Где применяется медь: Медь: ее свойства и сферы применения

alexxlab | 29.06.2023 | 0 | Разное

Содержание

Медь: ключевой металл будущего

Современная экономика основана на инфраструктуре, транспорте, здравоохранении, строительстве и энергетике. Медь имеет решающее значение для каждой из этих отраслей, поддерживая экономический рост, урбанизацию, повышение уровня жизни и стабильное будущее.

Этот элемент имеет пять ключевых достояний, которые делают его неотъемлемой частью современной экономики:

1.Высокая проводимость

2.Устойчивость при давлении

3.Коррозионная стойкость

4.Антибактериальные свойства

5.Пластичность

В этой статье мы рассмотрим, как эти свойства влияют на основные области применения красного металла сегодня.

Медь в строительстве: Строительство и инфраструктура

В строительстве и инфраструктуре используется более 40% всей производимой меди. Свойства меди подходят для различных строительных работ:

– Кровля: ветроустойчивость, эстетическая привлекательность и экологичность меди делают ее отличным кровельным материалом.

– Изготовление труб: в системах отопления и водоснабжения жилых помещений используются медные трубы, обеспечивающие высокую теплопроводность и антимикробные свойства меди..

– Электрические сети: производство, передача, распределение и потребление электроэнергии зависят от медной проводки из-за ее электропроводности и пластичности.

Кроме того, медные молниеотводы давно служат защитой зданий от ударов молнии – еще одно свидетельство их электрических свойств.

Несмотря на широкое распространение, медь остается доступной по цене. Без меди электричество, проводка и защита наших домов были бы дорогими и труднодоступными.

Медь и перевозки: Транспортировка

От автомобилей с бензиновым двигателем и электромобилей (электромобилей) до поездов и самолетов медь является неотъемлемой частью наших повседневных поездок.

Вот несколько интересных вариантов использования меди в транспорте:

Вид транспорта	Где используется медь	Роль меди
Самолеты	Проводка и оборудование	Один самолет Boeing 747-200 Jet содержит 632 000 футов медного провода. Медь используется для изготовления шин и запорных тросов для самолетов. Детали и подшипники шасси изготовлены из медных сплавов, чтобы выдерживать высокие давления.
Электромобили	Электропроводка, передача напряжения и двигатели	Электромобили могут содержать до 368 кг (813 фунтов) меди, в зависимости от их размера и типа. Электромобили зависят от электропроводности меди в аккумуляторах, системах электропроводки и зарядных станциях. В высокоскоростных поездах используются медные сплавы для поддержания электрического контакта на высоких скоростях.
Машины и другие режимы	Электропроводка, радиаторы, тормозные трубки и моторы	Автомобиль среднего класса содержит 1,6 км (5 249 футов) меди. Использование меди в двигателях увеличивает эффективность, что приводит к увеличению выработки электроэнергии и увеличению расстояния. В тормозных трубках используются антикоррозионные и устойчивые к давлению свойства меди. Медь делает радиаторы меньше, легче и доступнее.

По мере роста населения мира потребуется больше транспортных услуг, и медь будет продолжать играть решающую роль.

Медь и здоровье: здравоохранение и больницы

Знаете ли вы, что медь может убить 99,9% кишечной палочки в течение двух часов после воздействия?

Это, наряду с продолжающейся пандемией COVID-19, делает антимикробные свойства меди и ее применение в здравоохранении как никогда важными. Медь помогает нам вести более здоровый образ жизни во многих отношениях.

Где применяется медь	Роль Меди
Больницы	Способность меди убивать бактерии повышает безопасность поверхностей с частым соприкосновением, таких как дверные ручки и ручки кроватей
.Диеты	Медь жизненно важна для нормального развития мозга, и взрослым людям требуется 1-2 мг меди в своем ежедневном рационе

Более 500 антимикробных медных сплавов зарегистрированы Агентством по охране окружающей среды США. При дальнейших исследованиях медь может играть еще большую роль в здравоохранении.

Медь укрепляет: украшения и чеканку (в монетной системе)

Долговечность и эстетическая привлекательность меди делают ее идеальной для использования в ювелирных изделиях и монетах, где она присутствует в значительных количествах.

Например, золотые украшения 18 карат обычно содержат 75% золота, 15% серебра и 10% меди. Медь не только укрепляет золотые и серебряные украшения, но и ее сплавы (латунь и бронза) также широко используются для изготовления доступных и привлекательных ювелирных изделий.

Кроме того, многие монеты, которые мы используем, сделаны из меди и ее сплавов. Если быть точным, два свойства меди являются ключевыми для производства прочных и безопасных монет:

Коррозионная стойкость: монеты из медно-никелевого сплава не тускнеют.
Электропроводность: медно-никелевые монеты имеют специальные электронные подписи, которые помогают предотвратить мошенничество в торговых автоматах и монетоприемниках

.

