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Von der üblichen elektrischen Haushaltsverkabelung zu Schiffspropellern und von Photovoltaikzellen zu Saxophonen werden Kupfer und seine Legierungen in einer Vielzahl von Endanwendungen eingesetzt.
In der Tat hat der Einsatz des Metalls in einer Vielzahl von Kernindustrien dazu geführt, dass sich die Investorengemeinschaft zu Kupferpreisen als Indikator für die gesamtwirtschaftliche Gesundheit gesellt hat, was den Spitznamen "Dr. Kupfer'.
Um die verschiedenen Anwendungen von Kupfer besser zu verstehen, hat die Copper Development Association (CDA) sie in vier Endanwendungssektoren eingeteilt: Elektro-, Bau-, Transport- und andere.
Der prozentuale Anteil der globalen Kupferproduktion, der von jedem Sektor verbraucht wird, wird durch den CDA wie folgt geschätzt:
- Elektrisch 65%
- Bauweise 25%
- Transport 7%
- Andere 3 %
Elektrisch:
Kupfer ist neben Silber der effektivste Stromleiter. Zusammen mit der Korrosionsbeständigkeit, Duktilität, Verformbarkeit und der Fähigkeit, in einer Vielzahl von Stromnetzen zu arbeiten, ist das Metall ideal für die elektrische Verdrahtung.
Praktisch die gesamte elektrische Verkabelung, mit Ausnahme von Freileitungen (die aus leichterem Aluminium hergestellt sind), ist aus Kupfer gefertigt.
Stromschienen, Stromverteiler, Transformatoren und Motorwicklungen hängen ebenfalls von der Leitfähigkeit des Kupfers ab. Kupfertransformatoren können aufgrund ihrer Effektivität als Stromleiter bis zu 99. 75 Prozent effizient sein.
Elektrische Anwendungen, einschließlich Computertechnologie, Fernsehgeräte, Mobiltelefone und tragbare elektronische Geräte, sind in den letzten Jahrzehnten zu einem wichtigen Verbraucher von Kupfer geworden.
Innerhalb dieser Geräte ist Kupfer entscheidend für die Herstellung von:
- Elektronische Steckverbinder
- Schaltkreisverdrahtung und Kontakte
- Leiterplatten
- Mikrochips
- Halb- Leiter
- Magnetrone in Mikrowellen
- Elektromagnete
- Vakuumröhren
- Kommutatoren
- Schweißelektroden
- Feuersprinklersysteme
- Wärmesenken
Eine weitere Branche, die stark auf das Element angewiesen ist, ist die Telekommunikation ..
Fein verdrillte Kupferdrähte werden in ADSL- und HDSL-Kabeln für LAN-Internetleitungen verwendet. UTP-Leitungen (Unshielded Twisted Pair) enthalten acht farbkodierte Leiter, die aus vier Paaren dünner Kupferdrähte bestehen. Und trotz der zunehmenden Wireless-Technologie bleiben Schnittstellengeräte wie Modems und Router von Kupfer abhängig.
Auch der Sektor der erneuerbaren Energien profitierte von den leitfähigen Eigenschaften von Kupfer. Das Basismetall wird bei der Herstellung von Kupfer-Indium-Gallium-Selenid (CIGS) Photovoltaikzellen und Windturbinen verwendet. Eine einzelne Windturbine kann zum Beispiel bis zu 1 Tonne (MT) des Metalls enthalten.Neben der Stromerzeugung ist Kupfer auch integraler Bestandteil der Motoren und Verteilungssysteme für alternative Energietechnologien.
Konstruktion:
Kupferrohr ist heute das Standardmaterial für Trinkwasser und Heizsysteme in den meisten Industrieländern. Dies liegt zum Teil an seinen bakteriostatischen Eigenschaften, oder in anderen Worten an der Fähigkeit von Kupfer, das Wachstum von bakteriellen und viralen Organismen in Wasser zu hemmen.
Weitere Vorteile von Kupfer als Rohrmaterial sind seine Formbarkeit und Lötbarkeit - es kann leicht gebogen und zusammengebaut werden - sowie seine Beständigkeit gegen extreme Hitzekorrosion.
Kupfer und seine Legierungen gelten als stabil und korrosionsbeständig. Daher eignen sie sich nicht nur für den Transport von Trinkwasser, sondern auch für den Einsatz in Salzwasser und industriellen Umgebungen. Beispiele für solche Anwendungen sind unter anderem:
- Wärmetauscherrohre für Kondensatoren in Dampfkraftwerken und Chemieanlagen
- Bewässerungs- und Landwirtschaftssprinkleranlagen
- Rohrleitungen in Destillationsanlagen
- Meerwasserzuleitungen
- Zementpumpen für Bohrwasserversorgung
- Rohre für die Verteilung von natürlichem und verflüssigtem Erdöl
- Brennstoffgasverteilungsrohr
Seit Jahrhunderten wird Kupfer auch als Architekturmetall verwendet. Einige der ältesten Beispiele für die Verwendung von Kupfer als ästhetisches, strukturelles Metall sind die Türen des Preunct of Amun-Re in Karnak, Ägypten, das 3000-4000 Jahre alt ist, und das Kupferschindeldach auf Sri Lankas 162 Fuß hohem Loha. Maha Paya Tempel, erbaut im dritten Jahrhundert v. Chr.
Reines Kupfer schmückt die Kuppeln und Türme vieler mittelalterlicher Kirchen und Kathedralen, und in neueren Zeiten wurde es auf Regierungsgebäuden, wie Kanadas Parlamentsgebäuden, und privaten Residenzen, einschließlich viele von Frank Lloyd-Wright entworfen.
Ein Grund für die breite Verwendung von Kupfer als Baumaterial ist die natürliche Bildung eines optisch ansprechenden grünen Anlaufs - Patina genannt -, der aus der Verwitterung und Oxidation von Kupfer resultiert. Neben dem ästhetischen Erscheinungsbild bevorzugen Architekten und Designer das Metall, weil es leicht, langlebig, korrosionsbeständig und leicht zu verbinden ist.
Kupfer dekorative und architektonische Hardware ist jedoch nicht auf externe Anwendungen beschränkt. Innenarchitekten verwenden oft das Metall und seine Legierungen, Messing und Bronze für Vorrichtungen wie:
- Griffe
- Türknöpfe
- Schlösser
- Tische
- Beleuchtung und Badezimmerarmaturen
- Wasserhähne
- Scharniere
Krankenhäuser und medizinische Einrichtungen schätzen Kupfer vor allem wegen seiner bakteriostatischen Eigenschaften, was zu seiner zunehmenden Verwendung als Bestandteil von Innenausstattungen wie Armaturen und Türklinken in medizinischen Gebäuden geführt hat.
Transport:
Kernkomponenten von Flugzeugen, Zügen, Automobilen und Booten hängen alle von den elektrischen und thermischen Eigenschaften von Kupfer ab. In Automobilen sind Kupfer- und Messingkühler und Ölkühler seit den 1970er Jahren der Industriestandard.In jüngerer Zeit hat die zunehmende Verwendung elektronischer Komponenten, einschließlich Navigationssystemen an Bord, Antiblockiersystemen und Sitzheizungen, die Nachfrage nach Metall aus diesem Sektor weiter erhöht.
Andere kupferhaltige Fahrzeugkomponenten sind:
- Verkabelung für Glasabtauungssysteme
- Armaturen, Befestigungselemente und Messingschrauben
- Hydraulikleitungen
- Bronze-Gleitlager
- Verkabelung für Fenster- und Spiegelsteuerungen > Die steigende Nachfrage nach Hybrid- und Elektroautos wird den weltweiten Kupferverbrauch weiter erhöhen. Im Durchschnitt enthalten Elektroautos ungefähr 55 Pfund Kupfer.
Metallfolien und Kupferchemikalien werden sowohl in Nickel-Metallhydrid- als auch in Lithium-Ionen-Batterien eingebaut, die kraftstoffsparende Fahrzeuge antreiben, während gegossene Kupferrotoren als Alternative zu Seltenerd-Magnetmotoren verwendet wurden.
Hochgeschwindigkeitszüge können bis zu 10MT Kupfer pro Kilometer Bahn verbrauchen, während leistungsstarke Lokomotiven bis zu 8MT des Grundmetalls enthalten.
Oberleitungskabel für Straßenbahnen und Trolleys, wie sie in San Francisco und Wien verwendet werden, werden aus Kupfer-Silber- oder Kupfer-Cadmium-Legierungen hergestellt.
Zwei Prozent des Gewichts eines Passagierflugzeugs können Kupfer zugeordnet werden, was bis zu 118 Meilen (190 km) Verkabelung bedeutet.
Wegen ihrer hervorragenden Beständigkeit gegen Salzwasserkorrosion werden Mangan- und Nickelaluminiumbronzen zum Werfen von bis zu mehreren Tonnen schweren Bootspropellern verwendet. Schiffskomponenten, einschließlich Rohre, Fittings, Pumpen und Ventile, werden ebenfalls mit ähnlichen Legierungen hergestellt.
Andere:
Die Liste der Kupferanwendungen geht weiter und weiter. Zu den bekanntesten Anwendungen gehören:
Kochgeschirr und thermische Anwendungen
: Die thermischen Eigenschaften von Kupfer machen es ideal für Kochgeschirr wie Töpfe und Pfannen sowie Klimaanlagen, Kühlkörper, Warmwasserbereiter und Kühleinheiten. Uhren und Uhren
: Weil es sich um nichtmagnetisches Kupfer handelt, beeinträchtigt es nicht den Betrieb von kleinen mechanischen Geräten. Infolgedessen verwenden Uhrmacher und Uhrmacher Kupferstifte und Zahnräder im Design von Uhren. Kunst
: Kupfer und seine Legierungen werden auch häufig in Kunstwerken gesehen, von denen die berühmteste die Freiheitsstatue ist. Die Statue wurde mit über 80 Tonnen Kupferblech plattiert, mit über 1500 Kupfersätteln und 300.000 Kupfernieten befestigt, was zu ihrer grünen Patina führt. Münzprägung
: Bis 1981 wurde das ein-Cent-Stück der USA - oder Penny - hauptsächlich aus Kupfer geprägt (95 Prozent), seitdem wurde es jedoch als verkupfertes Zink geprägt (0. 8-2. 5 Prozent Kupfer). Musikinstrumente
: Was wäre eine Blaskapelle ohne Kupfer? Messing wird verwendet, um Hörner, Trompeten, Posaunen und Saxophone herzustellen, wegen der Korrosionsbeständigkeit und der antibakteriellen Eigenschaften von Kupfer. Quellen:
Europäisches Kupferinstitut. Anwendungen. (//www.eurocopper.org/cup/index.html.html) Die Copper Development Association Inc. Anwendungen (//www.cup.org/anwendung/homepage).html)
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