Miedź i jej powszechne zastosowania

Wszystko o miedzi, jej stopach i niezliczonych zastosowaniach końcowych

Rury miedziane są używane do zastosowań hydraulicznych i grzewczych. Zdjęcie dzięki uprzejmości Wolseley/Newscast

Od zwykłego domowego okablowania elektrycznego po śmigła łodzi i od ogniw fotowoltaicznych po saksofony, miedź , i jego stopy są wykorzystywane w niezliczonych zastosowaniach końcowych.

W rzeczywistości zastosowanie metalu w wielu kluczowych gałęziach przemysłu spowodowało, że społeczność inwestorów zwróciła się ku cenom miedzi jako wskaźnikowi ogólnej kondycji gospodarczej, co zachęciło do przydomku „Dr. Miedź'.

Aby lepiej zrozumieć różne zastosowania miedzi, Stowarzyszenie Rozwoju Miedzi (CDA) podzielił je na cztery sektory zastosowań końcowych: elektryczny, budowlany, transportowy i inne.

Według szacunków CDA odsetek globalnej produkcji miedzi zużywanej przez każdy sektor wynosi:

• Elektryczne: 65%
• Konstrukcja: 25%
• Transport: 7%
• Inne: 3%

Elektryczny

Oprócz srebra najskuteczniejsza jest miedź przewodnik prądu, . To w połączeniu z jegokorozjaopór, plastyczność , ciągliwość oraz zdolność do pracy w szerokim zakresie sieci energetycznych sprawia, że ​​metal ten jest idealny do okablowania elektrycznego.

Praktycznie całe okablowanie elektryczne, z wyjątkiem napowietrznych linii energetycznych (które są lżejsze) aluminium ) są tworzone z miedzi.

Szyny zbiorcze, przewodniki rozprowadzające moc, transformatory i uzwojenia silników również zależą od przewodnictwa miedzi. Dzięki swojej skuteczności jako przewodnika prądu, transformatory miedziane mogą mieć sprawność do 99,75 proc.

Zastosowania elektryczne, w tym technologie komputerowe, telewizory, telefony komórkowe i przenośne urządzenia elektroniczne, stały się w ostatnich dziesięcioleciach głównym konsumentem miedzi. W tych urządzeniach miedź jest niezbędna do produkcji:

• Złącza elektroniczne
• Okablowanie i styki obwodów
• Obwody drukowane
• Mikrochipy
• Półprzewodniki
• Magnetrony w mikrofalach
• Elektromagnesy
• Rury próżniowe
• Komutatory
• Elektrody spawalnicze
• Systemy przeciwpożarowe tryskaczowe
• Radiatory

Inną branżą, która jest mocno uzależniona od tego pierwiastka, jest telekomunikacja. Drobno skręcone miedziane przewody są używane w okablowaniu ADSL i HDSL dla linii internetowych sieci lokalnej (LAN). Linie skrętki nieekranowanej (UTP) zawierają osiem przewodów oznaczonych kolorami, które składają się z czterech par cienkich drutów miedzianych. I pomimo rozwoju technologii bezprzewodowej, urządzenia interfejsowe, takie jak modemy i routery, pozostają zależne od miedzi.

Sektor energii odnawialnej również skorzystał na właściwościach przewodzących miedzi. Metal nieszlachetny jest wykorzystywany do produkcji zarówno miedzi i indu gal -selenek (CIGS) ogniwa fotowoltaiczne i turbiny wiatrowe. Na przykład pojedyncza turbina wiatrowa może zawierać do 1 tony metrycznej (MT) metalu. Oprócz produkcji energii elektrycznej miedź jest również integralną częścią silników i systemów dystrybucyjnych związanych z technologią alternatywnych źródeł energii.

Budowa

Rury miedziane są obecnie standardowym materiałem do instalacji wody pitnej i ogrzewania w większości krajów rozwiniętych. Wynika to po części z jej właściwości bakteriostatycznych, czyli innymi słowy zdolności miedzi do hamowania rozwoju organizmów bakteryjnych i wirusowych w wodzie.

Inne zalety miedzi jako materiału rurowego obejmują jej plastyczność i lutowność — można ją łatwo zginać i montować — a także odporność na ekstremalną korozję cieplną.

Miedź i jej stopy są uważane za stabilne i odporne na korozję, co czyni je idealnymi nie tylko do transportu wody pitnej, ale także do użytku w środowisku słonym i przemysłowym. Niektóre przykłady takich aplikacji obejmują:

• Rury wymienników ciepła do skraplaczy w elektrowniach parowych i zakładach chemicznych
• Systemy nawadniające i zraszacze rolnicze
• Rurociągi w zakładach destylacyjnych
• Linie zasilające wodę morską
• Pompy cementowe do zaopatrzenia w wodę wiertniczą
• Rury do dystrybucji naturalnej i skroplonej ropy naftowej
• Rurociągi dystrybucji paliwa gazowego

Od setek lat miedź była również wykorzystywana jako metal architektoniczny. Niektóre z najstarszych przykładów wykorzystania miedzi jako estetycznego metalu konstrukcyjnego obejmują drzwi Dzielnicy Amun-Re w Karnaku w Egipcie, których historia sięga 3000-4000 lat, oraz miedziany dach gontowy na szczycie Loha o wysokości 162 stóp na Sri Lance. Świątynia Maha Paya, zbudowana w III wieku p.n.e.

