Påføring av kobber
Elektrisk industri
Kraftoverføring
Kraftoverføring krever en stor mengde kobber med høy ledningsevne, som hovedsakelig brukes til strømledninger og kabler, busser, transformatorer, brytere, plug-in-komponenter og kontakter.
I prosessen med kraftoverføring av ledninger og kabler går elektrisk energi bort på grunn av motstandsoppvarming. Fra et perspektiv av energisparing og økonomi, blir standarden "optimalt kabeltverrsnitt" for tiden fremmet i verden. De populære standardene tidligere var ganske enkelt basert på perspektivet om å redusere investeringen i engangsinstallasjon. For å minimere kabeltverrsnittet ble den minste tillatte størrelsen på kabelen bestemt for å forhindre farlig overoppheting under merkestrømmen som kreves av designet. Selv om installasjonskostnaden for kabelen lagt i henhold til denne standarden er lav, er motstandsenergiforbruket relativt stort ved langvarig bruk. Standarden "optimalt kabeltverrsnitt" tar hensyn til både engangsinstallasjonskostnaden og strømforbruket, og forstørrer kabelstørrelsen passende for å oppnå formålet med energisparing og de beste omfattende økonomiske fordelene. I følge den nye standarden er kabeltverrsnittet ofte mer enn doblet enn den gamle standarden, noe som kan oppnå en energispareeffekt på ca 50 %.
I den siste tidsperioden, på grunn av mangelen på stål i mitt land, ble aluminium brukt til å erstatte kobber i overliggende høyspentledninger i håp om å redusere vekten, med tanke på at egenvekten til aluminium bare er 30 % av det av kobber. Underjordiske kabler. I dette tilfellet blekner aluminium sammenlignet med kobber på grunn av sin dårlige ledningsevne og store kabelstørrelse.
Av samme grunn er det også et klokt valg å bytte ut den gamle viklingstransformatoren i aluminium med energibesparende og effektiv kobberviklingstransformator.
Motor produksjon
I motorproduksjon er kobberlegeringer med høy ledningsevne og høy styrke mye brukt. De viktigste kobberdelene er statorer, rotorer og akselhoder. I store motorer kjøles viklingene med vann eller hydrogen, som kalles dobbel vann-internkjøling eller hydrogenkjølemotorer, som krever en lang lengde hultråd.
Motorer er store brukere av elektrisitet, og står for om lag 60 % av den totale elektrisitetsforsyningen. Den kumulative strømregningen for drift av en motor er svært høy, og når vanligvis kostnadene for selve motoren i løpet av de første 500 driftstimene, tilsvarende 4 til 16 ganger kostnaden i løpet av et år, og kan nå 200 ganger kostnaden i løpet av hele arbeidslivet. En liten økning i motoreffektiviteten kan ikke bare spare energi, men også oppnå betydelige økonomiske fordeler. Utvikling og bruk av høyeffektive motorer er et hett tema i verden i dag. Siden energiforbruket inne i motoren hovedsakelig kommer fra motstandstapet i viklingen, er økning av tverrsnittet til kobbertråden et nøkkeltiltak for å utvikle høyeffektive motorer. Sammenlignet med tradisjonelle motorer har bruken av kobberviklinger i noen av de først utviklede høyeffektive motorene økt med 25 % til 100 %. Det amerikanske energidepartementet finansierer et utviklingsprosjekt for å produsere motorrotorer ved bruk av støpt kobberteknologi.
Kommunikasjonskabler
Siden 1980-tallet, på grunn av fordelene med stor strømbærende kapasitet til optiske fiberkabler, har de raskt blitt erstattet av kobberkabler på kommunikasjonsstamlinjer. Imidlertid er det fortsatt behov for en stor mengde kobber for å konvertere elektrisk energi til lysenergi og inngangslinjer til brukerne. Med utviklingen av kommunikasjonsindustrien blir folk i økende grad avhengig av kommunikasjon, og etterspørselen etter optiske fiberkabler og kobberledninger vil fortsette å øke.
Elektriske linjer for boliger
Ettersom levestandarden til folket vårt forbedres, blir husholdningsapparater raskt populært, og elektrisitetsbelastningen i boliger vokser raskt. Som vist i figur 6.6, i 1987, var elektrisitetsforbruket i boliger 26,96 milliarder kWh (1 kWh=1 kilowatt-time), og ti år senere i 1996 steg det til 113,1 milliarder kWh, en økning på 3,2 ganger. Til tross for dette er det fortsatt et stort gap sammenlignet med utviklede land. For eksempel, i 1995, var elektrisitetsforbruket per innbygger i USA 14,6 ganger det i mitt land, og Japan var 8,6 ganger det i mitt land. mitt lands elektrisitetsforbruk vil fortsatt ha stor utvikling i fremtiden. Den forventes å øke med 1,4 ganger fra 1996 til 2005.
