Il rame non è solo ampiamente utilizzato nelle industrie tradizionali, ma svolge anche un ruolo vitale in numerosi settori emergenti e campi ad alta tecnologia. Oggi esploreremo le applicazioni di Copper in settori come computer, superconduttori e criogeni, tecnologia aerospaziale e fisica ad alta energia.
Computer
La tecnologia dell'informazione è in prima linea nell'alta tecnologia. Si basa sui computer, la cristallizzazione del moderno processo di ingegnosità umana e il processo in rapido cambiamento e grandi quantità di informazioni. Il cuore di un computer è costituito da un microprocessore (incluso un'unità aritmetica e un controller) e memoria. Questi componenti di base (hardware) sono circuiti integrati su larga scala (LICIS). Su piccoli chip, milioni di transistor interconnessi, resistori, condensatori e altri componenti sono distribuiti per eseguire operazioni numeriche e logiche rapide e archiviare grandi quantità di informazioni. Questi circuiti integrati funzionano solo quando assemblati utilizzando frame di lead e circuiti stampati. Come visto nel capitolo precedente "Le applicazioni nel settore elettronico", le leghe di rame e rame non sono solo materiali importanti in cornici di piombo, saldatura e circuiti stampati, ma svolgono anche un ruolo vitale nell'interconnessione dei piccoli componenti dei circuiti integrati. