De la sistemele electrice de uz casnic obișnuite până la elicoidele și de la celulele fotovoltaice la saxofoane, cuprul și aliajele sale sunt utilizate într-o multitudine de utilizări finale.
De fapt, utilizarea metalelor într-o gamă largă de industrii principale a dus la transformarea comunității de investiții în prețuri de cupru ca indicator al sănătății economice globale, stimulând "Dr. Cupru'.
Pentru a înțelege mai bine aplicațiile cuprului, Asociația pentru dezvoltarea cuprului (CDA) le-a clasificat în patru sectoare de utilizare finală: electric, construcții, transport și altele.
Procentul producției mondiale de cupru consumat de fiecare sector este estimat de CDA ca fiind:
- Electrice 65%
- Construcție 25%
- Transport 7%
- Alte 3%
Electric:
Pe lângă argint, cuprul este cel mai eficient conducător al electricității . Acest lucru, combinat cu rezistența la coroziune , ductilitatea , maleabilitatea și capacitatea de a lucra într-o gamă largă de rețele de putere, face ca metalul să fie ideal pentru cablarea electrică.
Practic, toate cablurile electrice, cu excepția liniilor electrice aeriene (care sunt fabricate din aluminiu mai ușor) sunt formate din cupru.
Barele, conductorii care distribuie puterea, transformatoarele și înfășurările motorului depind tot de conductivitatea cuprului. Datorită eficacității sale ca dirijor de energie electrică, transformatoarele de cupru pot fi cu până la 99,75% eficiente.
Aplicațiile electrice, inclusiv tehnologia informatică, televizoarele, telefoanele mobile și dispozitivele electronice portabile, au devenit în ultimii zeci de ani un consumator major de cupru.
În cadrul acestor dispozitive, cuprul este vital pentru producerea de:
- Conectori electronici
- Circuite de circuit și contacte
- Plăci de circuite imprimate
- Micro-chips
- Semi-conductori
- Magnetrone în microunde
- electromagneți
- Tuburi de vid
- Comutatori
- Electrozi de sudare
- Sisteme de aspersoare de incendiu
- Chiuvete de căldură
O altă industrie care se bazează foarte mult pe element este telecomunicațiile.
Firele de cupru fine răsucite sunt utilizate în cablurile ADSL și HDSL pentru liniile de rețea locală (LAN). Liniile neacționate ale perechilor răsucite (UTP) conțin opt conductori cu coduri de culoare, care sunt construiți din patru perechi de fire de cupru subțiri. În ciuda creșterii tehnologiei fără fir, dispozitivele de interfață cum ar fi modemurile și routerele rămân dependente de cupru.
Sectorul energiei regenerabile a beneficiat, de asemenea, din proprietățile conductive ale cuprului. Metalul de bază este utilizat în producția de celule fotovoltaice cupru-indiu- galiu- selenură (CIGS) și turbine eoliene. O singură turbină eoliană, de exemplu, poate conține până la 1 tonă metrică (MT) a metalului. Pe lângă producția de energie electrică, cuprul este, de asemenea, integrat cu motoarele și sistemele de distribuție asociate cu tehnologia de energie alternativă.
Constructie:
Cuprul din tuburi este acum materialul standard pentru apa potabilă și sistemele de încălzire în majoritatea țărilor dezvoltate. Acest lucru se datorează, în parte, proprietăților sale bacteriostatice sau, cu alte cuvinte, capacitatea cuprului de a inhiba creșterea în organism a organismelor bacteriene și virale.
Alte avantaje ale cuprului ca material tubular includ maleabilitatea acestuia și capacitatea de lipire - poate fi ușor îndoit și asamblat - precum și rezistența sa la coroziunea termică extremă.
Cuprul și aliajele sale sunt considerate rezistente la coroziune și rezistență la coroziune, ceea ce le face ideale nu numai pentru transportul apei potabile, ci și pentru utilizarea în mediul sărac și în mediul industrial. Câteva exemple de astfel de aplicații includ:
- Schimbătoare de căldură pentru condensatoare în centrale electrice cu abur și instalații chimice
- Sisteme de irigare și sprinklere agricole
- Țevi la instalațiile de distilare
- Linii de alimentare cu apă de mare
- Pompe de ciment pentru alimentarea cu apă de foraj
- Tuburi pentru distribuția petrolului natural și lichefiat
- Conducte de distribuție a gazelor de combustibil
De sute de ani, cuprul a fost folosit și ca metal arhitectural. Unele dintre cele mai vechi exemple de utilizare a cuprului ca o structură metalică estetică includ ușile incintei Amun-Re din Karnak, în Egipt, care datează de la 3000-4000 de ani, iar acoperisul de sindrila de cupru deasupra zonei Loha de 162 de metri înălțime din Sri Lanka Templul Maha Paya, construit în secolul al III-lea î.Hr.
Paharul pur împodobește cupolele și spirurile mai multor biserici medievale și catedrale, iar în timpuri mai moderne a fost folosit în clădiri guvernamentale, cum ar fi clădirile parlamentului Canadei și locuințe private, inclusiv multe proiectate de Frank Lloyd-Wright.
