.Koppar för arkitektur och konst
※ Rörledningssystem
På grund av fördelarna med kopparvattenrör, som vackra och hållbara, enkel installation, brandsäker och sanitära, har den ett betydligt överlägset pris-prestandaförhållande jämfört med galvaniserade stålrör och plaströr. I bostäder och offentliga byggnader gynnas kopparrör alltmer för vattenförsörjning, värme, gasförsörjning och brandsprinklersystem, och har blivit det föredragna materialet för närvarande. I utvecklade länder har kopparvattenförsörjningssystem stått för en stor andel. Manhattan Building i New York, den sjätte högsta byggnaden i världen, använder 60,000 fot (10,000 kilometer) kopparrör enbart för vattenförsörjningssystemet. I Europa är förbrukningen av stålrör för dricksvatten mycket stor. Den genomsnittliga förbrukningen av stålrör för dricksvatten i Storbritannien är 1,6 kg per person och år, och i Japan är den 0,2 kg. Eftersom galvaniserade stålrör är benägna att rosta, har många länder förbjudit dem. Det är absolut nödvändigt för mitt land att främja användningen av kopparrörsystem i husbyggen.
※ Husdekoration
I Europa är det en tradition att använda genomgående plåtar för att göra tak och takfot. I de nordiska länderna används den till och med som väggdekoration. Koppar har god atmosfärisk korrosionsbeständighet, är hållbar och kan återvinnas. Den har god bearbetningsbarhet och kan lätt göras till komplexa former. Den har också vackra färger, så den är mycket lämplig för husinredning. Den har en lång historia av användning på taken av gamla byggnader som kyrkor, och den avger fortfarande en attraktiv briljans. Det används också allt mer i byggandet av moderna stora byggnader och till och med lägenheter och hus. Till exempel i London har "Commonwealth Council"-byggnaden, som representerar modern brittisk arkitektonisk konst, en komplex takform, byggd med kopparplåtar, som väger cirka 25 ton; Crystal Palace Sports Center, som öppnade 1966, använder 60 ton koppar för att göra ett vågigt tak, etc. Enligt statistik är den genomsnittliga årliga förbrukningen av kopparplåtar som används för tak i Tyskland {{6} },8 kilo per person, och i USA är det 0,2 kilo.
Dessutom använder husets utsmyckning, såsom dörrhandtag, lås, luckor, räcken, lampor, väggdekorationer och köksredskap etc. stålprodukter som inte bara är hållbara och desinficerade utan också inreder med en elegant atmosfär , och är djupt älskade av människor.
※ Statyer och hantverk
Det finns ingen annan metall i världen som kan användas så brett som koppar för att göra olika hantverk. Det har varit populärt från antiken till nutid. I dagens stadsbyggande använder olika monument, gjutna klockor, statyer, statyer, Buddha-statyer, antika produkter etc. en stor mängd gjutna kopparlegeringar. Moderna musikinstrument, som flöjter, är gjorda av vit koppar, och saxofoner är gjorda av mässing. Olika utsökta konstverk, billig guldplätering och imiterade guld- och silversmycken kräver också användning av kopparlegeringar av olika komponenter.
Hong Kong Tian Tan Buddha, byggd 1996, är gjord av tenn, zink och blybronsgjutgods. Den är 26 meter hög och väger 206 ton. Nanhai Guanyin Buddha i Putuo Mountain, Zhejiang, byggd 1997, är 20 meter hög och väger 70 ton. Det är världens första gigantiska bronsstaty byggd med imiterade guldmaterial. Därefter färdigställdes en 88-meter hög bronsstaty av Sakyamuni Buddha i Wuxi.
※ Mynt
Sedan våra förfäder använde mynt för transaktioner, har koppar och kopparlegeringar använts för att tillverka mynt, vilket har gått i arv från generation till generation. Med utvecklingen av moderna myntstyrda telefoner, ridning och shopping etc. har mängden stål som används vid mynttillverkning ökat.
Vid tillämpning av kopparmynt, förutom att ändra storleken, är det mycket bekvämt att använda olika legeringskomponenter och ändra legeringsfärgen för att göra och särskilja olika valörer av valuta. Vanligtvis används "silvermynt" innehållande 25% nickel, mässingsmynt innehållande 20% zink och 1% tenn, och "koppar"-mynt som innehåller en liten mängd tenn (3%) och zink (1,5%). Tusentals ton koppar konsumeras varje år vid tillverkning av kopparmynt runt om i världen. Enbart Royal Mint i London producerar 700 miljoner kopparmynt varje år, vilket kräver cirka 7,000 ton metall.
H. Tillämpning inom högteknologi
Koppar används inte bara i stor utsträckning i traditionella industrier, utan spelar också en viktig roll i framväxande industrier och högteknologiska områden. Till exempel:
※ Datorer
Informationsteknik är föregångaren till högteknologi. Den förlitar sig på kristalliseringen av modern mänsklig visdom - datorn, ett verktyg för att bearbeta och hantera den ständigt föränderliga och enorma informationen. Datorns hjärta består av en mikroprocessor (inklusive en aritmetisk enhet och en styrenhet) och ett minne. Dessa grundkomponenter (hårdvara) är storskaliga integrerade kretsar, med tiotals miljoner sammankopplade transistorer, motstånd, kondensatorer och andra komponenter fördelade på små chips för att utföra snabba numeriska beräkningar, logiska operationer och stora mängder informationslagring. Chipsen i dessa integrerade kretsar måste monteras genom blyramar och tryckta kretsar för att fungera. Från föregående kapitel "Applikationer inom elektronikindustrin" kan vi se att koppar och kopparlegeringar inte bara är viktiga material i blyramar, lod och kretskort; de kan också spela en viktig roll i sammankopplingen av små komponenter i integrerade kretsar.
※ Supraledning och låg temperatur
Resistansen hos allmänna material (förutom halvledare) minskar när temperaturen sjunker. När temperaturen sjunker mycket lågt kommer motståndet hos vissa material att försvinna helt. Detta fenomen kallas supraledning. Den högsta temperaturen vid vilken supraledning uppträder kallas materialets supraledande kritiska temperatur. Upptäckten av supraledning har öppnat en ny värld för användning av elektricitet. När motståndet är noll kan en mycket stor (teoretiskt oändlig) ström genereras genom att applicera en mycket liten spänning, och ett enormt magnetfält och magnetisk kraft kan erhållas; eller när strömmen passerar genom den, finns det ingen spänningsminskning och ingen förlust av elektrisk energi. Uppenbarligen kommer dess praktiska tillämpning att orsaka förändringar i mänsklig produktion och liv, och det har väckt stor uppmärksamhet.
För vanliga metaller uppträder dock supraledning endast när temperaturen sänks till mycket nära absoluta nollpunkten (-273 grad C), vilket är svårt att uppnå inom teknik. Under de senaste åren har vissa supraledande legeringar utvecklats, och deras kritiska temperaturer är högre än för rena metaller. Till exempel är den kritiska temperaturen för Nb3Sn-legering 18,1K. Deras tillämpning är dock oskiljaktig från koppar. Först och främst måste dessa legeringar arbeta vid ultralåga temperaturer och uppnå låga temperaturer genom flytande av gaser. Till exempel är kondensationstemperaturerna för flytande helium, flytande väte och flytande kväve 4K (-269 grad C), 20K (-253 grad C) respektive 77K (-196 grad C). Koppar har fortfarande god seghet och plasticitet vid så låga temperaturer och är ett oumbärligt strukturellt och rörledningstransportmaterial inom kryogenteknik. Dessutom är supraledande legeringar som Nb3Sn och NbTi mycket spröda och svåra att bearbeta till profiler. De måste kombineras med koppar som ett mantelmaterial. För närvarande har dessa supraledande material använts för att tillverka starka magneter och har använts i kärnmagnetiska resonansanordningar för medicinsk diagnos och vissa starka magnetiska separatorer i gruvor. Maglevtågen som planeras ha en hastighet på mer än 500 kilometer i timmen förlitar sig också på dessa supraledande magneter för att suspendera tågen, undvika motståndet från kontakt mellan hjul och räl och uppnå höghastighetsdrift av vagnarna.
※ Flygteknik
I raketer, satelliter och rymdfärjor, förutom mikroelektroniska styrsystem och instrument och instrumentutrustning, använder många nyckelkomponenter även koppar och kopparlegeringar. Till exempel: raketmotorns förbränningskammare och tryckkammare kan kylas av stålets utmärkta värmeledningsförmåga för att hålla temperaturen inom det tillåtna intervallet. Förbränningskammaren i Ariana 5-raketen använder en koppar-silver-kombinerad legering. 360 kylkanaler bearbetas i denna kammare och flytande väte införs för kylning när raketen avfyras.
Dessutom är kopparlegeringar också standardmaterial för bärande komponenter i satellitkonstruktioner. Solpanelerna på satelliter är vanligtvis gjorda av koppar och legeringar av flera andra element.
※ Högenergifysik
Att avslöja mysteriet med materiens struktur är ett stort grundläggande ämne som forskare ständigt driver. Varje steg djupare in i förståelsen av denna fråga kommer att ha en betydande inverkan på mänskligheten. Den nuvarande användningen av atomenergi är ett exempel. Den senaste forskningen inom modern fysik har funnit att materiens minsta byggstenar inte är molekyler och atomer utan kvarkar och leptoner som är miljarder gånger mindre än dem. Nu bedrivs forskningen kring dessa elementarpartiklar ofta under extremt hög reaktionsenergi som är hundratals gånger högre än kärnkraften under en atombombsexplosion, vilket kallas högenergifysik. Så hög energi erhålls genom att laddade partiklar i ett starkt magnetfält, efter långdistansacceleration, "bombarderar" ett fast mål (högenergiaccelerator), eller genom att två partiklar som accelererar i motsatta riktningar kolliderar med varandra (kolliderare). För detta ändamål är det nödvändigt att använda stål som lindningar för att konstruera en långdistans stark magnetisk fältkanal. Dessutom krävs också en liknande struktur i en kontrollerad termonukleär reaktionsanordning. För att minska temperaturstegringen på grund av värmen som genereras av den stora strömmen, lindas dessa magnetkanaler med ihåliga specialformade kopparstavar så att mediet kan ledas in för kylning.