Elektronisk industri
Elektronisk industri er en næring i vekst. I sin blomstrende utviklingsprosess har den kontinuerlig utviklet nye produkter og nye bruksområder. Applikasjonen har utviklet seg fra vakuumenheter og trykte kretser til mikroelektronikk og integrerte halvlederkretser.
Vakuumenheter
Vakuumenheter er hovedsakelig høyfrekvente og ultrahøyfrekvente senderrør, bølgeledere, magnetroner, etc., som krever oksygenfritt kobber med høy renhet og dispersjonsforsterket oksygenfritt kobber.
Trykt krets
Kobber trykt krets er å bruke kobberfolie som overflate og lim den inn på plastplaten som støtte; skriv ut kretsdiagrammet på kobberplaten ved fotografering; fjern overflødig del ved å etse og forlat den sammenkoblede kretsen. Slå deretter hull i forbindelsen med utsiden av kretskortet, sett inn kontaktene til diskrete komponenter eller andre deler av terminalene, og sveis dem på denne åpningen, slik at en komplett krets er satt sammen. Hvis nedsenkingspletteringsmetoden brukes, kan sveisingen av alle koblinger fullføres på en gang. På denne måten, for de anledninger som krever fin utforming av kretser, som radio, fjernsyn, datamaskin, etc., kan bruk av trykte kretser spare mye arbeid i ledninger og fiksering av kretser; derfor er det mye brukt og krever en stor mengde kobberfolie. I tillegg er det også nødvendig med forskjellige lavprisede, lavt smeltepunkt og høyflytende kobberbaserte loddematerialer for tilkobling av kretser.
Integrert krets
Kjernen i mikroelektronikkteknologi er den integrerte kretsen. Integrert krets refererer til en miniatyrisert krets som bruker halvlederkrystallmaterialer som substrater (brikker) og bruker spesielle prosessteknologier for å integrere komponentene og sammenkoblingene som utgjør kretsen inne, på overflaten eller på substratet. Denne mikrokretsen er tusenvis av ganger mindre i størrelse og vekt enn den mest kompakte diskrete komponentkretsen i struktur. Utseendet har forårsaket en enorm endring i datamaskiner og har blitt grunnlaget for moderne informasjonsteknologi. De ultra-storskala integrerte kretsene som er utviklet kan produsere mer enn 100,000 eller til og med millioner av transistorer på en enkelt brikke som er mindre enn en tommelfingerspiker. IBM (International Business Machines Corporation), et internasjonalt anerkjent dataselskap, har fått et gjennombrudd ved å bruke kobber i stedet for aluminium i silisiumbrikker som sammenkoblinger. Denne nye typen kobbermikrobrikke kan oppnå en ytelsesforsterkning på 30 %, linjestørrelsen på kretsen kan reduseres til 0,12 mikron, og antall transistorer integrert på en enkelt brikke kan nå 2 millioner. Dette har skapt en ny situasjon for anvendelsen av det eldgamle metallet kobber i det nyeste teknologifeltet for integrerte halvlederkretser.
Blyramme
For å beskytte normal drift av den integrerte kretsen eller hybridkretsen, må den pakkes; og ved pakking ledes et stort antall kontakter i kretsen ut av den forseglede kroppen. Disse ledningene må ha en viss styrke og utgjøre støtteskjelettet til den integrerte pakkekretsen, som kalles ledningsrammen. I faktisk produksjon, for høyhastighets masseproduksjon, blir blyrammer vanligvis kontinuerlig stemplet på en metallstrimmel i et spesifikt arrangement. Rammematerialer står for 1/3 til 1/4 av de totale kostnadene for integrerte kretser, og brukes i store mengder; derfor må de ha lave kostnader.
Kobberlegeringer er billige, har høy styrke, elektrisk ledningsevne og termisk ledningsevne, utmerket prosessytelse, nålesveising og korrosjonsmotstand, og kan kontrollere ytelsen i et bredt spekter gjennom legering. De kan bedre møte ytelseskravene til blyrammer og har blitt et viktig materiale for blyrammer. Det er for tiden det mest brukte kobbermaterialet i mikroelektroniske enheter.
Transportnæring
Skipsbygging
På grunn av sin gode motstand mot sjøvannskorrosjon har mange kobberlegeringer, som aluminiumbronse, manganbronse, aluminiumsmessing, gunmetal (tinn-sinkbronse), hvitt stål og nikkel-kobberlegering (monellegering), blitt standardmaterialer for skipsbygging. . Generelt utgjør kobber og kobberlegeringer 2 til 3 % av dødvekten til krigsskip og handelsskip.
