銅的用途以及應(yīng)用領(lǐng)域
銅是與人類關(guān)系非常密切的有色金屬,不僅在自然界資源豐富且具有較優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性、耐腐蝕性、耐磨性等優(yōu)良性質(zhì),被廣泛地應(yīng)用于電力、電子、能源及石化、機(jī)械及冶金、交通、輕工、新興產(chǎn)業(yè)及等領(lǐng)域,在我國(guó)有色金屬材料的消費(fèi)中僅次于鋁。
電力輸送如線電纜、變壓器、開(kāi)關(guān)、接插元件和連接器等;電機(jī)制造如定子、轉(zhuǎn)子、軸頭和中空導(dǎo)線等;通訊電纜及住宅電氣線路也需使用大量的銅導(dǎo)線。
電真空器件如高頻和超高頻發(fā)射管、渡導(dǎo)管、磁控管等,它們需要高純度無(wú)氧銅和彌散強(qiáng)化無(wú)氧銅。銅印刷電路需要大量的銅箔和銅基釬焊材料。集成電路中以銅代替硅芯片中的鋁作互連線和引線框架。
能源工業(yè)火力發(fā)電廠的主冷凝器管板和冷凝管均使用黃銅、青銅或白銅制造。太陽(yáng)能加熱器也常使用銅管制造。石化工業(yè)銅和許多銅合金,大量用于制造接觸腐蝕性介質(zhì)的各種容器、管道系統(tǒng)、過(guò)濾器、泵和閥門(mén)、各種蒸發(fā)器、熱交換器和冷凝器等。海洋工業(yè)由于銅不但耐海水腐蝕,而且溶入水中的銅離子有殺菌作用,可以防止海洋生物污損,因此,銅及其銅合金是海洋工業(yè)中十分重要的材料,也已在海水淡化工廠、海洋采油采氣平臺(tái)以及其他海岸和海底設(shè)施中廣泛應(yīng)用,如海水淡化過(guò)程中使用的管路系統(tǒng)、泵和閥門(mén)以及采油采氣平臺(tái)上使用的設(shè)備,包括飛濺區(qū)和水下用的螺栓、抗生物污損包套、泵閥和管路系統(tǒng)等。
在船舶行業(yè)銅合金包括鋁青銅、錳青銅、鋁黃銅、炮銅(錫鋅青銅),白銅和鎳銅合金(蒙乃爾合金)等都屬于造船的標(biāo)準(zhǔn)材料。在軍艦和商船中銅和銅合金一般用做鋁青銅螺旋漿、螺栓、冷凝管、鉚釘、含銅包覆油漆等。在汽車行業(yè)銅和銅合金主要用于散熱器、制動(dòng)系統(tǒng)管路、液壓裝置、齒輪、軸承、配電和電力系統(tǒng)、剎車摩擦片、墊圈以及各種接頭、配件和飾件等。鐵路列車上的電機(jī)、整流器以及控制、制動(dòng)、電氣和信號(hào)系統(tǒng)等也都要依靠銅和銅合金來(lái)工作。此外,鐵路的電氣化對(duì)銅和銅合金的需要量很大。飛機(jī)中的配線、液壓、冷卻和氣動(dòng)系統(tǒng)需使用銅材,軸承保持器和起落架軸承采用鋁青銅管材,導(dǎo)航儀表應(yīng)用抗磁銅合金。
機(jī)械工程除了電機(jī)、電路、油壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)中大量用銅以外,各種傳動(dòng)件和固定件,如缸套、連接件、緊固件、齒輪、扭擰件等,都需要以銅或銅合金減磨和潤(rùn)滑。冶金設(shè)備連續(xù)鑄造技術(shù)中的關(guān)鍵部件-結(jié)晶器,大都采用鉻銅、銀銅等高強(qiáng)度和高導(dǎo)熱性的銅合金制造,電冶金中的真空電弧爐和電渣爐水冷坩堝使用銅管材制造,各種感應(yīng)加熱的感應(yīng)線圈都是用銅管或異型銅管繞制而成的,內(nèi)中通水冷卻。合金添加劑銅是鋼鐵和鋁等合金中的重要添加元素。少量銅加入低合金結(jié)構(gòu)用鋼中,可以提高鋼的強(qiáng)度及耐大氣和海洋腐蝕性能。在耐蝕鑄鐵和不銹鋼中加入銅,可以進(jìn)一步提高它們的耐蝕性。
銅及銅合金可用于制造空調(diào)器的熱交換器、鐘表機(jī)芯、造紙機(jī)的網(wǎng)布、輥輪、印刷銅版、發(fā)酵罐內(nèi)襯、蒸餾鍋、建筑裝飾構(gòu)件等。
銅也應(yīng)用于新興產(chǎn)業(yè)及高科技領(lǐng)域,例如超導(dǎo)合金的包套、超低溫介質(zhì)的容器與管路、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻內(nèi)村、高能加速器的磁體繞組等。
國(guó)外精銅消費(fèi)結(jié)構(gòu)
國(guó)外精銅消費(fèi)主要集中在建筑行業(yè),占總消費(fèi)量的 48%,其次為電子電力,占比 21%。
中國(guó)精銅消費(fèi)結(jié)構(gòu)
自從上世紀(jì)90年代以來(lái),伴隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施的快速建設(shè)、制造業(yè)向中國(guó)的轉(zhuǎn)移以及大量外資的流入,中國(guó)當(dāng)仁不讓地變?yōu)榱耸澜绻S和銅消費(fèi)增長(zhǎng)的集中地。
中國(guó)的銅消費(fèi)主要集中在房地產(chǎn)、電力、家電、汽車等這些行業(yè),大致結(jié)構(gòu)如下:電力53%、電子6%、交通運(yùn)輸9%、建筑2%、空調(diào)10%、冰箱2%,其他18%。如下圖: