تعرف على الاستخدامات العامة للنحاس

من الأسلاك الكهربائية المنزلية الشائعة إلى مراوح القوارب ومن الخلايا الكهروضوئية إلى الساكسفونات ، يستخدم النحاس وسبائكه في عدد لا يحصى من الاستخدامات النهائية.

في الواقع ، أدى استخدام المعدن في مجموعة واسعة من الصناعات الأساسية إلى تحول المجتمع الاستثماري إلى أسعار النحاس كمؤشر للصحة الاقتصادية العامة ، مما حفز لقب "د. النحاس.

من أجل فهم مختلف تطبيقات النحاس بشكل أفضل ، صنفت جمعية تطوير النحاس (CDA) في أربعة قطاعات للاستخدام النهائي: الكهربائية ، والبناء ، والنقل ، وغيرها.

تقدر نسبة الإنتاج العالمي من النحاس الذي يستهلكه كل قطاع من قبل CDA بأن:

• كهرباء 65٪
• البناء 25 ٪
• النقل 7٪
• أخرى 3 ٪

الكهرباء:

وبصرف النظر عن الفضة ، يعتبر النحاس هو أكثر الموصلات فعالية للكهرباء . هذا ، جنبا إلى جنب مع مقاومته للتآكل ، ليونة ، قابلية الحركة ، والقدرة على العمل ضمن مجموعة واسعة من شبكات الطاقة ، يجعل المعدن المثالي للأسلاك الكهربائية.

تقريبا جميع الأسلاك الكهربائية ، باستثناء خطوط الطاقة الكهربائية العلوية (التي يتم تصنيعها من الألمنيوم الخفيف) تتكون من النحاس.

كما تعتمد القضبان ، الموصلات التي توزع الطاقة ، والمحولات ، والملفات الحركية على توصيل النحاس. نظراً لفعاليتها كموصل للكهرباء ، فإن محولات النحاس يمكن أن تصل إلى كفاءة تصل إلى 99.75٪.

أصبحت التطبيقات الكهربائية ، بما في ذلك تكنولوجيا الكمبيوتر والتلفزيونات والهواتف المحمولة والأجهزة الإلكترونية المحمولة ، في العقود الأخيرة مستهلكًا رئيسيًا للنحاس.

ضمن هذه الأجهزة ، يعد النحاس أمرًا حيويًا لإنتاج:

• الموصلات الإلكترونية
• الأسلاك الدوائر والاتصالات
• لوحات الدوائر المطبوعة
• مايكرو رقائق
• أشباه الموصلات
• المغنطرون في أفران الميكروويف
• الكهربائية
• أنابيب مفرغة
• مفاتيح التحويل
• اسلاك اللحام
• نظم الرش النار
• مغاسل الحرارة

وهناك صناعة أخرى تعتمد بشدة على العنصر وهي الاتصالات السلكية واللاسلكية.

تستخدم الأسلاك النحاسية الملتوية بدقة في أسلاك ADSL و HDSL لخطوط الإنترنت بشبكة المنطقة المحلية (LAN). تحتوي الخطوط الملتوية غير المحجوزة (UTP) على ثمانية موصلات مشفرة بالألوان ، وهي مبنية من أربعة أزواج من الأسلاك النحاسية الرفيعة. وعلى الرغم من الزيادة في التقنية اللاسلكية ، تبقى أجهزة الواجهة مثل أجهزة المودم وأجهزة التوجيه معتمدة على النحاس.

كما استفاد قطاع الطاقة المتجددة من خصائص النحاس الموصلة. ويستخدم هذا المعدن الأساسي في إنتاج كل من الخلايا الفولتية الضوئية المصنوعة من النحاس - الإنديوم والسيليكون (CIGS) وتوربينات الرياح. على سبيل المثال ، يمكن أن تحتوي التوربينات الريحية الأحادية على ما يصل إلى 1 طن متري (MT) من المعدن. وإلى جانب إنتاج الكهرباء ، يعد النحاس أيضًا جزءًا لا يتجزأ من المحركات وأنظمة التوزيع المرتبطة بتكنولوجيا الطاقة البديلة.

