Waarom koper gebruiken? Wat zijn de belangrijkste eigenschappen?
Koper heeft een uitstekende elektrische en thermische geleidbaarheid en staat op de eerste plaats van alle technische metalen materialen. Dit is de belangrijkste basis voor zijn centrale rol in de huidige elektrificatie en elektronische informatiemaatschappij. Koper heeft ook vele uitstekende uitgebreide eigenschappen: het heeft een sterke corrosieweerstand tegen de atmosfeer, zeewater, bodem en vele chemische media; het wordt in de constructie gebruikt om zowel stijf als flexibel, elastisch, wrijvingsbestendig en slijtvast te zijn; het heeft een kleurrijke uitstraling en is een symbool van eenvoud en elegantie waar mensen van houden. Naast de bovengenoemde talrijke prestatie-eigenschappen heeft het ook een reeks goede verwerkings-, giet-, las-, gemakkelijk snij- en andere proceseigenschappen, waardoor het economisch en op grote schaal wordt gebruikt.
-De woningbouw is goed voor 48%: inclusief: leidingsystemen (water, warmte, gas, sprinklers, etc.); huisvestingsfaciliteiten (airconditioners, koelkasten, enz.); decoratie van gebouwen (daken, troggen, decoraties, enz.); communicatielijnen (geluid, beeld, data, etc.); voedingssystemen.
--De productie van apparatuur is goed voor 41%: inclusief: industriële apparatuur (motoren, transformatoren, enz.); transportmiddelen (auto's, spoorwegen, vliegtuigen, enz.); elektronische apparaten; licht industriële producten (huishoudelijke apparaten, instrumenten, gereedschappen, enz.)
--Infrastructuur is goed voor 11%: inclusief: grootschalige projecten (transportfaciliteiten, petrochemische industrie, mijnbouw en metallurgie, enz.); energie-industrie (krachttransmissie, energiedistributie, enz.); communicatie netwerk.
Het is vermeldenswaard dat de woningbouw rechtstreeks verband houdt met de verbetering van het productieniveau van mensen, en dat de toepassing van koper in dit opzicht het grootste deel voor zijn rekening neemt; vooral mijn land beschouwt de woningbouw als een belangrijke schakel om de ontwikkeling van de gehele nationale economie te stimuleren. Het is duidelijk dat het actief bevorderen van de toepassing van koper een belangrijke rol speelt in de nationale economie en het levensonderhoud van mensen.
A. Toepassing in de elektrische industrie
※ Krachtoverbrenging
Bij de energietransmissie wordt een grote hoeveelheid goed geleidend koper verbruikt, dat voornamelijk wordt gebruikt voor stroom, draden en kabels, bussen, transformatoren, schakelaars, insteekcomponenten en connectoren, enz.
Bij het transmissieproces van draden en kabels gaat elektrische energie verloren als gevolg van weerstandsverwarming. Vanuit het perspectief van energiebesparing en zuinigheid wordt momenteel de norm "optimale kabeldoorsnede" wereldwijd gepromoot. De standaard voor "optimale kabeldoorsnede" houdt rekening met zowel de eenmalige installatiekosten als het energieverbruik, en vergroot de kabelmaat op passende wijze om energiebesparing en de beste uitgebreide economische voordelen te bereiken. Volgens de nieuwe norm is de kabeldoorsnede vaak meer dan verdubbeld dan de oude norm, waardoor een energiebesparingseffect van zo'n 50% bereikt kan worden.
Vanwege het tekort aan staal in mijn land en gezien het feit dat het soortelijk gewicht van aluminium slechts 30% van dat van koper bedraagt, zijn er de afgelopen tijd maatregelen genomen om koper door aluminium te vervangen in bovengrondse hoogspanningslijnen, in de hoop dat van het verminderen van het gewicht. Momenteel zullen vanuit het perspectief van milieubescherming luchttransmissielijnen worden omgebouwd tot het leggen van ondergrondse kabels. In dit geval heeft aluminium de nadelen van slechte geleidbaarheid en grotere kabelafmetingen in vergelijking met koper, en verbleekt in vergelijking.
