Đồng tiền cổ

Đồng tiền cổ, hoặc còn được gọi là đồng đỏ, đồng vàng, đồng thanh, là tập hợp các hợp kim của đồng, thường với thiếc là thành phần chính, đôi khi có thêm các nguyên tố khác như phosphor, mangan, nhôm, silic, v.v; tuy nhiên, tên gọi này không áp dụng cho hợp kim của đồng với kẽm (gọi là đồng thau) hay với nickel (gọi là đồng nickel hoặc nickel bạc) (xem bảng bên dưới).

Theo định nghĩa của từ điển bách khoa Việt Nam:

ĐỒNG TIỀN CỔ:. (A. bronze; Ph. bronze; cg. đồng đỏ, đồng thanh), là hợp kim của đồng (Cu) và thiếc (Sn), có thể chứa thêm nhôm (Al), beryli (Be), chì (Pb),...

Chất liệu này nổi bật với độ bền cao, khả năng chống uốn và cắt. Nó được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau và có nguồn gốc từ thời kỳ đồ đồng trong lịch sử nhân loại. Đồng điếu, hợp kim cổ xưa nhất do con người chế tạo, đã xuất hiện từ khoảng 3000 năm trước Công nguyên.

Một số từ điển gọi hợp kim này là đồng thanh. Thuật ngữ 'đồng thanh' bắt nguồn từ 'thanh đồng' (青铜) trong tiếng Trung, nghĩa là 'đồng màu xanh'. Người Trung Quốc nhận thấy đồng điếu có màu xanh khi bị oxy hóa. Một số từ điển khác gọi nó là đồng thiếc, mặc dù tên gọi này có thể không hoàn toàn chính xác vì một số dạng đồng điếu hiện nay không chứa thiếc.

Lịch sử

Nhiều nền văn minh đã phát triển mạnh mẽ nhờ vào việc khám phá và ứng dụng đồng điếu cũng như đồng thau. Đây là một trong những phát minh hợp kim sớm nhất của nhân loại, mang lại sự tiến bộ vượt trội so với các vật liệu trước đó. Đồng điếu được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như dụng cụ, vũ khí, áo giáp, trang trí, mỹ thuật và điêu khắc.

Các đặc tính

Về mặt kỹ thuật, đồng điếu được phân loại theo thành phần hợp kim. Có hai loại chính: đồng điếu chứa thiếc (hay đồng thiếc) và đồng điếu không chứa thiếc như đồng điếu nhôm, đồng điếu beryli, v.v. Tỷ trọng của các loại đồng điếu dao động từ 7,5 đến 8 g/cm³, với nhiệt độ nóng chảy từ 930 đến 1140 °C, tùy thuộc vào thành phần hợp kim.

Đồng điếu chứa thiếc

Đồng điếu thiếc, hoặc đồng thiếc, là dạng đồng điếu được ứng dụng sớm nhất. Thiếc tăng cường độ bền và độ dẻo của đồng tương tự như kẽm. Hợp kim đồng thiếc có độ bền chống ăn mòn và khả năng chịu mài mòn cao, làm cho nó phù hợp cho công nghiệp hóa chất và các ứng dụng yêu cầu vật liệu chịu mài mòn.

Đồng thiếc có khả năng gia công tốt bằng áp lực và cắt gọt. Độ co ngót khi đúc của nó rất thấp, dưới 1%, so với đồng thau và gang (khoảng 1,5%) và thép (trên 2%). Mặc dù có sự không đồng nhất khi kết tinh và độ chảy loãng không cao, đồng thiếc vẫn được sử dụng để sản xuất các vật đúc phức tạp và đồ đúc nghệ thuật. Hợp kim này đã được biết đến từ thời cổ đại, với thành phần chủ yếu là 75-90% đồng và 10-25% thiếc. Các sản phẩm đồng thiếc khi mới đúc có vẻ ngoài giống như vàng, nhưng khó nóng chảy hơn. Đồng thiếc vẫn giữ vai trò quan trọng trong thế giới hiện đại.

Đồng thiếc có thể được hợp kim hóa với kẽm, nickel và phosphor. Kẽm có thể thêm tới 10%, không làm thay đổi nhiều tính chất của đồng thiếc, nhưng giúp giảm giá thành. Chì và phosphor tăng khả năng chịu mài mòn và dễ gia công bằng cắt gọt.

Đồng điếu không chứa thiếc

Vì chi phí cao của thiếc, người ta đã tìm kiếm các chất thay thế cho đồng thiếc. Các loại đồng điếu mới này chứa ít thiếc hơn hoặc hoàn toàn không chứa thiếc.

Hiện nay, có nhiều loại đồng điếu không chứa thiếc. Chúng là hợp kim đa thành phần của đồng với nhôm, mangan, sắt, chì, nickel, beryli, silic, v.v. Những hợp kim này có độ co ngót cao hơn so với đồng thiếc. Tuy nhiên, về một số tính chất khác, đồng điếu không thiếc có thể vượt trội hơn đồng thiếc. Ví dụ, đồng điếu nhôm và silic có tính cơ khí tốt hơn, trong khi đồng điếu nhôm chống ăn mòn tốt hơn và đồng điếu silic có độ chảy loãng tốt hơn.

Độ bền của đồng điếu nhôm và beryli có thể được cải thiện thông qua gia công nhiệt.

Cũng cần lưu ý đến các hợp kim đồng-phosphor. Mặc dù chúng không thường được dùng trong chế tạo cơ khí và ít được gọi là đồng điếu, chúng vẫn được giao dịch trên thị trường toàn cầu. Chúng đóng vai trò như hợp kim trung gian để sản xuất nhiều loại đồng điếu chứa phosphor và để khử oxy trong các hợp kim đồng.

Phân loại hợp kim đồng

Trong văn học dân gian Việt Nam

Chuông đồng điếu ngân vang,

Những lời của anh khiến em say đắm lòng.

Thật tiếc hạt gạo tám xoan,

Thổi nồi đồng điếu, lại thêm nước cà.

Chú giải

• Đồng (nguyên tố hóa học)
• Đồng thau
• Các hợp kim đồng

Các liên kết hữu ích

• Tượng đồng thế kỷ 19 đúc bằng cát
• Quy trình đúc đồng giải thích - hình ảnh rõ nét
• Hoạt hình về quy trình đúc sáp mất Lưu trữ 2007-05-01 tại Wayback Machine
• Giải thích quy trình đúc sáp mất Lưu trữ 2007-05-21 tại Wayback Machine
• Bảng dữ liệu ô nhiễm quốc gia - Đồng và hợp chất Lưu trữ 2008-03-02 tại Wayback Machine
• Cơ sở đúc hoạt động liên tục hơn 125 năm Lưu trữ 2007-05-04 tại Wayback Machine
• Truyền thống đúc đồng 3000 năm Lưu trữ 2007-06-27 tại Wayback Machine