KUPFER
Vorkommen und Gewinnung
Kupfer ist das chemische Element mit der Ordnungszahl 29 und dem Symbol Cu. Es hat eine rötliche Farbe und gehört zur Familie der Übergangsmetalle, genauer gesagt zur Kupfergruppe, die es mit Gold und Silber teilt. Kupfer ist relativ häufig in der Erdkruste vorhanden (68 ppm). Zum Vergleich: Titan kommt mit 5650 ppm vor, während Gold nur in einer Konzentration von 0,004 ppm vorhanden ist. Im Jahr 2023 waren die wichtigsten Kupferproduzenten die Vereinigten Staaten, Russland und Indonesien.*
Kupfer gehört zu den wenigen Metallen, die in gediegener Form vorkommen. Es ist zudem in zahlreichen Mineralformen zu finden, insbesondere in Sulfiden, aufgrund seines chalcophilen Charakters. Kupfer wird durch verschiedene mechanische und physikalische Prozesse aus dem Erz gewonnen und anschließend durch Elektrolyse gereinigt.
Eigenschaften
Mechanisch betrachtet ist Kupfer duktil und verformbar. Seine Härte und Elastizität können durch Kaltverformungsverfahren wie Walzen oder Kaltverfestigung gezielt verändert werden. Kupfer ist nach Silber das Metall mit der höchsten elektrischen und thermischen Leitfähigkeit. Aufgrund seiner mechanischen und elektrischen Eigenschaften ist es das bevorzugte Metall für die Herstellung von Drähten und elektrischen Kabeln.
Kupfer oxidiert nicht bei Kontakt mit trockener Luft. Es reagiert jedoch mit Wasser und Kohlendioxid, wodurch eine Schutzschicht aus Kupferoxid (Grünspan) entsteht, ähnlich wie bei Titan und Aluminium. Diese Patinaschicht verleiht dem Kupfer eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit.
*Statista.com
Geschichte und Bedeutung
Kupfer und Gold sind die ersten Metalle, die vom Menschen bearbeitet wurden. Die frühesten Spuren der Kupferschmelze sind auf etwa 6000 v. Chr. datiert. Aufgrund seines natürlichen Vorkommens, seiner Duktilität, Verformbarkeit und hohen Wärmeleitfähigkeit wurde Kupfer schnell zu einem geschätzten Metall für die Herstellung zahlreicher nützlicher Gegenstände. Seine rötliche Farbe verlieh ihm zudem eine dekorative Bedeutung.
Um 2700 v. Chr. begann das Bronzezeitalter. Bronze ist eine Legierung aus Kupfer und Zinn. Härter als Kupfer wurde Bronze zunächst für die Herstellung scharfer Waffen verwendet. Kupfer prägte somit die Geschichte der Menschheit und blieb stets ein begehrtes Metall für die Herstellung verschiedenster Gebrauchs-, Technik-, Wissenschafts- und Ziergegenstände.
Das späte 19. Jahrhundert brachte mit der Einführung der Elektrizität und dem Beginn der industriellen Ära einen neuen Aufschwung für die Kupferproduktion. Durch die gesamte Geschichte hindurch war Kupfer, ob in reiner Form oder als Legierung, stets in unseren Uhren und Zeitmessern präsent.
Kupfer in der Uhrmacherei
Ob rein oder legiert – Kupfer ist in der Uhrmacherei allgegenwärtig, sei es für die Herstellung von Uhrwerkskomponenten, Gehäusen, Zifferblättern, Werkzeugen oder sogar Elektroden. In seiner reinen Form wird Kupfer hauptsächlich wegen seiner elektrischen Eigenschaften verwendet (für Kontakte und Leiter). Es kommt auch in der Tribofinition als Trägermaterial für Schleifmittel zum Einsatz. Zudem dient Kupfer als Basis für emaillierte Zifferblätter.
In legierter Form ist Kupfer noch weit verbreiteter. Es findet sich in Messing- und Neusilberlegierungen für Platinen, Brücken und Räder sowie in zahlreichen Aluminiumlegierungen (Kupferaluminium) oder Berylliumlegierungen (Kupferberyllium), die sowohl für das Uhrwerk als auch für das Gehäuse verwendet werden. Aufgrund ihrer außergewöhnlichen mechanischen Festigkeit sind Kupferberyllium-Legierungen bei Uhrmachern besonders geschätzt. Ihr Einsatz ist heute jedoch durch die REACH-Verordnung streng reglementiert und eingeschränkt, da Beryllium gesundheitsschädlich ist.