Застосування в електротехнічній промисловості
Передача електроенергії: велика кількість високопровідної міді споживається для передачі електроенергії, в основному використовується в силових кабелях, шинах, трансформаторах, перемикачах, компонентах і з’єднувачах. У процесі передачі електроенергії проводів і кабелів електрична енергія витрачається внаслідок нагріву опору. З точки зору енергозбереження та економії зараз у світі пропагується стандарт «оптимального перерізу кабелю». У минулому популярні стандарти просто базувалися на перспективі зменшення інвестицій у першу установку, а також для того, щоб мінімізувати поперечний переріз кабелю, щоб уникнути небезпечного перегріву за номінального струму, якого вимагає проект, мінімальний визначено допустимий розмір кабелю. Хоча вартість монтажу кабелю, прокладеного відповідно до цього стандарту, низька, споживання енергії опору відносно велике під час тривалого використання. Стандарт «оптимального поперечного перерізу кабелю» враховує як вартість першого монтажу, так і споживання електроенергії, а також відповідно збільшує розмір кабелю для досягнення мети енергозбереження та найкращих комплексних економічних переваг. Згідно з новим стандартом, поперечний переріз кабелю часто більш ніж удвічі в порівнянні зі старим стандартом, що дозволяє досягти ефекту енергозбереження приблизно на 50%. У минулому періоді часу через дефіцит сталі в моїй країні алюміній використовувався для заміни міді в повітряних лініях електропередачі високої напруги в надії зменшити вагу, враховуючи, що питома вага алюмінію становить лише 30% від цього з міді. Наразі, з точки зору захисту навколишнього середовища, повітряні лінії електропередачі будуть переведені на прокладання підземних кабелів. У цьому випадку алюміній тьмяніє в порівнянні з міддю через погану провідності і великого розміру кабелю.
Виробництво двигунів: у виробництві двигунів широко використовуються мідні сплави з високою електропровідністю та високою міцністю. Основними мідними частинами є статори, ротори та головки валів. У великих двигунах обмотки охолоджуються водою або воднем, що називається подвійним водяним внутрішнім охолодженням або двигунами з водневим охолодженням, для чого потрібен довгий порожнистий дріт. Двигуни є великими споживачами електроенергії, на них припадає близько 60% загальної кількості електроенергії. Сукупний рахунок за електроенергію для роботи двигуна є дуже високим, зазвичай досягаючи вартості самого двигуна протягом перших 500 годин роботи, що еквівалентно 4-16-кратній вартості протягом року та до 200-кратної вартості протягом року. все трудове життя. Невелике збільшення ефективності двигуна може не тільки заощадити енергію; але й отримати значні економічні вигоди. Розробка та застосування високоефективних двигунів є актуальною темою в сучасному світі. Оскільки споживання енергії всередині двигуна в основному відбувається через втрату опору обмотки, збільшення поперечного перерізу мідного дроту є ключовим заходом для розробки високоефективних двигунів. Деякі високоефективні двигуни, які були розроблені в останні роки, збільшили використання мідних обмоток на 25% до 100% порівняно з традиційними двигунами. В даний час Міністерство енергетики США фінансує проект розвитку виробництва роторів двигунів за технологією лиття міді.
Комунікаційні кабелі: з 1980-х років, завдяки перевагам великої пропускної здатності волоконно-оптичних кабелів, вони постійно замінюють мідні кабелі на магістральних лініях зв’язку та швидко просуваються та застосовуються. Однак велика кількість міді все ще потрібна для перетворення електричної енергії в енергію світла та введення ліній для користувачів. З розвитком індустрії зв’язку люди все більше залежать від зв’язку, і попит на волоконно-оптичні кабелі та мідні дроти зростатиме.
Житлові електричні лінії: в останні роки, з покращенням рівня життя людей у моїй країні, побутова техніка швидко популяризувалася, а навантаження на електроенергію в житлових будинках швидко зросло. У 1987 році житлове споживання електроенергії становило 26,96 мільярда кВт-год (1 кВт-год=1 кВт-год). Десять років потому, у 1996 році, він зріс до 113,1 млрд кВт/год, збільшившись у 3,2 рази. Незважаючи на це, все ще існує великий розрив у порівнянні з розвиненими країнами. Наприклад, у 1995 році споживання електроенергії на душу населення в Сполучених Штатах було в 14,6 разів більше, ніж у моїй країні, а в Японії – у 8,6 разів більше, ніж у моїй країні. Споживання електроенергії в житлових будинках у моїй країні все ще матиме значний розвиток у майбутньому. Очікується, що з 1996 по 2005 рік він збільшиться в 1,4 рази.
Застосування в машинобудуванні та металургійній промисловості: мідні деталі можна знайти майже у всіх машинах. На додаток до великої кількості сталі, яка використовується в двигунах, схемах, гідравлічних системах, пневматичних системах і системах керування, існує багато видів деталей трансмісії та кріпильних деталей, виготовлених з латуні та бронзи, таких як шестерні, черв’ячні колеса, черв’яки, муфти, кріплення, деталі, що закручуються, гвинти, гайки і т. д. Майже між усіма деталями, які рухаються відносно один одного, використовуються підшипники або втулки з антифрикційних мідних сплавів. Зокрема, гільзи циліндрів і полозки великих екструдерів і ковальських пресів потужністю 10000 тонн майже всі виготовлені з бронзи, а вага виливків може досягати кількох тонн. Багато пружних елементів майже всі виготовлені з кремнієвої бронзи та олов’яної бронзи. Зварювальні інструменти, форми для лиття під тиском тощо ще більше невіддільні від мідних сплавів тощо.
Металургійне обладнання: металургійна промисловість є основним споживачем електроенергії і відома як «електричний тигр». При будівництві металургійних заводів зазвичай має бути величезна система передачі та розподілу електроенергії та енергетичне обладнання для роботи, яке покладається на мідь. Крім того, в пірометалургії технологія безперервного лиття займає домінуюче положення, а ключовий компонент, кристалізатор, в основному виготовляється з високоміцних і високотеплопровідних мідних сплавів, таких як хромиста мідь і срібло. Водоохолоджувані тиглі вакуумно-дугових печей і електрошлакових печей в електрометалургії виготовляють із сталевих труб, а індукційні котушки різного індукційного нагріву обмотують мідними трубками або мідними трубками спеціальної форми, через них пропускають воду для охолодження.
Добавки до сплавів: мідь є важливою добавкою до таких сплавів, як сталь та алюміній. Невелика кількість міді (0.2-0.5%), додана до низьколегованої конструкційної сталі, може покращити міцність сталі та її стійкість до атмосферної та морської корозії. Додавання міді до корозійностійкого чавуну та нержавіючої сталі може ще більше підвищити їх стійкість до корозії. Сплави з високим вмістом нікелю, що містять близько 30% міді, є відомими високоміцними корозійно-стійкими «монельними сплавами», які широко використовуються в атомній промисловості. Мідь міститься в багатьох високоміцних алюмінієвих сплавах. Завдяки термічній обробці загартування та старіння в сплаві виділяються дисперговані дрібні частинки, що значно покращує його міцність, і називається алюмінієвим сплавом, що зміцнюється під час старіння. Серед них найвідомішим є дюралюміній або твердий алюміній, який є алюмінієвим сплавом, що містить мідь, марганець і магній, і є важливим конструкційним матеріалом для виготовлення літаків і ракет.
