Från vanliga hushålls elektriska ledningar till båtpropellrar och från fotovoltaiska celler till saxofoner, koppar och dess legeringar används i en mängd slutanvändningar.
Faktum är att metallens användning i ett brett spektrum av kärnindustrier har lett till att investeringssamhället vänder sig till kopparpriserna som en indikator på den allmänna ekonomiska hälsan, vilket ledde till att monikern "Dr. Koppar'.
För att bättre förstå kopparens olika tillämpningar har Copper Development Association (CDA) kategoriserat dem i fyra slutanvändningssektorer: el, konstruktion, transport och annat.
Andelen globalt kopparproduktion som konsumeras av varje sektor uppskattas av CDA att vara:
- Elektrisk 65%
- Konstruktion 25%
- Transport 7%
- Övrigt 3%
Elektrisk:
Bortsett från silver är koppar den mest effektiva ledaren av el . Detta, i kombination med dess korrosionsbeständighet , duktilitet , formbarhet och förmåga att arbeta inom ett brett sortiment av elnätverk, gör metallen idealisk för elektrisk ledning.
Nästan alla elektriska ledningar, spara för överliggande kraftledningar (som är gjorda av mer lätt aluminium ) formas med koppar.
Busbars, ledare som distribuerar kraft, transformatorer och motorlindningar är också alla beroende av kopparens konduktivitet. På grund av sin effektivitet som ledare av elektricitet kan koppartransformatorer vara upp till 99,75 procent effektiva.
Elektriska tillämpningar, inklusive datorteknik, tv-apparater, mobiltelefoner och bärbara elektroniska apparater, har under de senaste decennierna blivit en stor konsument av koppar.
Inom dessa enheter är koppar avgörande för produktionen av:
- Elektroniska kontakter
- Kretskort och kontakter
- Tryckta kretskort
- Mikrochips
- Halvledare
- Magnetrons i mikrovågor
- elektro~~POS=TRUNC
- Vakuumrör
- Kommutatorer
- Svetselektroder
- Brandsprinklersystem
- Värme sjunker
En annan industri som är starkt beroende av elementet är telekommunikation.
Finförvrängda koppartrådar används i ADSL- och HDSL-ledningar för LAN-nät (LAN). Oskärmade twisted pair-linjer (UTP) innehåller åtta färgkodade ledare, som är konstruerade av fyra par tunna koppartrådar. Och trots ökningen av trådlös teknik är gränssnittsenheter som modem och routrar fortfarande beroende av koppar.
Den förnybara energisektorn har också gynnats av kopparens ledande egenskaper. Basmetallen används vid framställning av både fotovoltaiska celler och vindkraftverk av koppar-indium- gallium- selenid (CIGS). En enda vindturbin kan till exempel innehålla upp till 1 ton (MT) av metallen. Förutom elproduktionen är koppar också en del av motorerna och distributionssystemen i samband med alternativ energiteknik.
Konstruktion:
Kopparrör är nu standardmaterialet för vatten och värmesystem i de flesta utvecklade länder. Detta beror delvis på dess bakteriostatiska egenskaper, eller med andra ord kopparens förmåga att hämma tillväxten av bakteriella och virala organismer i vatten.
Andra fördelar med koppar som slangmaterial innefattar smältbarhet och lödbarhet - det kan lätt böjas och monteras - liksom dess motståndskraft mot extrema värmekorrosion.
Koppar och legeringar anses vara stabila och korrosionsbeständiga, vilket gör dem idealiska för att inte bara transportera dricksvatten utan även för användning i saltvatten och industriella miljöer. Några exempel på sådana applikationer finns i:
- Värmeväxlarör för kondensatorer i ångkraftverk och kemiska anläggningar
- Bevattning och jordbruks sprinklersystem
- Rör vid destillationsanläggningar
- Seawater matningslinjer
- Cementpumpar för borrvattenförsörjning
- Rör för distribution av naturlig och flytande petroleum
- Bränslegasfördelningsrör
I hundratals år har koppar också använts som en arkitektonisk metall. Några av de äldsta exemplen på kopparens användning som en estetisk strukturell metall inkluderar dörrarna till Amun-Re-området vid Karnak i Egypten, som går tillbaka 3000-4000 år och kopparstaket taket uppe på Sri Lankas 162 fot långa Loha Maha Paya tempel, byggd i tredje århundradet f.Kr.
