От обычной бытовой электропроводки до гребных винтов и от фотоэлектрических элементов до саксофонов, медь и ее сплавы используются во множестве конечных целей.
Фактически, использование металла в широком спектре основных отраслей промышленности привело к тому, что инвестиционное сообщество обратилось к ценам на медь как к показателю общего экономического благополучия, что вызвало прозвище «Dr. Медь ».
Чтобы лучше понять различные применения меди, Ассоциация разработчиков меди (CDA) разбила их на четыре сектора конечного использования: электрика, строительство. , транспорт и другие.
Процент мирового производства меди, потребляемого каждым сектором, оценивается CDA следующим образом:
- Электрооборудование: 65%
- Строительство: 25%
- Транспорт: 7%
- Другое: 3%
Электрический
Помимо серебра, медь является наиболее эффективным проводником электричества. Это, в сочетании с его коррозионной стойкостью, пластичностью, пластичностью и способностью работать в широком диапазоне электрических сетей, делает этот металл идеальным для электропроводки.
Практически вся электропроводка, за исключением воздушных линий электропередач (которые сделаны из более легкого алюминия), выполнена из меди.
Сборные шины, проводники, распределяющие мощность, трансформаторы , и обмотки двигателя также зависят от проводимости меди. Благодаря своей эффективности в качестве проводника электричества медные трансформаторы могут иметь КПД до 99,75%.
Электрические приложения, включая компьютерные технологии, телевизоры, мобильные телефоны, и портативные электронные устройства, в последние десятилетия стали основными потребителями меди. В этих устройствах медь жизненно важна для производства:
- электронных разъемов
- Схемотехники, проводки и контактов.
- Печатные платы
- Микрочипы
- Полупроводники
- Магнетроны в микроволнах
- Электромагниты
- Вакуумные лампы
- Коммутаторы
- Сварочные электроды
- Пожар спринклерные системы
- Радиаторы
Другой отраслью, которая сильно зависит от этого элемента, является телекоммуникация. Тонко скрученные медные провода используются в проводке ADSL и HDSL для интернет-линий локальной сети (LAN). Линии неэкранированной витой пары (UTP) содержат восемь проводников с цветовой кодировкой, которые состоят из четырех пар тонких медных проводов. И, несмотря на распространение беспроводных технологий, интерфейсные устройства, такие как модемы и маршрутизаторы, по-прежнему зависят от меди.
Сектор возобновляемых источников энергии также выиграл от проводящих свойств меди. Основной металл используется в производстве фотоэлектрических элементов на основе селенида меди, индия и галлия (CIGS), а также ветряных турбин. Например, одна ветряная турбина может содержать до 1 метрической тонны (МТ) металла.. Помимо производства электроэнергии, медь также является неотъемлемой частью двигателей и систем распределения, связанных с технологиями альтернативной энергетики.
Строительство
Медные трубы в настоящее время являются стандартным материалом для систем питьевого водоснабжения и отопления в большинстве развитых стран. Отчасти это связано с ее бактериостатическими свойствами или, другими словами, со способностью меди подавлять рост бактериальных и вирусных организмов в воде.
Другие преимущества меди в качестве материала трубок включают его пластичность и способность к пайке – его можно легко сгибать и собирать, а также его устойчивость к экстремальной тепловой коррозии.
Медь и ее сплавы считаются стабильными и устойчивыми к коррозии, что делает их идеальными не только для транспортировки питьевой воды, но и для использования в соленой воде и в промышленных условиях. Некоторые примеры таких приложений включают:
- Теплообменные трубки для конденсаторов на паровых электростанциях и химических заводах.
- Оросительные и сельскохозяйственные спринклерные системы
- Трубопроводы на перегонных установках
- Линии подачи морской воды
- Цементные насосы для подачи буровой воды
- Трубы для раздачи природной и сжиженной нефти.
- Трубопровод для распределения топливного газа
Для Сотни лет медь также использовалась в качестве архитектурного металла. Некоторые из старейших примеров использования меди в качестве эстетичного конструкционного металла включают двери квартала Амон-Ре в Карнаке в Египте, возраст которых насчитывает 3000-4000 лет, и медная крыша из гальки на вершине Лоха высотой 162 фута в Шри-Ланке. Храм Маха Пайя, построенный в третьем веке до нашей эры.
