Tembaga Paling Awal: Awal Neolitik dan Kalkolitik
Tembaga adalah logam paling awal yang digunakan oleh nenek moyang manusia. Jauh sebelum peleburan dipahami, tembaga asli dikumpulkan dari endapan permukaan, dipalu dingin, dan kemudian dianil dengan api untuk membuat manik-manik, penusuk, kait, dan perkakas kecil. Pekerjaan arkeologi di situs Anatolia seperti Cayonu dan Catalhoyuk menunjukkan benda-benda tembaga yang dikerjakan dengan dingin dan dianil dari milenium kedelapan dan ketujuh SM, dan bejana serta peralatan tembaga Mesir muncul dalam catatan dari sekitar 4000 SM, sekitar enam ribu tahun yang lalu.
| Periode | Perkembangan |
|---|---|
| sekitar 8000 hingga 7000 SM | Tembaga asli dipalu dan dianil di Anatolia dan Timur Dekat |
| sekitar 5000 SM | Tembaga dilebur dari bijih oksida dan karbonat di Anatolia dan Balkan |
| sekitar 3300 SM | Perunggu timah muncul; Zaman Perunggu dimulai |
| sekitar 1000 SM dan seterusnya | Tembaga, perunggu dan kuningan menyebar melalui perdagangan Mediterania dan Asia |
| abad ke-16 hingga ke-19 | Peleburan skala besar, pemurnian elektrolitik dan produksi tembaga industri |
| abad ke-20 hingga saat ini | Tembaga menjadi konduktor dasar elektrifikasi dan elektronika |
Zaman Perunggu dan Kebangkitan Paduan
Langkah yang menentukan terjadi ketika para pekerja logam menemukan bahwa menambahkan timah ke tembaga akan menghasilkan perunggu, logam campuran yang lebih keras yang dapat dituang menjadi senjata, peralatan, dan bejana serta-dapat dicairkan kembali dengan mudah. Sejak sekitar tahun 3300 SM, perunggu timah menggantikan tembaga murni di Mesopotamia, Anatolia, Mesir, dan kemudian Eropa dan Tiongkok, sehingga permintaan akan tembaga dan timah menciptakan beberapa jalur perdagangan logam jarak jauh yang pertama. Perunggu juga memungkinkan pengecoran benda-benda besar seperti lonceng, patung, dan meriam, sebuah industri yang masih mengonsumsi paduan tembaga hingga saat ini.
Tembaga dalam Perdagangan Klasik, Abad Pertengahan dan Modern Awal
Pulau Siprus menjadi sumber logam yang begitu penting sehingga orang Romawi menyebutnya aes Cyprium, logam Siprus, sebuah frasa yang disingkat menjadi tembaga Latin dan memberi bahasa Inggris kata tembaga. Insinyur Romawi menggunakan tembaga dan perunggu untuk pembuatan koin, perlengkapan, pipa air dan atap, dan pada periode abad pertengahan, kuningan kalamin, diproduksi dengan memanaskan tembaga dengan bijih seng, mendukung industri kuningan Eropa yang sedang berkembang.
Antara abad keenam belas dan awal abad kesembilan belas, peleburan tembaga terkonsentrasi di sekitar distrik pertambangan utama, dan lembah Swansea di Wales menjadi pusat perdagangan dunia, pemurnian bijih yang dikirim dari banyak negara. Pabrik penggilingan, penarikan kawat, dan pengecoran dikembangkan bersamaan dengan peleburan, menghasilkan bentuk produk yang masih dibeli oleh industri: lembaran, pelat, batangan, batangan, tabung, dan kawat.
Elektrifikasi dan Industri Tembaga Modern
Kombinasi tembaga dengan konduktivitas listrik yang sangat tinggi dan keuletan yang sangat baik menjadikannya konduktor alami untuk era kelistrikan. Induksi elektromagnetik didemonstrasikan pada tahun 1831, telegraf listrik menyusul pada tahun 1830-an dan 1840-an, kabel telegraf transatlantik pertama yang berhasil mulai beroperasi pada tahun 1866, telepon dipatenkan pada tahun 1876, dan pembangkit listrik pusat mulai beroperasi pada awal tahun 1880-an. Masing-masing perkembangan ini melipatgandakan permintaan akan kawat tembaga yang ditarik dan kabel berinsulasi yang membawanya.