Ren koppar smyckar kupoler och spirar i många medeltida kyrkor och katedraler och har i mer moderna tider använts på offentliga byggnader, som kanadens parlamentets byggnader och privata bostäder, däribland många designade av Frank Lloyd-Wright.
En orsak till den breda användningen av koppar som byggmaterial är dess naturliga bildande av en visuellt tilltalande grön tarnish - känd som patina - som härrör från förväxling och oxidation av koppar. Bortsett från sitt estetiskt tilltalande utseende föredrar arkitekter och designers metallen eftersom den är lätt, hållbar, korrosionsbeständig och lätt att gå med.
Koppar dekorativa och arkitektoniska hårdvara är dock inte begränsad till externa applikationer. Inredningsarkitekter använder ofta metallen och dess legeringar, mässing och brons för armaturer som:
- handtag
- Dörrvred
- lås
- tabeller
- Belysning och badrumsarmaturer
- kranar
- gångjärn
Sjukhus och medicinska anläggningar, i synnerhet, värderar koppar till dess bakteriostatiska egenskaper, vilket har resulterat i dess växande användning som en del av inredningsarmaturer, såsom kranar och dörrhandtag, i medicinska byggnader.
Transport:
Kärnkomponenter av plan, tåg, bilar och båtar är alla beroende av kopparens elektriska och termiska egenskaper. I bilar har koppar- och mässingsradiatorer och oljekylare varit industristandard sedan 1970-talet. På senare tid har den ökande användningen av elektroniska komponenter, inklusive navigationssystem, antiblokeringssystem och uppvärmda säten fortsatt att öka efterfrågan på metallen från denna sektor.
Andra kopparinnehållande bilkomponenter innefattar:
- Anslutning för glasfrostningssystem
- Beslag, fästanordningar och mässingsskruvar
- Hydrauliska linjer
- Bronsmufflager
- Anslutning för fönster- och spegelkontroller
Den växande efterfrågan på hybrid- och elbilar ökar ytterligare den globala kopparkonsumtionen. I genomsnitt innehåller elbilar ungefär 55 kg (25 kg) koppar.
Metallfolier och kopparkemikalier ingår i både nickelmetallhydrid och litiumjonbatterier som driver bränsleeffektiva fordon, medan gjutna kopparrotorer har använts som ett alternativ till sällsynta jordartsmagnmotorer.
Höghastighetståg kan använda upp till 10MT koppar per kilometer spår medan kraftfulla lokomotiv innehåller så mycket som 8MT av basmetallen .
Överliggande kontaktledningar för spårvagnar och vagnar som de som används i San Francisco och Wien är gjorda med koppar-silver eller koppar-kadmiumlegeringar.
Två procent av flyglinjens vikt kan hänföras till koppar, vilket omfattar så mycket som 118 miles (190km) ledningar.
På grund av deras utmärkta motståndskraft mot saltvattenkorrosionsmangan - och nickel-aluminiumbronsar används för att gjuta båtpropellrar som kan väga upp till flera ton. Fartygskomponenter, inklusive rör, rördelar, pumpar och ventiler, är också gjorda med liknande legeringar.
Andra:
Listan över kopparapplikationer går på och av. Några mer kända användningsområden inkluderar:
Köksartiklar och termiska tillämpningar : Kopparens värmeegenskaper gör den idealisk för köksredskap, som krukor och kokkärl, samt luftkonditioneringsaggregat, värmesänkor, kalorier för vattenuppvärmning och kylaggregat.
Klockor och klockor : Eftersom det är icke- magnetiskt koppar inte störningen av små mekaniska anordningar. Som ett resultat använder urmakare och klocktillverkare kopparstiften och kugghjul i designen av klockor.
Konst : Koppar och dess legeringar ses också vanligen i konstverk, kanske den mest kända som är Frihetsgudinnan. Statyn var pläterad med över 80 ton kopparplåt, fäst med över 1500 kopparsalar och 300 000 kopparnitar, vilket resulterar i hennes gröna patinafärg.
Mynt : Fram till 1981 samlades den amerikanska encentdelen - eller öre - mestadels av koppar (95 procent), men sedan den tiden har präglats som kopparpläterad zink (0,8-2,5 procent koppar).
Musikinstrument : Vad skulle ett mässingsband vara utan koppar? Mässing används för att producera horn, trumpeter, tromboner och saxofoner på grund av motståndet mot korrosion och antibakteriella egenskaper hos koppar.
Källor: European Copper Institute. Program. (http://www.eurocopper.org/copper/index.html) Copper Development Association Inc. Applikationer (http://www.copper.org/applications/homepage.html)