ทองแดง โลหะที่มนุษย์รู้จัก และมีการนำมาใช้งานเป็นชนิดแรกๆ
เมือพูดถึงโลหะที่มนุษย์รู้จักและมีการนำมาใช้งานเป็นชนิดแรกๆ ก็ต้องนึกถึง ทองแดง เพราะทองแดงนั้น มีหลักฐานพบว่า มนุษย์เริ่มรู้จักและมีการนำมาใช้ให้เกิดประโยชน์ ตั้งแต่ยุคก่อนประวัติศาสตร์ โดยมีการถลุงทองแดงขึ้นมา แล้วนำมาใช้ทำเป็นเครื่องมือเครื่องใช้ต่างๆ แต่รู้ไหมว่าจริงๆ แล้ว ทองแดงถือเป็นโลหะที่พบได้น้อยที่สุดบนเปลือกโลกของเรา โดยมีอยู่เพียง 0.0001% เท่านั้น แต่อย่างไรก็ถือได้ว่าเป็นโลหะที่มีตระกูล ทั้งสามารถพบได้ทั้งในรูปอิสระและรูปสารประกอบอีกด้วย ซึ่งในปัจจุบันการจะถลุงแร่ทองแดงออกมาใช้นั้นจะต้องนำสินแร่ทองแดง มาเผาในอากาศให้ได้ทองแดงที่บริสุทธิ์ และนำมาแยกด้วยกระแสไฟฟ้าอีกครั้ง ก็จะได้ทองแดงที่มีความบริสุทธิ์มากกว่า 99% และสามารถนำมาใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุด นอกจากนี้ก็ยังมีเรื่องราวเกี่ยวกับทองแดงที่คุณอาจยังไม่รู้อีกมากมาย
ประโยชน์น่ารู้ของทองแดง
สำหรับประโยชน์ของทองแดงมีหลายประการด้วยกัน ดังนี้
- มีคุณสมบัติในการนำไฟฟ้าเป็นอันดับสอง จึงนิยมนำมาใช้ทำลวดส่งกระแสไฟฟ้าและและอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดต่างๆ ทั้งช่วยป้องกันการไหม้ของสายไฟได้ดี
- ใช้เป็นส่วนผสมสำคัญ ในโลหะผสมหลายชนิด เช่น ทองเหลือง โมเนลและสำริด เป็นต้น
- เพิ่มความแข็งให้กับโลหะ โดยใช้ผสมกับเงินและทอง
- ใช้ในการทำเครื่องประดับและเหรียญตราต่างๆ ซึ่งก็จะได้เครื่องประดับที่สวยงามและทนทานอย่างมาก
จุดเด่นของทองแดง
ทองแดง มีจุดเด่นที่ทำให้ใครๆ ก็อยากจะนำมาใช้มากขึ้น นั่นก็คือ ความสามารถในการทนต่อการกัดกร่อนได้เป็นอย่างดี แม้ต่อให้อยู่ในน้ำทะเลที่ว่ากันว่ามีฤทธิ์ในการกัดกร่อนมากที่สุด ทองแดงก็ยังสามารถคงสภาพเดิมได้อย่างสวยงามอย่างยิ่ง ยกตัวอย่าง เมื่อคริสศตวรรษที่ 16 ได้มีการพบซากเรือที่จมอยู่ใต้ทะเล คาดว่าจมอยู่นานหลายปีแล้ว และพบรอกที่ทำจากทองแดง แต่ยังมีสภาพดีและใช้งานได้อย่างปกติที่สุด จึงทำให้ทราบว่า ทองแดงสามารถทาต่อการกัดกร่อนได้ดี
และอีกจุดเด่นที่น่าสนใจของทองแดง ก็คือ การเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตเล็กๆ จึงทำให้นิยมนำทองแดงมาทำเป็นปลอกในการหุ้มแผ่นไม้ต่อเรือ เพื่อป้องกันไม่ให้เพรียงหรือแมลงบางชนิดเข้ามากัดเซาะหรือทำลายไม้ได้ และการนำมาทำเป็นท่อส่งน้ำดื่มเพื่อฆ่าเชื้อโรคและเชื้อราต่างๆ ที่อยู่ในแหล่งน้ำอีกด้วยนั่นเอง
