Πέντε βιομηχανικές χρήσεις του χαλκού

Το αρχαιότερο μέταλλο που είναι γνωστό στον άνθρωπο, ο χαλκός υπήρξε ένα σημαντικό υλικό στη διαμόρφωση και τη μεταμόρφωση πολλών πολιτισμών, από τους αρχαίους Αιγύπτιους και τους Ρωμαίους έως τους σύγχρονους πολιτισμούς. Σήμερα, είναι το τρίτο πιο καταναλωτικό μέταλλο στη Γη μετά το σιδηρομετάλλευμα και το αλουμίνιο. Σύμφωνα με το Αμερικανικό Γεωλογικό Ινστιτούτο, κάθε Αμερικανός που γεννήθηκε το 2008 θα χρησιμοποιήσει 1.309 κιλά του μετάλλου στη διάρκεια της ζωής του για τα απαραίτητα, τον τρόπο ζωής και την υγεία του.

Ο χαλκός είναι εγγενώς κλειδί για τη σύγχρονη κοινωνία και πολύτιμος συνεισφέρων σε μια ποικιλία βιομηχανιών. Εδώ είναι οι 5 κορυφαίες χρήσεις του χαλκού σήμερα:

Κατασκευή κτηρίου

Σχεδόν ο μισός χαλκός στον κόσμο πηγαίνει σε κτίρια, από ουρανοξύστες στο κέντρο της πόλης μέχρι σπίτια στα προάστια, σύμφωνα με την Περίληψη Mineral Commodities του US Geological Survey. Σήμερα, η μέση μονοκατοικία περιέχει περίπου 200 κιλά μεταλλικού χαλκού.

Ο χαλκός έχει φυσικές ιδιότητες που λίγα μέταλλα μπορούν να ταιριάξουν και χρησιμοποιείται σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών κτιρίων, από θέρμανση και υδραυλικές εγκαταστάσεις μέχρι στέγες και ηλεκτρικές καλωδιώσεις.

Η ελαστικότητα του χαλκού καθιστά εύκολη τη συγκόλληση, αλλά είναι αρκετά ισχυρή για να δημιουργήσει τους δεσμούς που απαιτούνται για τις υδραυλικές και τις ηλεκτρικές καλωδιώσεις. Ο χαλκός είναι ελαφρύς, απαιτεί λίγη συντήρηση και λόγω της αντοχής του στη διάβρωση, μπορεί να διαρκέσει για εκατοντάδες χρόνια.

Το υλικό χαλκού έχει επίσης χαμηλό ρυθμό θερμικής διαστολής, καθιστώντας το σταθερό και ανθεκτικό στη φθορά λόγω κίνησης. Είναι σχετικά ελαφρύ σε σύγκριση με τον μόλυβδο και απαιτεί λίγη συντήρηση σε σύγκριση με άλλα μέταλλα.

Ο χαλκός είναι επίσης μη μαγνητικός και έχει καλή αντοχή στη βιορρύπανση, επομένως χρησιμοποιείται συχνά στην κατασκευαστική βιομηχανία για τη διαμόρφωση σωλήνων και σωλήνων διανομής πόσιμου νερού και συστημάτων θέρμανσης και ψύξης. Αυτό το μέταλλο μπορεί εύκολα να διαμορφωθεί σε πολύπλοκα σχήματα και να χρησιμοποιηθεί ως προστατευτική επίστρωση και υλικό φλας για υδρορροές, σωλήνες και πάνω καλύμματα.

Ο χαλκός μπορεί να κατεργαστεί είτε ζεστός είτε κρύος και οι αρμοί μπορούν να σχηματιστούν με συγκόλληση ή συγκόλληση. Ένα άλλο μεγάλο πλεονέκτημα: ο χαλκός είναι ένας αντιβακτηριδιακός παράγοντας. Η αντοχή του σε βακτήρια, ιούς και μικροοργανισμούς παίζει σημαντικό ρόλο στη χρήση του σε σωλήνες και στη μεταφορά νερού.

Επιπλέον, ο χαλκός είναι ένα βιώσιμο μέταλλο για την κατασκευή κτιρίων, επειδή μπορεί να ανακυκλωθεί ξανά και ξανά χωρίς να χάσει την αντοχή ή την αγωγιμότητα, πράγμα που σημαίνει ότι έχει μικρότερο αντίκτυπο στον κύκλο ζωής του.

