Brons vs kopar – Hver er munurinn?
Löngu fyrir daga áls og stáls voru málmblöndur fundin upp, efni búin til með því að samþætta tvo samverkandi málma saman. Með því að gera það heldur málmblöndunni sem myndast ekki aðeins sumum eiginleikum hvers frumefnis, heldur getur hún haft nýja eiginleika sem ekki sést í hvorugum, sem hefur gjörbylt nútíma efnisvali okkar. Blöndurnar tvær sem hófu þessa umbreytingu voru brons og kopar, fornar málmblöndur sem hafa verið steyptar í mínu landi í meira en fjögur eða fimm þúsund ár. Þessir málmar voru upphafspunkturinn fyrir allar aðrar málmblöndur og þessi grein mun kanna brons og kopar og muninn á þeim. Eðlisfræðilegir, efnafræðilegir og vélrænir eiginleikar brons og kopar verða ítarlegir, sem og hvernig þau eru notuð enn í dag. Þessi grein miðar að því að sýna að þessir málmar, þótt þeir séu eldri en flest önnur verkfræðileg efni, eru enn nauðsynlegir þættir fyrir velgengni okkar í nútímanum.
Brons
Brons er afleiðing þess að bæta tini við kopar, þó að það séu venjulega mörg aukaefni til viðbótar, þar sem brons var uppgötvað af Kínverjum um þúsundir ára f.Kr., áður en nákvæm efnafræði hafði verið þróuð. Í nútímanum er brons talið flokkur koparblendis, skilgreint af vinnueiginleikum þeirra og sérstökum málmblöndurþáttum. Málmar eins og blý, mangan, antímon, nikkel, sink, sílikon o.s.frv. hafa reynst bæta eiginleika brons, svo hönnuðir hafa nú margs konar brons einkunnir til að velja úr.
Brons er venjulega rauðbrúnt/gyllt á litinn og er brothætt, en léttara en steypujárn. Það hefur hlutfallslegan þéttleika um það bil 8,8 g/cm3 og sýnir lítinn núning þegar það er í snertingu við aðra málma. Það leiðir auðveldlega hita og rafmagn, með bræðslumark á bilinu 950 - 1050 gráður, allt eftir tininnihaldi. Vegna mikils koparinnihalds oxast það í lofti, sem gefur bronsinu áberandi mólótta patínu. Þessi oxun kemur í veg fyrir að brons tærist, sérstaklega í saltvatnsumhverfi; Hins vegar, ef klórsambönd geta brugðist við bronsinu, hefst ferli sem kallast "bronssjúkdómur" og tæring elur af sér meiri tæringu og eyðileggur málmblönduna hægt og rólega með tímanum. Viðnám þess gegn saltvatni gerir brons gagnlegt fyrir bátafestingar og neðansjávarhluta sjávar, svo og skúlptúra sem þarf að verja gegn niðurbroti í ytra umhverfi. Það hefur framúrskarandi steypueiginleika og er auðvelt að steypa það í legur, klemmur, rafmagnstengi, gorma osfrv.
Brass
Kopar fannst um 500 f.Kr. og er málmblendi úr kopar og sinki, þó að það innihaldi einnig önnur frumefni, rétt eins og brons. Vegna þess að það er mikil skörun á milli kopar og brons, er kopar oft táknaður með háu hlutfalli af sinki og hlutfallslegu skorti á tini (þó að það sé ruglingslegt. Tinnhúðaðar koparblendir eru einnig til, sem gerir línurnar óljósar). Blý er algengt aukefni í kopar til að bæta vinnsluhæfni þess, ásamt öðrum einstökum þáttum sem mynda koparblendiflokkinn.
Kopar er skært gull, kopar eða jafnvel silfur, allt eftir hlutfalli sinks og kopar. Það er sveigjanlegra en brons og sýnir álíka lágan núning þegar það er í snertingu við aðra málma. Það hefur þéttleika sem er um 8,73 g/cm3 og bræðslumark allt að 900-1000 gráðu, allt eftir málmblöndunni. Messing er hitaleiðari og er ónæmur fyrir tæringu, sérstaklega galvanískri tæringu frá sjó. Það kastar vel, er frekar endingargott og aðlaðandi og hefur jafnvel nokkra sýklalyfjaeiginleika vegna mikils koparinnihalds. Algengasta notkunin fyrir kopar er í hljóðfæri, skreytingar, skrúfur, ofna, skothylki osfrv.