Медь создает комфорт: Дом и домашнее хозяйство

В среднем в доме на одну семью содержится около 200 килограммов (439 фунтов) меди. В таблице ниже указано, как она распределена, количество меди в бытовых приборах:

Устройство/материал	Кол-во содержащейся меди (кг)
Строительный провод	88. 5
Сантехнические трубы и фитинги	68.5
Кондиционеры	23.5
Тепловые насосы	21.7
Встроенная техника и другое оборудование	21.0
Посудомоечные машины	2.2
Холодильники	2.1

Помимо бытовой техники, медь также играет важную роль в предметах, которые мы используем ежедневно. По данным BBC, обычный iPhone в среднем содержит 15 граммов меди, что составляет примерно 10% веса телефона.

Медь сегодня является неотъемлемой частью современной экономики. Его уникальные свойства обеспечивают возможность урбанизации и экономического развития с низкими затратами – и на этом история не заканчивается.

По мере того, как мир переходит к более чистой энергетической структуре, медь станет важным материалом для обеспечения более устойчивого будущего.

Медь в возобновляемых источниках энергии

Согласно McKinsey, к 2050 году колоссальные 73% мировой выработки электроэнергии будут приходиться на возобновляемые источники энергии, и медь играет важную роль в этом переходе.

Солнечные и ветряные фермы сильно зависят от меди. Кабельная проводка и теплообмен в солнечных и ветряных электростанциях – основные области применения меди в производстве возобновляемой энергии.

Во-первых, ветряные электростанции могут содержать от 4 до 15 миллионов фунтов меди. Более того, солнечные фотоэлектрические фермы требуют 9000 фунтов меди на мегаватт энергии.

Чтобы представить это в контексте, мощность солнечной энергии в Индии составляет 31 696 мегаватт, на что для этого потребуется около 322 миллионов фунтов меди.

Медь в электромобилях

В качестве стандартного эталона электропроводности медь незаменима для электромобилей. Растущий рынок электромобилей может повысить спрос на медь в ближайшем будущем.

Медь используется в аккумуляторных батареях, катушках, проводке и зарядных станциях электромобилей. Согласно текущим прогнозам роста, к 2030 году потребуется более 250 000 тонн меди в составе обмоток тяговых электродвигателей дорожных электромобилей.

Переход к чистой энергии в сочетании с урбанизацией и экономическим развитием подразумевает, что медь имеет решающее значение для будущего.

Однако значение меди для будущего – это палка о двух концах, и она вызывает опасения по поводу устойчивости ее поставок – будет ли ее достаточно?

Из 5,8 триллиона фунтов известных ресурсов меди только 12% были добыты на протяжении всей истории, и благодаря возможности вторичной переработки почти вся эта медь все еще находится в обращении.

Переработанная медь не только обеспечивает такое же качество и преимущества, как недавно добытая медь, но также позволяет ежегодно сокращать огромные 40 миллионов тонн выбросов CO2. Кроме того, при переработке меди используется на 80-90% меньше энергии, чем при добыче, а в общей сложности 8,5 млн тонн красного металла ежегодно производится из переработанного лома.

Возможность вторичной переработки меди делает ее пригодной для повторного использования на долгие годы, дополняя путь к устойчивому развитию.

Не исключение, что свойства меди позволяют найти широкое применение, которое продолжает расти по мере перехода мира к чистой энергии. А поскольку медь нужна нам во всех сферах жизни, спрос на нее будет сохраняться всегда.

Источник: https://www.visualcapitalist.com/copper-critical-today-tomorrow-and-forever/

функции, области применения, обзор известных материалов

Медные смазки наиболее востребованы при обслуживании автомобилей и строительстве, в металлургической, нефтехимической, литейной и других сферах промышленности с тяжелыми условиями эксплуатации оборудования.

Основными функциями медных смазочных материалов являются:

Упрощение сборки резьбовых соединений (смазки сохраняют постоянное усилие затяжки)
Защита металлических деталей от коррозии (смазки отлично отталкивают воду и «консервируют» поверхности)
Обеспечение легкого демонтажа соединений (смазки предупреждают их схватывание под воздействием высоких температур и давлений)
Профилактика образования задиров на трущихся деталях
Предотвращение заедания крепежа при высоких нагрузках
Повышение герметичности соединений

Рассмотрим 5 наиболее известных и востребованных медных смазок.

EFELE MP-413

0.0

лучший выбор

Медная смазка, устойчивая к экстремально высоким температурам и нагрузкам. Содержит большое количество медного порошка и дополнительный компонент – графит, за счет чего работает эффективнее других.

Благодаря оптимально сбалансированному составу медная паста EFELE MP-413 обладает улучшенными смазочными, противоизносными и противозадирными свойствами. Она отличается своей термостойкостью (до +1100 °С), высокой несущей способностью, хорошей адгезией и электропроводностью.

