Kobber og dets vanlige bruk

Alt om kobber, dets legeringer og utallige sluttbruk

Kobberrør brukes til rørleggerarbeid og oppvarming. Bilde med tillatelse fra Wolseley/Newscast

Fra vanlige elektriske husholdningsledninger til båtpropeller og fra solcelleceller til saksofoner, kobber , og dets legeringer er ansatt i et utall av sluttbruk.

Faktisk har metallets bruk i et bredt spekter av kjernenæringer resultert i at investeringsmiljøet har vendt seg til kobberpriser som en indikator på generell økonomisk helse, noe som har ansporet navnet 'Dr. Kobber'.

For bedre å forstå kobbers ulike applikasjoner, Kobberutviklingsforeningen (CDA) har kategorisert dem i fire sluttbrukssektorer: elektro, konstruksjon, transport og andre.

Prosentandelen av global kobberproduksjon som forbrukes av hver sektor er estimert av CDA til å være:

• Elektrisk: 65 %
• Konstruksjon: 25 %
• Transport: 7 %
• Annet: 3 %

Elektrisk

Bortsett fra sølv, er kobber det mest effektive leder av elektrisitet . Dette, kombinert med sinkorrosjonmotstand, duktilitet , formbarhet , og evnen til å arbeide innenfor et bredt spekter av strømnettverk, gjør metallet ideelt for elektriske ledninger.

Nesten alle elektriske ledninger, bortsett fra luftledninger (som er laget av mer lettvekt aluminium ) dannes med kobber.

Samleskinner, ledere som fordeler kraft, transformatorer og motorviklinger er også alle avhengige av kobbers ledningsevne. På grunn av sin effektivitet som strømleder, kan kobbertransformatorer være opptil 99,75 prosent effektive.

Elektriske applikasjoner, inkludert datateknologi, fjernsyn, mobiltelefoner og bærbare elektroniske enheter, har de siste tiårene blitt en stor forbruker av kobber. Innenfor disse enhetene er kobber avgjørende for produksjonen av:

• Elektroniske kontakter
• Kretsledninger og kontakter
• Trykte kretskort
• Mikrobrikker
• Halvledere
• Magnetroner i mikrobølger
• Elektromagneter
• Vakuum-rør
• Kommutatorer
• Sveiseelektroder
• Brannsprinkleranlegg
• Varmeavledere

En annen bransje som er sterkt avhengig av elementet er telekommunikasjon. Fint snoede kobberledninger brukes i ADSL- og HDSL-kabling for lokalnettverk (LAN) internettlinjer. Uskjermede tvunnet par (UTP) linjer inneholder åtte fargekodede ledere, som er konstruert av fire par tynne kobbertråder. Og til tross for økningen i trådløs teknologi, forblir grensesnittenheter som modemer og rutere avhengige av kobber.

Sektoren for fornybar energi har også dratt nytte av kobbers ledende egenskaper. Grunnmetallet brukes i produksjon av både kobber-indium- gallium -selenid (CIGS) fotovoltaiske celler og vindturbiner. En enkelt vindturbin kan for eksempel inneholde opptil 1 tonn (MT) av metallet. Foruten produksjon av elektrisitet er kobber også en integrert del av motorene og distribusjonssystemene knyttet til alternativ energiteknologi.

Konstruksjon

Kobberrør er nå standardmaterialet for drikkevann og varmesystemer i de fleste utviklede land. Dette skyldes blant annet dets bakteriostatiske egenskaper, eller med andre ord kobbers evne til å hemme veksten av bakterielle og virale organismer i vann.

Andre fordeler med kobber som et rørmateriale inkluderer dets formbarhet og loddeevne - det kan enkelt bøyes og monteres - samt dets motstand mot ekstrem varmekorrosjon.

Kobber og dets legeringer anses som stabile og korrosjonsbestandige, noe som gjør dem ideelle for ikke bare transport av drikkevann, men også for bruk i saltvann og industrielle miljøer. Noen eksempler på slike applikasjoner inkluderer:

• Varmevekslerrør for kondensatorer i dampkraftverk og kjemiske anlegg
• Vannings- og landbrukssprinkleranlegg
• Rør ved destillasjonsanlegg
• Fôrledninger for sjøvann
• Sementpumper for borevannforsyning
• Rør for distribusjon av natur- og flytende petroleum
• Rør for drivstoffgassdistribusjon

I hundrevis av år har kobber også blitt brukt som et arkitektonisk metall. Noen av de eldste eksemplene på kobbers bruk som et estetisk, strukturelt metall inkluderer dørene til Precinct of Amun-Re i Karnak, i Egypt, som dateres tilbake 3000-4000 år, og kobbershingeltaket på toppen av Sri Lankas 162 fot høye Loha Maha Paya-tempelet, bygget i det tredje århundre f.Kr.

