De la cablaje electrice obișnuite la elice pentru bărci și de la celule fotovoltaice până la saxofoni, cupru, si este aliaje sunt angajați într-o multitudine de utilizări finale.
De fapt, utilizarea metalului într-o gamă largă de industrii de bază a avut ca rezultat comunitatea de investiții întoarcerea la prețurile de cupru ca indicator al stării generale de sănătate, stimulând monikerul „Dr. Cupru'.
Pentru a înțelege mai bine diferitele aplicații ale cuprului, Asociația de dezvoltare a cuprului (CDA) le-a clasificat în patru sectoare de utilizare finală: electricitate, construcții, transport și altele.
Procentul producției globale de cupru consumat de fiecare sector este estimat de CDA:
- Electric: 65%
- Construcție: 25%
- Transport: 7%
- Altele: 3%
Electric
În afară de argint, cupru este cel mai eficient conductor de electricitate. Aceasta, combinată cu a sa coroziune rezistenţă, ductilitate, maleabilitateși capacitatea de a lucra într-o gamă largă de rețele de alimentare, face ca metalul să fie ideal pentru cablarea electrică.
Practic toate cablurile electrice, economisiți pentru liniile electrice aeriene (care sunt realizate din mai ușoare aluminiu) sunt formate cu cupru.
Barele, conductoarele care distribuie puterea, transformatoarele și înfășurările motorului sunt de asemenea toate dependente de conductivitatea cuprului. Datorită eficienței sale ca conductor de electricitate, transformatoarele de cupru pot fi eficiente până la 99,75 la sută.
Aplicațiile electrice, inclusiv tehnologia computerului, televizoarele, telefoanele mobile și dispozitivele electronice portabile, au devenit în ultimele decenii un consumator major de cupru. În cadrul acestor dispozitive, cupru este vital pentru producerea de:
- Conectori electronici
- Cablarea circuitelor și contactele
- Plăci de circuite imprimate
- Micro-chips
- Semi-conductori
- Magnetroni în microunde
- electromagneți
- Tuburi de vid
- Comutatori
- Electrozi de sudare
- Sisteme de stropire a incendiilor
- Chiuvete de căldură
O altă industrie care depinde foarte mult de element este telecomunicațiile. Firurile de cupru fin răsucite sunt utilizate în cablajele ADSL și HDSL pentru liniile de internet din rețeaua locală (LAN). Liniile fără perete răsucite (UTP) conțin opt conductoare codate în culori, care sunt construite din patru perechi de fire subțiri de cupru. Și în ciuda creșterii tehnologiei wireless, dispozitivele de interfață precum modemurile și routerele rămân dependente de cupru.
Sectorul energiei regenerabile a beneficiat, de asemenea, de proprietățile conductoare ale cuprului. Metalul de bază este utilizat atât pentru producerea atât de cupru-indiu-galiu-selenidă (CIGS) celule fotovoltaice și turbine eoliene. O singură turbină eoliană, de exemplu, poate conține până la 1 tonă metrică (MT) de metal. Pe lângă producția de energie electrică, cupru este, de asemenea, integrant în motoarele și sistemele de distribuție asociate cu tehnologia de energie alternativă.
Constructie
Tubul de cupru este acum materialul standard pentru apă potabilă și sisteme de încălzire în majoritatea țărilor dezvoltate. Acest lucru se datorează în parte proprietăților sale bacteriostatice sau, cu alte cuvinte, capacității cuprului de a inhiba creșterea organismelor bacteriene și virale în apă.
Alte avantaje ale cuprului ca material de tubulare includ maleabilitatea și soldabilitatea - poate fi ușor îndoit și asamblat - precum și rezistența sa la coroziunea termică extremă.
Cuprul și aliajele sale sunt considerate stabile și rezistente la coroziune, ceea ce le face ideale pentru transportul apei potabile, dar și pentru utilizarea în apă sărată și medii industriale. Câteva exemple de astfel de aplicații includ:
- Tuburi schimbătoare de căldură pentru condensatoare în centrale electrice cu aburi și uzine chimice
- Sisteme de irigare și de stropire agricolă
- Conducte la instalațiile de distilare
- Liniile de alimentare cu apă de mare
- Pompe de ciment pentru alimentarea cu apă de foraj
- Tuburi pentru distribuția petrolului natural și lichefiat
- Conducta de distribuție a gazului
De sute de ani, cuprul a fost folosit și ca metal arhitectural. Unele dintre cele mai vechi exemple de utilizare a cuprului ca metal estetic și structural includ ușile secțiunii Amcin-Re de la Karnak, în Egipt, care datează de 3000-4000 de ani și acoperișul din sindrila de cupru de deasupra templului Loha Maha Paya de 162 de metri înălțime din Sri Lanka, construit în secolul al III-lea Î.Hr.
Cuprul pur împodobește cupolele și spirele multor biserici și catedrale medievale, iar în vremurile mai moderne a fost folosit pe clădiri guvernamentale, cum ar fi clădirile parlamentului Canada și reședințe private, inclusiv multe proiectate de Frank Lloyd-Wright.
Un motiv pentru utilizarea pe scară largă a cuprului ca material de construcție este formarea sa naturală a unui lac verde atrăgător - cunoscut sub numele de patina - asta rezultă din intemperiile și oxidarea cuprului. În afară de aspectul său plăcut estetic, arhitecții și designerii preferă metalul, deoarece este ușor, rezistent, rezistent la coroziune și ușor de alăturat.
Cu toate acestea, hardware-ul decorativ și arhitectural nu se limitează la aplicații externe. Designerii de interior folosesc adesea metalul și aliajele sale, alama și bronzul pentru accesorii precum:
- mânerele
- doorknobs
- Broaste
- Mese
- Corpuri de iluminat și de baie
- Faucets
- Balamalele
Spitalele și instalațiile medicale, în special, valorizează cupru pentru proprietățile sale bacteriostatice, care are a dus la utilizarea sa în creștere ca o componentă a corpurilor de interior, cum ar fi robinetele și mânerele ușilor, în medicină clădiri.
Transport
Componentele de bază ale avioanelor, trenurilor, automobilelor și bărcilor depind de proprietățile electrice și termice ale cuprului. În automobile, radiatoarele de cupru și alamă și răcitoarele de ulei au fost standardul industriei încă din anii ’70. Mai recent, utilizarea tot mai mare a componentelor electronice, inclusiv a sistemelor de navigație la bord, sistemele de frânare anti-blocare și scaunele încălzite au continuat să crească cererea de metal din acest aspect sector.
Alte componente auto care conțin cupru includ:
- Cablarea pentru sistemele de decongelare din sticlă
- Fitinguri, elemente de fixare și șuruburi de alamă
- Linii hidraulice
- Rulmenți cu mânecă din bronz
- Cablare pentru controlul geamurilor și al oglinzilor
Cererea tot mai mare de automobile hibride și electrice va crește și mai mult consumul global de cupru. În medie, mașinile electrice conțin aproximativ 25 kg de cupru.
Folii metalice și substanțele chimice din cupru sunt încorporate în ambele hidrură de nichel-metal și baterii cu ioni de litiu care alimentează vehicule eficiente cu combustibil, în timp ce rotorii din cupru au fost folosite ca o alternativă la motoarele cu magnet rar.
Trenurile de mare viteză pot folosi până la 10MT de cupru pe kilometru de șină, în timp ce locomotivele puternice conțin 8MT din Metal de baza.
Firurile de contact aeriene pentru tramvaie și cărucioare precum cele utilizate la San Francisco și Viena sunt realizate folosind aliaje de cupru-argint sau cupru-cadmiu.
Două procente din greutatea aerianului poate fi atribuită cuprului, care include până la 190 km (190 km) de cablare.
Datorită rezistenței lor excelente la coroziunea apei sărate mangan- și bronzurile nichel-aluminiu sunt utilizate pentru a arunca elice pentru bărci care pot cântări până la câteva tone. Componentele navei, inclusiv conductele, armăturile, pompele și supapele sunt fabricate și cu aliaje similare.
Alte
Lista aplicațiilor din cupru continuă. Unele utilizări mai cunoscute includ:
Vesela si aplicatii termice: Proprietățile termice din cupru îl fac ideal pentru vase, precum ghivece și tigăi, precum și unități de climatizare, chiuvete de căldură, calorifere pentru încălzirea apei și unități de refrigerare.
Ceasuri și ceasuri: Pentru că este non-magnetic cupru nu interferează cu funcționarea dispozitivelor mecanice mici. Drept urmare, producătorii de ceasuri și ceasornicari folosesc știfturi și angrenaje din cupru în proiectarea ceasurilor.
Artă: Cuprul și aliajele sale sunt, de asemenea, întâlnite în mod obișnuit în operele de artă, poate cea mai renumită este Statuia Libertății. Statuia a fost placată cu peste 80 de tone de foi de cupru, atașate cu peste 1500 de șauri de cupru și 300.000 de nituri de cupru, ceea ce duce la culoarea ei verde de patină.
inventare: Până în 1981, bucata americană de un centime - sau un penny - a fost realizată în cea mai mare parte din cupru (95 la sută), dar de la acel moment a fost concepută sub formă de cupru zinc (0,8-2,5 procente de cupru).
Instrumente muzicale: Ce ar fi o bandă de alamă fără cupru? Alama este folosită pentru a produce coarne, trâmbițe, trombone și saxofoni din cauza rezistenței la coroziune și a proprietăților anti-bacteriene ale cuprului.
surse
- Institutul european de cupru Aplicații.
- Asociația de dezvoltare a cuprului Inc. Aplicații