Transcript COPPER(CU)
مس مس یکی از مفیدترین و پر مصرف ترین عناصر فلزی است و گفته می شود که اولین فلز کشف شده توسط بشر بوده است ، چون جزء محدود فلزاتی است که به شکل خالص در طبیعت یافت می شود (مثل طال و ،نقره و ) ...رنگ این فلز پرتقالی مایل به سرخ است که جاذبه خاصی به آن می دهد و از دیر باز مورد تقاضای بشر بوده است . تاریخچه پیدایش مس در حدود 6000سال قبل از میالد ،بشر دریافت که می تواند مس را در کوره ذوب نموده آن را به شکل مورد نظر قالب گیری نماید .به این ترتیب رابطه مابین سنگ معدن محتوی مس و مس فلزی کشف گردید و مشخص شد که می توان با کمک آتش و زغال چوب ،سنگ معدن مس را احیا نمود و مس آنرا بدست آورد .این اکتشاف سر آغاز عصر فلزات و پیدایش و شکل گیری دانش متالورژی بود . تاریخچه پیدایش مس در طول قرون وسطی و در اوایل عصر جدید ،استخراج ، متالورژی و تولید فرآورده های نهایی مس در اروپا متمرکز گردید و به خصوص آلمان تکنولوژی جدیدی برای صنعت مس ابداع نمود و بکارگیری مس در تولید توپ برنجی و سایر تجهیزات و ادوات نظامی موجب افزایش مصرف مس گردید . در قرن هجدهم مرکز صنعت جهانی مس به بریتانیا منتقل گشت و این کشور تا پایان این قرن بزرگترین تولید کننده مس گردید .به طوری که 4/3کل مس تولید شده در جهان را عرضه می داشت . تاریخچه پیدایش مس از زمانی که بشر آموخت سالحها و ابزار های خود را از آهن و فوالد تهیه نماید ،مس نقش های دیگری در زندگی او پیدا کرد .مس به عنوان یک فلز با دوام و زیبا به گونه ای همه جانبه در تولید وسایل خانگی ،لوله های آب ، دریانوردی و سایر مواردی که احتیاج به فلزی مقاوم در برابر خوردگی بود ،مورد استفاده قرارگرفت .خاصیت فوق العاده آن در هدایت جریان برق ( بعد از نقره ) سبب گردید که در قرن بیستم بیشترین کاربرد را در این زمینه داشته باشد. خواص فیزیکی مس وزن اتمی 63.57 عدد اتمی 29 شعاع اتمی 1.277 A چگالی در 20درجه g/cm^3 8.93 نقطه ذوب 1083 Cونقطه جوش 2580 C گرمای ویژه 0.3845 J/gK هدایت حرارتی 0.94 Cal/Cm.S.C خواص مکانیکی مس Crystal structure: FCC • E= 130 GPa • Mechanical Properties: – UTS Annealed: 173 MPa – Cold worked: 413 MPa HB =45 سنگهای معدنی مس سنگهای اکسیده سنگهای سولفوره مس طبیعی %99.92 سنگهای اکسیده cuprite cu2o 88.8% Tenorit cuo 79.9% azurite Cu3(oH)2 55.3% MALACHITE CUCO.3CU(OH)2 57.5% BROCANTITE CUCO.CUC(OH)2 56.2% CHALKANTITE CuSO4.5H2O 25.5% CHRYSOCOLLA CUSO4.2H2O 30-36% سنگهای سولفوره chalcosite Cu2S 79.9% covellite CuS 66.5% chalcoprite CuFeS2 34.6% bornite Cu5FeS4 55.5-69.7% enargite Cu3AsS4 48.4% روشهای استخراج مس روش احیا روش تهیه مات روش هیدرو متالورژی روش احیا روش تهیه مات روش هیدرو متالورژی انواع مس موجود در صنعت مس کاتدیک تصفیه الکتریکی()KE-Cu مس حاوی اکسیژن مس عاری از اکسیژن Cu_CATHوISO/DR2311 مس حاوی اکسیژن مس کاتدیک تصفیه الکتریکی(Cu-ETp, )E1-Cu58 ISO/R431 مصارف الکتریکی بدون خواص مناسب جوشکاری ولحیم کاری مس تصفیه شده حرارتی (Cu-FRHC,ISO/R428)E2-Cu58 مصارف الکتریکی بدون خواص مناسب جوشکاری ولحیم کاری مس تصفیه شده حرارتی ()E-Cu57 مصارف الکتریکی محدود بدون خواص مناسب جوشکاری ولحیم کاری مس تصفیه شده حرارتی (Cu-FRTp, ISO/R1429 )F-Cu مصارف صنعتی بدون خواص چندان مناسب الکتریکی مس عاری از اکسیژن اکسیژن زدائی در خال()OF-Cu مصارف الکتریکی با خواص مناسب جوشکاری ولحیم کاری اکسیژن زدائی توسط فسفر()SE-Cu مصارف الکتریکی با خواص مناسب جوشکاری ولحیم کاری اکسیژن زدائی توسط فسفر(Cu-DLp,ISO/R1430)SW-Cu مصارف الکتریکی محدود با خواص مناسب جوشکاری ولحیم کاری اکسیژن زدائی توسط فسفر(Cu-DHp,ISO/R1430)SF-Cu مصارف الکتریکی محدود با خواص مناسب جوشکاری ولحیم کاری آلیاژهای مس برنجها برنزها مس والومینیوم مس ونیکل مس و سیلیسیم().4% مس و برلیم()2-2.5% مس و نقره برنج Brass برنج یکی از آلیاژهای مس محسوب می شود که حداکثر دارای 40% Znمی باشد و معموال با C2xxنمایش داده می شود. بعضیییی مواعیییر عناصیییری ماننییید علیییرل آلومینییییومل سیلیسییییمل منگنزل نیکل و سیرب نییز بیرای بهبیود خیواص بیرنج بیه آن افییزوده مییی شییود کییه مقییدار آنهییا بییه نییدرت از 4%بیشییتر می شود و به این نوع برنجل برنج آلیاژی گفته می شودل که مثال برنج های سرب دار با C3xxو برنج های دارای علر بیا C4xxنمایش داده می شود. Brass — An Alloy of Copper and Zinc The copper-zinc phase diagram. دسته بندی برنج تجارتی را می توان به دو گروه مهم تقسیم کرد: )1برنج αبا ساختار αکه حداکثر دارای 35% Zn می باشد. )2برنج α +βبا ساختار دو فازی که اساسا دارای 40% Znمی باشد. برنج :α خواص و کاربرد تشکیل محلول جامد αکه ساختاری FCCدارد تا 39% Znدر 456°Cاست که در دماهای پایین تر حداکثر همان 35%Znرا دارا می باشد. کاربردهای برنج αاساسا به شکل پذیری مطلوب همراه با استحکام کافیل مقاومت خوب به خوردگیل رنگ های جذاب و عابلیت لحیمکاری بستگی دارد .هم چنین می توان با پوشش دادن آن با نیکل و کرمل هدایت گرمایی آن را بهبود بخشید و در محیط های انتقال گرما به کار برد. این نوع برنج دارای عابلیت کار سرد عالی است و عابلیت کار گرم آن نیز مناسب می باشدل به همین دلیل کاربردهای زیادی دارند. مثال برنج طالییل210ل ( )95%Cu-5%Znدر ساخت لوله هال مدال هال لباس ضد گلولهل فیوز و ...استفاده می شود. برنج تجاریل220ل ( )90%Cu-10%Znدر پرده سینمال پرده های محافظل پوسته لوازم آرایشی(ماتیک)و...مورد استفاده عرار می گیرد. بیییییییرنج جواهرسیییییییازیل226ل ()87.5%Cu-12.5%Zn درساخت زینت آالت برنج عرمزل230ل( )85%Cu-15%Znدر ساخت محافظ بارانل هادی هال بدنه رادیاتورل میله های پلمب و... بییییرنج کییییم عیییییارل240ل( )80%Cu-20%Znدر سییییاخت ظروف باتریل آالت موسیقیل عقربه ساعت و... بهترین ترتیب شکل پذیری و استحکام در آلیاژ70%Cu- 30%Znرخ می دهد و بنابراین این آلیاژ را می توان برای عابلیت عالی کشش عمیق آن به کار برد.این آلیاژ ”برنج فشنگ“ نامیده می شود و در کاربردهای دیگری مانند بدنه رادیاتورل مخازن چراغ عوهل ته المپل چفت و بستل گیره هال لوله و مفصلل مهماتل وسایل پلمب کردن و...کاربرد دارد. برنج زردل 270یا 268ل()65%Cu-35%Zn نیزکاربردی مانند برنج فشنگ داردل ولی در مهمات استفاده نمی شود. در کل در برنج αبا افزایش درصد Znلاستحکام کششیل سختی و شکل پذیری افزایش می یابد .رنگ آنها نیز از عرمزل طالیی تا سبز زرد تغییر می کند. برنج :α +βخواص و کاربرد وعتی مقدار Znبیش از حد حاللیت در در فاز αشودل فاز βکه دارای ساختار BCCاستل تشکیل می شود .