EFELE MP-413 используется для обработки резьбовых, шлицевых и шпоночных соединений. Нанесение медной пасты позволяет защитить их от коррозии и фреттинг-коррозии, заклинивания и холодного сваривания. Применение материала обеспечивает постоянство момента затяжки, легкий монтаж и демонтаж узлов.

Паста FELE MP-413 расфасована в банки, шприцы с дозаторами и аэрозольные баллоны. Последние особенно удобны в эксплуатации. Сфера их применения неограниченна – от решения бытовых задач и обслуживания автомобилей до промышленного сервиса.

Отличные рабочие характеристики и сравнительно невысокая стоимость выдвигают медную смазку EFELE MP-413 на первую позицию рейтинга.

Фасовки

шприц-дозатор 15 г, набор шприцов 10×15 г, аэрозольный баллон 210 мл, банка 800 г, ведро 5 кг

Liqui Moly Kupfer-Paste

0.0

Медная паста для высоконагруженных соединений.

Предназначена для защиты от коррозии, заедания и прикипания автомобильных деталей, работающих при высоких температурах и нагрузках: свечей зажигания, резьбовых соединений выхлопной системы, шпилек выпускного коллектора, колесных болтов, тормозных колодок с тыльной стороны и др.

Нанесение Liqui Moly Kupfer-Paste на перечисленные элементы облегчает их разборку даже после длительной эксплуатации.

Продукт фасуется в тюбики по 100 мл. Имея схожие с EFELE MP-413 характеристики, паста от немецкого производителя стоит почти в два раза дороже.

Фасовки

тюбик 100 мл

Molykote 1000

0.0

Медная паста для болтовых соединений, подверженных термическому воздействию и коррозии.

Паста Molykote 1000 имеет весьма широкий спектр промышленных применений: она используется для обработки винтов головок цилиндров, наконечников техники для литья масла под давлением, инструмента по обработке металла, трубопроводов сепараторов, печей и сушильных камер, узлов химического оборудования и т. д.

Материал не содержит свинца и никеля, сохраняет работоспособность в условиях низких и высоких температур, выдерживает серьезные механические нагрузки. Применение пасты позволяет защитить детали от коррозии, предотвратить их скачкообразное движение, обеспечить постоянный момент затяжки и возможность легкого демонтажа.

Несмотря на широкую область применений и хорошие эксплуатационные характеристики, Molykote 1000 находится лишь на третьей позиции ТОПа, потому что уступает EFELE MP-413 и Liqui Moly Kupfer-Paste по термостойкости (верхний предел рабочих температур этой пасты составляет +650 °С).

Фасовки

тюбик 100 г, банка 1 кг, аэрозольный баллон 400 мл

Wurth Cu 800

0.0

Аэрозольная медная смазка для деталей автомобиля.

Материал предназначен для защиты от коррозии, пригорания, примерзания, заедания металлических деталей автомобиля: шарниров, подшипников, поверхностей скольжения, тормозных колодок, электроконтактов, болтовых соединений (резьбы свечей зажигания, крепежных элементов в системах отвода выхлопных газов и др.).

Смазка устойчива к смыванию водой, неконцентрированными растворами кислот и щелочей.

Главный недостаток Wurth Cu-800 – фасовка только в аэрозольные баллоны, что не всегда удобно (например, на открытом воздухе при низких температурах).

Фасовки

аэрозольный баллон 300 мл

Loctite LB 8007

0.0

Медная смазка для защиты металлических деталей от заедания.

Смазка Loctite LB 8007 предназначена для обработки штифтов, болтов, фланцев и других металлических элементов, требующих периодического демонтажа. Материал защищает их от коррозии и заедания, предотвращает возникновение задиров, устраняет риск повреждения деталей в процессе разборки соединений.

Loctite LB 8007 применяется при обслуживании автомобилей, а также в промышленной сфере – на металлургических, литейных, нефтехимических, машино- и судостроительных предприятиях.

Верхний предел рабочих температур Loctite LB 8007 составляет +982 °C. По сравнению с большинством вышеописанных материалов это не самый лучший показатель, особенно в сочетании с высокой ценой данной смазки.

Фасовки

карандаш 20 г, банка 454 г, аэрозольный баллон 400 мл

Где применяются и чем отличаются между собой медные смазки?

Противозадирные смазки, содержащие частицы меди, используются при обработке всех типов металлических резьбовых соединений, поверхностей скольжения, клемм, фланцев, гаек и болтов, гидравлических узлов, ступиц, тормозных колодок, а также множества других деталей, требующих защиты от коррозии, заедания и истирания.

Чем больше в составе смазки меди, тем лучше проявляются ее противозадирные и антикоррозионные свойства. Густые пастообразные материалы могут содержать до 60 % твердых смазочных частиц.

При нагревании базовое масло испаряется, а медный порошок прочно удерживается на поверхностях трения и работает как сухая смазка.

Медные смазочные материалы выпускаются не только в пластичной форме, но и в виде аэрозолей. Они отличаются по консистенции и наличию в составе определенных добавок. В целях улучшения рабочих характеристик производители обогащают свои продукты мелкодисперсным графитом, присадками, ингибиторами коррозии.

При выборе медной смазки стоит учитывать ее предназначение, условия эксплуатации и возможности нанесения. Например, для обслуживания автомобиля целесообразнее использовать спреи – они не требуют применения дополнительного инструмента и легко проникают в труднодоступные места.

Для решения бытовых задач подойдут как аэрозольные, так и пластичные составы. В промышленности наиболее востребованы пасты – они экономно расходуются и демонстрируют высочайшую несущую способность.

Инновации: Введение в медь: Применение

Применение меди в металлургии меди и медных сплавов

Вин Калькатт

Введение

Эта статья задумана как введение в медь, описывающая многочисленные способы применения этого металла. В статье также затрагивается неоценимый вклад меди в здоровье растений, животных и человечества. Статья не претендует на исчерпывающую компиляцию данных для использования при выборе меди для конкретных применений; обильную информацию такого типа можно найти на The Copper Page и в других источниках, цитируемых в следующем тексте. Скорее, в нем содержится обзор меди и ее свойств, а также руководство, которое приведет читателя к соответствующим источникам данных.

Каждая из тем, упомянутых в оглавлении, может служить основанием не только для другой статьи; на самом деле, большинству этих тем посвящены полные книги, содержащие гораздо больше подробностей. В конце статьи находится список ссылок, по которым можно перейти на веб-сайты с дополнительной информацией. Другие ссылки и ссылки цитируются в тексте. Эти цитаты охватывают большинство тем, затронутых в статье. Существует также ссылка на Copper Data Center, большую библиографическую базу данных полезных опубликованных книг и статей CDA.

Общий

Медь и ее сплавы обладают очень широким спектром свойств, которые делают их бесценными для многих применений. Каждое из тысяч применений использует комбинацию этих свойств, чтобы гарантировать, что материал идеально подходит для этой цели. Хорошая проводимость электричества и тепла сочетается с прочностью, пластичностью и отличной коррозионной стойкостью, и это лишь некоторые из свойств, которыми обладают медь и ее сплавы.

Таблица 1 перечислены некоторые из причин, по которым медь и медные сплавы имеют жизненно важное значение для основных типов приложений, которые выигрывают от комбинации описанных свойств.

**Таблица 1** . Свойства и применение меди и медных сплавов
Свойство	Отрасль/Тип применения

Эстетика	Архитектура, скульптура, украшения, часы, столовые приборы.
Бактерицид	Дверная фурнитура, судовые двигатели внутреннего сгорания, обработка растений.
Стойкость к биообрастанию	Общее, гидротехническое и морское машиностроение, металлообработка, аэрокосмическая промышленность, энергетика, судостроение, морские нефтегазовые платформы.
Коррозионная стойкость	Сантехнические трубы и фитинги, кровельное, общее и судостроение, судостроение; химическое машиностроение, промышленные процессы, включая травление, травление и дистилляцию; бытовая сантехника, архитектура, опреснение, текстиль, производство бумаги.
Простота изготовления	Все вышеперечисленное плюс печать.
Электропроводность	Производство, передача и распределение электроэнергии, связь, контактная сварка, электроника.
Экологичность	Необходим для здоровья людей, животных и сельскохозяйственных культур
Фунгицид	Сельское хозяйство, сохранение продуктов питания и древесины.
Низкая температура свойства	Криогеника, работа с жидким газом, сверхпроводники.
Механические характеристики прочность/пластичность	Общее машиностроение, морская техника, оборона, аэрокосмическая промышленность.
Немагнитный	Приборы, геологоразведочное оборудование, тральщики, морское бурение.
Искробезопасный	Горнодобывающие и другие инструменты безопасности, распределение кислорода.
Эластичность	Электрические пружины и контакты, предохранительные булавки, инструментальные сильфоны, электронная упаковка.
Теплопроводность	Теплообменники и оборудование для кондиционирования/охлаждения воздуха, автомобильные радиаторы, двигатели внутреннего сгорания, горнодобывающая промышленность.

На рис. 1 показаны основные причины использования меди. Цифра основана на результатах исследования основных свойств, необходимых при выборе меди для производства изделий.

Рисунок 1 . Основные причины использования меди

Помните, однако, что помимо основного свойства всегда важна комбинация свойств, которые важны для выбора наиболее подходящего и экономичного материала для каждого применения.

Медь сделала возможным дальнейшее эффективное развитие электротехнической промышленности, поскольку она обладает самой высокой электропроводностью среди промышленных металлов. Кроме того, он обладает благоприятными механическими свойствами при низких температурах, температуре окружающей среды и повышенных температурах, легко изготавливается или отливается по заданной форме и легко поддается механической обработке. Медь также обладает отличной стойкостью к окислению и коррозии. Образовавшийся тонкий оксидный слой является проводящим; Это означает, что правильно выполненные соединения будут иметь длительный срок службы и не ухудшатся со временем. От высоковольтных кабелей до микросхем, от мегаваттных генераторов до компьютеров, во всех аспектах производства, передачи и использования электроэнергии медь является важным и энергоэффективным металлом.

Современные электронные и компьютерные технологии предъявляют требования к экстремальным условиям эксплуатации, для которых требуются очень специальные материалы. Например, предел прочности при растяжении более 200 тысяч фунтов на квадратный дюйм (1400 МПа) может быть достигнут в термообрабатываемых сплавах, таких как бериллиевая медь; поэтому такие материалы часто выбирают для тяжелых промышленных и военных электрических разъемов.

Высокая электропроводность меди сочетается с отличной теплопроводностью, что делает медь лучшим выбором для применения в теплообменниках. Хорошими примерами являются недавно разработанные паяные медно-латунные автомобильные радиаторы, которые полностью конкурируют с алюминиевыми аналогами по тепловому КПД и легкому весу, а также значительно более долговечны.

Рисунок 2 . Матрица теплообменника

Этот масляный радиатор спроектирован так, чтобы быть дешевым и эффективным в использовании. Медные трубки вставлены в пакет перфорированных медных ребер и спаяны методом горячей пайки погружением, чтобы создать прочную матрицу с длительным сроком службы без коррозии. (ИКА).

Медь и ее сплавы составляют 6–9% по весу (или примерно 50–55 фунтов, 23–25 кг) содержимого типичного автомобиля. Медь сама по себе необходима для полного жгута проводов, обмоток генератора и стартера, а также других двигателей и приводов. Медные сплавы используются для токопроводящих пружинных зажимов, клемм и соединителей. Медные сплавы также используются для подшипников, шестерен и направляющих клапанов, радиаторов, гидравлических трубок и крепежных деталей. Небольшие механически обработанные компоненты могут быть изготовлены из латуни дешевле, чем из стали, а для автомобильных применений, как правило, не требуется дорогостоящая защита от коррозии. Медь также является важным компонентом алюминиевых сплавов, используемых для блоков цилиндров, головок цилиндров и других автомобильных отливок. И медь начинает играть важную роль в электрических и гибридных транспортных средствах, в стартерах/генераторах, приводных двигателях, схемах и в качестве катода в недавно выпущенных на рынок никель-металлогидридных батареях. В целом содержание меди в автомобилях будущего может быть в три раза больше, чем сегодня.

Рисунок 3 . Микросхема на основе меди

Существуют медь и медные сплавы, которые удовлетворяют практически любые обозримые промышленные потребности, начиная от миниатюрных компонентов современной электроники и заканчивая многотонными изделиями для тяжелой промышленности. Общие инженерные применения включают клапаны, насосы, теплообменники, сосуды, тормоза для больших самолетов и внедорожников, подшипники скольжения для бесчисленных механических изделий, судовые винты и штампы для литья пластмасс под давлением. Использование меди в наших домах и на производстве не представляет опасности для здоровья; действительно, медь является важным микроэлементом в нашем рационе.

Последние разработки в области полупроводниковых технологий включают использование меди для повышения производительности на 30% и уменьшения размеров. 200 миллионов транзисторов могут быть упакованы в один чип. (ИБМ)

Несмотря на его широкое (и растущее) использование, нет риска истощения природных ресурсов. Медь добывается во многих местах по всему миру, и новый металл обычно имеется в изобилии. С другой стороны, медь также имеет огромное преимущество в том, что ее легко перерабатывать. Он легко отделяется от другого лома и может быть экономично использован повторно. Действительно, высокая пригодность меди к вторичной переработке была названа одним из «зеленых» свойств металла.

В таблице 2 перечислены факторы выбора материалов, возникающие при выборе альтернативы меди, но которые не нужно учитывать при выборе меди и медных сплавов:

Алюминий

**Таблица 2** . Факторы выбора материалов, не влияющие на медные металлы
Фактор	Эффекты

Ржавчина	Коррозия стали представляет собой непрерывный процесс, дающий большое количество отслаивающейся ржавчины. Это особенно вредно при гальванике или при заливке стали бетоном.
Разложение под действием солнечного света или ультрафиолетового (УФ) излучения	Многие пластмассы подвержены этому явлению, которое приводит к потере свойств и ухудшению внешнего вида.
Атака озоном	Разложение каучуков и пластмасс; эффекты охрупчивания, подобные воздействию УФ-излучения.
Миграция пластификатора	Многие пластмассы подвержены этой проблеме, которая приводит к охрупчиванию и потере прочности.
Потеря свойств при слегка повышенных температурах	Многие пластмассы быстро теряют прочность при повышении температуры окружающей среды.
Низкотемпературное охрупчивание	Многие металлы и большинство пластиков становятся хрупкими при низких температурах.
Быстрое образование неэлектропроводящего оксидного слоя	образует изолирующую оксидную пленку, которая может вызывать искрение в электрических соединениях.
Потребность в дорогих формовочных инструментах	Производственные процессы для многих пластиков требуют больших затрат.

