铜及其常见用途

从普通家用电线到船用螺旋桨,从光伏电池到萨克斯管,铜及其合金被用于各种最终用途。...

从普通家用电线到船用螺旋桨,从光伏电池到萨克斯管,铜及其合金被用于各种最终用途。

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事实上,铜在各种核心行业的使用导致投资界将铜的价格作为整体经济健康的指标,从而产生了“铜博士”的绰号。

为了更好地了解铜的各种应用,铜开发协会(CDA)将其分为四个最终用途部门:电气、建筑、运输和其他。

CDA估计每个部门消耗的全球铜产量百分比为:

  • 电气:65%
  • 建筑:25%
  • 交通:7%
  • 其他:3%

与电有关的

除了银,铜是最有效的导电体。这与它的耐腐蚀性、延展性、延展性以及在各种电力网络中工作的能力相结合,使金属成为电线的理想材料。

除了架空电线(由更轻的铝制成)外,几乎所有的电线都是用铜制成的。

母线、配电导体、变压器和电机绕组也都取决于铜的导电性。由于铜变压器作为电导体的有效性,其效率可达99.75%。

近几十年来,包括计算机技术、电视、移动电话和便携式电子设备在内的电气应用已成为铜的主要消费领域。在这些设备中,铜对以下产品的生产至关重要:

  • 电子连接器
  • 电路、接线和触点
  • 印刷电路板
  • 微芯片
  • 半导体设备
  • 微波磁控管
  • 电磁铁
  • 真空管
  • 整流器
  • 焊条
  • 自动喷水灭火系统
  • 散热器

另一个严重依赖该元素的行业是电信业。细绞铜线用于局域网(LAN)互联网线路的ADSL和HDSL布线。非屏蔽双绞线(UTP)线路包含八根彩色编码导线,由四对细铜线构成。尽管无线技术不断发展,调制解调器和路由器等接口设备仍然依赖铜缆。

可再生能源行业也受益于铜的导电性能。这种贱金属用于生产铜铟硒化镓(CIGS)光伏电池和风力涡轮机。例如,一台风力涡轮机最多可以容纳1公吨(MT)的金属。除了电力生产之外,铜也是与替代能源技术相关的电机和配电系统的组成部分。

建设

铜管现在是大多数发达国家饮用水和供暖系统的标准材料。这部分是由于其抑菌特性,或者换句话说,铜抑制水中细菌和病毒有机体生长的能力。

铜作为管材的其他优点包括其延展性和可焊性——它可以很容易地弯曲和组装——以及它对极端热腐蚀的抵抗力。

铜及其合金被认为是稳定和耐腐蚀的,这使得它们不仅适用于输送饮用水,也适用于盐水和工业环境。此类应用的一些示例包括:

  • 蒸汽发电站和化工厂冷凝器用热交换器管
  • 灌溉和农业洒水系统
  • 蒸馏装置的管道
  • 海水供给管线
  • 钻井供水用水泥泵
  • 天然石油和液化石油输送管
  • 燃气分配管道

数百年来,铜也被用作建筑金属。一些最古老的铜用作美学结构金属的例子包括埃及卡纳克阿蒙-瑞地区的大门(可追溯到3000-4000年),以及斯里兰卡162英尺高的Loha Maha Paya神庙顶部的铜瓦屋顶(建于公元前三世纪)。

纯铜装饰着许多中世纪教堂和大教堂的圆顶和尖顶,在更现代的时代,纯铜被用于政府建筑,如加拿大议会建筑和私人住宅,其中许多是由弗兰克·劳埃德·赖特设计的。

铜被广泛用作建筑材料的一个原因是其自然形成的一种视觉上吸引人的绿色光泽——称为铜绿——是铜的风化和氧化作用的结果。除了美观的外观外,建筑师和设计师更喜欢这种金属,因为它重量轻、耐用、耐腐蚀、易于连接。

然而,铜装饰和建筑硬件并不限于外部应用。室内设计师通常将金属及其合金、黄铜和青铜用于固定装置,例如:

  • 处理
  • 门把手
  • 桌子
  • 照明和浴室设备
  • 水龙头
  • 铰链

医院和医疗设施尤其重视铜的抑菌性能,这使得铜越来越多地被用作医疗建筑内部固定装置的一个组成部分,如水龙头和门把手。

运输

飞机、火车、汽车和船只的核心部件都依赖于铜的电气和热性能。在汽车中,铜和黄铜散热器和机油冷却器自20世纪70年代以来一直是行业标准。最近,包括车载导航系统、防抱死制动系统和加热型座椅在内的电子部件的使用越来越多,继续增加了该行业对金属的需求。

其他含铜汽车部件包括:

  • 玻璃除霜系统的接线
  • 配件、紧固件和黄铜螺钉
  • 液压管路
  • 青铜套筒轴承
  • 车窗和后视镜控制装置的接线

混合动力和电动汽车需求的增长将进一步增加全球铜消费。平均而言,电动汽车含有大约55磅(25公斤)的铜。

金属箔和铜化学品被用于镍金属氢化物和锂离子电池,为节能汽车提供动力,而铸铜转子则被用作稀土磁电机的替代品。

高速列车每公里轨道可使用高达10公吨的铜,而动力强劲的机车则可使用高达8公吨的贱金属。

使用旧金山和维也纳的电车和电车的架空接触线是用铜银或铜镉合金制造的。

飞机重量的百分之二可归因于铜,其中包括多达118英里(190公里)的电线。

由于锰和镍铝青铜具有优异的耐盐水腐蚀性,因此可用于铸造重达数吨的船用螺旋桨。船舶部件,包括管道、配件、泵和阀门,也由类似的合金制成。

其他

铜的应用列表层出不穷。一些更为人熟知的用途包括:

炊具和热应用:铜的热性能使其成为炊具的理想选择,如锅碗瓢盆,以及空调装置、散热器、热水器和制冷装置的发热器。

钟表:因为铜是非磁性的,不会干扰小型机械设备的运行。因此,钟表匠和钟表匠在钟表的设计中使用铜针和齿轮。

艺术:铜及其合金也常见于艺术作品中,其中最著名的可能是自由女神像。雕像被镀上了80多吨铜板,附有1500多个铜鞍座和30万个铜铆钉,这使得她的铜色呈绿色。

铸币:直到1981年,美国的一分硬币(或一便士)主要由铜(95%)铸造,但从那时起,一直以镀铜锌(0.8-2.5%铜)铸造。

乐器:如果没有铜,铜管乐队会怎么样?黄铜用于制造喇叭、小号、长号和萨克斯管,因为铜具有耐腐蚀和抗菌的特性。

来源

  • 欧洲铜研究所。应用。
  • 铜开发协会有限公司的应用

  • 发表于 2021-09-18 12:26
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  • 分类:化学

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