Neden bakır kullanıyorsunuz? Başlıca özellikleri nelerdir?
Bakır, tüm mühendislik metal malzemeleri arasında birinci sırada yer alan mükemmel elektrik ve termal iletkenliğe sahiptir. Bu, mevcut elektrifikasyon ve elektronik bilgi toplumundaki önemli rolünün ana temelidir. Bakır ayrıca birçok mükemmel kapsamlı özelliğe sahiptir: atmosfere, deniz suyuna, toprağa ve birçok kimyasal ortama karşı güçlü korozyon direncine sahiptir; yapıda hem sert hem de esnek, elastik, sürtünmeye dayanıklı ve aşınmaya dayanıklı olması için kullanılır; renkli bir görünüme sahip olup insanların sevdiği sadeliğin ve şıklığın simgesidir. Yukarıda belirtilen çok sayıda performans özelliğine ek olarak, aynı zamanda bir dizi iyi işleme, döküm, kaynaklama, kolay kesme ve diğer işlem özelliklerine de sahiptir, bu da onu ekonomik ve yaygın olarak kullanılır kılar.
-Konut inşaatı %48'lik bir paya sahiptir: aşağıdakiler dahil: boru hattı sistemleri (su, ısı, gaz, yangın sprinklerleri vb.); barınma tesisleri (klimalar, buzdolapları vb.); bina dekorasyonu (çatılar, oluklar, dekorasyonlar vb.); iletişim hatları (ses, görüntü, veri vb.); güç kaynağı sistemleri.
--Ekipman üretiminin payı %41'dir: endüstriyel ekipmanlar (motorlar, transformatörler vb.); ulaşım araçları (otomobiller, demiryolları, uçaklar vb.); elektronik aletler; hafif sanayi ürünleri (ev aletleri, aletler, aletler vb.)
--Altyapının payı %11'dir: büyük ölçekli projeler (ulaşım tesisleri, petrokimya endüstrisi, madencilik ve metalurji endüstrisi vb.); enerji endüstrisi (enerji iletimi, enerji dağıtımı vb.); iletişim ağı.
Konut inşaatının doğrudan insanların üretim düzeyinin iyileştirilmesiyle ilgili olduğunu ve bu bağlamda bakır uygulamasının en büyük payı oluşturduğunu belirtmekte fayda var; özellikle benim ülkem konut inşaatını tüm ulusal ekonominin kalkınmasını sağlayacak önemli bir halka olarak görüyor. Bakır uygulamasının aktif olarak teşvik edilmesinin ülke ekonomisinde ve insanların geçiminde önemli bir rol oynadığı görülmektedir.
A. Elektrik endüstrisindeki uygulama
※ Güç iletimi
Güç aktarımında, esas olarak güç, teller ve kablolar, otobüsler, transformatörler, anahtarlar, fişli bileşenler ve konektörler vb. için kullanılan büyük miktarda yüksek iletkenliğe sahip bakır tüketilir.
Tel ve kabloların iletim sürecinde rezistans ısınmasından dolayı elektrik enerjisi israf edilir. Enerji tasarrufu ve ekonomi açısından bakıldığında, dünyada şu anda "optimum kablo kesiti" standardı teşvik ediliyor. "Optimal kablo kesiti" standardı, hem tek seferlik kurulum maliyetini hem de güç tüketimini dikkate alır ve enerji tasarrufu ve en kapsamlı ekonomik faydaları elde etmek için kablo boyutunu uygun şekilde genişletir. Yeni standarda göre, kablo kesiti genellikle eski standardın iki katından daha fazla artırılarak yaklaşık %50'lik bir enerji tasarrufu etkisi elde edilebilir.
Geçtiğimiz dönemde ülkemdeki çelik kıtlığı nedeniyle alüminyumun özgül ağırlığının bakırın yalnızca %30'u olduğu dikkate alınarak, yüksek gerilim enerji nakil hatlarında bakırın alüminyum ile değiştirilmesi yönünde tedbirler alınmaya başlanmıştır. ağırlığı azaltmakla ilgili. Şu anda, çevre koruma açısından bakıldığında, havai iletim hatları yer altı kablo döşemesine dönüştürülecektir. Bu durumda alüminyum, bakırla karşılaştırıldığında zayıf iletkenlik ve daha büyük kablo boyutu gibi dezavantajlara sahiptir ve onunla karşılaştırıldığında soluklaşır.