Czysta miedź zdobi kopuły i iglice wielu średniowiecznych kościołów i katedr, a w czasach nowożytnych była używana w budynkach rządowych, takich jak budynki parlamentu Kanady i prywatne rezydencje, w tym wiele zaprojektowanych przez Franka Lloyda-Wrighta.

Jednym z powodów szerokiego stosowania miedzi jako materiału budowlanego jest naturalne tworzenie się atrakcyjnego wizualnie zielonego nalotu — znany jako patyna — wynika to z wietrzenia i utleniania miedzi. Oprócz estetycznego wyglądu architekci i projektanci preferują metal, ponieważ jest lekki, trwały, odporny na korozję i łatwy do łączenia.

Jednak miedziany sprzęt dekoracyjny i architektoniczny nie ogranicza się do zastosowań zewnętrznych. Projektanci wnętrz często używają metalu i jego stopów, mosiądzu i brązu do opraw takich jak:

• Uchwyty
• Klamki
• Zamki
• Stoły
• Oprawy oświetleniowe i łazienkowe
• Baterie
• Zawiasy

W szczególności szpitale i placówki medyczne cenią miedź za jej właściwości bakteriostatyczne, co powoduje, że jest coraz powszechniej stosowana jako element wyposażenia wnętrz, takich jak baterie i klamki w budynkach medycznych.

Transport

Podstawowe elementy samolotów, pociągów, samochodów i łodzi zależą od właściwości elektrycznych i termicznych miedzi. W samochodach chłodnice miedziane i mosiężne oraz chłodnice oleju są standardem branżowym od lat 70. XX wieku. Ostatnio rosnące wykorzystanie komponentów elektronicznych, w tym pokładowych systemów nawigacyjnych, układów przeciwblokujących i podgrzewanych siedzeń, nadal zwiększa popyt na metal z tego sektora.

Inne elementy samochodowe zawierające miedź obejmują:

• Okablowanie do systemów odszraniania szkła
• Okucia, łączniki i śruby mosiężne
• Linie hydrauliczne
• Łożyska tulejowe z brązu
• Okablowanie do sterowania oknami i lusterkami

Rosnący popyt na samochody hybrydowe i elektryczne jeszcze bardziej zwiększy globalne zużycie miedzi. Średnio samochody elektryczne zawierają około 55 funtów (25 kg) miedzi.

Folie metalowe i chemikalia miedzi są włączone do obu Wodorek niklu oraz akumulatory litowo-jonowe, które zasilają oszczędne pojazdy, podczas gdy odlewane wirniki miedziane są stosowane jako alternatywa dla silników z magnesami ziem rzadkich.

Pociągi dużych prędkości mogą zużywać do 10 MT miedzi na kilometr toru, podczas gdy potężne lokomotywy zawierają aż 8 MT miedzi metal nieszlachetny .

Przewody jezdne napowietrzne do tramwajów i trolejbusów, takie jak te stosowane w San Francisco i Wiedniu, wykonane są ze stopów miedzi ze srebrem lub miedzi z kadmem.

Dwa procent masy samolotu pasażerskiego można przypisać miedzi, która obejmuje aż 118 mil (190 km) okablowania.

Ze względu na ich doskonałą odporność na korozję morską mangan - brązy niklowo-aluminiowe są używane do odlewania śrub okrętowych, które mogą ważyć nawet kilka ton. Elementy okrętowe, w tym rury, armatura, pompy i zawory, są również wykonane z podobnych stopów.

Inny

Lista zastosowań miedzi jest długa. Niektóre bardziej znane zastosowania obejmują:

Przybory kuchenne i zastosowania termiczne : Właściwości termiczne miedzi sprawiają, że idealnie nadaje się do naczyń kuchennych, takich jak garnki i patelnie, a także klimatyzatorów, radiatorów, podgrzewaczy wody i urządzeń chłodniczych.

Zegary i zegarki : Ponieważ nie jest magnetyczny miedź nie zakłóca pracy małych urządzeń mechanicznych. W rezultacie zegarmistrzowie i zegarmistrzowie używają miedzianych kołków i kół zębatych w projektowaniu zegarków.

Sztuka : Miedź i jej stopy są również powszechnie spotykane w dziełach sztuki, z których prawdopodobnie najbardziej znanym jest Statua Wolności. Posąg został pokryty ponad 80 tonami blachy miedzianej, połączony z ponad 1500 miedzianymi siodłami i 300 000 miedzianymi nitami, co daje jej zielony, patynowy kolor.

Waluta : Do 1981 roku amerykański jednocentowy kawałek – lub pens – był bity głównie z miedzi (95 procent), ale od tego czasu był bity jako pokryty miedzią cynk (0,8-2,5% miedzi).

Instrumenty muzyczne : Czym byłaby orkiestra dęta bez miedzi? Mosiądz jest używany do produkcji rogów, trąbek, puzonów i saksofonów ze względu na odporność na korozję i antybakteryjne właściwości miedzi.

_Źródła

• Europejski Instytut Miedzi. Aplikacje.
• Stowarzyszenie Rozwoju Miedzi Inc. Aplikacje