Cymhwyso Copr
Diwydiant Trydanol
Trosglwyddo Pŵer
Mae trosglwyddo pŵer yn gofyn am lawer iawn o gopr â dargludedd uchel, a ddefnyddir yn bennaf ar gyfer gwifrau pŵer a cheblau, bysiau, trawsnewidyddion, switshis, cydrannau plygio a chysylltwyr.
Yn y broses o drosglwyddo pŵer gwifrau a cheblau, mae ynni trydan yn cael ei wastraffu oherwydd gwresogi gwrthiant. O safbwynt arbed ynni ac economi, mae'r safon "trawstoriad cebl gorau posibl" yn cael ei hyrwyddo yn y byd ar hyn o bryd. Roedd y safonau poblogaidd yn y gorffennol yn seiliedig yn syml ar y persbectif o leihau'r buddsoddiad mewn gosod un-amser. Er mwyn lleihau'r trawstoriad cebl, penderfynwyd maint lleiaf a ganiateir y cebl i atal gorboethi peryglus o dan y cerrynt graddedig sy'n ofynnol gan y dyluniad. Er bod cost gosod y cebl a osodwyd yn ôl y safon hon yn isel, mae'r defnydd o ynni gwrthiant yn gymharol fawr yn ystod defnydd hirdymor. Mae'r safon "trawstoriad cebl gorau posibl" yn ystyried y gost gosod un-amser a'r defnydd o bŵer, ac yn ehangu maint y cebl yn briodol i gyflawni pwrpas arbed ynni a'r buddion economaidd cynhwysfawr gorau. Yn ôl y safon newydd, mae trawstoriad y cebl yn aml yn fwy na dyblu na'r hen safon, a all gyflawni effaith arbed ynni o tua 50%.
Yn y cyfnod diwethaf o amser, oherwydd y prinder dur yn fy ngwlad, defnyddiwyd alwminiwm i ddisodli copr mewn llinellau trawsyrru foltedd uchel uwchben yn y gobaith o leihau pwysau, gan ystyried mai dim ond 30% o hynny yw disgyrchiant penodol alwminiwm. o gopr. Ceblau tanddaearol. Yn yr achos hwn, mae alwminiwm pales o'i gymharu â chopr oherwydd ei dargludedd gwael a maint cebl mawr.
Am yr un rheswm, mae hefyd yn ddewis doeth i ddisodli'r hen drawsnewidydd dirwyn alwminiwm gyda thrawsnewidydd dirwyn copr effeithlon sy'n arbed ynni.
Gweithgynhyrchu moduron
Mewn gweithgynhyrchu moduron, defnyddir aloion copr dargludedd uchel a chryfder uchel yn eang. Y prif rannau copr yw stators, rotorau, a phennau siafft. Mewn moduron mawr, mae'r dirwyniadau yn cael eu hoeri â dŵr neu hydrogen, a elwir yn oeri mewnol dŵr dwbl neu foduron oeri hydrogen, sy'n gofyn am hyd hir o wifren wag.
Mae moduron yn ddefnyddwyr mawr o drydan, sy'n cyfrif am tua 60% o gyfanswm y cyflenwad trydan. Mae'r bil trydan cronnol ar gyfer gweithredu modur yn uchel iawn, yn gyffredinol yn cyrraedd cost y modur ei hun o fewn y 500 awr gyntaf o weithredu, sy'n cyfateb i 4 i 16 gwaith y gost o fewn blwyddyn, a gall gyrraedd 200 gwaith y gost yn ystod bywyd gwaith cyfan. Gall cynnydd bach mewn effeithlonrwydd modur nid yn unig arbed ynni, ond hefyd gyflawni buddion economaidd sylweddol. Mae datblygu a chymhwyso moduron effeithlonrwydd uchel yn bwnc llosg yn y byd heddiw. Gan fod y defnydd o ynni y tu mewn i'r modur yn bennaf yn deillio o golli gwrthiant y troellog, mae cynyddu trawstoriad y wifren gopr yn fesur allweddol i ddatblygu moduron effeithlonrwydd uchel. O'i gymharu â moduron traddodiadol, mae'r defnydd o weindio copr yn rhai o'r moduron effeithlonrwydd uchel a ddatblygwyd gyntaf wedi cynyddu 25% i 100%. Mae Adran Ynni yr Unol Daleithiau yn ariannu prosiect datblygu i gynhyrchu rotorau modur gan ddefnyddio technoleg copr cast.