**Таблица 3** . Сравнение свойств ползучести высокопроводящей меди и алюминия
Material	Testing Temperature		Min Creep Rate	Stress
	°C	°F	%/1,000h	N/mm ²	KIPS
Ал	20	68	0,022	26,0	3,7
Медь-ЭТП	150	302	0,022	26,0	3,7
Cu-0,086% серебро	130	266	0,004	138,0	20,0
Cu-0,086% серебро	225	437	0,029	96,5	13,9

Электрика

Подавляющее большинство электрических приложений требует использования обычной меди с высокой проводимостью, и на эти приложения приходится более 60% всей вновь производимой рафинированной меди. Если не указано иное, именно этот тип меди чаще всего упоминается в последующих описаниях приложений.

Медные кабели
Медь имеет более высокую электропроводность, чем все металлы, кроме серебра. Именно по этой причине он используется в коммерческих и жилых зданиях для обеспечения энергоэффективных, безопасных систем распределения электроэнергии, на которые мы все полагаемся. Медная проволока достаточно прочна для этой цели, но полностью пластична, когда требуется изгиб. Не вступает в реакцию с современными изоляционными материалами. Он сохраняет низкое контактное сопротивление в течение всего срока службы, даже при потускнении, а соединения остаются безопасными. Медь также имеет относительно высокую устойчивость к ползучести, что означает, что соединения, выполненные в винтовых клеммах, не ослабевают со временем или при достижении рабочей температуры.

Бытовое использование
Количество меди с высокой проводимостью, используемой в жилых домах, неуклонно растет, чтобы соответствовать требованиям, предъявляемым растущим числом используемых электрических и электронных приборов. Старые здания, и даже некоторые новые, часто не имеют достаточного количества ответвлений, не говоря уже о розетках, чтобы справиться с таким высоким спросом.

Коммерческий/Промышленный

Постоянная доступность высококачественного источника электроэнергии имеет важное значение для экономики предприятия. Сбои в подаче электроэнергии могут означать потерю данных и доверия клиентов. При проектировании электроустановок как для новых зданий, так и для модернизации существующих зданий жизненно важно учитывать качество электроэнергии, надежность, отказоустойчивость, энергоэффективность, надлежащее заземление (заземление) и будущий рост нагрузки.

Рисунок 4 . Обмотки трансформатора

Energy Efficiency
Это внутренняя часть маслонаполненного трансформатора с медными обмотками высокой проводимости, которые достаточно пластичны, чтобы их можно было формовать точно для придания формы, но при этом достаточно прочны, чтобы выдерживать очень высокие электромагнитные напряжения, возникающие при коротком замыкании.

Выбирая энергоэффективные двигатели и медные проводники большего размера для промышленного применения или систем отопления и вентиляции в коммерческих зданиях, можно добиться значительной экономии эксплуатационных расходов при относительно коротких сроках окупаемости. Снижение мощности, потребляемой энергосберегающими установками, включая трансформаторы, кабели, шины и двигатели, приводит к экономии средств для пользователей и сокращению выбросов электростанций в окружающую среду. Фактически, более высокий электрический КПД, вызванный более широким использованием меди, при широком применении снижает потребность в дополнительных генерирующих мощностях. Дополнительную информацию об энергосберегающих свойствах меди см. в разделе «Энергетика».

Качество электроэнергии
Современные электронные нагрузки, такие как контроллеры двигателей и импульсные источники питания, используемые в персональных компьютерах, потребляют высокие уровни гармонических токов, которые не компенсируются в нейтрали трехфазной системы. Обычная практика использования нейтралей половинного размера несостоятельна везде, где могут присутствовать гармоники, что в настоящее время означает почти каждую коммерческую и промышленную установку, а использование нейтралей двойного размера в настоящее время является рекомендуемой практикой. (См. несколько информативных статей на эту тему в разделе «Качество электроэнергии».) Одним из простых решений является использование пятижильного медного силового кабеля: три жилы для фаз и две для нейтрали. Объединение пятой жилы с кабелем обеспечивает хорошее распределение тока между нейтральными жилами.

Заземление (заземление)
Там, где заземление должно иметь низкий импеданс, есть веские основания добавить дополнительный медный проводник, а не полагаться на ненадежные соединения в стальной броне и кабелепроводе. Фактически, Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) в течение многих лет сделал установку заземляющего проводника с «зеленым проводом» одним из своих рекомендуемых методов. Блоки питания для компьютеров и электронные элементы управления большинства современного оборудования используют ток утечки на землю для стабилизации напряжения. Любой обрыв цепей заземления теперь приведет к опасным напряжениям, и поэтому его следует избегать любой ценой.

