Van gewone huishoudelijke elektrische bedrading tot scheepsschroeven en van fotovoltaïsche cellen tot saxofoons, koper en zijn legeringen worden in een groot aantal eindtoepassingen gebruikt.
In feite heeft het gebruik van het metaal in een breed scala van kernindustrieën ertoe geleid dat de investeringsgemeenschap zich tot koperprijzen heeft gekeerd als een indicator voor de algehele economische gezondheid, en de moniker 'Dr. Koper'.
Om de verschillende toepassingen van koper beter te begrijpen, heeft de Copper Development Association (CDA) ze onderverdeeld in vier sectoren voor eindgebruik: elektriciteit, constructie, transport en andere.
Het percentage van de wereldwijde koperproductie dat door elke sector wordt verbruikt, wordt door het CDA geraamd op:
- Elektrisch 65%
- Bouw 25%
- Vervoer 7%
- Andere 3%
Elektrisch:
Afgezien van zilver is koper de meest effectieve geleider van elektriciteit . Dit, in combinatie met zijn corrosieweerstand , ductiliteit , maakbaarheid en het vermogen om te werken binnen een breed scala aan stroomnetwerken, maakt het metaal ideaal voor elektrische bedrading.
Vrijwel alle elektrische bedrading, behalve voor bovengrondse elektriciteitsleidingen (die zijn gemaakt van lichtgewicht aluminium ), is gemaakt van koper.
Busbars, geleiders die vermogen, transformatoren en motorwikkelingen verdelen, zijn ook allemaal afhankelijk van de geleidbaarheid van koper. Dankzij de effectiviteit als geleider van elektriciteit, kunnen koperen transformatoren tot 99,75 procent efficiënt zijn.
Elektrische toepassingen, waaronder computertechnologie, televisies, mobiele telefoons en draagbare elektronische apparaten, zijn de afgelopen decennia uitgegroeid tot een belangrijke koperkoper.
Binnen deze apparaten is koper van vitaal belang voor de productie van:
- Elektronische connectoren
- Schakelbedrading en contacten
- Printplaten
- Micro-chips
- Halfgeleiders
- Magnetrons in magnetrons
- elektromagneten
- Vacuüm buizen
- Schakelaars
- Elektroden lassen
- Brand sprinklersystemen
- Koellichamen
Een andere sector die sterk afhankelijk is van het element, is telecommunicatie.
Fijn gedraaide koperdraden worden gebruikt in ADSL- en HDSL-bedrading voor LAN-internetverbindingen (Local Area Network). Unshielded twisted pair (UTP) -lijnen bevatten acht kleurgecodeerde geleiders, die zijn opgebouwd uit vier paar dunne koperdraden. En ondanks de toename van draadloze technologie blijven interface-apparaten zoals modems en routers afhankelijk van koper.
De duurzame energiesector heeft ook geprofiteerd van de geleidende eigenschappen van koper. Het basismetaal wordt gebruikt voor de productie van zowel CIGS (koper-indium- gallium- selenide) fotovoltaïsche cellen als windturbines. Een enkele windturbine kan bijvoorbeeld maximaal 1 metrische ton (MT) van het metaal bevatten. Naast de productie van elektriciteit is koper ook een integraal onderdeel van de motoren en distributiesystemen die worden geassocieerd met alternatieve energietechnologie.
Bouw:
Koperen buizen zijn nu het standaardmateriaal voor drinkwater en verwarmingssystemen in de meeste ontwikkelde landen. Dit komt deels door de bacteriostatische eigenschappen, oftewel het vermogen van koper om de groei van bacteriële en virale organismen in water te remmen.
Andere voordelen van koper als slangmateriaal zijn de kneedbaarheid en soldeerbaarheid - het kan gemakkelijk worden gebogen en geassembleerd - evenals de weerstand tegen extreme hitte-corrosie.
Koper en zijn legeringen worden als stabiel en corrosiebestendig beschouwd, wat hen ideaal maakt voor het transport van drinkwater, maar ook voor gebruik in zoutwater- en industriële omgevingen. Enkele voorbeelden van dergelijke toepassingen zijn onder meer:
- Warmtewisselaarbuizen voor condensors in stoomkrachtcentrales en chemische fabrieken
- Irrigatie en landbouwkundige sprinklersystemen
- Leidingen bij destillatie-installaties
- Zeewatervoerlijnen
- Cementpompen voor boorwatervoorziening
- Buizen voor de distributie van natuurlijke en vloeibaar gemaakte aardolie
- Leidingen voor de distributie van stookgas
Al honderden jaren wordt koper ook gebruikt als een architectonisch metaal. Enkele van de oudste voorbeelden van koper die als een esthetisch, structureel metaal worden gebruikt, zijn de deuren van het Precinct van Amun-Re in Karnak, in Egypte, dat 3000 - 4000 jaar oud is, en het koperen leiendak bovenop de 162 voet hoge Loha van Sri Lanka. Maha Paya-tempel, gebouwd in de derde eeuw voor Christus
Puur koper siert de koepels en torenspitsen van vele middeleeuwse kerken en kathedralen, en is in modernere tijden gebruikt in overheidsgebouwen, zoals de gebouwen van het Canadese parlement en privé-woningen, waaronder veel ontworpen door Frank Lloyd-Wright.
Een reden voor het brede gebruik van koper als constructiemateriaal is de natuurlijke vorming van een visueel aantrekkelijke groene aanslag - bekend als patina - die het gevolg is van de verwering en oxidatie van koper. Afgezien van de esthetische uitstraling, geven architecten en ontwerpers de voorkeur aan het metaal, omdat het lichtgewicht, duurzaam, corrosiebestendig en gemakkelijk aan te sluiten is.
Decoratieve en architecturale hardware van koper is echter niet beperkt tot externe toepassingen. Interieurontwerpers gebruiken vaak het metaal en zijn legeringen, messing en brons voor armaturen zoals:
- handgrepen
- Deur knoppen
- sloten
- tabellen
- Verlichting en sanitair
- kranen
- scharnieren
Vooral ziekenhuizen en medische faciliteiten hechten waarde aan koper vanwege zijn bacteriostatische eigenschappen, wat heeft geresulteerd in een groeiend gebruik als onderdeel van binnenopstellingen, zoals kranen en deurklinken, in medische gebouwen.
Vervoer:
Kerncomponenten van vliegtuigen, treinen, auto's en boten zijn allemaal afhankelijk van de elektrische en thermische eigenschappen van koper. In auto's zijn koperen en messing radiatoren en oliekoelers de industrienorm sinds de jaren 1970. Meer recentelijk is het groeiende gebruik van elektronische componenten, waaronder ingebouwde navigatiesystemen, antiblokkeerremsystemen en stoelverwarming, de vraag naar het metaal uit deze sector blijven vergroten.
Andere koperbevattende auto-componenten omvatten:
- Bedrading voor glazen ontdooisystemen
- Fittingen, bevestigingsmiddelen en messing schroeven
- Hydraulische leidingen
- Bronzen glijlagers
- Bedrading voor raam- en spiegelbedieningen
De groeiende vraag naar hybride en elektrische auto's zal de wereldwijde koperconsumptie verder doen toenemen. Gemiddeld bevatten elektrische auto's ongeveer 55 lbs (koper).
Metaalfolies en koperen chemicaliën zijn verwerkt in zowel nikkelmetaalhydride- als lithiumionbatterijen die brandstofefficiënte voertuigen aandrijven, terwijl gegoten koperen rotoren zijn gebruikt als alternatief voor zeldzame aardemagneetmotoren.
Hogesnelheidstreinen kunnen tot 10MT koper per kilometer spoor gebruiken, terwijl krachtige locomotieven maar liefst 8MT van het basismetaal bevatten .
Overheadcontactdraden voor trams en trolleys zoals die worden gebruikt in San Francisco en Wenen zijn gemaakt van koper-zilver of koper-cadmiumlegeringen.
Twee procent van het gewicht van een verkeersvliegtuig kan worden toegeschreven aan koper, inclusief 190 km aan bedrading.
Vanwege hun uitstekende weerstand tegen zoutwatercorrosie worden mangaan - en nikkel-aluminium bronzen gebruikt om bootpropellers te gieten die tot enkele tonnen kunnen wegen. Schipcomponenten, inclusief buizen, fittingen, pompen en kleppen, zijn ook gemaakt van vergelijkbare legeringen.
andere:
De lijst met kopertoepassingen gaat door en door. Enkele meer bekende toepassingen zijn onder meer:
Kookgerei en thermische toepassingen : de thermische eigenschappen van koper maken het ideaal voor kookgerei, zoals potten en pannen, evenals airconditioners, koellichamen, boilers voor waterverwarming en koeleenheden.
Klokken en horloges : Omdat het niet- magnetisch koper is, interfereert het niet met de werking van kleine mechanische apparaten. Als gevolg hiervan gebruiken horlogemakers en klokkenmakers koperen pinnen en tandwielen in het ontwerp van uurwerken.
Kunst : Koper en zijn legeringen worden ook vaak gezien in kunstwerken, misschien wel het bekendste daarvan is het Vrijheidsbeeld. Het beeld was bedekt met meer dan 80 ton koperplaat, bevestigd met meer dan 1500 koperen zadels en 300.000 koperen klinknagels, wat resulteert in haar groene patinakleur.
Munten : Tot 1981 werd het Amerikaanse stuk van een cent (of penning) voor het merendeel geslagen in koper (95 procent), maar sinds die tijd wordt het gesmeed als verkoperd zink (0,8-2,5 procent koper).
Muziekinstrumenten : Wat zou een brassband zonder koper zijn? Messing wordt gebruikt om hoorns, trompetten, trombones en saxofoons te produceren vanwege de weerstand tegen corrosie en antibacteriële eigenschappen van koper.
Bronnen: European Copper Institute. Toepassingen. (http://www.eurocopper.org/copper/index.html) Toepassingen van de Copper Development Association Inc. (http://www.copper.org/applications/homepage.html)