หลายคนอาจสงสัยว่า ในเมื่อทองแดงเป็นพิษต่อสัตว์เล็กๆ และหากนำมาทำเป็นท่อส่งน้ำดื่มจะไม่เป็นอันตรายต่อร่างกายของคนเราหรือ? ขอบอกเลยว่าไม่เป็นอันตรายอย่างแน่นอน เพราะทองแดงที่จะปนมากับน้ำดื่มมีปริมาณน้อยมาก จึงไม่สามารถทำอันตรายต่อร่างกายคนเราได้ แถมร่างกายก็มีระบบการขับทองแดงออกจากร่างกายตามปกติอยู่แล้ว ดังนั้นหากไม่ได้รับทองแดงมากเกินไป ก็หมดกังวลไปได้เลย
วิวัฒนาการของทองแดง
เนื่องจากโลหะทองแดง มักจะพบในรูปของสารประกอบ การจะเรียกว่าทองแดงได้นั้น จึงต้องทำการแยกทองแดงออกมาให้เป็นทองแดงบริสุทธิ์ที่มีแร่อื่นผสมอยู่ไม่เกิน 0.5% เสียก่อน ซึ่งทองแดงในรูปของสารประกอบที่พบบ่อยที่สุด ก็คือ ซัลไฟด์ โดยมีอยู่ 2 ชนิดด้วยกัน คือ แร่ทองแดงคาลไซด์ สีเทาดำและแร่คาลดีโพไรต์ สีเหลือง อีกทั้งแหล่งที่มักจะพบทองแดงได้มากที่สุด ก็คือ ชิลี แอฟริกาและสหรัฐอเมริกา
สำหรับวิวัฒนาการของทองแดง ได้ถือกำเนิดมาเป็นเวลา 10,000 ปีแล้ว เริ่มจากที่มนุษย์ยุคหินได้นำทองแดงมาทำเป็นอาวุธ ทั้งนี้ก็เพราะว่าทองแดงมีคุณสมบัติที่เหมาะสมกับการนำมาทำเป็นอาวุธดังนี้
- มีความเหนียว ขึ้นรูปง่าย
- มีความทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดี
แต่ถึงอย่างนั้น ทองแดงก็ยังมีข้อเสีย คือมีความแข็งแรงต่ำ การนำมาใช้งานจึงต้องอยู่ในขอบเขตจำกัดเท่านั้น
คุณสมบัติด้านความแข็งแรง
เพื่อให้ทองแดงมีความแข็งแรงมากขึ้น มักจะนำทองแดงมาขึ้นรูปเย็นหรือนำมาผสมกับธาตุอื่นๆ เข้าไป ซึ่งก็จะทำให้ทองแดงมีความแข็งแรงทนทานมากขึ้น โดยเรามักจะรู้จักทองแดงในรูปสารประกอบนี้ ในชื่อของ ทองสำริด นาก และทองเหลือง
การนำทองแดงมาใช้งาน
สำหรับตัวอย่างการนำทองแดงมาใช้งานที่เรามักจะเห็นกันบ่อยๆ นั้น ก็คือ เหรียญกษาปณ์ โดยมีขั้นตอนการผลิตเหรียญกษาปณ์ ด้วยการนำทองแดงมาใช้ ดังนี้
- นำแผ่นโลหะที่ผ่านการรีดเรียบร้อยแล้วมาทุบและขึ้นรูป โดยแผ่นโลหะที่นิยมมาใช้ขึ้นรูป ได้แก่ คิวโปรนิกเกิล ซึ่งเป็นส่วนผสมของทองแดงกับนิกเกิล โดยจะใช้ในการผลิตเหรียญสีเงินเป็นหลัก ทั้งยังมีความทนทานต่อการกัดกร่อนเป็นอย่างมากอีกด้วย
- การนำทองเหลืองผสมสังกะสีไม่เกิน 5% เพื่อนำมาใช้ในการผลิตเหรียญ ซึ่งก็จะได้เหรียญกษาปณ์ที่มีคุณภาพเช่นกัน หากแต่ไม่มีส่วนผสมของนิกเกิล จึงช่วยลดความเสี่ยงต่อการแพ้นิกเกิลของผู้ใช้งานได้ดี
เพราะทองแดง เป็นโลหะที่สามารถนำมารีไซเคิลเพื่อใช้งานได้หลากหลายครั้ง โดยไม่ทำให้คุณสมบัติเปลี่ยนไป จึงเป็นโลหะที่มีความสำคัญเป็นอย่างมาก และได้รับความนิยมในการนำมาใช้งานมากที่สุดด้วย โดยการนำมาใช้งานนั้น ก็มักจะนำมาใช้ทั้งในรูปของโลหะบริสุทธิ์และโลหะผสมกันอยู่ และนี่ก็คือ ประโยชน์อันน่ารู้เกี่ยวกับทองแดงอย่างครบวงจร