Aynı sebepten dolayı Amerika Birleşik Devletleri ve Japonya'daki alüminyum sargılı transformatörleri enerji tasarruflu ve verimli bakır sargılı transformatörlerle değiştirmek de akıllıca bir seçimdir.
※ Motor imalatı
Motor imalatında yüksek iletkenliğe ve yüksek mukavemete sahip bakır alaşımları yaygın olarak kullanılmaktadır. Ana bakır parçalar statorlar, rotorlar ve şaft kafalarıdır. Büyük motorlarda sargılar su veya hidrojen ile soğutulur, buna çift su içten soğutmalı veya hidrojen soğutmalı motorlar adı verilen, uzun içi boş teller gerekir.
Motorlar elektriğin büyük kullanıcılarıdır ve toplam elektrik arzının yaklaşık %60'ını oluştururlar. Bir motorun kümülatif elektrik faturası çok yüksektir. Genellikle motorun kendi maliyetine ilk 500 saatlik çalışma içerisinde ulaşmaktadır ki bu da bir yıl içindeki maliyetin 4 ila 16 katı kadardır ve tüm çalışma ömrü boyunca 200 katına kadar çıkabilmektedir. Motor verimliliğindeki küçük bir artış yalnızca enerji tasarrufu sağlamakla kalmaz, aynı zamanda önemli ekonomik faydalar da sağlar. Yüksek verimli motorların geliştirilmesi ve uygulanması günümüz dünyasında sıcak bir konudur. Motorun içindeki enerji tüketimi esas olarak sargının direnç kaybından kaynaklandığı için; bu nedenle bakır telin kesitinin arttırılması, yüksek verimli motorların geliştirilmesinde önemli bir önlemdir. Son yıllarda ilk kez geliştirilen bazı yüksek verimli motorlar, bakır sargı kullanımını geleneksel motorlara kıyasla %25 ila %100 oranında artırmıştır. Şu anda ABD Enerji Bakanlığı, motor rotorları üretmek için dökme bakır teknolojisinin kullanılmasına yönelik bir geliştirme projesini finanse ediyor.
※ İletişim kabloları
1980'li yıllardan bu yana, fiber optik kabloların büyük akım taşıma kapasitesinin avantajları nedeniyle, iletişim ana hatlarında sürekli olarak bakır kabloların yerini almış ve hızla tanıtılıp uygulanmıştır. Ancak elektrik enerjisini ışık enerjisine dönüştürmek ve hatları kullanıcılara ulaştırmak için hala büyük miktarda bakıra ihtiyaç duyulmaktadır. İletişim endüstrisinin gelişmesiyle birlikte insanlar giderek daha fazla iletişime bağımlı hale geliyor ve fiber optik kablolara ve bakır tellere olan talep artmaya devam edecek.
※ Konut elektrik hatları
Son yıllarda ülkemde insanların yaşam standartlarının iyileşmesiyle birlikte ev aletleri hızla yaygınlaştı ve konutların elektrik yükü hızla arttı. ülkemin konut elektrik tüketimi gelecekte de büyük bir gelişme gösterecek ve bu da bakır tellerin kullanımını büyük ölçüde artırdı.
B. Elektronik endüstrisindeki uygulama
Elektronik sektörü gelişmekte olan bir sektördür. Gelişen gelişim sürecinde çeliğin yeni ürünleri ve yeni uygulama alanları sürekli olarak geliştirilmektedir. Şu anda uygulaması vakum cihazlarından ve baskılı devrelerden mikroelektronik ve yarı iletken entegre devrelere kadar gelişmiştir.
※ Vakum cihazları
Vakum cihazları temel olarak yüksek saflıkta oksijensiz bakır ve dispersiyonla güçlendirilmiş oksijensiz bakır gerektiren yüksek frekanslı ve ultra yüksek frekanslı iletim tüpleri, dalga kılavuzları, magnetronlar vb.'dir.
