Aleación de oro y cobre | |
Tumbaga Pectoral: Aleación de Oro-Cobre | |
Identificación | |
---|---|
Sinónimos |
cuproaleación, combinación de elementos metálicos |
Apariencia | color sólido, líquido, dorado y cobrizo |
Propiedades químicas | |
Fórmula bruta | AuCu por 50% a. Cu |
Masa molar | 13020 u. por 50% en. Cu |
Propiedades físicas | |
T ° fusión | 910 ° C (congruente) |
Cristalografía | |
Sistema de cristal | Cúbico centrado en la cara |
Clase de cristal o grupo espacial | Fm3m para (Au, Cu)
Pm3m para Au 3 Cu P4 / mmm para AuCu (I) Imma para AuCu (II) Pm3m para AuCu 3 (I) P4mm para AuCu 3 (II) |
Unidades de SI y STP a menos que se indique lo contrario. | |
La aleación de oro y cobre es una aleación producida por fusión de la combinación de oro , con el símbolo químico Au, y cobre , con el símbolo químico Cu, que se utiliza a menudo en la industria de la joyería. El propósito principal de una aleación es, a partir de elementos simples, crear un compuesto con propiedades diferentes o incluso nuevas. Las fases oro-cobre son una de las aleaciones más estudiadas en la actualidad.
Uno de los primeros vestigios reportados de aleación de oro y cobre proviene de excavaciones realizadas durante un proyecto arqueológico realizado en Maisabel. Este sitio ha estado ocupado por un período que varía desde aproximadamente100 a. C. J.-C.al 1200. Esta investigación reveló que uno de los objetos más antiguos encontrados presentaba una pieza de metal que no era otra que una aleación, compuesta por aproximadamente 55% de cobre y 40% de oro (así como 5% de plata ). Es el primer rastro arqueológico reportado de una aleación de oro y cobre en las Indias Occidentales.
En América Central y del Sur, también se sabe que las civilizaciones precolombinas utilizaron aleaciones de oro y cobre, principalmente con fines decorativos. Tumbaga es el nombre que le dieron los conquistadores a esta aleación . A veces también encontramos aquí rastros de plata, considerados como impurezas en la aleación.
Es una de las primeras aleaciones para las que se han descubierto y estudiado transformaciones de orden-desorden.
El oro y el cobre son dos elementos químicos pertenecientes a la tríada cobre, plata, oro, es decir que son compuestos con propiedades químicas muy similares, lo que puede explicar la existencia de la aleación AuCu. Ambos están agrupados en la familia de los metales de transición y ambos tienen buena conductividad térmica y eléctrica y son resistentes a la corrosión . Se pueden utilizar, por ejemplo, para crear conexiones en diferentes componentes electrónicos. Una de las mayores diferencias es su costo, debido a la escasez de oro, su costo es mayor. El cobre es más abundante en el medio natural.
Es una aleación 100% metálica que permite reducir la cantidad de oro utilizado y por tanto abaratar el coste de producción, al tiempo que mejora la inestabilidad del cobre.
El uso de la aleación de oro y cobre ha evolucionado mucho con el tiempo. Antiguamente se utilizaba principalmente para la decoración de objetos. Luego se utilizó más recientemente en la industria de la joyería, que es una de sus principales aplicaciones. Pero últimamente, la aleación AuCu está surgiendo en el campo de la nanociencia, donde se utiliza como catalizador de reacciones químicas.
A escala nanométrica, las nanoaleaciones de oro y cobre también se utilizan en el campo de la catálisis, en particular en la reacción de oxidación del monóxido de carbono a CO 2; pero también en el campo de la óptica, como la fuerte resonancia de plasmón superficial .
La aleación de oro y cobre se puede crear de forma natural mediante procesos geológicos muy prolongados. Sin embargo, ahora se puede sintetizar por fusión, en el laboratorio. Su forma nanométrica, por otro lado, se genera mediante el método de implantación de iones .
Una de las principales propiedades de la aleación es la creación de compuestos intermetálicos (Au 3 Cu, AuCu, AuCu 3 ). Estos compuestos son fases que se forman en función de la composición de la baja temperatura de la aleación a Z: inferior a 450 ° C . En realidad, se demostró que había 2 fases alrededor de AuCu (I y II), pero los diagramas de fase a menudo se simplifican a solo los 3 compuestos mencionados anteriormente. Lo mismo ocurre con la fase AuCu 3 . A una temperatura superior a aquella para la que se obtienen las fases ordenadas, existe una solución sólida de oro y cobre para todas las composiciones de la aleación. Esto significa que a altas temperaturas, el oro y el cobre son completamente miscibles en todas las proporciones. Podemos hablar de un modelo de sistema bimetálico para la aleación Au-Cu.
Esta aleación tiene un punto de fusión congruente a baja temperatura, es decir, pasa de una fase sólida a una líquida fácilmente, sin cambio de composición dentro de la aleación; esto es lo que hace su popularidad. Debido a su forma desordenada, la aleación de AuCu tiene una fusión congruente a 910 ° C con una composición de 44% atómico de cobre. También permite una disminución de la temperatura del punto de fusión. De hecho, el punto de fusión del cobre puro está a 1.084 ° C y el del oro a 1.064 ° C , mucho más alto que el punto de fusión congruente establecido.
Se desconoce el diagrama de fase experimental de la aleación a nanoescala porque el estudio de la calorimetría para nanopartículas aún es complicado. Solo se pueden considerar enfoques teóricos. Las nanopartículas que componen el sistema tienen un tamaño muy pequeño que puede ser inferior a los 10 nanómetros. Pueden tener diferentes formas geométricas como por ejemplo el icosaedro, el cubo, el octaedro, el decaedro, el dodecaedro y el octaedro truncado. De estos, el dodecaedro, el octaedro truncado y el icosaedro son las estructuras más estables. El efecto de la reducción de tamaño en la aleación de oro y cobre reducirá drásticamente su temperatura de fusión congruente y la cambiará a una composición de aleación más rica en cobre.