Ceblau cyfathrebu
Ers y 1980au, oherwydd manteision gallu cario cerrynt mawr ceblau ffibr optegol, maent wedi cael eu disodli'n gyflym gan geblau copr ar gefnffyrdd cyfathrebu. Fodd bynnag, mae angen llawer iawn o gopr o hyd i drosi ynni trydanol yn ynni golau a llinellau mewnbwn i ddefnyddwyr. Gyda datblygiad y diwydiant cyfathrebu, mae pobl yn fwyfwy dibynnol ar gyfathrebu, a bydd y galw am geblau ffibr optegol a gwifrau copr yn parhau i gynyddu.
Llinellau trydanol preswyl
Wrth i safonau byw ein pobl wella, mae offer cartref yn cael eu poblogeiddio'n gyflym, ac mae llwythi trydan preswyl yn tyfu'n gyflym. Fel y dangosir yn Ffigur 6.6, ym 1987, y defnydd o drydan preswyl oedd 26.96 biliwn kWh (1 kWh=1 cilowat-awr), a deng mlynedd yn ddiweddarach ym 1996 cynyddodd i 113.1 biliwn kWh, cynnydd o 3.2 gwaith. Er gwaethaf hyn, mae bwlch mawr o hyd o gymharu â gwledydd datblygedig. Er enghraifft, ym 1995, roedd y defnydd o drydan y pen yn yr Unol Daleithiau 14.6 gwaith yn fwy na fy ngwlad, ac roedd Japan 8.6 gwaith yn fwy na fy ngwlad. bydd defnydd trydan preswyl fy ngwlad yn dal i gael datblygiad mawr yn y dyfodol. Disgwylir iddo gynyddu 1.4 gwaith rhwng 1996 a 2005.
Diwydiant Electronig
Mae'r diwydiant electronig yn ddiwydiant sy'n dod i'r amlwg. Yn ei broses ddatblygu ffyniannus, mae wedi datblygu cynhyrchion newydd a meysydd cais newydd yn barhaus. Mae ei gymhwysiad wedi datblygu o ddyfeisiau gwactod a chylchedau printiedig i gylchedau integredig microelectroneg a lled-ddargludyddion.
Dyfeisiau Gwactod
Mae dyfeisiau gwactod yn bennaf yn diwbiau trosglwyddo amledd uchel ac amledd uchel iawn, canllawiau tonnau, magnetronau, ac ati, sydd angen copr purdeb uchel heb ocsigen a chopr di-ocsigen wedi'i gryfhau gan wasgariad.
Cylchdaith Argraffedig
Cylched printiedig copr yw defnyddio ffoil copr fel yr wyneb a'i gludo ar y bwrdd plastig fel cynhaliaeth; argraffu'r diagram gwifrau cylched ar y plât copr trwy ffotograffiaeth; tynnwch y rhan dros ben trwy ysgythru a gadael y cylched rhyng-gysylltiedig. Yna, dyrnu tyllau yn y cysylltiad â thu allan y bwrdd cylched printiedig, mewnosodwch gysylltwyr cydrannau arwahanol neu rannau eraill o'r terfynellau, a'u weldio ar yr agoriad hwn, fel bod cylched cyflawn yn cael ei ymgynnull. Os defnyddir y dull platio trochi, gellir cwblhau weldio pob cysylltydd ar yr un pryd. Yn y modd hwn, ar gyfer yr achlysuron hynny sy'n gofyn am gynllun dirwy o gylchedau, megis radio, teledu, cyfrifiadur, ac ati, gall defnyddio cylchedau printiedig arbed llawer o lafur mewn gwifrau a gosod cylchedau; felly, fe'i defnyddir yn eang ac mae angen llawer iawn o ffoil copr. Yn ogystal, mae angen amrywiol ddeunyddiau presyddu copr isel eu pris, pwynt toddi isel, a hylifedd uchel wrth gysylltu cylchedau.