Pemurnian elektrolit komersial, yang dilakukan pada tahun 1860-an dan 1870-an, juga sama pentingnya: hal ini membuat tembaga dengan kemurnian 99,9 persen atau lebih tersedia pada skala industri dan, untuk pertama kalinya, memungkinkan kandungan oksigen dikontrol dengan sengaja. Kemajuan tunggal tersebut menciptakan rangkaian kadar tembaga murni modern, mulai dari-tembaga bebas oksigen untuk elektronik hingga tembaga pitch keras untuk batang bus dan tembaga terdeoksidasi-fosfor untuk tabung, dan ini tetap menjadi dasar spesifikasi saat ini.
Nilai Tembaga dan Produk yang Digunakan di Industri Saat Ini
| Nilai | Penunjukan standar | Komposisi | Penggunaan yang umum |
|---|---|---|---|
| C10100 | Cu-DARI, CW008A | Tembaga minimum 99,99 persen, bebas oksigen | Elektronik, mematri vakum, superkonduktor |
| C11000 | Cu-ETP, CW004A | Tembaga minimum 99,90 persen, nada keras | Bus bar, lembaran, strip, tugas kelistrikan umum |
| C12200 | Cu-DHP, CW024A, TP2 | Tembaga dengan 0,015 hingga 0,040 persen fosfor | Tabung air, tabung pendingin, penukar panas |
| T1, T2 | GB/T 5231 | Cina menunjuk tembaga murni | Lembaran, strip, pelat dan batangan |
| TU1, TU2 | GB/T 5231 | Tembaga murni-bebas oksigen | Komponen elektronik, perangkat vakum |
Paduan memperluas keluarga ini lebih lanjut: kuningan untuk perlengkapan mesin, cupronickel untuk pipa air laut dan tabung kondensor, dan perunggu untuk bantalan dan coran. Bersama dengan kadar murni di atas, keduanya membentuk rantai pasokan tembaga yang mendukung industri pembangkit listrik, konstruksi, transportasi, dan proses.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
T: Sudah berapa lama manusia menggunakan tembaga?
Tembaga asli telah dikerjakan selama sekitar sepuluh ribu tahun, dan tembaga yang dilebur dari bijih telah diproduksi selama lebih dari tujuh ribu tahun, menjadikannya teknologi logam pertama dalam sejarah manusia.
T: Mengapa tembaga disebut tembaga dalam bahasa Latin?
Orang Romawi menamai logam tersebut aes Cyprium, yang berarti logam Siprus, karena pulau tersebut merupakan sumber pasokan utama; frasa tersebut disingkat menjadi cuprum, yang menjadi tembaga dalam bahasa Inggris.
T: Kapan tembaga menjadi komoditas industri modern?
Elektrifikasi pada abad kesembilan belas, dikombinasikan dengan diperkenalkannya pemurnian elektrolitik komersial pada tahun 1860-an dan 1870-an, mengubah tembaga menjadi bahan industri dengan kemurnian tinggi dan volume tinggi.
T: Apa perbedaan antara nada keras dan tembaga-bebas oksigen?
Tembaga pitch keras seperti C11000 mengandung sejumlah kecil oksigen sebagai oksida tembaga dan cocok untuk bus bar dan penggunaan listrik umum, sedangkan C10100-bebas oksigen ditentukan di mana penggetasan hidrogen harus dihindari selama pematrian atau pengelasan.
T: Mengapa tembaga penting dalam energi terbarukan dan transportasi listrik?
Perkiraan industri yang dipublikasikan menyebutkan intensitas tembaga sekitar tiga ton per megawatt untuk pembangkit listrik tenaga angin di darat, hingga sekitar delapan ton per megawatt untuk pembangkit listrik tenaga angin lepas pantai, dan sekitar empat hingga lima ton per megawatt untuk pembangkit listrik fotovoltaik tenaga surya, sementara kendaraan listrik menggunakan baterai sekitar empat kali lipat tembaga dari mobil bermesin pembakaran.
T: Apakah tembaga masih menjadi konduktor listrik yang disukai?
Ya. Perak memiliki konduktivitas yang sedikit lebih baik, namun tembaga menawarkan kombinasi terbaik dalam hal konduktivitas, keuletan, ketahanan terhadap korosi, dan biaya, serta tetap menjadi konduktor standar untuk kabel, motor, transformator, dan elektronik.
