Đồng thau loại vật liệu quan trọng, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực là loại vật liệu được sử dụng để chế tạo nhiều loại thiết bị, sản phẩm phục vụ con người. Trong bài viết này hãy cùng chúng tôi tìm hiểu các thông tin hữu ích, liên quan đến loại vật liệu này bao gồm: Đồng thau là gì?, đặc điểm và tính chất, ứng dụng trong thực tiễn, sự hình thành và phát triển,…

Sau đây mời quý bạn đọc đến với nội dung chính của bài viết!

Tìm hiểu về đồng thau

Đồng thau là gì?

Đồng thau (brass) là một loại hợp kim có thành phần chính là đồng và kẽm, trong đó tỉ lệ của đồng dao động từ 55% đến 95% và tỉ lệ của kẽm là từ 5% đến 45%, ngoài ra phụ thuộc vào yêu cầu về tính chất đối với vật liệu, trong quá trình chế tạo có thể thêm vào một số thành phần khác như: Nhôm, niken, chì,…

Loại hợp kim này được đánh giá là có độ bền cao, dễ gia công có khả năng chống ăn mòn, khả năng chịu lực, chịu va đập tốt.

Dựa trên tỉ lệ thành phần các chất có trong vật liệu, dẫn đến sự khác biệt về tính chất của vật liệu và vì thế đồng thau được chia thành nhiều loại khác nhau.

Phụ thuộc đặc điểm tính chất của từng sản phẩm, đồng thau được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm cơ khí chế tạo, trang trí nội thất, nhạc cụ,…

Đồng thau được tạo ra như thế nào?

Quy trình sản xuất đồng thau được bắt đầu từ khâu chuẩn bị, các thành phần nguyên liệu sử dụng cho hợp chất bao gồm đồng, kẽm và các chất phụ gia khác.

Đồng và kẽm sau đó được cắt nhỏ, cho vào lò nung và nung đến nhiệt độ nóng chảy. Khi mà các thành phần vật liệu đều chuyển sang trạng thái lỏng, chúng được khuấy đều lên để các thành phần được hòa lẫn vào nhau, và tạo thành một dung dịch đồng nhất về thành phần, các chất phụ gia được thêm vào có vai trò hỗ trợ liên kết, và loại bỏ các tạp chất không mong muốn trong quá trình chế tạo.

Đồng thau nóng chảy sau đó được đổ vào khuôn để làm nguội và đông đặc, tạo thành hình dạng mong muốn. Sau khi đồng thau đã nguội và cứng lại, nó có thể trải qua quá trình xử lý bổ sung, chẳng hạn như đánh bóng hoặc gia công cơ khí, để đạt được độ hoàn thiện hoặc hình dạng mong muốn.

Đồng thau được sử dụng từ khi nào?

Đồng thau được phát hiện từ lần đầu tiên từ khoảng năm 500 Trước Công Nguyên, là một loại vật liệu màu sắc gần giống như màu sắc của “vàng nguyên chất”.

Người La Mã cổ đại sử dụng đồng thau để chế tạo đồ vật trang trí, trang sức do vật liệu này có màu ánh kim, khó bị oxi hóa ở điều kiện bình thường.

Sử dụng để chế tạo tiền xu và vũ khí do những tính chất độ cứng và độ bền cao, khả năng chống ăn mòn.

Vào thời trung cổ đồng thau được sử dụng để chế tạo nhiều loại thiết bị, và vật dụng như các bộ phận trong kính thiên van, đồng thau được đánh bóng để làm gương, và nhiều loại vật dụng khác.

Trong thời kỳ phát triển của cuộc cách mạng công nghiệp, bắt đầu từ cuối thế kỷ 18, đồng thau được sử dụng nhiều hơn để chế tạo các chi tiết được sử dụng trong máy móc.

Tính chất của đồng thau

Giống như tất cả các loại vật liệu khác, đồng thau cũng có những tính chất riêng biệt, và khi tìm hiểu về đồng thau hay bất kỳ một loại vật liệu nào khác, thì những thông tin liên quan đến tính chất của vật liệu, luôn là điều mà chúng ta nên lưu tâm, việc hiểu rõ tính chất của vật liệu cho phép chúng ta xác định xem vật liệu sẽ phù hợp để sử dụng cho những công việc cụ thể nào.

Màu sắc: Đồng thau thường có màu vàng ánh kim.
Tính dẫn nhiệt và dẫn điện: Đồng thau có khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt tương đối tốt.
Nhiệt độ nóng chảy: Trong khoảng từ 900℃ đến 940 ℃ (phụ thuộc vào tỉ lệ pha trộn các chất).
Độ bền: Đồng thau có độ bền khá cao, vì chúng có đầy đủ các cơ tính và hóa tính bao gồm khả năng chống ăn mòn, độ cứng, độ dẻo, khả năng dát mỏng,… Từ đó mang lại cho loại vật liệu này khả năng chịu va đập, làm việc với một số hóa chất, chịu được nhiệt độ ở mức tương đối cao.
Khối lượng riêng trung bình: Từ 8.3 g/cm³ đến 8.7 g/cm³ (phụ thuộc vào tỉ lệ thành phần các chất cấu thành).
Dễ dàng gia công: Đồng thau là một loại vật liệu được đáng giá là có khả năng gia công dễ dàng, chúng có thể được chế tạo thành các vật dụng hoặc chi tiết, thông qua nhiều phương pháp gia công khác nhau, có thể kể đến như đúc, tiện, phay, bào, rèn, dập,…

Ứng dụng của đồng thau trong công nghiệp và đời sống hàng ngày

Xuất phát từ những tính chất đặc biệt chỉ của đồng thau, trải qua quá trình dài ứng dụng vào thực tiễn, loại vật liệu này được ứng dụng để chế tạo rất nhiều loại vật dụng và chi tiết khác nhau.

Một số ví dụng về ứng dụng thực tiễn của đồng thau có thể kể đến như:

Trong đời sống hàng ngày: Quanh ta có thể thấy rất nhiều loại vật dụng, được chế tạo từ đồng thau, có thể kể đến bao gồm đồ trang trí nội thất, đường ống nước, các loại vật dụng thường dùng trong gia đình,…
Trong các thiết bị máy móc: Loại vật liệu này được sử dụng trong rất phổ biến trong các loại máy móc, để chế tạo các chi tiết và cơ cấu của các loại thiết bị và máy móc.
Sử dụng trong các thiết bị điện tử: Ngoài các loại máy móc cơ khí, đồng thau được sử dụng khá phổ biến trên các loại thiết bị điện tử, với tính năng chống ăn mòn tốt, kết hợp với khả năng dẫn điện, loại vật liệu này trong nhiều trường hợp được sử dụng, với nhiệm vụ dẫn điện.
Sử dụng để chế tạo các loại van vòi và phụ kiện đường ống: Van cầu đồng lắp bích, van cổng đồng, van bi đồng,…

Trên đây là một vài ví dụ thể hiện khả năng ứng dụng của đồng thau, và tất nhiên không dừng lại ở đó, loại vật liệu này được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nữa. Qua những ví dụ trên hy vọng bạn đọc có thể, hiểu rõ hơn về tính chất, cũng như tầm quan trọng của đồng thau.

Điểm mạnh và hạn chế của đồng thau

Là loại vật liệu được sử dụng phổ biến trong nhiều ứng dụng khác nhau, nhìn chung đồng thau được đánh giá là mang nhiều điểm vượt trội hơn so với nhiều loại vật liệu khác, tuy nhiên song song với đó, loại vật liệu này vẫn còn tồn tại một số những hạn chế nhất định, và chúng là gì? Chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu ngay sau đây.

Ưu điểm

Tính kháng ăn mòn cao: Khả năng chống lại sự ăn mòn và oxi hóa, do đó nó thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu tính bền và độ bền cao.
Dễ gia công: Bắt nguồn từ tính dẻo và dễ cắt, khoan, uốn và hàn, do đó nó rất dễ để gia công thành các bộ phận khác nhau.
Độ bền cao: Tính bền tốt và kháng va đập, làm cho nó trở thành một vật liệu được ưa chuộng trong sản xuất, các bộ phận máy móc và thiết bị khác nhau.
Tính dẫn điện và dẫn nhiệt tốt: Tính dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, do đó nó thường được sử dụng trong các ứng dụng điện tử và làm mát.

Hạn chế

Giá thành cao: Là loại vật liệu mang nhiều tính chất tốt, đồng thời cũng cần đến nhiều công đoạn để, có thể tạo thành phôi kim loại bạn đầu. Nên nếu so sánh với nhiều loại vật liệu khác, đồng thau có mức giá tương đối cao, khi so sánh cùng một khối lượng vật liệu.
Bị ăn mòn khi tiếp xúc với hóa chất có tính ăn mòn mạnh: Mặc dù có khả năng chống ăn mòn, tuy nhiên khi tiếp xúc trực tiếp với các loại hóa chất có tính ăn mòn mạnh, vật liệu này vẫn có thể bị ăn mòn, đây cũng là điều cần lưu ý khi lựa chọn, vật liệu trong quá trình thiết kế chế tạo.
Khả năng chịu nhiệt không cao: Với ngưỡng nhiệt độ nóng chảy nằm trong khoảng từ 900℃ đến 940℃, đồng thau không được đánh giá cao về khả năng chịu nhiệt độ.

Từ những ưu điểm và nhược điểm trên, nhìn chung đồng thau là loại vật liệu có nhiều đặc tính tốt, phù hợp để làm vật liệu chế tạo nhiều loại chi tiết, thiết bị và công cụ.

So sánh đồng thau và đồng nguyên chất

Cả đồng thau và đồng nguyên chất đều là hai loại vật liệu, được sử dụng từ rất lâu về trước và cho đến hiện tại chúng vẫn được sử dụng rất phổ biến. Bắt nguồn từ sự khác biệt, do đó cả hai loại vật liệu này được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau. Tuy nhiên chúng cũng có nhiều điểm tương đồng, vậy nên trong thực tế, có không ít người vẫn còn đôi chút nhầm lẫn về hai loại vật liệu này, phần nội dung chúng tôi cung cấp dưới đây, hy vọng sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về hai loại vật liệu này.

Màu sắc: Đồng thau có màu vàng sáng còn đồng nguyên chất sẽ có màu nâu đỏ.
Thành phần hóa học: Đồng nguyên chất được cấu thành từ 100% là đồng (Cu), trong khi đó đồng thau là một loại hợp kim có thành phần chính là đồng và kẽm, ngoài ra còn nhiều thanh phần phụ khác, tỷ lệ phần trăm của các chất có trong đồng thau, có thể thay đổi tùy thuộc vào mục đích.
Cơ tính: Do trong thành phần có chứa kẽm và một số thành phần khác, đồng thau có độ cứng cao hơn so với đồng nguyên chất. Đổi lại thì đồng nguyên chất có độ bền kéo cao hơn.
Tính dẫn nhiệt và dẫn điện: Đồng được đánh cao hơn so với đồng thau về khả năng dẫn điện cũng như dẫn nhiệt.
Ứng dụng: Mặc dù cả đồng và đồng thau, thường xuyên được sử dụng trong nhiều ứng dụng liên quan đến nhau, tuy nhiên do sự khác biệt về tính chất vật lý và tính chất hóa học, chúng được sử dụng trong các bộ phận riêng biệt, đảm nhận những chức năng cụ thể như: Đồng thường được sử dụng để đảm nhiệm vai trò dẫn điện, dẫn nhiệt. Còn đồng thau được sử dụng cho những ứng dụng yêu cầu khả năng chịu lực.