Kuparin viisi teollista käyttöä

Vanhin ihmisen tuntema metalli, kupari, on ollut tärkeä materiaali monien sivilisaatioiden muokkaamisessa ja muuttamisessa muinaisista egyptiläisistä ja roomalaisista nykyaikaisiin kulttuureihin. Nykyään se on kolmanneksi eniten kulutettu metalli maapallolla rautamalmin ja alumiinin jälkeen. Yhdysvaltain geologisen tutkimuskeskuksen mukaan jokainen vuonna 2008 syntynyt amerikkalainen käyttää elämänsä aikana 1,309 kiloa metallia välttämättömyyksiin, elämäntapaan ja terveyteen.

Kupari on luonnostaan avain nykyaikaiseen yhteiskuntaan ja arvokas tekijä useilla toimialoilla. Tässä on kuparin 5 parasta käyttötarkoitusta tänään:

Rakennuksen rakentaminen

Lähes puolet maailman kuparista menee rakennuksiin, keskustan pilvenpiirtäjistä esikaupunkikoteihin, Yhdysvaltain geologisen tutkimuskeskuksen mineraalihyödykkeiden yhteenvedon mukaan. Nykyään keskimääräinen omakotitalo sisältää noin 200 kiloa kuparimetallia.

Kuparilla on fysikaalisia ominaisuuksia, joita harvat metallit pystyvät vastaamaan, ja sitä käytetään monenlaisissa rakennussovelluksissa lämmityksestä ja putkistoista katto- ja sähköjohtoihin.

Kuparin muokattavuus helpottaa juottamista, mutta se on riittävän vahva luomaan putkisto- ja sähköjohdotukseen tarvittavat sidokset. Kupari on kevyt, vaatii vähän huoltoa, ja korroosionkestävyytensä vuoksi se voi kestää satoja vuosia.

Kuparimateriaalilla on myös alhainen lämpölaajenemisnopeus, mikä tekee siitä vakaan ja kestää liikkeen aiheuttamaa huononemista. Se on suhteellisen kevyt verrattuna lyijyyn ja vaatii vain vähän huoltoa verrattuna muihin metalleihin.

Kupari on myös ei-magneettinen ja sillä on hyvä biofouling-kestävyys, joten sitä käytetään usein rakennusteollisuudessa putkien muodostamiseen juomaveden jakeluun sekä lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmiin. Tämä metalli voidaan helposti muodostaa monimutkaisiksi muodoiksi ja käyttää suojapinnoitteena ja salamamateriaalina vesikouruille, alaputkille ja yläkansille.

Kuparia voidaan työstää joko kuumana tai kylmänä, ja liitokset voidaan muodostaa hitsaamalla tai hitsaamalla. Toinen iso plus: kupari on antibakteerinen aine. Sen vastustuskyky bakteereille, viruksille ja mikro-organismeille on tärkeä rooli sen käytössä putkissa ja veden kuljetuksessa.

Lisäksi kupari on kestävä metalli talonrakentamiseen, koska se voidaan kierrättää uudestaan ja uudestaan menettämättä kestävyyttä tai johtavuutta, mikä tarkoittaa, että sillä on pienempi elinkaarivaikutus.

Sähköinen

Kuparimateriaaleja pidetään sähköjohtojen "kultastandardina". Sillä on ylivoimainen sähkönjohtavuus kuin muilla metalleilla, ja sen runsaus raaka-aineena tekee siitä tehokkaan ja kustannustehokkaan vaihtoehdon elektroniikkavalmistajille.

Kuparilla on 60% korkeampi lämmönjohtavuus kuin alumiinilla, ja sitä voidaan käyttää myös lämmön poistamiseen elektronisista komponenteista. Mitä enemmän lämpöä prosessorista poistetaan, sitä tehokkaammin se toimii ja sitä vähemmän todennäköistä on, että se vahingoittaa muita kriittisiä komponentteja.

Kuljetus

Bensiinikäyttöisistä ja sähköajoneuvoista juniin ja lentokoneisiin kupari on myös olennainen osa päivittäistä työmatkaamme.

Autoteollisuudessa kupari on olennainen osa jarruja, laakereita, liittimiä, moottoreita, jäähdytyselementtejä ja johdotuksia. Perinteiseen ajoneuvoon mahtuu jopa 50 kiloa kuparia: 40 kiloa sähkökomponenteille ja 10 kiloa ei-sähkökomponenteille. Sähköajoneuvot luottavat kupariin sähkön tuottamiseksi akuissa, johdotusjärjestelmissä ja latausasemissa.

Rautatieteollisuudessa kuparimateriaaleja käytetään erilaisten junakomponenttien valmistukseen, mukaan lukien moottorit, jarrut ja ohjaimet sekä sähkö- ja merkinantojärjestelmät. Tyypillinen diesel-sähkörataveturi käyttää noin 11 000 kiloa metallia.

Lentokoneet tarvitsevat kuparia jäähdytykseen, hydrauliikkaan ja navigointiin sekä sähköjärjestelmiin. Noin 2 prosenttia Boeing 747-200 -suihkukoneen kokonaispainosta on kuparia. Tämä paino sisältää 632,000 XNUMX jalkaa kuparilankaa.

Kuluttajatuotteet

Kulutustavaroissa kuparin ulottuvuus ja vaikutus ovat monipuolisempia. Muun muassa terveydenhuolto-, koru- ja taideteollisuus ovat olleet uskollisia asiakkaita.

Mekaaninen

Koska kupari ja sen seokset ovat nykyään monipuolisimpia teknisiä materiaaleja, niitä käytetään lähes kaikissa teollisuuskoneissa ja -laitteissa. Näitä ovat kupariputkijärjestelmät, sähkömoottorit, höyrystimet, lauhduttimet, lämmönvaihtimet, venttiilit ja astiat, joita käytetään syövyttävien väliaineiden säilyttämiseen. Korroosionkestävät kupariseokset ovat keskeisiä materiaaleja merenalaisten laitosten, kuten suolanpoistokoneiden ja offshore-öljyn- ja kaasulauttojen, valmistuksessa.

Uusiutuvan energian ala on myös vahvasti riippuvainen kuparista, joka on tärkeä raaka-aine, jota tarvitaan tuulimyllyturbiinien ja aurinkokuntien rakentamiseen. Uusiutuva energia voi sisältää 12 kertaa enemmän kuparimetallia kuin perinteiset energiajärjestelmät. Tuulipuistot käyttävät 4–15 miljoonaa kiloa kuparia, kun taas aurinkosähkötilat tarvitsevat 9 000 kiloa kuparimateriaalia megawattia kohden.