ทองแดง ทองเหลือง จุดเด่นและประโยชน์เป็นอย่างไร?

 

• 

ในอุตสาหกรรมในการผลิตอุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ ส่วนใหญ่ มักจะใช้วัสดุในการนำไฟฟ้าอยู่แค่ 2 ชนิด คือ “ทองแดง ทองเหลือง”  อาจจะพบบ้างที่ใช้อลูมิเนียม แต่ไม่ค่อยเป็นที่นิยมมากนัก ซึ่งสาเหตุที่ใช้ทองแดงเป็นส่วนประกอบหลักนั้น เนื่องจากทองแดงเป็นวัสดุที่นำไฟฟ้าได้ดีที่สุดรองจากเงิน ซึ่งมีราคาที่สูงมาก จึงไม่นิยมนำมาใช้ในการผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้า แต่จะใช้สำหรับผลิตสายไฟฟ้าแรงสูง หรือสายส่งที่ต้องรับกำลังไฟฟ้าปริมาณสูง ๆ นั่นเอง ทองแดงและทองเหลืองนั้น มีจุดเด่นและมีประโยชน์อะไรบ้าง? KACHA จะพาไปทำความเข้าใจให้มากขึ้นกัน

ทองแดง (Copper) คืออะไร?

ทองแดงถือเป็นโลหะที่ถูกใช้ประโยชน์มาตั้งแต่ยุคสัมฤทธิ์ (Bronze Age) จนถึงปัจจุบัน และเป็นโลหะที่ถูกใช้มากรองลงมาจากเหล็ก และอลูมิเนียม ปัจจุบันมีการนำโลหะทองแดงมาใช้เป็นส่วนผสมของทอง และเงินมากขึ้น เพื่อเพิ่มคมแข็งแรง ความคมสวยงาม และทนต่อการกัดกร่อน โดยใช้โลหะทองแดงในรูปทองแดงเจือสำเร็จรูป ซึ่งสามารถนำไปใช้ได้ง่าย

โลหะทองแดงบริสุทธิ์ ใช้เรียกโลหะทองแดงที่มีส่วนผสมไม่เกิน 0.5% โดยน้ำหนัก และใช้คำว่า โลหะทองแดงผสมกับโลหะทองแดงที่มีทองแดงไม่ต่ำกว่า 40% แต่ไม่มากกว่า 99% โดยน้ำหนัก

ประโยชน์ของทองแดง

สำหรับประโยชน์ของทองแดง มีหลายประการด้วยกัน ดังนี้

• มีคุณสมบัติในการนำไฟฟ้าเป็นอันดับสอง จึงนิยมนำมาใช้ทำลวดส่งกระแสไฟฟ้า และอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดต่าง ๆ ทั้งช่วยป้องกันการไหม้ของสายไฟได้ดี
• ใช้เป็นส่วนผสมสำคัญ ในโลหะผสมหลายชนิด เช่น ทองเหลือง โมเนลและสำริด เป็นต้น
• เพิ่มความแข็งให้กับโลหะ โดยใช้ผสมกับเงิน และทอง
• ใช้ในการทำเครื่องประดับและเหรียญตราต่าง ๆ ซึ่งจะได้เครื่องประดับที่สวยงาม และทนทานอย่างมาก

จุดเด่นของทองแดง

👉 ทองแดงมีจุดเด่น คือ ความสามารถในการทนต่อการกัดกร่อนได้เป็นอย่างดี แม้ต่อให้อยู่ในน้ำทะเลที่ว่ากันว่ามีฤทธิ์ในการกัดกร่อนมากที่สุด และทองแดงก็ยังสามารถคงสภาพเดิมได้อย่างสวยงาม

ยกตัวอย่าง เมื่อคริสศตวรรษที่ 16 ได้มีการพบซากเรือที่จมอยู่ใต้ทะเล คาดว่าจมอยู่นานหลายปีแล้ว และพบรอกที่ทำจากทองแดง แต่ยังมีสภาพดีและใช้งานได้อย่างปกติที่สุด จึงทำให้ทราบว่าทองแดงสามารถทาต่อการกัดกร่อนได้ดี