به دلیل وجود فاز βل کار سرد این آلیاژ مشکل است و در کل یک آلیاژ گرمکار است .وجود فاز βباعث شده که این آلیاژ عملیات گرمایی پذیر باشدل ولی شکل پذیری آن را کاهش داده است .ساختار دانه ای برنج α +βبه آسانی می تواند با کار گرم ریزتر شود. پرکاربردترین برنج α +βل آلیاژ 60%Cu-40%Zn است که به ”برنج زرد“ معروف است .در معماریل پیچ و مهره های بزرگل میله لحیمکاریل صفحات مبردل لوله های مبدل حرارت و ...کاربرد دارد. البته بعد از βل یعنی با روی بیش از 50%ل محلول جامد γتشکیل می شود که ساختاری پیچیده و شدیدا شکننده دارد که در مهندسی کمتر به کار می روند. برنج های آلیاژی و پیشرفت های اخیر سرب دار :برای بهبود عابلیت ماشینکاریل 0.5-3% Pb به برنج اضافه می شود که به برنج ”خوش تراش“ معروف است. آلومینییییییوم علیییییر دار :افیییییزودن 1%Snبیییییه بیییییرنج فشییییینگ ()70%Cu-30%Znل مقاومت آن را به خیوردگی در آب دریا افزایش می دهد(برنج دریایی). افزودن 0.04%آرسنیک باعث جلوگیری از پدیده خوردگی روی زدگی می شود که در دیگ های بخار دریایی به کار می رود. روی زدگی :ترجیحا روی خورده می شود و پسمانده متخلخل مس و محصوالت خوردگی باعی می ماند .در مورد مکانیزم آن اعتقاد بر این است که روی به سطح جایگزینی علر با آلومینیومل برنجی را ایجاد می کند که یک الیه اکسیدی ”خودجوش“ محافظ در سطح آن به وجود می آید.الیه نازک اکسید سخت آلومینیوم دار آلیاژ را نسبت به برنج دریایی در برابر حمالت آب با سرعت زیاد مقاوم تر می کند .امروزه آلیاژ”77.5%Cu-20.5%Zn- ( “2%Alبرنج آلومینیوم دار) با افزایش آرسنیک برای جلوگیری از روی زدگی در دیگ بخار دریایی استفاده می شود. افزودن 1%Snبه برنج زرد()60%Cu-40%Zn باعث بهبود مقاومت به خوردگی می شود که ”برنج کشتی“ نام دارد. خواص فیزیکی و مکانیکی برنجهاطبق استاندارد DIN,VDM خواص فیزیکی و مکانیکی برنجهاطبق استاندارد DIN,VDM برنز چيست؟ اولین باربرای آلیاژهای مس و علر به کار رفت ولی اکنون برای تمام آلیاژهای مس ل بجز مس و روی به کار رفت که حاوی حداکثر 12%عنصر آلياژی باشد به کار می رود. برنزهای تجاری:آلیاژهای مس و علر ل آلومینیوم ل سیلسیم یا بریلیم دسته بندی برنزها برنزهای قلع برنزهای سيلسيم برنزهای آلومينيوم برنزهای بريليم منگنز برنزها()ASM برنزهای علر : اين دسته از برنزها عموما” به فسفر برنزها شهرت دارند. چرا؟ زيرا در ريخته گری آنها عموما” فسفر به عنوان اکسيد زدا افزوده می شود. ترکيب آلياژ:فسفر0.01-0.5 % قلع1-11 % برنزهای علر بعد از ذوب مس در دمای فوق ذوب ( 1150 ºCتا )1170 عمل اکسیژن زدایی با فسفر به میزان %0.04انجام می گیرد و سپس علر ل سرب و روی مستقیما” به مذاب اضافه می شوند. در مورد ذوب برنزهای ثانویه وبرگشتیها ابتدا عسمتی از آلیاژ ذوب می شود و سپس با ذغال چوب آنرا پوشش می دهند و آنگاه مابقی شارژ را که تا 200 ºCحرارت داده شده است را در چند عسمت ویا یکجا به مذاب اضافه می کنند. ویژگیها: .i .ii .iii استحکام زیاد چقرمگی مقاومت در برابر خوردگی ضریب اصطکاک کم عدم تمایل به ترک خوردن ناگهانی مثالهای کاربردی: ساخت دیافراگمها ل واشر عفلی ل میخ پرچل بوش ل دیسک کالچ و فنرها گاهی به جای مقداری از علر ل روی افزوده می شود که نتیجه این کار افزایش خواص ریختگی و چقرمگی و اثر کمی بر مقاومت در برابر سایش است. اغلب سرب را برای افزایش عابلیت ماشینکاری و مقاومت در برابر سایش ل به برنز علر اضافه می کنند .