Die beiden Haupteigenschaften von Kupfer, die es für die Menschheit unentbehrlich machen, sind seine elektrische und thermische Leitfähigkeit, aber es ist die einzigartige Kombination dieser und anderer Eigenschaften, die Kupfer so vielseitig macht.
Elektrische Leitfähigkeit
Kupfer hat die höchste Leitfähigkeit aller Nichtedelmetalle und eine, die 65% höher ist als die von Aluminium. In Verbindung mit seiner hohen Duktilität, mittleren Festigkeit, leichten Verbindbarkeit und guten Korrosionsbeständigkeit macht dies Kupfer zur ersten Wahl als Leiter für elektrische Anwendungen wie Kabel, Transformator- und Motorwicklungen und Stromschienen.
Wärmeleitfähigkeit
Kupfer ist ein guter Wärmeleiter (etwa 30 mal besser als Edelstahl und 1,5 mal besser als Aluminium). Dies führt zu Anwendungen, bei denen eine schnelle Wärmeübertragung erforderlich ist, wie z. B. bei Wärmetauschern in Klimaanlagen, Fahrzeugkühlern, Kühlkörpern in Computern, Wärmeversiegelungsmaschinen und Fernsehgeräten sowie bei wassergekühlten Ofenkomponenten.
Korrosionsbeständigkeit
Kupfer ist in der Reaktivitätsreihe niedrig. Das bedeutet, dass es nicht zum Korrodieren neigt. Das ist wichtig für seine Verwendung in Rohren, elektrischen Kabeln, Töpfen und Heizkörpern. Das bedeutet auch, dass es sich gut für dekorative Zwecke eignet. Schmuck, Statuen und Gebäudeteile können aus Kupfer, Messing oder Bronze hergestellt werden und über Jahrtausende hinweg schön bleiben.
Legierungen leicht gemacht
Kupfer lässt sich leicht mit anderen Metallen zu Legierungen verbinden. Die erste Legierung, die hergestellt wurde, war Kupfer, das mit Zinn geschmolzen wurde, um Bronze zu bilden – eine Entdeckung, die so wichtig war, dass die Zeit in der Geschichte als Bronzezeit bezeichnet wird. Viel später kam Messing (Kupfer und Zink) und – in der Neuzeit – Kupfer und Nickel hinzu. Diese Legierungen sind härter, stärker und zäher als reines Kupfer. Sie können durch Hämmern noch härter gemacht werden – ein Prozess, der ‚Kaltverfestigung‘ genannt wird.
Leicht zu verbinden
Kupfer kann durch Löten, Löten, Verschrauben oder Kleben leicht verbunden werden. In der Industrie ist dies sehr nützlich für die Verlegung von Rohrleitungen und die Verbindung von Stromschienen, die wichtige Elemente von Stromverteilungssystemen sind. Es ist auch ein wichtiges Material für Künstler, die Skulpturen und Statuen anfertigen, sowie für Schmuckhersteller und andere Kunsthandwerker.
Duktil
Kupfer ist ein duktiles Metall. Das bedeutet, dass es sich leicht zu Rohren formen und zu Drähten ziehen lässt. Kupferrohre sind leicht, weil sie dünne Wände haben können. Sie korrodieren nicht und können gebogen werden, damit sie um Ecken passen. Die Rohre können durch Löten verbunden werden und sind bei Bränden sicher, da sie nicht brennen oder die Verbrennung unterstützen.
Hygienisch
Kupfer ist von Natur aus hygienisch. Zusammen mit der Langlebigkeit und Ästhetik macht dies Kupferlegierungen zu idealen Werkstoffen für berührungsintensive Oberflächen in Bereichen, in denen Hygiene eine wichtige Rolle spielt.
Zäh
Kupfer und Kupferlegierungen sind zäh. Das bedeutet, dass sie sich gut für die Herstellung von Werkzeugen und Waffen eignen. Man stelle sich die Freude des alten Menschen vor, als er entdeckte, dass seine sorgfältig geformten Pfeilspitzen beim Aufprall nicht mehr zerbrachen. Die Eigenschaft der Zähigkeit ist für Kupfer und Kupferlegierungen in der modernen Welt von entscheidender Bedeutung. Sie zerspringen nicht, wenn sie fallen gelassen werden, und werden auch nicht spröde, wenn sie unter 0 °C abkühlen.
Nicht magnetisch
Kupfer ist nicht magnetisch und nicht funkenbildend. Aus diesem Grund wird es für Spezialwerkzeuge und militärische Anwendungen verwendet.
Attraktive Farbe
Kupfer und seine Legierungen, wie Messing, werden für Schmuck und Ornamente verwendet. Sie haben eine attraktive goldene Farbe, die mit dem Kupfergehalt variiert. Sie sind sehr anlaufbeständig und haben eine lange Lebensdauer.
Recycelbar
Kupfer ist unbegrenzt recycelbar, ohne seine Eigenschaften zu verlieren. Rund 40 % des europäischen Bedarfs wird aus recyceltem Kupfer gedeckt.
Katalytisch
Kupfer kann als Katalysator wirken – eine Substanz, die eine chemische Reaktion beschleunigen und ihre Effizienz verbessern kann. Dies geschieht durch die Verringerung der Aktivierungsenergie. Kupfer beschleunigt die Reaktion zwischen Zink und verdünnter Schwefelsäure. Es ist in einigen Enzymen enthalten, von denen eines an der Atmung beteiligt ist.
| Symbol | Cu Das chemische Symbol für Kupfer ist Cu, vom lateinischen „cuprum“, was „aus Zypern“ bedeutet, woher die Römer einen Großteil ihres Kupfers bezogen. |
| Familie im Periodensystem | Gruppe 11 (IB) Übergangsmetall |
| Atomzahl | 29 |
| Relative Atommasse | 63.546 |
| Dichte | 8,96 g/cm3 |
| Farbe | Rot |
| Schmelzpunkt | 1084.62°C |
| Siedepunkt | 2.560°C |
| Elektrische Leitfähigkeit | 58,0-58.9 MS/m (m/Ωmm2) 100,0 – 101,5% IACS bei 20°C |
| Thermische Leitfähigkeit | 3,94 Wcm/cm2 °C bei 20°C |