※ Baskılı devreler
Bakır baskılı devreler, bakır folyonun yüzey olarak bakır folyo ile destek olarak plastik bir plaka üzerine yapıştırılmasıyla yapılır; devre bağlantı şemasının fotoğraflanarak bakır plaka üzerine basılması; birbirine bağlı devreleri aşındırarak ve bırakarak fazla parçaların çıkarılması. Daha sonra baskılı devre kartının dış kısmıyla olan bağlantısına delikler açın, ayrı bileşenlerin veya diğer parçaların terminallerini yerleştirin ve bunları bu açıklığa kaynaklayın, böylece tam bir devre monte edilir. Daldırma kaplama yönteminin kullanılması durumunda tüm bağlantıların kaynağı tek seferde tamamlanabilmektedir. Bu şekilde, radyo, televizyon, bilgisayar vb. gibi devrelerin ince yerleşimini gerektiren durumlarda, baskılı devrelerin kullanılması devrelerin kablolanması ve sabitlenmesinde büyük miktarda emek tasarrufu sağlayabilir; bu nedenle yaygın olarak kullanılır ve büyük miktarda bakır folyo gerektirir. Ayrıca devrelerin bağlantılarında düşük fiyatlı, düşük erime noktalı ve iyi akışkanlığa sahip çeşitli bakır bazlı sert lehim malzemeleri de gereklidir.
※ Entegre devre
Mikroelektronik teknolojisinin özü entegre devredir. Entegre devre, alt katman (yonga) olarak yarı iletken kristal malzemeleri kullanan ve devreyi oluşturan bileşenleri ve ara bağlantıları içeride, yüzeyde veya alt katmanda entegre etmek için özel işlem teknolojileri kullanan minyatürleştirilmiş bir devreyi ifade eder. Bu mikro devre, yapıdaki en kompakt ayrık bileşen devresinden boyut ve ağırlık olarak binlerce kat daha küçüktür. Görünüşü bilgisayarlarda büyük bir değişime neden olmuş ve modern bilgi teknolojisinin temeli haline gelmiştir. Şu ana kadar geliştirilen ultra büyük ölçekli tümleşik devreler, tek bir çip alanına başparmak tırnağından küçük bir alanda yapılabilen, yüzbinlere, hatta milyonlara ulaşan transistör sayısına sahiptir. Son zamanlarda, dünyaca ünlü bir bilgisayar şirketi olan IBM (International Business Machines Corporation), ara bağlantı olarak silikon çiplerdeki alüminyumun yerine bakır kullanarak bir atılım gerçekleştirdi. Bu yeni tip bakır mikroçip %30 performans artışı sağlayabiliyor, devre hattı boyutu 0,12 mikrona düşürülebiliyor ve tek bir çip üzerine entegre edilen transistör sayısı 2 milyona ulaşabiliyor. Bu, antik metal bakırın en son teknoloji olan yarı iletken entegre devrelerde uygulanması için yeni bir durum açmıştır.
※ Kurşun çerçeve
Entegre devrelerin veya hibrit devrelerin normal çalışmasını korumak için paketlenmesi gerekir; ve paketleme sırasında devredeki çok sayıda konektör kapalı gövdeden dışarı çıkarılır. Bu kabloların belirli bir dayanıklılığa sahip olması ve kurşun çerçeve adı verilen entegre paket devrenin destekleyici iskeletini oluşturması gerekmektedir. Gerçek üretimde, yüksek hızlı ve seri üretim için kurşun çerçeveler genellikle belirli bir düzenlemeyle metal bir şerit üzerine sürekli olarak damgalanır. Çerçeve malzemesi, entegre devrenin toplam maliyetinin 1/3 ila 1/4'ünü oluşturur ve kullanılan miktar büyüktür; bu nedenle maliyetinin düşük olması gerekir.
Bakır alaşımı ucuzdur, yüksek mukavemete, elektriksel iletkenliğe ve termal iletkenliğe, mükemmel işleme performansına, iğne kaynağına ve korozyon direncine sahiptir. Performansı alaşımlama yoluyla geniş bir aralıkta kontrol edilebilir ve kurşun çerçevelerin performans gereksinimlerini daha iyi karşılayabilir. Kurşun çerçeveler için önemli bir malzeme haline geldi. Şu anda mikroelektronik cihazlarda en çok kullanılan malzemedir.