برنز علر پر سرب حاوی حداکثر% 25سرب است ( .آلیاژهای سرب دارر در بوش و یاتاعانهای تحت بار کم یا متوسط مصرف می شوند). ساختار عطعه ریختگی آلیاژ فسفر برنز 10 الف :سریر سرد شده ل ذرات دلتا در زمینه شاخه ای آلفا ب :جزییات فاز دلتا برنزهای سیلیسیم : این آلیاژ مستحکمترين آلياژ کار سختی پذير مس است .به طوریکه خواص مکانيکی آن با فوالد ساده و مقاومت در برابر خوردگی آن با مس عابل مقایسه است. کاربرد در ساخت مخازن تحت فشار ل مخازن ل سازه های دریایی و خطوط هیدرولیک تحت فشار برنزهای آلومینیوم : برنز آلومينيوم تک فاز : دارای عابلیت سرد کاری ل استحکام خوب و مقاومت در برابر خوردگی در جو و آب است . • برنز آلومینیوم ( :) α +β این دسته از برنزها به دلیل عابلیت عملیات حرارتی و داشتن ساختاری شبیه فوالدها مورد توجه اند. از برنز آلومینیوم عملیات حرارتی شده برای ساخت چرخدنده ها ل توپی پره هال تیغه ها ل اجزای پمپ ل یاتاعان ل بوش ل ابزارهای جرعه نزن ل عالبهای کشش و شکل دهی استفاده می شود. برنزهای بريليم : این برنزها در عطعاتی که به ترکیبی از خواص : شکل پذیری عالی در حالت نرم با استحکام تسلیم زیاد ل استحکام خستگی متوسط و مقاومت در برابر خزش در حالت سخت شده نیاز دارند ( همانند بعضی از فنرها ) و نیز در عطعاتی که به مقاومت در برابر خوردگی ل استحکام زیاد و رسانایی الکتریکی نسبتا” زیاد احتیاج دارند به کار می روند(. دیافراگمهال ابزارآالت جراحی و پیچها) و همچنین در عطعاتی که در تماس با فوالدها هستند (.عالبها) الف :آهسته سرد و پیر شده -فاز γدر زمینه α ب :حل نمودن رسوبها و پیر سازی – ذرات ریز γدر زمینه α ج :ساختار فرا پیر شده د :فاز βبه صورت نوارهای متراکم αتیره دیاگرام مس_علر خواص فیزیکی و مکانیکی برنزهاطبق استاندارد DIN,VDM دیاگرام مس_الومینیوم خواص فیزیکی ومکانیکی الیاژهای مس و الومینیوم موارد مصرف مس 20 13.8 13.9 12.2 10.4 درصد مصرف 7.5 6.4 5.1 4.1 0 مصارف قدرت شير آالت تهويه هوا وسايل صنعت مصارف تجهيزات حمل و نقل مخابرات صنایع الکتریکی مس باالترین هدایت الکتریکی را در میان فلزات معمولی و قابل دسترس دارد و به اشکال و اندازه های مختلفی در تولید کابل و هادی مسی به کار می رود .از آلیاژ های مس برای تولید کلید ها ،قفل ها و اتصاالت و از سیم و کابل مسی در انتقال برق و سیگنالهای مخابراتی و همچنین در موتورهای تولید کننده هوا ،الکترومغناطیسها و تجهیزات دیگر استفاده می شود که در نهایت منجر به استفاده از آن در تأسیسات و صنایع تولید برق ،ماشینهای الکتریکی ،تجاری و خانگی از تولید کننده ها تا مصرف کننده ها شده است . تجهیزات مهندسی این طبقه محدوده گسترده ای از کاربردهای صنعتی دارد که شامل برنجها ) مس+روي)( قفل ها ،اثاثیه و )..برنز ها (مس+قلع ) برای تولید یاتاقان و چرخ دنده ها ،برنز آلومینیم و آلیاژهای مس و نیکل برای پمپ ها و پره های توربین (دریایی ) می باشد و همچنین مس با هدایت زیاد در دستگاه های جوشکاری ،قالب ها ،مبدلهای حرارتی و کندانسور ها و آلیاژ های آن در تولید مخزن ،لوله ها ، ظروف و چفت و قفل ها بکار می رود . صنایع ساختمانی بیشترین میزان مصرف مس در صنایع ساختمانی مربوط به لوله کشی ،شیر آالت آب ،مخازن ،قفل و چفت و اتصاالت مشابه می باشد .سیستم های لوله کشی مس برای مصارف خانگی آب ،اعم از سرد و گرم و سیستم های حرارتی مرکزی و لوله های مسی در ساختمانها جهت انتقال گاز سوختنی از لوله های اصلی به مصرف کننده ها بکار رفته و همچنین در سیستم های تهویه ،لوله مسی مورد استفاده قرار می گیرد. صنعت حمل و نقل در اتومبیل از مس برای اجزاء و اتصاالت الکتریکی و رادیاتور استفاده می شود .بعضی از سازندگان اتومبیل از لوله های مس و نیکل در سیستم های هیدرولیکی و ترمز و از کرم – نیکل جهت ساخت دیسک ترمز استفاده می کنند . آلیاژ های جدید مس – آلومینیم که مقاومت سایشی دارند در آینده در ساختمان هواپیما ،بکار خواهند رفت .در کابلهای خطوط هوایی راه آهن و نیز در صنعت حمل و نقل برای مصارف الکتریکی به مقدار زیادی از مس استفاده می شود . مصارف نظامی با توجه به اینکه کشور ها اطالعات دقیقی نمی دهند معذالک مصارف نظامی مس در جهان در حدود یک چهارم تا نیم ملیون تن در سال بر آورد می شود .در ایاالت متحده آمریکا مصارف نظامی مس در حدود 20هزارتن در سال است که 1درصد از کل مصرف مس در آمریکا را شامل می شود .سهم مصرف مس در ادوات زرهی به منظور سیم کشی ،اتصاالت و سیستم های کنترل و هدایت و مخابرات افزایش بیشتری از مصرف مس در کاربرد های معمول مانند پوسته موشک دارد . کاالی مصرفی این مصارف مشابه کاربرد های عمومی دامنه گسترده ای دارد که شامل ابزار آالت ،وسایل پخت و پز ،ساعت ،اجزاء دکوراسیون ،پوشاک و مصارف الکترونیکی متنوع می شود . نکات اضافی --September2006تحقیقات جدید آلیاژهایي با درصد مس باال() High copper Alloys مس با استحكام باال ))High strength Alloysدر كاربردهاي الكتریكي تحقیقات اخیر بر پایه افزایش خواص مكانیكي مس در حین داشتن خاصیت الكتریكي خوب و دماي كاري باال بوده است محصول این تحقیقات High copper Alloysاست . این خانواده عبارتند از : ) C16200-C16500(Cadmium Copper ) C17000-C17500(Beryllium Copper ) C18100-C18400( Chromium Copper ) C15000( Zirconium Copper )C14500( Chromium Zirconium Copper تركیبي از موارد فوق كاربردهاي High copper Alloys در ترمینال ها و اتصال دهنده ها براي كاربرد هاي الكتریكي : ماده اولیه اینها از برنج یا فسفر برنز است . High copper Alloysمثل مس –بریلیم و مس –نیكل براي جاهایي كه نیاز به مقاومت در برابر تنش زیادي است استفاده مي شود . كاربردهاي High copper Alloys فنرها آرمیچر روتورها الكترودها قالب هاي ریخته گري March 2006 كاربرد مس در صنعت دریایي مس با عدد اتمي 29در جدول تناوبي رابطه نزدیكي با نیكل كه داراي عدد اتمي 28مي باشد داراست . آلیاژ این دو CuNi90/10و ( CuNi70/30درصد بر اساس وزن) براي كارهاي دریایي به خاطر دو خاصیت مقاومت به خوردگي و مقاومت به رسوب بسیارمناسب مي باشد . در سالهاي اخیر تحقیقات موفقي در زمینه ساخت بدنه كشتي از مس-نیكل یا پوشانیدن بدنه با ورقهاي مس –نیكل انجام شده كه باعث افزایش عمر كشتي ها شده است . ایجاد پوسته حفاظتي در اثر عملیات بیو-متالوژیكي آلیاژ مس-نیكل با آب دریا تولید یك الیه حفاظتي اكسیدي مي كند كه ضخامت آن 4×103آنگستروم است(.