Propellene til krigsskip og de fleste store handelsskip er laget av aluminium bronse eller messing. Hver propell på et stort skip veier 20 til 25 tonn. Propellene til hangarskipene Queen Elizabeth og Queen Mary veier 35 tonn hver. De tunge haleakslene til store skip er ofte laget av "Admiral" gunmetall, og de koniske boltene til rorene og propellene er også laget av samme materiale. Stål og kobberlegeringer brukes også i store mengder i motor- og fyrrom. Verdens første atomdrevne handelsskip brukte en 30-tonns hvit kobberkondensator. Messingrør av aluminium brukes som store varmebatterier til oljetanker. Det er 12 slike oljelagringstanker på et 100,000-tonns skip, og det tilsvarende varmesystemet er ganske stort. Det elektriske utstyret på skipet er også svært komplekst. Motoren, motoren, kommunikasjonssystemet osv. er nesten helt avhengig av kobber og kobberlegeringer for å fungere. Kabinene til store og små skip er ofte dekorert med stål og kobberlegeringer. Selv trebåter festes best med skruer og spiker laget av stållegering (vanligvis silisiumbronse), som kan masseproduseres ved rulling.
For å hindre at skroget blir tilsmusset av marine organismer og påvirker navigasjonen, brukes ofte kobberbelegg for beskyttelse; eller løsningen er å pensle kobberholdig maling.
I andre verdenskrig, for å forsvare seg mot tyske magnetiske miner, ble det utviklet en anti-magnetisk mineanordning. Et kobberbelte ble festet rundt stålskroget, og en elektrisk strøm ble ført for å nøytralisere skipets magnetfelt, slik at gruven ikke skulle eksplodere. Siden 1944 har alle allierte skip, totalt ca. 18,000 skip, blitt utstyrt med denne avmagnetiseringsenheten og beskyttet. Noen store slagskip krever mye kobber til dette formålet. For eksempel har en av dem en kobbertrådlengde på 28 miles og veier omtrent 30 tonn.
Bil
Hver bil bruker 10 til 21 kilo kobber, avhengig av typen og størrelsen på bilen. For en bil utgjør den omtrent 6 til 9 % av sin egen vekt. Kobber og kobberlegeringer brukes hovedsakelig til radiatorer, bremsesystemrørledninger, hydrauliske enheter, gir, lagre, bremsefriksjonsklosser, kraftfordelings- og kraftsystemer, pakninger og diverse ledd, tilbehør og tilbehør. Blant dem bruker radiatoren en relativt stor mengde stål. Moderne rørbelte-radiatorer sveises inn i radiatorrør med messinglister og bøyes til kjøleribber med tynne kobberstrimler.
For å ytterligere forbedre ytelsen til kobberradiatorer og forbedre deres konkurranseevne mot aluminiumsradiatorer, er det gjort mange forbedringer. Når det gjelder materialer, tilsettes sporelementer til kobber for å forbedre styrken og mykningspunktet uten å miste termisk ledningsevne, og dermed redusere tykkelsen på båndet og spare stål; når det gjelder produksjonsteknologi, brukes høyfrekvens- eller lasersveising av kobberrør, og stållodding brukes i stedet for myk lodding som er utsatt for blyforurensning for å sette sammen radiatorkjernen. Resultatene av denne innsatsen er vist i tabell 6.2. Sammenlignet med loddede aluminiumsradiatorer, under de samme varmespredningsforholdene, det vil si under samme luft- og kjølevæsketrykkfall, er den nye kobberradiatoren lettere og betydelig mindre i størrelse; kombinert med den gode korrosjonsmotstanden og lange levetiden til stål, er fordelene med kobberradiatorer mer åpenbare. I tillegg, for miljøvern, fremme og utvikle elektriske kjøretøy kraftig, og mengden stål som brukes i hver bil vil øke eksponentielt.
Jernbaner
Elektrifiseringen av jernbaner krever en stor mengde kobber og kobberlegeringer. Mer enn 2 tonn spesialformede kobbertråder kreves for hver kilometer luftledninger. For å forbedre styrken tilsettes ofte en liten mengde kobber (ca. 1%) eller sølv (ca. %). I tillegg er motorene, likeretterne og kontroll-, bremse-, elektriske og signalsystemer på toget avhengig av kobber og kobberlegeringer for å fungere.
Fly
Flynavigasjon er også uatskillelig fra kobber. For eksempel: lednings-, hydraulikk-, kjøle- og pneumatiske systemer i flyet krever kobbermaterialer, lagerholderne og landingshjulslagrene bruker bronserør av aluminium, navigasjonsinstrumentene bruker antimagnetiske stållegeringer, og mange instrumenter bruker ødelagte kobberelastiske elementer.