Om dezelfde reden is het ook een verstandige keuze om in de Verenigde Staten en Japan aluminium wikkeltransformatoren te vervangen door energiebesparende en efficiënte koperen wikkeltransformatoren.
※ Motorproductie
Bij de productie van motoren worden op grote schaal koperlegeringen met hoge geleidbaarheid en hoge sterkte gebruikt. De belangrijkste koperen onderdelen zijn stators, rotors en askoppen. Bij grote motoren worden de wikkelingen gekoeld met water of waterstof, dit wordt dubbele waterinterne koeling of waterstofkoeling genoemd, waarvoor lange holle draden nodig zijn.
Motoren zijn grote verbruikers van elektriciteit en nemen ongeveer 60% van de totale elektriciteitsvoorziening voor hun rekening. De cumulatieve elektriciteitsrekening voor een motor is erg hoog. Over het algemeen bereiken de kosten van de motor zelf binnen de eerste 500 bedrijfsuren, wat overeenkomt met 4 tot 16 maal de kosten binnen een jaar, en kunnen oplopen tot 200 maal de kosten gedurende de gehele levensduur. Een kleine toename van de motorefficiëntie kan niet alleen energie besparen, maar ook aanzienlijke economische voordelen opleveren. De ontwikkeling en toepassing van hoogrendementsmotoren is tegenwoordig een hot topic in de wereld. Omdat het energieverbruik in de motor voornamelijk voortkomt uit het weerstandsverlies van de wikkeling; daarom is het vergroten van de doorsnede van koperdraad een belangrijke maatregel om motoren met een hoog rendement te ontwikkelen. In de afgelopen jaren hebben sommige hoogrenderende motoren die voor het eerst zijn ontwikkeld het gebruik van koperen wikkelingen met 25% tot 100% verhoogd in vergelijking met traditionele motoren. Momenteel financiert het Amerikaanse ministerie van Energie een ontwikkelingsproject om gegoten kopertechnologie te gebruiken voor de productie van motorrotoren.
※ Communicatiekabels
Sinds de jaren tachtig hebben ze, vanwege de voordelen van de grote stroomdraagcapaciteit van optische vezelkabels, voortdurend koperkabels op communicatiehoofdlijnen vervangen en zijn ze snel gepromoot en toegepast. Er is echter nog steeds een grote hoeveelheid koper nodig om elektrische energie om te zetten in lichtenergie en om de lijnen aan de gebruikers te leveren. Met de ontwikkeling van de communicatie-industrie worden mensen steeds afhankelijker van communicatie, en de vraag naar glasvezelkabels en koperdraden zal blijven toenemen.
※ Elektrische leidingen in woningen
Door de verbetering van de levensstandaard van de mensen in mijn land zijn de afgelopen jaren huishoudelijke apparaten snel populair geworden en is de elektriciteitsbelasting in woningen snel toegenomen. Het elektriciteitsverbruik in woningen in mijn land zal in de toekomst nog steeds een grote ontwikkeling doormaken, waardoor de toepassing van koperdraden enorm is toegenomen.
B. Toepassing in de elektronica-industrie
De elektronica-industrie is een opkomende industrie. In het bloeiende ontwikkelingsproces worden voortdurend nieuwe producten en nieuwe toepassingsgebieden van staal ontwikkeld. Momenteel heeft de toepassing ervan zich ontwikkeld van vacuümapparaten en gedrukte schakelingen tot micro-elektronica en geïntegreerde halfgeleidercircuits.
※ Vacuümapparaten
Vacuümapparaten zijn voornamelijk hoogfrequente en ultrahoge frequentie-zendbuizen, golfgeleiders, magnetrons, enz., Die zuurstofvrij koper met hoge zuiverheid en dispersieversterkt zuurstofvrij koper vereisen.
