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铜主要用于什么工业(铜在工业上的应用)

铜主要用于什么工业(铜在工业上的应用) 铜在电气工业中的应用

电力传输:在电力传输中需要消耗大量高导电率的铜,主要用于电力应用、电线、电缆、总线、变压器、开关、插件和连接器等。※.在电线电缆的电力传输过程中,由于电阻发热而造成电能的浪费。从节能和经济的角度出发,“最佳电缆截面”的标准正在世界范围内推广。过去流行的标准是单纯从减少一次性安装投资的角度来确定电缆的最小允许尺寸,以使电缆的截面最小,从而避免在设计要求的额定电流下发生危险的过热。按照这个标准铺设的电缆,虽然安装费用低;但在长期使用过程中,电阻能耗比较大。“最佳电缆截面”标准综合考虑了一次性安装成本和耗电量两个因素,适当放大电缆尺寸,以达到节能和综合经济效益最佳的目的。按照新标准,电缆截面往往比旧标准大一倍以上,可获得50%左右的节能效果。在过去的一段时间里,由于我国钢材供应紧张,考虑到铝的比重只有铜的30%,所以在架空输电线路空中采取了以铝代铜的措施,希望减轻重量。目前考虑到环保,将空中间输电线路改为铺设地下电缆。在这种情况下,铝与铜相比,具有导电性差、线缆尺寸较大的缺点,使其相形见绌。同样的原装变压器换成了节能高效的铜绕组变压器!日本的铝绕组变压器也是明智的选择。电动机的制造在电动机的制造中,具有高导电性和高强度的铜合金被广泛使用。※.主要的铜件有定子、转子和轴头等。在大型电机中,绕组采用水或氢冷却,称为双水内冷或氢冷却电机,这种电机需要较长的介质空导体。电动机是电能的主要用户,约占总电能供应量的60%。一台电机的累计电费非常高。一般在初次运行的5 00小时内就能达到电机的成本,是一年成本的4 ~ 16倍,是整个工作寿命成本的200倍。电机效率的小幅提升不仅可以节能;还能获得显著的经济效益。高效电机的开发和应用是当今世界的热门话题。电机内部能耗主要来自绕组的电阻损耗;因此,增加铜线截面是开发高效电机的关键措施。近年来,一些率先开发的高效电机,与传统电机相比,铜绕组的使用量增加了25 ~ 100%。目前,美国能源部正在资助一个通过铸铜生产电机转子的开发项目。自20世纪80年代以来,由于光纤电缆载流量大的优点,通信电缆在通信干线中一直在取代铜缆,并得到迅速推广应用。※.但仍需要大量的铜来将电能转化为光能并输入线路给用户。随着通信的发展,人们对通信的依赖越来越大,对光缆和铜线的需求也会增加。住宅电气电路近年来,随着人民生活水平的提高,家用电器迅速普及,住宅用电负荷迅速增加。※.如图6.6所示,1987年居民用电量为269.6亿千瓦时(L千瓦时= 1kw & # 8226;小时),而10年后的1996年,飙升至1131亿度,增长了3.2倍。但与发达国家相比仍有较大差距。比如1995年美国人均用电量是中国的14.6倍,日本是中国的8.6倍。未来中国居民用电仍将有较大发展。据估计,从1996年到2005年,将增加l.4倍。目前,我国住宅电气线路的设计容量较低。以两居室为例,下表对比了北京、香港、日本的建筑电气设计标准。可见,在香港和日本的设计中,已经充分考虑了居民用电日益增长的需求;我国住宅电气线路设计能力亟待提高。以下是中国居民用电需求及预测:

北京、香港和日本的建筑电气设计标准(表)

项目

北京

香港

日本

每户计算负荷(千瓦)

2

11

支线回路数

计算总负载电流/开关电流(A)

10/20

60/63

40/50

电源铜进线截面(mm)

16

14

插座数量

14

19

22

电子工业是新兴产业,在它蒸蒸日上的发展过程中,不断开发出钢的新产品和新的应用领域。目前它的应用己从电真空器件和印刷电路,发展到微电子和半导体集成电路中。
  ※ 电真空器件
  电真空器件主要是高频和超高频发射管、波导管、磁控管等,它们需 要高纯度无氧铜和弥散强化无氧铜。
  ※ 印刷电路
  铜印刷电路,是把铜箔作为表面,粘贴在作为支撑的塑料板上;用照相的办法把电路布线图印制在铜版上;通过浸蚀把多余的部分去掉而留下相互连接的电路。然后,在印刷线路板上与外部的连接处冲孔,把分立元件的接头或其它部分的终端插入,焊接在这个口路上,这样一个完整的线路便组装完成了。如果采用浸镀法,所有接头的焊接可以一次完成。这样,对于那些需要精细布置电路的场合,如无线电、电视机,计算机等,采用印刷电路可以节省大量布线和固定回路的劳动;因而得到广泛应用,需要消费大量的铜箔。此外,在电路的连接中还需用各种价格低廉、熔点低、流动性好的铜基钎焊材料。
  ※ 集成电路
  微电子技术的核心是集成电路。集成电路是指以半导体晶体材料为基片(芯片),采用专门的工艺技术将组成电路的元器件和互连线集成在基片内部、表面或基片之上的微小型化电路。这种微电路在结构上比最紧凑的分立元件电路在尺寸和重量上小成千上万倍。它的出现引起了计算机的巨大变革,成为现代信息技术的基础。目前己开发出的超大规模集成电路,在比小姆指甲还小的单个芯片面积上,能做出的晶体管数目,己达十万甚至百万以上。最近,国际著名的计算机公司IBM(国际商业机器公司),己采用钢代替硅芯片中的铝作互连线,取得了突破性进展。这种用铜的新型微芯片,可以获得30%的效能增益,电路的线尺寸可以减小到0.12微米,可使在单个芯片上集成的晶体管数目达到200万个。这就为古老的金属铜,在半导体集成电路这个最新技术领域中的应用,开创了新局面。
  ※ 引线框架
  为了保护集成电路或混合电路的正常工作,需要对它进行封装;并在封装时,把电路中大量的接头从密封体内引出来。这些引线要求有一定的强度,构成该集成封装电路的支承骨架,称为引线框架。实际生产中,为了高速大批量生产,引线框架通常在一条金属带上按特定的排列方式连续冲压而成。框架材料占集成电路总成本的1/3~ l/4,而且用量很大;因此,必须要有低的成本。
  铜合金价格低廉,有高的强度、导电性和导热性,加工性能、针焊性和耐蚀性优良,通过合金化能在很大范围内控制其性能,能够较好地满足引线框架的性能要求,己成为引线框架的一个重要材料。它是目前钢在微电子器件中用量最多的一种材料。 关键词TAG: 有色金属 
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