Mengapa menggunakan tembaga? Apakah sifat utamanya?
Tembaga mempunyai kekonduksian elektrik dan haba yang sangat baik, menduduki tempat pertama di antara semua bahan logam kejuruteraan. Ini adalah asas utama untuk peranan pentingnya dalam masyarakat elektrifikasi dan maklumat elektronik semasa. Tembaga juga mempunyai banyak sifat komprehensif yang sangat baik: ia mempunyai ketahanan kakisan yang kuat terhadap atmosfera, air laut, tanah dan banyak media kimia; ia digunakan dalam struktur untuk menjadi kedua-dua tegar dan fleksibel, elastik, tahan geseran dan tahan haus; ia mempunyai rupa yang berwarna-warni dan merupakan simbol kesederhanaan dan keanggunan yang disukai orang ramai. Sebagai tambahan kepada banyak sifat prestasi yang disebutkan di atas, ia juga mempunyai satu siri pemprosesan yang baik, pemutus, kimpalan, pemotongan mudah dan sifat proses lain, yang menjadikannya menjimatkan dan digunakan secara meluas.
-Pembinaan perumahan menyumbang 48%: termasuk: sistem saluran paip (air, haba, gas, perenjis api, dll.); kemudahan perumahan (penyaman udara, peti sejuk, dll.); hiasan bangunan (bumbung, palung, hiasan, dll.); talian komunikasi (bunyi, imej, data, dll.); sistem bekalan kuasa.
--Pengeluaran peralatan menyumbang 41%: termasuk: peralatan industri (motor, transformer, dll.); alat pengangkutan (kereta, kereta api, kapal terbang, dll.); peranti elektronik; produk industri ringan (peralatan rumah, instrumen, alatan, dll.)
--Infrastruktur menyumbang 11%: termasuk: projek berskala besar (kemudahan pengangkutan, industri petrokimia, industri perlombongan dan metalurgi, dll.); industri kuasa (penghantaran kuasa, pengagihan kuasa, dll.); rangkaian komunikasi.
Perlu diingat bahawa pembinaan perumahan secara langsung berkaitan dengan peningkatan tahap pengeluaran rakyat, dan penggunaan tembaga dalam hal ini menyumbang bahagian terbesar; khususnya negara saya menganggap pembinaan kediaman sebagai penghubung penting untuk memacu pembangunan keseluruhan ekonomi negara. Dapat dilihat bahawa secara aktif mempromosikan penggunaan tembaga memainkan peranan penting dalam ekonomi negara dan mata pencarian rakyat.
A. Aplikasi dalam industri elektrik
※ Penghantaran kuasa
Sebilangan besar kuprum yang sangat konduktif digunakan dalam penghantaran kuasa, terutamanya digunakan untuk kuasa, wayar dan kabel, bas, transformer, suis, komponen dan penyambung palam, dsb.
Dalam proses penghantaran wayar dan kabel, tenaga elektrik terbuang akibat pemanasan rintangan. Dari perspektif penjimatan tenaga dan ekonomi, standard "keratan rentas kabel optimum" sedang dipromosikan di dunia. Piawaian "keratan rentas kabel optimum" mengambil kira kedua-dua kos pemasangan sekali dan penggunaan kuasa, dan membesarkan saiz kabel dengan sewajarnya untuk mencapai penjimatan tenaga dan faedah ekonomi komprehensif yang terbaik. Mengikut piawaian baharu, keratan rentas kabel selalunya lebih dua kali ganda daripada standard lama, yang boleh mencapai kesan penjimatan tenaga kira-kira 50%.
Dalam tempoh masa yang lalu, disebabkan oleh kekurangan keluli di negara saya, memandangkan graviti tentu aluminium hanya 30% daripada tembaga, langkah-langkah telah diambil untuk menggantikan tembaga dengan aluminium dalam talian penghantaran voltan tinggi overhed dengan harapan daripada mengurangkan berat badan. Pada masa ini, dari perspektif perlindungan alam sekitar, talian penghantaran udara akan ditukar kepada meletakkan kabel bawah tanah. Dalam kes ini, aluminium mempunyai keburukan kekonduksian yang lemah dan saiz kabel yang lebih besar berbanding dengan kuprum, dan ia pucat jika dibandingkan.
Atas sebab yang sama, ia juga merupakan pilihan bijak untuk menggantikan transformer belitan aluminium di Amerika Syarikat dan Jepun dengan transformer belitan tembaga yang menjimatkan tenaga dan cekap.
※ Pembuatan motor
Dalam pembuatan motor, aloi tembaga berkekonduksian tinggi dan berkekuatan tinggi digunakan secara meluas. Bahagian kuprum utama ialah stator, rotor, dan kepala aci. Dalam motor besar, belitan disejukkan dengan air atau hidrogen, yang dipanggil penyejukan dalaman air berganda atau motor penyejukan hidrogen, yang memerlukan wayar berongga panjang.
Motor adalah pengguna besar elektrik, menyumbang kira-kira 60% daripada jumlah bekalan elektrik. Bil elektrik terkumpul untuk motor adalah sangat tinggi. Secara amnya, ia mencapai kos motor itu sendiri dalam tempoh 500 jam pertama operasi, yang bersamaan dengan 4 hingga 16 kali kos dalam tempoh setahun, dan boleh mencapai 200 kali ganda kos sepanjang hayat bekerja. Peningkatan kecil dalam kecekapan motor bukan sahaja dapat menjimatkan tenaga, tetapi juga memperoleh faedah ekonomi yang ketara. Pembangunan dan aplikasi motor berkecekapan tinggi adalah topik hangat di dunia hari ini. Oleh kerana penggunaan tenaga di dalam motor terutamanya berasal dari kehilangan rintangan belitan; oleh itu, meningkatkan keratan rentas dawai kuprum adalah langkah utama untuk membangunkan motor berkecekapan tinggi. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, beberapa motor kecekapan tinggi yang telah dibangunkan dahulu telah meningkatkan penggunaan belitan tembaga sebanyak 25% hingga 100% berbanding dengan motor tradisional. Pada masa ini, Jabatan Tenaga AS sedang membiayai projek pembangunan untuk menggunakan teknologi tembaga tuang untuk menghasilkan pemutar motor.
※ Kabel komunikasi
Sejak tahun 1980-an, disebabkan kelebihan kapasiti pembawa arus yang besar bagi kabel gentian optik, kabel gentian optik telah terus menggantikan kabel tembaga pada saluran batang komunikasi dan telah dipromosikan dan digunakan dengan pantas. Walau bagaimanapun, sejumlah besar kuprum masih diperlukan untuk menukar tenaga elektrik kepada tenaga cahaya dan untuk memasukkan talian kepada pengguna. Dengan perkembangan industri komunikasi, orang ramai semakin bergantung kepada komunikasi, dan permintaan untuk kabel gentian optik dan wayar tembaga akan terus meningkat.
※ Talian elektrik kediaman
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, dengan peningkatan taraf hidup rakyat di negara saya, perkakas rumah telah dipopularkan dengan pantas, dan beban elektrik kediaman telah berkembang dengan pesat. penggunaan elektrik kediaman negara saya masih akan mempunyai pembangunan yang hebat pada masa hadapan, yang telah meningkatkan penggunaan wayar tembaga.
B. Aplikasi dalam industri elektronik
Industri elektronik adalah industri yang sedang berkembang pesat. Dalam proses pembangunannya yang berkembang pesat, produk baharu dan bidang aplikasi baharu keluli sentiasa dibangunkan. Pada masa ini, aplikasinya telah dibangunkan daripada peranti vakum dan litar bercetak kepada litar bersepadu mikroelektronik dan semikonduktor.
※ Peranti vakum
Peranti vakum adalah terutamanya tiub pemancar frekuensi tinggi dan frekuensi ultra tinggi, pandu gelombang, magnetron, dsb., yang memerlukan kuprum bebas oksigen ketulenan tinggi dan kuprum bebas oksigen yang diperkuatkan serakan.