👉 อีกหนึ่งจุดเด่นที่น่าสนใจของทองแดง คือ การเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตเล็ก ๆ จึงทำให้นิยมนำทองแดงมาทำเป็นปลอกในการหุ้มแผ่นไม้ต่อเรือ เพื่อป้องกันไม่ให้เพรียงหรือแมลงบางชนิดเข้ามากัดเซาะ หรือทำลายไม้ได้ และนำมาทำเป็นท่อส่งน้ำดื่มเพื่อฆ่าเชื้อโรคและเชื้อราต่าง ๆ ที่อยู่ในแหล่งน้ำอีกด้วยนั่นเอง

หลายคนอาจสงสัยว่า เมื่อทองแดงเป็นพิษต่อสัตว์เล็ก ๆ และหากนำมาทำเป็นท่อส่งน้ำดื่มจะไม่เป็นอันตรายต่อร่างกายของเราหรือไม่?

คำตอบคือ ไม่เป็นอันตรายอย่างแน่นอน เพราะทองแดงที่จะปนมากับน้ำดื่ม มีปริมาณน้อยมาก จึงไม่สามารถทำอันตรายต่อร่างกายคนเราได้ และร่างกายของเรานั้น มีระบบการขับทองแดงออกจากร่างกายตามปกติอยู่แล้ว ดังนั้น หากไม่ได้รับทองแดงมากเกินไป ก็หมดกังวลไปได้เลย

การนำทองแดงมาใช้งาน
สำหรับตัวอย่างการนำทองแดงมาใช้งานที่เรามักจะเห็นกันบ่อย ๆ นั้น คือ เหรียญกษาปณ์ โดยมีขั้นตอนการผลิตเหรียญกษาปณ์ ด้วยการนำทองแดงมาใช้ ดังนี้

นำแผ่นโลหะที่ผ่านการรีดเรียบร้อยแล้วมาทุบและขึ้นรูป โดยแผ่นโลหะที่นิยมมาใช้ขึ้นรูป ได้แก่ คิวโปรนิกเกิล ซึ่งเป็นส่วนผสมของทองแดงกับนิกเกิล โดยจะใช้ในการผลิตเหรียญสีเงินเป็นหลัก ทั้งยังมีความทนทานต่อการกัดกร่อนเป็นอย่างมากอีกด้วย

การนำทองเหลืองผสมสังกะสีไม่เกิน 5% เพื่อนำมาใช้ในการผลิตเหรียญ ซึ่งจะทำให้ได้เหรียญกษาปณ์ที่มีคุณภาพเช่นกัน หากแต่ไม่มีส่วนผสมของนิกเกิล จึงช่วยลดความเสี่ยงต่อการแพ้นิกเกิลของผู้ใช้งานได้ดี

เพราะทองแดง เป็นโลหะที่สามารถนำมารีไซเคิลเพื่อใช้งานได้หลากหลายครั้ง โดยไม่ทำให้คุณสมบัติเปลี่ยนไป จึงเป็นโลหะที่มีความสำคัญเป็นอย่างมาก และได้รับความนิยมในการนำมาใช้งานมากที่สุดด้วย โดยการนำมาใช้งานนั้น มักจะนำมาใช้ทั้งในรูปของโลหะบริสุทธิ์ และโลหะผสมกันอยู่ และนี่ก็คือ ประโยชน์อันน่ารู้เกี่ยวกับทองแดงอย่างครบวงจร 👍

ทองเหลือง (Brass) คืออะไร?

ทองเหลือง เป็นโลหะที่เกิดจากการผสมระหว่างทองแดงและสังกะสี แต่จะมีคุณสมบัติเฉพาะตัวที่แตกต่างกันไป เนื่องจากปริมาณของสังกะสีที่ผสมแล้วได้แปรเปลี่ยนไปอยู่ที่ประมาณ 5-45% โดยการค้นพบทองเหลืองนั้น คาดว่าน่าจะเป็นยุคสมัยก่อนประวัติศาสตร์ เพราะมีการนำทองเหลืองมาใช้ประโยชน์ในยุคสำริด และยังถูกเรียกว่าเป็นโลหะที่แข็งแกร่งที่สุดในยุคสำริดอีกด้วย โดยมีชื่อเรียกในตำนานว่า “โอริคัลคุม” นั่นเอง