اعمال بناء:

أنابيب النحاس هي الآن المادة القياسية لمياه الشرب وأنظمة التدفئة في معظم البلدان المتقدمة. ويعزى ذلك جزئياً إلى خصائصه الجراثيم ، أو بمعنى آخر قدرة النحاس على تثبيط نمو الكائنات البكتيرية والفيروسية في الماء.

وتشمل الفوائد الأخرى للنحاس كمواد أنابيب قابلية التعشيق وقابلية اللحام - يمكن أن تكون سهلة المنحنى والتجميع - بالإضافة إلى مقاومته للتآكل الشديد للحرارة.

يعتبر النحاس وسبائكه مستقرة ومقاومة للتآكل ، مما يجعلها مثالية ليس فقط لنقل مياه الشرب ولكن أيضا للاستخدام في المياه المالحة والبيئات الصناعية. تتضمن بعض الأمثلة على مثل هذه التطبيقات في:

• أنابيب مبادل حراري لمكثفات محطات توليد الطاقة البخارية والنباتات الكيميائية
• نظم الري والرش الزراعي
• الأنابيب في محطات التقطير
• خطوط تغذية مياه البحر
• مضخات الأسمنت لإمدادات المياه الحفر
• أنابيب لتوزيع البترول الطبيعي والمسال
• أنابيب توزيع غاز الوقود

منذ مئات السنين ، تم استخدام النحاس كمعدن معماري. من أقدم الأمثلة على استخدام النحاس كمعدن جمالي وهيكلي تشمل أبواب منطقة آمون رع في الكرنك ، في مصر ، والتي يعود تاريخها إلى 3000-4000 سنة ، والسقف الخشبي المصنوع من النحاس فوق قمة لوها بطول 162 قدمًا في سريلانكا معبد مها بايا ، تم تشييده في القرن الثالث قبل الميلاد

يزين النحاس النقي القباب والمستنقعات للعديد من الكنائس والكاتدرائيات التي تعود إلى العصور الوسطى ، وفي أوقات أكثر حداثة استخدم في المباني الحكومية ، مثل مباني البرلمان الكندي ، والمساكن الخاصة ، بما في ذلك العديد من المصمم من قبل فرانك لويد رايت.

أحد أسباب الاستخدام الواسع للنحاس كمواد بناء هو تشكيله الطبيعي لتشويه أخضر جذاب بصريًا - يعرف باسم الزنجار - الذي ينتج عن التجوية وأكسدة النحاس. وبصرف النظر عن مظهره الجميل من الناحية الجمالية ، فإن المهندسين المعماريين والمصممين يفضلون المعدن لأنه خفيف الوزن ومتين ومقاوم للتآكل ويسهل الانضمام إليه.

ومع ذلك ، لا تقتصر الأجهزة الزخرفية والزخرفية النحاسية على التطبيقات الخارجية. غالباً ما يستخدم مصممو الديكور الداخلي المعدن وسبائكه والنحاس والبرونز للتجهيزات مثل:

• مقابض
• مقابض الباب
• أقفال
• الجداول
• الإضاءة وتجهيزات الحمام
• الحنفيات
• يتوقف

المستشفيات والمرافق الطبية ، على وجه الخصوص ، قيمة النحاس لخصائصه الجراثيم ، مما أدى إلى استخدامه المتزايد كمكون من التجهيزات الداخلية ، مثل صنابير ومقابض الأبواب ، في المباني الطبية.

المواصلات:

تعتمد المكونات الأساسية للطائرات والقطارات والسيارات والقوارب على الخصائص الكهربائية والحرارية للنحاس. في السيارات ، كانت مشعات النحاس والنحاس ومبردات الزيت هي المعيار الصناعي منذ السبعينيات. وفي الآونة الأخيرة ، استمر تزايد استخدام المكونات الإلكترونية ، بما في ذلك أنظمة الملاحة على متن الطائرة ، وأنظمة المكابح المانعة للانغلاق والمقاعد المدفّأة ، في زيادة الطلب على المعدن من هذا القطاع.