※ Litar bercetak
Litar bercetak tembaga dibuat dengan menampal kerajang tembaga pada plat plastik sebagai sokongan dengan kerajang tembaga sebagai permukaan; mencetak gambarajah pendawaian litar pada plat kuprum dengan mengambil gambar; mengeluarkan bahagian yang berlebihan dengan mengetsa dan meninggalkan litar yang saling bersambung. Kemudian, tebuk lubang pada sambungan dengan bahagian luar pada papan litar bercetak, masukkan terminal komponen diskret atau bahagian lain, dan kimpalnya pada bukaan ini, supaya litar lengkap dipasang. Jika kaedah penyaduran rendaman digunakan, kimpalan semua sambungan boleh disiapkan pada satu masa. Dengan cara ini, bagi majlis-majlis yang memerlukan susun atur litar yang halus, seperti radio, televisyen, komputer, dsb., penggunaan litar bercetak boleh menjimatkan banyak tenaga kerja dalam pendawaian dan litar penetapan; oleh itu, ia digunakan secara meluas dan memerlukan sejumlah besar kerajang tembaga. Selain itu, pelbagai bahan pematerian berasaskan tembaga dengan harga yang rendah, takat lebur yang rendah dan kecairan yang baik juga diperlukan dalam penyambungan litar.
※ Litar bersepadu
Teras teknologi mikroelektronik ialah litar bersepadu. Litar bersepadu merujuk kepada litar kecil yang menggunakan bahan kristal semikonduktor sebagai substrat (cip) dan menggunakan teknologi proses khas untuk menyepadukan komponen dan sambung yang membentuk litar di dalam, di permukaan atau pada substrat. Litar mikro ini beribu kali lebih kecil dari segi saiz dan berat daripada litar komponen diskret yang paling padat dalam struktur. Penampilannya telah menyebabkan perubahan besar dalam komputer dan telah menjadi asas teknologi maklumat moden. Litar bersepadu berskala ultra besar yang telah dibangunkan setakat ini mempunyai beberapa transistor yang boleh dibuat pada kawasan cip tunggal yang lebih kecil daripada paku ibu jari, mencecah ratusan ribu atau bahkan berjuta-juta. Baru-baru ini, IBM (International Business Machines Corporation), sebuah syarikat komputer yang terkenal di dunia, telah membuat satu kejayaan dengan menggunakan tembaga untuk menggantikan aluminium dalam cip silikon sebagai penyambung. Jenis mikrocip kuprum baharu ini boleh mencapai peningkatan prestasi 30%, saiz talian litar boleh dikurangkan kepada 0.12 mikron dan bilangan transistor yang disepadukan pada satu cip boleh mencecah 2 juta. Ini telah membuka satu situasi baharu untuk aplikasi tembaga logam purba dalam bidang teknologi terkini litar bersepadu semikonduktor.
※ Bingkai plumbum
Untuk melindungi operasi biasa litar bersepadu atau litar hibrid, adalah perlu untuk membungkusnya; dan apabila pembungkusan, sejumlah besar penyambung dalam litar dibawa keluar dari badan yang dimeterai. Plumbum ini dikehendaki mempunyai kekuatan tertentu dan membentuk rangka penyokong litar pakej bersepadu, yang dipanggil rangka plumbum. Dalam pengeluaran sebenar, untuk pengeluaran berkelajuan tinggi dan besar-besaran, bingkai plumbum biasanya dicap secara berterusan pada jalur logam dalam susunan tertentu. Bahan bingkai menyumbang 1/3 hingga 1/4 daripada jumlah kos litar bersepadu, dan jumlah yang digunakan adalah besar; oleh itu, ia mesti mempunyai kos yang rendah.
Aloi tembaga adalah murah, mempunyai kekuatan tinggi, kekonduksian elektrik dan kekonduksian haba, prestasi pemprosesan yang sangat baik, kimpalan jarum dan rintangan kakisan. Prestasinya boleh dikawal dalam julat yang luas melalui pengaloian, dan boleh memenuhi keperluan prestasi bingkai plumbum dengan lebih baik. Ia telah menjadi bahan penting untuk bingkai plumbum. Ia kini merupakan bahan yang paling banyak digunakan dalam peranti mikroelektronik.
