 통상 높은 순도의, 구리
. 순도 : 99.90 % 이상 (99.97~99.98%)
. 불순물 : 금,은,납,안티몬,유황,산소 등
. 밀도 : 20℃에서 8.89 [g/㎤]
ㅇ 경동, 연동
- 경동 (Hard Drawn Copper, 硬銅)
. 상온 가공으로, 경도가 높아진 동
. 연동에 비해 인장강도,경도 큼.
. 도전율,변형은 작음
. %도전율 : 96~98%
- 연동 (Annealed Copper, 軟銅)
. 열처리 가공으로, 경도가 부드러워진 동
. 경동을 450~600℃에서 열처리한 것
. 도전율 좋음
. %도전율 : 97% 이상
ㅇ 주요 구리 합금
- 황동 (Brass : copper–zinc brass)
. 구리와 아연의 합금 (가장 오래된 구리 합금으로 장식품 등에 주로 사용)
- 청동 (Bronze)
. 구리와 주석의 합금. 때론, 황동 이외 모든 구리 합금을 지칭
. 통상, 구리에 10% 정도의 주석을 섞음으로, 강도를 10배 이상 키움
. 例) 놋쇠 등
- 기타
. 백동 (white copper, cupro nickel) : (구리 + 니켈), 열교환기,내식재료 등
. 양은 (nickel silver, german silver) : (구리 + 아연,니켈), 은백색, 식기장식품 등