※ Gedrukte schakelingen
Koperen printplaten worden gemaakt door koperfolie op een plastic plaat als drager te plakken met koperfolie als oppervlak; het printen van het bedradingsschema op de koperen plaat door te fotograferen; het verwijderen van de overtollige delen door te etsen en de onderling verbonden circuits achter te laten. Prik vervolgens gaten bij de verbinding met de buitenkant op de printplaat, steek de klemmen van de discrete componenten of andere onderdelen erin en las ze op deze opening, zodat een compleet circuit wordt samengesteld. Als de methode van dompelplaten wordt gebruikt, kan het lassen van alle verbindingen in één keer worden voltooid. Op deze manier kan het gebruik van gedrukte schakelingen, voor die gelegenheden die een fijne lay-out van circuits vereisen, zoals radio, televisie, computer, enz., veel arbeid besparen bij het bedraden en bevestigen van circuits; daarom wordt het veel gebruikt en vereist het een grote hoeveelheid koperfolie. Bovendien zijn bij de aansluiting van circuits ook verschillende op koper gebaseerde soldeermaterialen met lage prijzen, lage smeltpunten en goede vloeibaarheid vereist.
※ Geïntegreerde schakeling
De kern van de micro-elektronicatechnologie is het geïntegreerde circuit. Geïntegreerde schakeling verwijst naar een geminiaturiseerd circuit dat halfgeleiderkristalmaterialen als substraten (chips) gebruikt en speciale procestechnologieën gebruikt om de componenten en verbindingen waaruit het circuit bestaat, binnenin, op het oppervlak of op het substraat te integreren. Deze microschakeling is duizenden keren kleiner in omvang en gewicht dan de meest compacte discrete componentschakeling qua structuur. Het uiterlijk ervan heeft een enorme verandering in computers veroorzaakt en is de basis geworden van de moderne informatietechnologie. De ultragrootschalige geïntegreerde schakelingen die tot nu toe zijn ontwikkeld, beschikken over een aantal transistors die op één enkele chip kunnen worden gemaakt, een oppervlakte kleiner dan een duimnagel, tot honderdduizenden of zelfs miljoenen. Onlangs heeft IBM (International Business Machines Corporation), een wereldberoemd computerbedrijf, een doorbraak bereikt door koper te gebruiken ter vervanging van aluminium in siliciumchips als verbindingen. Dit nieuwe type koperen microchip kan een prestatiewinst van 30% bereiken, de circuitlijngrootte kan worden teruggebracht tot 0,12 micron en het aantal op één chip geïntegreerde transistors kan oplopen tot 2 miljoen. Dit heeft een nieuwe situatie geopend voor de toepassing van het oude metaal koper op het nieuwste technologiegebied van geïntegreerde halfgeleidercircuits.
※ Loodframe
Om de normale werking van geïntegreerde schakelingen of hybride schakelingen te beschermen, is het noodzakelijk om ze te verpakken; en bij het verpakken wordt een groot aantal connectoren in het circuit uit het afgedichte lichaam geleid. Deze kabels moeten een bepaalde sterkte hebben en het ondersteunende skelet vormen van het geïntegreerde pakketcircuit, dat een leadframe wordt genoemd. Bij de daadwerkelijke productie, voor hogesnelheids- en massaproductie, worden leadframes meestal continu in een specifieke opstelling op een metalen strip gestempeld. Het framemateriaal is goed voor 1/3 tot 1/4 van de totale kosten van de geïntegreerde schakeling, en de gebruikte hoeveelheid is groot; daarom moet het lage kosten hebben.
Koperlegering is goedkoop, heeft een hoge sterkte, elektrische geleidbaarheid en thermische geleidbaarheid, uitstekende verwerkingsprestaties, naaldlassen en corrosieweerstand. De prestaties kunnen in een breed bereik worden gecontroleerd door middel van legering, en kunnen beter voldoen aan de prestatie-eisen van leadframes. Het is een belangrijk materiaal geworden voor leadframes. Het is momenteel het meest gebruikte materiaal in micro-elektronische apparaten.