Un motiv pentru folosirea pe scară largă a cuprului ca material de construcție este formarea sa naturală a unei atrăgări verzui vizibile - cunoscută sub numele de patină - care rezultă din intemperii și oxidarea cuprului. În afară de aspectul său plăcut din punct de vedere estetic, arhitecții și designerii preferă metalul deoarece este ușor, durabil, rezistent la coroziune și ușor de asamblat.
Cuprul decorativ și hardware arhitectural, cu toate acestea, nu se limitează la aplicații externe. Designerii de interior folosesc adesea metalul și aliajele sale, alamă și bronz pentru corpuri de iluminat cum ar fi:
- mânerele
- Butoane pentru butoane
- Broaste
- Mese
- Corpuri de iluminat și baie
- Faucets
- Balamalele
Spitalele și instituțiile medicale, în special, valorifică cuprul pentru proprietățile sale bacteriostatice, ceea ce a dus la utilizarea în creștere a acestuia ca o componentă a corpurilor de interior, cum ar fi robinetele și manerele ușilor, în clădirile medicale.
Transport:
Componentele principale ale avioanelor, trenurilor, automobilelor și bărcilor depind de proprietățile electrice și termice ale cuprului. În automobile, radiatoarele de cupru și alamă și răcitoarele de ulei au fost standardul din industrie încă din anii 1970. Mai recent, utilizarea tot mai mare a componentelor electronice, inclusiv a sistemelor de navigație la bord, a sistemelor de frânare antiblocare și a scaunelor încălzite, a continuat să crească cererea pentru metal din acest sector.
Alte componente de cupru conținând:
- Cablare pentru sistemele de dezghețare a sticlei
- Fittinguri, elemente de fixare și șuruburi din alamă
- Linii hidraulice
- Rulmenți cu manșon din bronz
- Cablare pentru comenzi pentru ferestre și oglinzi
Creșterea cererii de mașini hibride și electrice va spori și mai mult consumul global de cupru. În medie, mașinile electrice conțin circa 55 kg (25 kg) de cupru.
Folie metalică și substanțe chimice din cupru sunt încorporate atât în hidruri metalice de nichel, cât și în baterii litiu-ion care utilizează vehicule eficiente din punct de vedere al consumului de combustibil, în timp ce rotoarele de cupru turnate au fost utilizate ca alternativă la motoarele cu magnet pământuri rare.
Trenurile de mare viteză pot utiliza până la 10MT de cupru pe kilometru de cale, în timp ce locomotivele puternice conțin până la 8MT din metalul de bază .
Conductoarele de contact de cale ferată pentru tramvaie și cărucioare, cum ar fi cele utilizate în San Francisco și Viena, sunt realizate folosind aliaje de cupru-argint sau cupru-cadmiu.
Două procente din greutatea unui avion poate fi atribuită cuprului, care include o lungime de 190 de kilometri.
Datorită rezistenței lor excelente la coroziunea cu apă sărată, manganul - și bronzurile din nichel-aluminiu sunt folosite pentru a arunca propulsoarele cu barca care pot cântări până la câteva tone. Componentele navelor, inclusiv țevile, fitingurile, pompele și supapele, sunt de asemenea realizate cu aliaje similare.
Alte:
Lista de aplicații din cupru se desfășoară și continuă. Unele utilizări mai bine cunoscute includ:
Aparate de gătit și aplicații termice : Proprietățile termice ale cuprului îl fac ideal pentru vase, cum ar fi vase și tigăi, precum și unități de climatizare, chiuvete, încălzitoare pentru încălzirea apei și unități de refrigerare.
Ceasuri și ceasuri : Deoarece cuprul non- magnetic nu interferează cu funcționarea dispozitivelor mecanice mici. Ca urmare, ceasornicarii și ceasornicarii folosesc știfturi de cupru și unelte în proiectarea ceasurilor.
Arta : Cuprul și aliajele sale sunt, de asemenea, văzute de obicei în opere de artă, probabil cea mai faimoasă dintre ele fiind Statuia Libertății. Statuia a fost placată cu peste 80 de tone de foi de cupru, atașată cu peste 1500 de șele de cupru și 300.000 de nituri de cupru, ceea ce are drept rezultat o culoare patină verde.
Monedă : Până în 1981, piesa de un cent din SUA - sau penny - a fost măcinată în cea mai mare parte din cupru (95%), dar din acel moment a fost măcinată ca zinc placat cu cupru (0,8-2,5% cupru).
Instrumente muzicale : Ce ar fi o bandă de alamă fără cupru? Alamă este folosit pentru a produce coarne, trâmbițe, trombe și saxofoane datorită rezistenței la coroziune și proprietăților anti-bacteriene ale cuprului.
Surse: Institutul European de Cupru. Aplicații. (http://www.eurocopper.org/copper/index.html) Asociația Copper Development Association Inc. (http://www.copper.org/applications/homepage.html)