Rent kobber pryder kuplene og spirene til mange middelalderkirker og katedraler, og har i mer moderne tid blitt brukt på offentlige bygninger, som Canadas parlamentsbygninger, og private boliger, inkludert mange designet av Frank Lloyd-Wright.

En grunn til den brede bruken av kobber som byggemateriale er dens naturlige dannelse av en visuelt tiltalende grønn anløpning — kjent som patina - som skyldes forvitring og oksidasjon av kobber. Bortsett fra det estetisk tiltalende utseendet, foretrekker arkitekter og designere metallet fordi det er lett, slitesterkt, korrosjonsbestandig og lett å sette sammen.

Kobber dekorativ og arkitektonisk maskinvare er imidlertid ikke begrenset til eksterne applikasjoner. Interiørdesignere bruker ofte metallet og dets legeringer, messing og bronse for inventar som:

• Håndtak
• Dørhåndtak
• Låser
• Tabeller
• Belysning og baderomsinnredning
• Kraner
• Hengsler

Spesielt sykehus og medisinske fasiliteter verdsetter kobber for dets bakteriostatiske egenskaper, noe som har resultert i økende bruk som en komponent av interiørarmaturer, som kraner og dørhåndtak, i medisinske bygninger.

Transportere

Kjernekomponenter i fly, tog, biler og båter er alle avhengige av de elektriske og termiske egenskapene til kobber. I biler har radiatorer av kobber og messing og oljekjølere vært industristandard siden 1970-tallet. Nylig har den økende bruken av elektroniske komponenter, inkludert navigasjonssystemer ombord, blokkeringsfrie bremsesystemer og oppvarmede seter, fortsatt å øke etterspørselen etter metallet fra denne sektoren.

Andre kobberholdige bilkomponenter inkluderer:

• Kabling for glassavrimingssystemer
• Beslag, festemidler og messingskruer
• Hydrauliske linjer
• Hylselager i bronse
• Kabling for vindus- og speilkontroller

Økende etterspørsel etter hybrid- og elbiler vil øke det globale kobberforbruket ytterligere. I gjennomsnitt inneholder elbiler omtrent 55 lbs (25 kg) kobber.

Metallfolier og kobberkjemikalier er inkorporert i begge nikkel-metallhydrid og litium-ion-batterier som driver drivstoffeffektive kjøretøy, mens støpte kobberrotorer har blitt brukt som et alternativ til sjeldne jordartsmagnetmotorer.

Høyhastighetstog kan bruke opptil 10 MT kobber per kilometer spor, mens kraftige lokomotiver inneholder så mye som 8 MT av grunnmetall .

Kontaktledninger for trikker og traller som de som brukes i San Francisco og Wien er laget av kobber-sølv- eller kobber-kadmium-legeringer.

To prosent av et passasjerflys vekt kan tilskrives kobber, som inkluderer så mye som 118 miles (190 km) ledninger.

På grunn av deres utmerkede motstand mot saltvannskorrosjon mangan - og nikkel-aluminium bronse brukes til å støpe båtpropeller som kan veie opptil flere tonn. Skipskomponenter, inkludert rør, beslag, pumper og ventiler, er også laget med lignende legeringer.

Annen

Listen over kobberapplikasjoner fortsetter og fortsetter. Noen mer kjente bruksområder inkluderer:

Kokekar og termiske applikasjoner : Kobbers termiske egenskaper gjør den ideell for kokekar, for eksempel gryter og panner, samt klimaanlegg, varmeavledere, varmeovner for vannoppvarming og kjøleenheter.

Klokker og klokker : Fordi det er ikke- magnetisk kobber forstyrrer ikke driften av små mekaniske enheter. Som et resultat bruker urmakere og urmakere kobberstifter og tannhjul i utformingen av ur.

Kunst : Kobber og dets legeringer er også ofte sett i kunstverk, kanskje den mest kjente av disse er Frihetsgudinnen. Statuen var belagt med over 80 tonn kobberplate, festet med over 1500 kobbersadler og 300 000 kobbernagler, noe som resulterer i hennes grønne patinafarge.

Mynt : Fram til 1981 ble det amerikanske encentstykket - eller penny - preget hovedsakelig av kobber (95 prosent), men siden den gang har det vært preget som kobberbelagt sink (0,8-2,5 prosent kobber).

Musikkinstrumenter : Hva ville et brassband vært uten kobber? Messing brukes til å produsere horn, trompeter, tromboner og saksofoner på grunn av motstanden mot korrosjon og antibakterielle egenskaper til kobber.

_Kilder

• European Copper Institute. Applikasjoner.
• The Copper Development Association Inc. Søknader