Рисунок 5 . Медные катушки для двигателей, трансформаторов и дросселей.

Электротехника
Намотаны медной проволокой, покрытой тонким слоем изолирующей термостойкой эмали. Используемая высококачественная медь обеспечивает легкость намотки катушек и обеспечивает надежный и энергоэффективный срок службы.

Медь высокой проводимости используется для электрических обмоток всех видов оборудования для обеспечения надежности, компактности и энергоэффективности. Здесь действительно тот случай, когда «чем больше меди, тем лучше». Например, закон США, известный как Закон об энергетической политике от 1992 (обычно называемый EPAct) предписывает, чтобы электродвигатели определенных типов, проданные после 1997 года, соответствовали установленным уровням эффективности использования электроэнергии. КПД перечисленных двигателей, вообще говоря, на один-четыре процентных пункта выше, чем у старых обычных двигателей. (За годы, прошедшие после введения в действие EPAct, были разработаны так называемые двигатели «премиальной эффективности», которые даже более эффективны, чем те, на которые распространяется закон 1992 года.) Все эти улучшенные двигатели в значительной степени обязаны своим более высоким КПД тому факту, что их обмотки содержат примерно на 20% больше меди, чем их предшественники. Между прочим, от одного до четырех процентов может показаться не таким уж большим улучшением, но этого достаточно, чтобы сэкономить десятки тысяч долларов на промышленном двигателе в течение его срока службы — во много раз больше, чем стоимость самого двигателя.

Рисунок 6 . Медь для сборных шин

Эти шины являются типичными для многих шин, используемых в промышленных условиях для передачи больших токов в течение многих лет без необходимости значительного обслуживания. Медь с высокой проводимостью является энергоэффективной, а соединения остаются низкоомными. (Томас Болтон).

Чистая медь является умеренно прочным металлом, но во многих случаях требуется высокая проводимость, а также высокая прочность, высокая твердость или износостойкость. Для таких применений конструкторы выбирают из семейства так называемых «сплавов с высоким содержанием меди» в США и «высокопрочных сплавов с высокой проводимостью» в некоторых других странах. Они содержат небольшое количество сильнодействующих упрочняющих элементов, таких как хром, цирконий и бериллий, среди прочих. Типичные области применения таких специализированных сплавов включают электрические контакты и переключатели, проволоку контактной сети (также называемую контактной проволокой), электрические железные дороги, электроды для контактной сварки, торцевые кольца двигателей и компьютерные компоненты.

Строительство зданий

Сантехника
Вероятно, древние египтяне первыми использовали медные трубы для доставки воды туда, где она была необходима. С тех пор медь получила широкое распространение как безопасный и экономичный материал для водоснабжения. В США около 80% всех водопроводных труб медные; в Великобритании этот показатель приближается к 100%. Сантехнические трубы и фитинги занимают второе место по использованию меди после электротехники.

Медные трубки легкие и достаточно прочные, чтобы выдерживать давление и другие напряжения в установках. Его легко резать, сгибать и соединять, поэтому его можно быстро и надежно установить, как правило, дольше здания, которое он обслуживает. Он подавляет рост многих микроорганизмов и, как было показано, является наиболее гигиеничным материалом для питьевого водоснабжения. На него не влияет горячая вода, и этот факт, а также высокая теплопроводность меди делают его идеально подходящим для использования в системах центрального отопления. Водопроводная труба может быть изготовлена из только что добытой и очищенной меди, но чаще ее делают из переплавленного и соответствующим образом повторно очищенного медного лома. В США около 65% водопроводных труб изготавливается из меди, которая использовалась ранее (см. «Хорошо для потребителей, хорошо для окружающей среды»). Количество лома, используемого на любом заводе, зависит от ряда факторов, включая тип имеющегося плавильного оборудования, доступность и стоимость транспортировки любого товара, а также разницу в цене между новой медью и ломом. Каким бы ни было сырье, водопроводные трубы обычно изготавливаются из меди, раскисленной фосфором, наиболее распространенной маркой является UNS C12200.

Архитектура

Кровля
Медь использовалась в качестве кровельного материала как минимум с 27 г. до н.э. Когда Пантеон в Риме был построен, он был покрыт медью, как и несколько ранних японских святынь. Пригодность металла в качестве кровельного материала была подтверждена в последующие века. Важными атрибутами хорошего долговечного кровельного материала являются привлекательный внешний вид, высокая коррозионная стойкость, минимальные требования к обслуживанию и хорошая экономичность. Медь сочетает в себе все эти качества лучше, чем любой другой атмосферостойкий материал, и поэтому является отличным выбором для кровельного покрытия. Принимая во внимание первоначальные затраты и затраты на техническое обслуживание в течение первых пятидесяти лет эксплуатации крыши, медь является одним из самых дешевых материалов для использования. Были высказаны опасения по поводу потенциальной токсичности медьсодержащих сточных вод с крыш, вопрос, поднятый, в частности, в некоторых европейских странах и в штате Коннектикут, но недавние исследования (см. Новое исследование стоков с медных крыш) показывают что комплексообразование с естественным органическим веществом и сочетание с ионами в воде делает такую медь «полностью неактивной — или не биодоступной» (по словам отчета) в нескольких сотнях ярдов от места ее происхождения.