وتشمل مكونات السيارات الأخرى التي تحتوي على النحاس:

• الأسلاك لأنظمة تذويب الزجاج
• تركيبات ، والسحابات ، ومسامير النحاس
• خطوط هيدروليكية
• محامل الأكمام البرونزية
• الأسلاك للضوابط النافذة والمرايا

الطلب المتزايد على السيارات الهجينة والكهربائية سيزيد من استهلاك النحاس العالمي. في المتوسط ​​، تحتوي السيارات الكهربائية على حوالي 55 رطل (25 كجم) من النحاس.

يتم دمج رقائق معدنية ومواد كيماوية نحاسية في كل من هيدريد النيكل وميثيل بطاريات الليثيوم التي تعمل على تزويد المركبات الموفرة للوقود بالطاقة ، في حين تم استخدام الدوارات النحاسية المصبوبة كبديل لمحركات المغناطيس الأرضية النادرة.

يمكن للقطارات عالية السرعة استخدام ما يصل إلى 10MT من النحاس لكل كيلومتر من المسار ، بينما تحتوي القاطرات القوية على ما يصل إلى 8MT من المعدن الأساسي .

يتم تصنيع أسلاك الاتصال العلوية للترام وعربات مثل تلك المستخدمة في سان فرانسيسكو وفيينا باستخدام سبائك النحاس والفضة أو النحاس والكادميوم.

ويمكن أن تعزى نسبة 2 في المئة من وزن الطائرة إلى النحاس ، الذي يشمل ما يصل إلى 118 ميلا (190 كم) من الأسلاك.

بسبب مقاومتها الممتازة لمقاومة تآكل المياه المالحة المنجنيز - ويستخدم البرونز النيكل والألمنيوم في صب مراوح القوارب التي يمكن أن يصل وزنها إلى عدة أطنان. كما تصنع مكونات السفن ، بما في ذلك الأنابيب والتجهيزات والمضخات والصمامات ، من السبائك المماثلة.

آخر:

قائمة التطبيقات النحاسية تطول وتطرق. بعض الاستخدامات المعروفة أكثر تشمل:

تجهيزات المطابخ والتطبيقات الحرارية : خصائص النحاس الحرارية تجعله مثالياً لمعدات الطهي ، مثل القدور والمقالي ، فضلاً عن وحدات تكييف الهواء ، وأحواض الحرارة ، والسوائل الحرارية لتسخين المياه ووحدات التبريد.

الساعات والساعات : لأنه لا يتداخل النحاس المغنطيسي مع تشغيل الأجهزة الميكانيكية الصغيرة. ونتيجة لذلك ، يستخدم صانعو الساعات والساعات الدبابيس والتروس النحاسية في تصميم الساعات.

الفن : يُنظر أيضاً إلى النحاس وسبائكه في الأعمال الفنية ، ولعل أشهرها هو تمثال الحرية. كان التمثال مطلي بأكثر من 80 طناً من صفائح النحاس ، ملحقة بأكثر من 1500 سرج نحاسي و 300 ألف نحاس براشيم ، مما ينتج عنه لون الزنجار الأخضر.

العملة المعدنية : حتى عام 1981 ، كانت قطعة المائة سنت أمريكي - أو قرشاً - تسكب في معظمها من النحاس (95 في المائة) ، ولكن منذ ذلك الحين تم سكك الزنك المطلي بالنحاس (0.8-2.5 في المائة من النحاس).

الآلات الموسيقية : ماذا سيكون شريط النحاس دون النحاس؟ يستخدم النحاس لإنتاج الأبواق ، الأبواق ، الترومبون ، والساكسوفون بسبب مقاومة التآكل والخصائص المضادة للبكتيريا للنحاس.

_{المصادر:} المعهد الأوروبي للنحاس. التطبيقات. (http://www.eurocopper.org/copper/index.html) تطبيقات جمعية تنمية النحاس (http://www.copper.org/applications/homepage.html)