Cylchdaith Integredig
Craidd technoleg microelectroneg yw'r cylched integredig. Mae cylched integredig yn cyfeirio at gylched miniaturized sy'n defnyddio deunyddiau crisial lled-ddargludyddion fel swbstradau (sglodion) ac yn defnyddio technolegau proses arbennig i integreiddio'r cydrannau a'r rhyng-gysylltiadau sy'n ffurfio'r gylched y tu mewn, ar yr wyneb, neu ar y swbstrad. Mae'r microcircuit hwn filoedd o weithiau'n llai o ran maint a phwysau na'r cylched cydran arwahanol mwyaf cryno o ran strwythur. Mae ei ymddangosiad wedi achosi newid enfawr mewn cyfrifiaduron ac wedi dod yn sylfaen technoleg gwybodaeth fodern. Gall y cylchedau integredig ar raddfa fawr iawn sydd wedi'u datblygu gynhyrchu mwy nag 100,000 neu hyd yn oed filiynau o dransistorau ar ardal sglodyn sengl sy'n llai na hoelen bawd. Mae IBM (International Business Machines Corporation), cwmni cyfrifiadurol o fri rhyngwladol, wedi gwneud datblygiad arloesol trwy ddefnyddio copr yn lle alwminiwm mewn sglodion silicon fel rhyng-gysylltiadau. Gall y math newydd hwn o ficrosglodyn copr gyflawni cynnydd perfformiad o 30%, gellir lleihau maint llinell y gylched i 0.12 micron, a gall nifer y transistorau integredig ar un sglodyn gyrraedd 2 filiwn. Mae hyn wedi creu sefyllfa newydd ar gyfer cymhwyso'r copr metel hynafol yn y maes technoleg diweddaraf o gylchedau integredig lled-ddargludyddion.
Ffrâm arweiniol
Er mwyn amddiffyn gweithrediad arferol y cylched integredig neu'r cylched hybrid, mae angen ei becynnu; ac wrth becynnu, mae nifer fawr o gysylltwyr yn y gylched yn cael eu harwain allan o'r corff wedi'i selio. Mae'n ofynnol i'r gwifrau hyn fod â chryfder penodol a bod yn sgerbwd ategol y gylched pecyn integredig, a elwir yn ffrâm plwm. Mewn cynhyrchiad gwirioneddol, ar gyfer cynhyrchu màs cyflym, mae fframiau plwm fel arfer yn cael eu stampio'n barhaus ar stribed metel mewn trefniant penodol. Mae deunyddiau ffrâm yn cyfrif am 1/3 i 1/4 o gyfanswm cost cylchedau integredig, ac fe'u defnyddir mewn symiau mawr; felly, rhaid bod ganddynt gostau isel.
Mae aloion copr yn rhad, mae ganddynt gryfder uchel, dargludedd trydanol a dargludedd thermol, perfformiad prosesu rhagorol, weldio nodwydd a gwrthiant cyrydiad, a gallant reoli eu perfformiad mewn ystod eang trwy aloi. Gallant fodloni gofynion perfformiad fframiau plwm yn well ac maent wedi dod yn ddeunydd pwysig ar gyfer fframiau plwm. Ar hyn o bryd dyma'r deunydd copr a ddefnyddir fwyaf mewn dyfeisiau microelectroneg.
diwydiant trafnidiaeth
Adeiladu llongau
Oherwydd eu gwrthwynebiad da i gyrydiad dŵr môr, mae llawer o aloion copr, megis efydd alwminiwm, efydd manganîs, pres alwminiwm, gunmetal (efydd tun-sinc), dur gwyn ac aloi nicel-copr (aloi monel), wedi dod yn ddeunyddiau safonol ar gyfer adeiladu llongau . Yn gyffredinol, mae aloion copr a chopr yn cyfrif am 2 i 3% o bwysau marw llongau rhyfel a llongau masnach.