Другие применения
Медь и медные сплавы используются для многих других применений, таких как облицовка стен, дверные и оконные рамы, структурные крепления и декоративная отделка, и это лишь некоторые из них.

Промышленный

В течение многих лет медь использовалась в промышленности. Помимо того, что они необходимы во всех электрических установках, типичными применениями являются производство сосудов под давлением, дистилляционного оборудования, систем трубопроводов и прокладок.

Также в этом выпуске:

Введение в медь: применение
Знакомство с медью: типы меди
Введение в медь: добыча и добыча
Знакомство с медью: информационные бюллетени
Phelps Dodge Morenci перевела все производство меди на добычу для выщелачивания
Как гидрометаллургия и процесс SX/EW сделали медь «зеленым» металлом
Введение в медь: горячие ссылки и дополнительная литература

2007 г.

| 2006 г. | 2005 г. | 2004 г. | 2003 г. | 2002 г. | 2001 г. | 2000 г. | 1999 | 1998 г. | 1997

Четыре основных способа промышленного использования меди — Sattler Manufacturing

Сотовые телефоны, предметы интерьера, электропроводка, трубопроводы, гидравлические линии и монеты: что общего у всего этого?

Медь!

Медь повсюду вокруг нас. Это красивый металл, который не только красив внешне, но и имеет множество функциональных применений. Широко доступная, недорогая и универсальная как в промышленном, так и в декоративном применении, медь является популярным и привлекательным выбором для всех видов проектов.

Что такое медь?

Медь — это красновато-коричневый металл, который в изобилии встречается по всему миру, а в тройку крупнейших производителей входят Чили, Перу и Китай. Исторически медь была первым металлом, обработанным руками человека. Когда около 3000 г. до н.э. мы обнаружили, что его можно закалить с помощью олова и получить бронзу, наступил бронзовый век, изменивший курс человечества.

Для чего используется медь?

По данным Ассоциации развития меди (CDA), медь используется в четырех различных областях промышленности:

Электрикация: 65%
Строительство: 25%
Транспорт: 7%
Другое: 3%

, как вы можете увидеть наиболее обычные, мы используем Copper сегодня. электрические приложения, но есть и много других важных применений.

Электрическая медь

Медь используется практически во всех электрических проводах (за исключением линий электропередач, которые сделаны из алюминия), поскольку это второй по электропроводности металл после серебра, которое намного дороже. Помимо того, что он широко доступен и недорог, он податлив и легко растягивается в очень тонкие, гибкие, но прочные провода, что делает его идеальным для использования в электрической инфраструктуре.

Помимо электропроводки, медь также используется в нагревательных элементах, двигателях, возобновляемых источниках энергии, интернет-линиях и электронике.

Медь для строительства, трубопроводов и проектирования

Медь веками использовалась в качестве строительного материала. Он развивает характерную красивую зеленую патину, или медь, которая была очень востребована в определенных архитектурных стилях и сохраняется по сей день. Медь до сих пор используется в архитектуре из-за ее коррозионной стойкости, простоты обработки и привлекательности; медные листы делают красивый кровельный материал и другие внешние элементы зданий.

В интерьере медь используется в дверных ручках, отделке, вентиляционных отверстиях, перилах, кухонных приборах и посуде, осветительных приборах и многом другом.

Поскольку медь обладает антимикробными и противовирусными свойствами (способность подавлять рост бактерий, вирусов и других патогенов), медь стала стандартом для трубопроводов питьевой воды в развитых странах. Другие свойства, которые делают медь идеальной для трубопроводных систем, включают ее пластичность и устойчивость к нагреву и коррозии. Он обычно используется в дистилляции, фармацевтическом производстве и других узкоспециализированных применениях.

Использование меди на транспорте

Помимо медной проводки, используемой в электрических компонентах современных автомобилей, медь и латунь являются отраслевым стандартом для маслоохладителей и радиаторов с 1970-х годов. Сплавы, в состав которых входит медь, также используются в локомотивной и аэрокосмической промышленности. По мере увеличения спроса на электромобили и другие виды транспорта растет и спрос на медные компоненты.

Другое использование меди

Поскольку медь — красивый, легко обрабатываемый материал, она используется в искусстве, таком как медные скульптуры из листового металла, ювелирные изделия, вывески, музыкальные инструменты, посуда и многое другое.