ضخامت موي انسان 200 برابر این مقدار است) براي كامل شدن عملیات 2ماه یا بیشتر زمان نیاز است . پس از تشكیل الیه اكسیدي میزان نرخ برداشته شدن فلز ( )Removal Rateبه حدود 2میكرون در سال مي رسد . زیر دریایي انگلیسي Astuteاولین زیردریایي است كه این پروژه روي آن انجام مي گیرد . ظرفیت این زیر دریایي 98نفر مي باشد كه به طور كامل در یك محیط سه بعدي كامپیوتري طراحي شده است . قسمت تولید انرژي این زیر دریایي از یك نیروگاه اتمي پیچیده تر است . فشار وارده به بدنه این زیر دریایي در حدود وزن 400اتومبیل خانوادگي است . طوري طراحي شده است كه در طول 25سال عمر مفید نیاز به سوختگیري مجدد ندارد . January 2006 كاربرد مس در نانوتكنولوژي كاربرد امروزي ذرات مس در اندازه نانو براي پلیمر و پالستیك٬روغنكاري جوهر ٬پوشش دهي فلزي استفاده مي شود . از مهمترین كاربردهاي مس نانو در ساخت كامپیوترهاي Pcاست و این تكنولوژي است كه باعث افزایش سرعت كامپیوترها در حد گیگاهرتز شده است . كاربرد هاي آینده میكروالكترونیك :اتصال دهنده هاي مسي در اندازه نانو در ICهاي حافظه و CPUكامپیوتر استفاده مي شود . كامپوزیت هاي مسي در اندازه نانو نیز در حال بررسي هستند تا به عنوان ماده دي الكتریك در میكروالكترونیك استفاده شوند. سیستم هاي انتقال حرارت : محققین دهه ها به دنبال ایجاد سیالي بودند كه خاصیت انتقال حرارت خوبي داشته باشد . این چنین سیالي كاربردهایي در افزایش بازدهي اتومبیل ها ٬ سیستم هاي تهویه مطبوع ٬و تجهیزات صنعتي خواهد داشت. ) Argonne National lab.( ANL اخیرا سیال فلزي ایجاد كرده است كه داراي ذرات نانو مسي است . اضافه كردن تنها 3/0درصد حجمي از ذرات نانو مس به اتیلن گلیكول هدایت حرارتي آن را به اندازه %40افزایش داد .تحقیقات ANLنشان داده است كه این سیاالت یكي از پیشرفته ترین وسیله هاي اتقال حرارت هستند كه داراي هدایت حرارتي فوق العاده زیاد و پایداري بلند مدت هستند . هدایت حرارتي این سیال از سیاالت رقیب و مقدار پیش بیني شده 10برابر بیشتر است . این تكنولوژي عالوه بر آنكه در صنعت HVAC ()Heating,Ventilation,air conditioning مورد استفاده واقع خواهد شد مي توان با تحقیقات بیشتر در زمینه افزایش بازدهي سوپر كامپیوترها و همچنین درمان بیماري سرطان استفاده كرد . مواد ضد میكروبي : در دانشگاه MITتحقیقاتي در ضمینه مواد ضدمیكروبي كه كاربردي در بیمارستان ها و سیستم تهویه دارد انجام مي شود. ماده فوق العاده قوي ()Super strong material تحقیقات در دانشگاه John Hopkinsبر روي مس سختي انجام مي شود كه داكتیلیته خود را حفظ مي كند . بر اساس این تحقیقات با انجام یك سري عملیات حرارتي كه شامل فوق تبرید(مایع نیتروژن) و دستكاري مكانیكي است مي توان ورق هاي مسي ایجاد كرد كه داراي كریستال هایي در اندازه نانو باشد .این ماده داراي خواص تنش-كرنش غیر معمول است . تحقیقات نشان مي دهد كه وقتي دانه هاي فلز كوچكتر هستند مرزهاي دانه بیشتري وجود دارند تا جلوي حركت نابجایي ها را بگیرند و به همین خاطر استحكام ماده افزایش مي یابد . البته تحقیقات دیگري نیز نشان داده است كه اگر اندازه دانه هاي مس بیش از اندازه به حد نانو برسد استحكام فلز كاهش مي یابد .