Mae llafn gwthio llongau rhyfel a'r rhan fwyaf o longau masnach mawr wedi'u gwneud o efydd alwminiwm neu bres. Mae pob llafn gwthio o long fawr yn pwyso 20 i 25 tunnell. Mae llafn gwthio cludwyr awyrennau'r Frenhines Elizabeth a'r Frenhines Mary yn pwyso 35 tunnell yr un. Mae siafftiau cynffon trwm llongau mawr yn aml yn cael eu gwneud o gunmetal "Admiral", ac mae bolltau taprog y llyw a'r llafnau gwthio hefyd wedi'u gwneud o'r un deunydd. Defnyddir llawer iawn o aloion dur a chopr hefyd yn yr ystafelloedd injan a boeler. Defnyddiodd llong fasnach ynni niwclear gyntaf y byd 30-cyddwysydd copr gwyn. Defnyddir tiwbiau pres alwminiwm fel coiliau gwresogi mawr ar gyfer tanciau olew. Mae 12 o danciau storio olew o'r fath ar long 100,000-tunnell, ac mae'r system wresogi gyfatebol yn eithaf mawr. Mae'r offer trydanol ar y llong hefyd yn gymhleth iawn. Mae'r injan, modur, system gyfathrebu, ac ati bron yn gyfan gwbl yn dibynnu ar aloion copr a chopr i weithio. Mae cabanau llongau mawr a bach yn aml wedi'u haddurno â aloion dur a chopr. Mae hyd yn oed cychod pren yn cael eu gosod orau gyda sgriwiau a hoelion wedi'u gwneud o aloi dur (efydd silicon fel arfer), y gellir ei fasgynhyrchu trwy rolio.
Er mwyn atal y cragen rhag cael ei faeddu gan organebau morol ac effeithio ar fordwyo, defnyddir cotio copr yn aml ar gyfer amddiffyn; neu yr ateb yw brwsio paent sy'n cynnwys copr.
Yn yr Ail Ryfel Byd, er mwyn amddiffyn yn erbyn mwyngloddiau magnetig yr Almaen, datblygwyd dyfais mwynglawdd gwrth-magnetig. Roedd gwregys copr ynghlwm o amgylch y corff dur, a phasiwyd cerrynt trydan i niwtraleiddio maes magnetig y llong, fel na fyddai'r pwll yn ffrwydro. Ers 1944, mae holl longau'r Cynghreiriaid, sef cyfanswm o tua 18,{3}} o longau, wedi'u cyfarparu â'r ddyfais dadfagneteiddio hon ac wedi'u diogelu. Mae rhai llongau rhyfel mawr angen llawer o gopr at y diben hwn. Er enghraifft, mae gan un ohonyn nhw hyd gwifren gopr o 28 milltir ac mae'n pwyso tua 30 tunnell.
Modurol
Mae pob car yn defnyddio 10 i 21 cilogram o gopr, yn dibynnu ar fath a maint y car. Ar gyfer car, mae'n cyfrif am tua 6 i 9% o'i bwysau ei hun. Defnyddir aloion copr a chopr yn bennaf ar gyfer rheiddiaduron, piblinellau system brêc, dyfeisiau hydrolig, gerau, Bearings, padiau ffrithiant brêc, systemau dosbarthu pŵer a phŵer, gasgedi, ac amrywiol gymalau, ategolion ac ategolion. Yn eu plith, mae'r rheiddiadur yn defnyddio swm cymharol fawr o ddur. Mae rheiddiaduron gwregys tiwb modern yn cael eu weldio i mewn i diwbiau rheiddiadur gyda stribedi pres a'u plygu i sinciau gwres gyda stribedi copr tenau.
Er mwyn gwella perfformiad rheiddiaduron copr ymhellach a gwella eu cystadleurwydd yn erbyn rheiddiaduron alwminiwm, mae llawer o welliannau wedi'u gwneud. O ran deunyddiau, mae elfennau hybrin yn cael eu hychwanegu at gopr i wella ei gryfder a'i bwynt meddalu heb golli dargludedd thermol, a thrwy hynny leihau trwch y stribed ac arbed dur; o ran technoleg gweithgynhyrchu, mabwysiadir weldio tiwbiau copr amledd uchel neu laser, a defnyddir presyddu dur yn lle sodro meddal sy'n agored i halogiad plwm i gydosod craidd y rheiddiadur. Dangosir canlyniadau'r ymdrechion hyn yn Nhabl 6.2. O'i gymharu â rheiddiaduron alwminiwm brazed, o dan yr un amodau afradu gwres, hynny yw, o dan yr un gostyngiad aer ac oerydd pwysau, mae'r rheiddiadur copr newydd yn ysgafnach ac yn sylweddol llai o ran maint; ynghyd â'r ymwrthedd cyrydiad da a bywyd gwasanaeth hir dur, mae manteision rheiddiaduron copr yn fwy amlwg. Yn ogystal, er mwyn diogelu'r amgylchedd, hyrwyddo a datblygu cerbydau trydan yn egnïol, a bydd faint o ddur a ddefnyddir ym mhob car yn cynyddu'n esbonyddol.