Lett industri
Lettindustriprodukter er nært knyttet til folks liv, med et bredt utvalg av varianter. Fordi kobber har gode helhetlige egenskaper, kan det sees overalt. Her er bare noen få eksempler:
Klimaanlegg og kjøleskap
Temperaturkontrollfunksjonen til klimaanlegg og kjøleskap oppnås hovedsakelig gjennom fordampning og kondensering av kobberrørene til varmeveksleren. Størrelsen og varmeoverføringsytelsen til varmevekslerens varmeoverføringsrør bestemmer i stor grad effektiviteten og miniatyriseringen av hele klimaanlegget og kjøleenheten. Spesialformede kobberrør med høy varmeledningsevne brukes i disse maskinene. Ved å utnytte stålets gode prosesseringsegenskaper er varmerør med indre spor og høye finner blitt utviklet og produsert for produksjon av varmevekslere i klimaanlegg, kjøleskap, kjemikalie- og spillvarmeoppsamlingsenheter. Den totale varmeoverføringskoeffisienten til den nye varmeveksleren kan økes til 2 til 3 ganger den for vanlige rør og 1,2 til 1,3 ganger den for vanlige lavfinnede rør. Den har blitt brukt i Kina, sparer 40 % kobber og reduserer volumet på varmeveksleren med mer enn 1/3.
Klokker
De fleste av de arbeidende delene av klokkene, tidtakere og enheter med klokkemekanismer er laget av "klokkemessing". Legeringen inneholder 1,5-2% bly, har gode bearbeidingsegenskaper, og egner seg for storskala produksjon. For eksempel kuttes tannhjul fra lange ekstruderte messingstenger, flate hjul stanses fra strimler med tilsvarende tykkelse, og messing eller andre kobberlegeringer brukes til å lage graverte klokkeflater, skruer og skjøter osv. Det lages et stort antall billige klokker av gunmetall (tinn-sink bronse) eller belagt med nikkelsølv (hvit kobber). Noen kjente klokker er laget av stål og kobberlegeringer. Timeviseren til den britiske "Big Ben" er laget av solide metallstenger, og minuttviseren er laget av 14-fotlange kobberrør.
En moderne klokkefabrikk, som bruker kobberlegering som hovedmateriale, presser og presise former, kan produsere 10,000 til 30,000 klokker om dagen til en svært lav pris.
Papirlaging
I dagens informasjonssamfunn i stadig endring er papirforbruket svært stort. Papir ser enkelt ut på overflaten, men papirfremstillingsprosessen er svært komplisert, og krever mange trinn og bruk av mange maskiner, inkludert kjølere, fordampere, visper, papirmaskiner osv. Mange av komponentene, for eksempel ulike varmevekslerrør, valser , visp, halvflytende pumper og sikter, er for det meste laget av stållegeringer.
For eksempel sprayer den lange papirmaskinen som brukes, den tilberedte massen på et raskt bevegelig nett med finmasket (40-60 mesh). Nettingen er vevd av messing og fosforbronsetråd. Den er veldig bred, vanligvis mer enn 20 fot (6 meter), og må forbli helt rett. Nettet beveger seg over en rekke små messing- eller kobbervalser, og når det passerer gjennom massen som er sprayet på det, suges fuktighet ut fra luften under. Nettingen vibrerer også for å binde de små fibrene i massen sammen. Maskestørrelsen på store papirmaskiner er veldig stor, opptil 26 fot 8 tommer (8,1 meter) bred og 100 fot (30,5 meter) lang. Den våte massen inneholder ikke bare vann, men inneholder også kjemikalier som brukes i papirfremstillingsprosessen, som er svært etsende. For å sikre kvaliteten på papiret er nettingmaterialet svært krevende. Den må ikke bare ha høy styrke og elastisitet; men også være motstandsdyktig mot massekorrosjon. Kobberlegeringer er fullt i stand til å gjøre dette.
Printing
I trykking brukes kobberplater til fotolitografi. Den polerte kobberplaten sensibiliseres med lysfølsom emulsjon, og fotograferes deretter på den. Den sensibiliserte kobberplaten må varmes opp for å herde limet. For å forhindre mykning på grunn av varme, inneholder kobber ofte en liten mengde sølv eller arsen for å øke mykningstemperaturen. Deretter etses platen for å danne en trykkflate med et mønster av konkave og konvekse prikker.
På den automatiske settemaskinen lages typen ved å arrangere blokker av messingtype, som er en annen viktig bruk av kobber i trykking. Typeblokker er vanligvis laget av blyholdig messing, noen ganger kobber eller bronse.
Medisin
I den farmasøytiske industrien er alle typer damp-, koke- og vakuumapparater laget av rent kobber. Sink hvitt kobber er mye brukt i medisinsk utstyr. Kobberlegeringer er også ofte brukte materialer for brilleinnfatninger osv.