ทองเหลือง เป็นโลหะที่มีสีเหลืองและมีบางส่วนที่คล้ายกับทองคำเป็นอย่างมาก มีคุณสมบัติในการต่อต้านการเกิดสนิมได้เป็นอย่างดี จึงมักนำทองเหลืองมาทำเป็นเครื่องประดับ เพื่อตกแต่งในบ้านเรือน และเครื่องมือเครื่องใช้ต่าง ๆ ด้วย สำหรับการค้นพบทองเหลืองนั้น คาดว่ามีการค้นพบมาตั้งแต่สมัยก่อนประวัติศาสตร์ โดยมีการนำเอาทองแดงมาหลอมละลายกับแร่คาลาไมน์ เพื่อดูดเอาสังกะสีออกมา แล้วผสมเข้ากับทองแดงจนกลายมาเป็นเป็นทองเหลืองในที่สุด

ในอุตสาหกรรมการผลิต สามารถแบ่งทองเหลืองออกได้เป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ คือ

1. ทองเหลืองประเภทรีดเป็นแท่ง หรือเป็นแผ่น
2. ทองเหลืองประเภทหล่อ

สำหรับความแตกต่างทางคุณสมบัติของทองเหลืองทั้ง 2 ประเภทนั้น สามารถหาข้อมูลได้จาก รายละเอียดคู่มือ ASTM หรือ JIS ที่เป็นมาตรฐานเกี่ยวกับการผลิตทองเหลืองโดยเฉพาะ ทั้งนี้ เพื่อสร้างความเข้าใจที่ตรงกันไว้ในรายละเอียดคู่มือ นอกจากนี้ ยังสามารถขอคำแนะนำได้ตามแหล่งซื้อขายทองเหลืองทั่ว ๆ ไปได้อีกด้วย

ข้อดีของทองเหลืองต่ออุตสาหกรรม

ผลิตภัณฑ์ทองเหลือง สามารถนำมาใช้ในงานอุตสาหกรรมได้อย่างแพร่หลาย โดยเฉพาะการนำมาประกอบกับเครื่องจักร เพื่อใช้ในการผลิตชิ้นส่วนต่าง ๆ ของรถยนต์ และอุปกรณ์สำคัญอื่น ๆ อีกมากมาย ทั้งสามารถนำมาทำเป็นอุปกรณ์เครื่องใช้ อย่างท่อทองเหลือง หรือข้อต่อทองเหลืองได้อีกด้วย นอกจากนี้ทองเหลือง สามารถนำมาใช้เป็นวัตถุดิบในอุตสาหกรรมยานยนต์ และอุตสาหกรรมการผลิตได้เป็นอย่างดี ซึ่งก็จะเห็นได้ว่าทองเหลืองมีบทบาทสำคัญในภาคอุตสาหกรรมเป็นอย่างมาก ทั้งสามารถสร้างรายได้ให้กับภาคอุตสาหกรรมได้ดีอีกด้วย

🤔 ทองแดงและทองเหลือง นำไฟฟ้าได้ต่างกันมากแค่ไหน?

• ค่าต้านทานไฟฟ้า ทองแดง = 1.68 × 10−8 Ω•m
• ค่าต้านทานไฟฟ้า ทองเหลือง = 3.16 × 10−8 Ω•m

ส่วนใหญ่ในตลาดใช้ส่วนผสมทองแดง 65% และสังกะสี 35%
ทองแดง จึงนำไฟฟ้าได้ดีกว่า ทองเหลือง ประมาณ 2-3 เท่า กันเลยทีเดียว!

🔥 การทนต่อความร้อน และจุดหลอมเหลว

การนำความร้อนเป็นปัจจัยที่สำคัญของการเลือกใช้วัสดุในการผลิตอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับไฟฟ้า เพราะเกี่ยวข้องกับเรื่องความปลอดภัยของผู้ใช้

• จุดหลอมเหลวของ ทองแดง  = 1,357.77 K หรือ 1,084.62 °C
• จุดหลอมเหลวของ สังกะสี  = 692.68 K หรือ 419.53 °C
• จุดหลอมเหลวของ นิกเกิล  = 1,728 K หรือ 1,455 °C
• จุดหลอมเหลวของ ทองเหลือง  (65:35) โดยประมาณ 800 °C

บทความนี้คงทำให้หลาย ๆ คนเข้าใจถึงจุดเด่นและประโยชน์การนำไปใช้งานของทองแดงและทองเหลืองกันแล้ว หวังว่าคงจะมีประโยชน์แก่ผู้อ่านไม่มากก็น้อย

>>สามารถติดตามบทความต่าง ๆ ของ KACHA ได้ตามนี้เลย<< 

ที่มา : Kacha