Ηλεκτρικός

Τα υλικά χαλκού θεωρούνται το «χρυσό πρότυπο» για την ηλεκτρική καλωδίωση. Έχει ανώτερη ηλεκτρική αγωγιμότητα από άλλα μέταλλα και η αφθονία του ως πρώτη ύλη το καθιστά μια αποτελεσματική και οικονομική επιλογή για τους κατασκευαστές ηλεκτρονικών ειδών.

Ο χαλκός έχει 60 τοις εκατό υψηλότερη θερμική αγωγιμότητα από το αλουμίνιο και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την αφαίρεση θερμότητας από ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Όσο περισσότερη θερμότητα αφαιρείται από τον επεξεργαστή, τόσο πιο αποτελεσματικά λειτουργεί και τόσο λιγότερο πιθανό είναι να προκαλέσει ζημιά σε άλλα κρίσιμα εξαρτήματα.

Μεταφορά

Από τα βενζινοκίνητα και ηλεκτρικά οχήματα μέχρι τα τρένα και τα αεροπλάνα, ο χαλκός είναι επίσης απαραίτητο μέρος της καθημερινής μας μετακίνησης.

Στην αυτοκινητοβιομηχανία, ο χαλκός είναι απαραίτητο συστατικό σε φρένα, ρουλεμάν, συνδετήρες, κινητήρες, ψύκτρες και καλωδιώσεις. Ένα συμβατικό όχημα μπορεί να χωρέσει έως και 50 λίβρες χαλκού: 40 λίβρες για ηλεκτρικά εξαρτήματα και 10 λίβρες για μη ηλεκτρικά εξαρτήματα. Τα ηλεκτρικά οχήματα βασίζονται στον χαλκό για τη μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας σε μπαταρίες, συστήματα καλωδίωσης και σταθμούς φόρτισης.

Στη σιδηροδρομική βιομηχανία, τα υλικά χαλκού χρησιμοποιούνται για την κατασκευή διαφόρων εξαρτημάτων τρένων, συμπεριλαμβανομένων κινητήρων, φρένων και χειριστηρίων, καθώς και ηλεκτρικών συστημάτων και συστημάτων σηματοδότησης. Μια τυπική ντίζελ-ηλεκτρική σιδηροδρομική ατμομηχανή χρησιμοποιεί περίπου 11,000 λίβρες μετάλλου.

Τα αεροσκάφη απαιτούν χαλκό για ψύξη, υδραυλικά συστήματα και πλοήγηση και ηλεκτρικά συστήματα. Περίπου το 2 τοις εκατό του συνολικού βάρους του αεροσκάφους Boeing 747-200 είναι χαλκός. Αυτό το βάρος περιλαμβάνει 632,{3}} πόδια σύρμα χαλκού.

Καταναλωτικά προιόντα

Στα καταναλωτικά αγαθά, η εμβέλεια και η επιρροή του χαλκού είναι πιο ποικίλες. Οι βιομηχανίες υγείας, κοσμήματος και τεχνών, μεταξύ πολλών άλλων, είναι από καιρό πιστοί πελάτες.

Μηχανικός

Δεδομένου ότι ο χαλκός και τα κράματά του είναι από τα πιο ευέλικτα υλικά μηχανικής σήμερα, χρησιμοποιούνται σχεδόν σε όλα τα βιομηχανικά μηχανήματα και εξοπλισμό. Αυτά περιλαμβάνουν συστήματα σωληνώσεων χαλκού, ηλεκτρικούς κινητήρες, εξατμιστές, συμπυκνωτές, εναλλάκτες θερμότητας, βαλβίδες και δοχεία που χρησιμοποιούνται για να περιέχουν διαβρωτικά μέσα. Τα ανθεκτικά στη διάβρωση κράματα χαλκού είναι βασικά υλικά για την κατασκευή υποθαλάσσιων εγκαταστάσεων, όπως μηχανήματα αφαλάτωσης και υπεράκτιες εξέδρες πετρελαίου και φυσικού αερίου.

Ο τομέας των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας βασίζεται επίσης σε μεγάλο βαθμό στον χαλκό, μια σημαντική πρώτη ύλη που απαιτείται για την κατασκευή ανεμογεννητριών και ηλιακών συστημάτων. Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας μπορούν να περιέχουν 12 φορές περισσότερο μέταλλο χαλκού από τα συμβατικά συστήματα ενέργειας. Τα αιολικά πάρκα χρησιμοποιούν 4 εκατομμύρια έως 15 εκατομμύρια λίβρες χαλκού, ενώ τα ηλιακά φωτοβολταϊκά πάρκα απαιτούν 9,{4}} λίβρες χαλκού υλικού ανά μεγαβάτ.