مس
ویژگی‌ها > رفتار و ویژگی‌های عمومی

مس یک فلز مهم مهندسی است که کاربرد آن قدمتی بیش از ۶۰۰۰ سال دارد. مس به صورت خالص، ستون فقرات صنعت برق بوده‌است. مس همچنین فلز پایه تعدادی از آلیاژها است که عموماً به عنوان برنج و برنز شناخته می‌شوند. در مقایسه با سایر مواد مهندسی، مس و آلیاژهای مس دارای سه ویژگی مهم هستند: (۱) هدایت الکتریکی و حرارتی بالا، (۲) استحکام مفید با شکل‌پذیری بالا، و (۳) مقاومت در برابر خوردگی در طیف وسیعی از محیط‌ها. تقریباً دو سوم کل مس تولید شده، به دلیل رسانایی الکتریکی عالی آن، در کاربردهای برقی، از جمله سیم‌کشی، استفاده می‌شود. سایر کاربردهای اصلی مس استفاده در لوله‌کشی، گرمایش و تهویه مطبوع و شیرآلات و اتصالات صنعتی است. مس بدون افت کیفیت قابل بازیافت است و بعد از آهن و آلومینیوم سومین فلز بازیافتی است.
مس خالص در حالت آنیل شده خود دارای استحکام کششی در حدود تنها ۲۰۰ مگاپاسکال با توانایی ازدیاد طول نزدیک به ۶۰ درصد است. از طریق کار سرد، استحکام کششی می‌تواند بیش از دو برابر شود و به بیش از ۴۵۰ مگاپاسکال برسد، با کاهش توانایی ازدیاد طول تا حدود ۵٪. مس به دلیل استحکام نسبتاً کم و شکل‌پذیری بالا، فلزی بسیار مطلوب برای کاربردهایی است که در آن شکل‌دهی گسترده مورد نیاز است. از آنجایی که دمای تبلور مجدد مس کمتر از ۲۶۰ درجه سلسیوس است، اثرات افزایش سختی کرنشی را می‌توان به راحتی حذف کرد تا خواص نهایی مطلوب ایجاد شود یا تغییر شکل بیشتر امکان‌پذیر شود. مس و آلیاژهای مس به خوبی با طیف وسیعی از فرآیندهای ساخت، از جمله ریخته‌گری، ماشین‌کاری، اتصال‌دهی، و تکمیل سطح با آبکاری یا پرداخت سازگار هستند.
مس سنگین‌تر از آهن است. اگرچه استحکام آن می‌تواند بسیار بالا باشد، نسبت استحکام به وزن آلیاژهای مس معمولاً کمتر از مواد ضعیف‌تری مانند آلومینیوم و منیزیم است. علاوه بر این، هنگامی که مس در دمای بالا استفاده می‌شود، ممکن است مشکلاتی ایجاد شود. آلیاژهای مس در دمای بالای ۲۲۰ درجه سلسیوس نرم می‌شوند و اگر مس برای مدت طولانی در دمای بالا تحت تنش قرار گیرد، ممکن است شکست بین کریستالی رخ داده و استحکام آن به نیمی از استحکام معمول آن در دمای اتاق برسد. مس و آلیاژهای مس در حالی که اصطکاک کم و مقاومت خوبی در برابر سایش چسبی دارند، ویژگی‌های خوردگی سایشی ضعیفی دارند.
با این حال، خواص مس در دمای پایین بسیار جذاب است. با کاهش دما، استحکام افزایش می‌یابد، و حتی در شرایط کرایوژنیک مواد شکننده نشده و شکل‌پذیری خود را حفظ می‌کنند. رسانایی الکتریکی نیز با کاهش دما افزایش می‌یابد.
مس و آلیاژهای مس به خوبی به روش‌های افزایش استحکام پاسخ می‌دهند، به طوری که قوی‌ترین آلیاژهای آن ۱۵ تا ۲۰ برابر قوی‌تر از ضعیف‌ترین آنها است. به دلیل طیف گسترده‌ای از خواص، مواد اغلب می‌توانند با نیازهای مخصوص یک طرح، طراحی شوند. سفتی الاستیک بین ۵۰ تا ۶۰ درصد فولاد است. علاوه بر این، آلیاژهای مس غیر مغناطیسی بوده، پیروفوریک یا جرقه‌زا نبوده (تکه‌ها یا ذرات آن در هوا نمی‌سوزند)، رسوب بیولوژیکی نکرده (از رشد ارگانیسم‌های دریایی جلوگیری می‌کند که خاصیت منحصر به فرد مس است) و در طیف گسترده‌ای از رنگ‌ها (از جمله زرد، قرمز، قهوه‌ای و نقره‌ای) موجود است.
سازمان حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) خواص ضد میکروبی بیش از ۳۵۰ آلیاژ مس (همه با حداقل ۶۰ درصد مس) را تأیید کرده‌است که بیش از ۹۹٫۹ درصد از باکتری‌ها (از جمله استافیلوکوک و ای. کولای) را ظرف ۲ ساعت پس از آلودگی از بین می‌برد و عملکرد ضد باکتریایی مداوم را حتی پس از استفاده مکرر و آلودگی مجدد ارائه می‌دهد. کدر شدن معمولی اثر ضد میکروبی آن را مختل نمی‌کند، اما فلزات نمی‌توانند هیچ گونه واکس یا پوششی داشته باشند. به دلیل این ویژگی، آلیاژهای مس را می‌توان به خوبی در کاربردهایی که شامل سطوحی می‌شود که به‌طور مکرر توسط افراد مختلف لمس می‌شوند، مانند دستگیره‌های در و دستگیره‌های شیر سینک جایگزین فولاد زنگ‌نزن کرد. اجزای مسی همچنین می‌توانند پاتوژن‌های موجود در هوا را در سیستم‌های گرمایش و تهویه مطبوع کاهش دهند. انتظار می‌رود استفاده از مس در بیمارستان‌ها، مدارس، ساختمان‌های عمومی، اماکن ورزشی، خانه‌های سالمندان، مراکز خرید، وسایل حمل‌ونقل عمومی، فرودگاه‌ها، فضای داخلی هواپیماها و کشتی‌های کروز و حتی خانه‌های شخصی گسترش یابد.