Rheilffyrdd
Mae angen llawer iawn o aloion copr a chopr i drydaneiddio rheilffyrdd. Mae angen mwy na 2 dunnell o wifrau copr siâp arbennig ar gyfer pob cilomedr o wifrau uwchben. Er mwyn gwella ei gryfder, ychwanegir swm bach o gopr (tua 1%) neu arian (tua%) yn aml. Yn ogystal, mae'r moduron, yr unionwyr, a'r systemau rheoli, brecio, trydanol a signal ar y trên i gyd yn dibynnu ar aloion copr a chopr i weithio.
Awyrennau
Mae mordwyo awyrennau hefyd yn anwahanadwy oddi wrth gopr. Er enghraifft: mae'r systemau gwifrau, hydrolig, oeri a niwmatig yn yr awyren yn gofyn am ddeunyddiau copr, mae'r dalwyr dwyn a'r Bearings gêr glanio yn defnyddio pibellau efydd alwminiwm, mae'r offerynnau llywio yn defnyddio aloion dur gwrth-magnetig, ac mae llawer o offerynnau'n defnyddio elfennau elastig copr wedi'u torri.
Diwydiant ysgafn
Mae cynhyrchion diwydiant ysgafn yn perthyn yn agos i fywydau pobl, gydag amrywiaeth eang o amrywiaethau. Oherwydd bod gan gopr eiddo cynhwysfawr da, gellir ei weld ym mhobman. Dyma rai enghreifftiau yn unig:
Cyflyrwyr aer ac oergelloedd
Cyflawnir swyddogaeth rheoli tymheredd cyflyrwyr aer ac oergelloedd yn bennaf trwy anweddiad a chyddwysiad tiwbiau copr y cyfnewidydd gwres. Mae maint a pherfformiad trosglwyddo gwres y tiwb trosglwyddo gwres cyfnewidydd gwres i raddau helaeth yn pennu effeithlonrwydd a miniaturization y cyflyrydd aer cyfan a'r ddyfais rheweiddio. Defnyddir tiwbiau copr siâp arbennig gyda dargludedd thermol uchel yn y peiriannau hyn. Gan fanteisio ar briodweddau prosesu da dur, mae pibellau gwres gyda rhigolau mewnol ac esgyll uchel wedi'u datblygu a'u cynhyrchu ar gyfer gweithgynhyrchu cyfnewidwyr gwres mewn cyflyrwyr aer, oergelloedd, dyfeisiau casglu gwres cemegol a gwastraff. Gellir cynyddu cyfanswm cyfernod trosglwyddo gwres y cyfnewidydd gwres newydd i 2 i 3 gwaith yn fwy na thiwbiau cyffredin a 1.2 i 1.3 gwaith yn fwy na thiwbiau esgyll isel cyffredin. Fe'i defnyddiwyd yn Tsieina, gan arbed 40% o gopr a lleihau cyfaint y cyfnewidydd gwres o fwy na 1/3.
Clociau
Mae'r rhan fwyaf o rannau gweithio'r clociau, yr amseryddion a'r dyfeisiau â mecanweithiau cloc wedi'u gwneud o "bres cloc". Mae'r aloi yn cynnwys 1.5-2% plwm, mae ganddo briodweddau prosesu da, ac mae'n addas ar gyfer cynhyrchu ar raddfa fawr. Er enghraifft, mae gerau'n cael eu torri o fariau pres allwthiol hir, mae olwynion gwastad yn cael eu dyrnu o stribedi o drwch cyfatebol, a defnyddir pres neu aloion copr eraill i wneud arwynebau cloc wedi'u hysgythru, sgriwiau a chymalau, ac ati. Gwneir nifer fawr o oriorau rhad o gunmetal (efydd tun-sinc) neu ar blatiau ag arian nicel (copr gwyn). Mae rhai clociau enwog wedi'u gwneud o aloion dur a chopr. Mae llaw awr y "Big Ben" Prydeinig wedi'i gwneud o wiail gwn metel solet, ac mae'r llaw funud wedi'i gwneud o 14-diwbiau copr troedfedd o hyd.