Чистая медь украшает купола и шпили многих средневековых церквей и соборов, а в более современное время использовалась на правительственные здания, такие как здания парламента Канады и частные резиденции, в том числе многие из них, спроектированные Фрэнком Ллойд-Райтом.
Одна из причин широкого использования меди в качестве строительный материал – это естественное образование визуально привлекательного зеленого налета, известного как патина, которое возникает в результате выветривания и окисления меди. Помимо эстетичного внешнего вида, архитекторы и дизайнеры предпочитают металл, потому что он легкий, прочный, устойчивый к коррозии и легко соединяемый.
Медные декоративные и архитектурное оборудование, однако, не ограничивается внешними приложениями. Дизайнеры интерьеров часто используют металл и его сплавы, латунь и бронзу для изготовления таких приспособлений, как:
- Ручки
- Дверные ручки
- Замки
- Столы
- Освещение и сантехника
- Смесители
- Петли
В больницах и медицинских учреждениях, в частности, медь ценится за ее бактериостатические свойства, что привело к ее растущему использованию. как компонент внутренней арматуры, такой как смесители и дверные ручки, в медицинских зданиях.
Транспорт
Основные компоненты самолетов поезда, автомобили и лодки зависят от электрических и тепловых свойств меди. В автомобилях медные и латунные радиаторы и маслоохладители являются отраслевым стандартом с 1970-х годов. В последнее время растущее использование электронных компонентов, включая бортовые навигационные системы, антиблокировочные тормозные системы и сиденья с подогревом, продолжало увеличивать спрос на металл в этом секторе.
К другим медьсодержащим компонентам автомобиля относятся:
- Электропроводка для систем размораживания стекол
- Фитинги, крепежные детали и латунные винты
- Гидравлические трубопроводы
- Бронзовые подшипники скольжения
- Электропроводка для органов управления окнами и зеркалами
Растущий спрос на гибридные и электрические автомобили приведет к дальнейшему увеличению мирового потребления меди. В среднем электромобили содержат примерно 25 кг меди.
Металлическая фольга и медные химические вещества входят в состав никель-металлогидридных и литий-ионных аккумуляторов. в которых используются экономичные транспортные средства, а роторы из литой меди использовались в качестве альтернативы двигателям с редкоземельными магнитами.
Высокоскоростные поезда могут использовать до 10 тонн меди на километр пути, в то время как мощные локомотивы содержат до 8 млн т основного металла.
Воздушные контактные провода для трамваев и троллейбусов, подобных тем, которые используются в Сан-Франциско и Вена изготавливаются из медно-серебряных или медно-кадмиевых сплавов.
Два процента веса авиалайнера можно отнести к меди, в которую входит целых 118 миль (190 км) проводки.
Из-за их превосходной устойчивости к коррозии в морской воде марганцевая и никель-алюминиевая бронза используется для литья гребных винтов лодок, которые могут весить до нескольких тонн. Компоненты корабля, включая трубы, фитинги, насосы и клапаны, также изготавливаются из аналогичных сплавов.
Other
Список медных приложений продолжается и продолжается. Еще несколько хорошо известных применений включают:
Кухонная посуда и тепловые применения : тепловые свойства меди делают ее идеальной для кухонной посуды, например, кастрюли и сковороды, а также кондиционеры, радиаторы, калориферы для водонагревательных и холодильных установок..
Часы и часы : поскольку это немагнитная медь, она не мешает работе небольших механических устройств. В результате часовщики и производители часов используют медные штифты и шестерни в дизайне часов.
Искусство : медь и ее сплавы также часто встречаются в произведениях искусства, возможно, самым известным из которых является Статуя Свободы. Статуя была покрыта более чем 80 тоннами медного листа, к ней прикреплено более 1500 медных седел и 300 000 медных заклепок, в результате чего она приобрела зеленый цвет патины.
Coinage : до 1981 монета в США – или пенни – чеканилась в основном из меди (95 процентов), но с тех пор чеканилась из цинка с медным покрытием (0,8-2,5 процента). медь).
Музыкальные инструменты : что было бы за духовой оркестр без меди? Латунь используется для изготовления рожков, труб, тромбонов и саксофонов из-за устойчивости к коррозии и антибактериальных свойств меди.
- Европейский институт меди. Приложения.
- Приложения The Copper Development Association Inc.