Gall ffatri gwylio modern, sy'n defnyddio aloi copr fel y prif ddeunydd, gweisg a mowldiau manwl gywir, gynhyrchu 10,000 i 30,000 oriawr y dydd am gost isel iawn.
Gwneud papur
Yn y gymdeithas wybodaeth sy'n newid yn barhaus heddiw, mae defnydd papur yn fawr iawn. Mae papur yn edrych yn syml ar yr wyneb, ond mae'r broses gwneud papur yn gymhleth iawn, sy'n gofyn am lawer o gamau a chymhwyso llawer o beiriannau, gan gynnwys oeryddion, anweddyddion, curwyr, peiriannau papur, ac ati. Mae llawer o'r cydrannau, megis tiwbiau cyfnewid gwres amrywiol, rholeri , curwyr, pympiau lled-hylif a sgriniau, yn cael eu gwneud yn bennaf o aloion dur.
Er enghraifft, mae'r peiriant gwneud papur rhwyd hir a ddefnyddir yn chwistrellu'r mwydion parod ar rwyll sy'n symud yn gyflym gyda rhwyll mân (40-60 rhwyll). Mae'r rhwyll yn cael ei wehyddu o wifren pres a ffosffor efydd. Mae'n eang iawn, yn gyffredinol yn fwy nag 20 troedfedd (6 metr), ac mae'n ofynnol iddo aros yn hollol syth. Mae'r rhwyll yn symud dros gyfres o rholeri pres neu gopr bach, ac wrth iddo fynd trwy'r mwydion wedi'i chwistrellu arno, mae lleithder yn cael ei sugno allan o'r aer isod. Mae'r rhwyll hefyd yn dirgrynu i fondio'r ffibrau bach yn y mwydion gyda'i gilydd. Mae maint rhwyll peiriannau papur mawr yn fawr iawn, hyd at 26 troedfedd 8 modfedd (8.1 metr) o led a 100 troedfedd (30.5 metr) o hyd. Mae'r mwydion gwlyb nid yn unig yn cynnwys dŵr, ond mae hefyd yn cynnwys cemegau a ddefnyddir yn y broses gwneud papur, sy'n gyrydol iawn. Er mwyn sicrhau ansawdd y papur, mae'r deunydd rhwyll yn gofyn llawer. Rhaid iddo nid yn unig fod â chryfder uchel ac elastigedd; ond hefyd yn gallu gwrthsefyll cyrydiad mwydion. Mae aloion copr yn gwbl abl i wneud hyn.
Argraffu
Wrth argraffu, defnyddir platiau copr ar gyfer ffotolithograffeg. Mae'r plât copr caboledig wedi'i sensiteiddio ag emwlsiwn ffotosensitif, ac yna'n tynnu llun arno. Mae angen cynhesu'r plât copr sensiteiddiedig i galedu'r glud. Er mwyn atal meddalu oherwydd gwres, mae copr yn aml yn cynnwys ychydig bach o arian neu arsenig i gynyddu'r tymheredd meddalu. Yna, caiff y plât ei ysgythru i ffurfio arwyneb argraffu gyda phatrwm o ddotiau ceugrwm ac amgrwm.
Ar y peiriant cysodi awtomatig, gwneir y math trwy drefnu blociau math pres, sy'n ddefnydd pwysig arall o gopr wrth argraffu. Mae blociau math fel arfer yn cael eu gwneud o bres plwm, weithiau copr neu efydd.
Meddygaeth
Yn y diwydiant fferyllol, mae pob math o ddyfeisiau stemio, berwi a gwactod yn cael eu gwneud o gopr pur. Defnyddir copr gwyn sinc yn eang mewn offer meddygol. Mae aloion copr hefyd yn ddeunyddiau a ddefnyddir yn gyffredin ar gyfer fframiau sbectol, ac ati.
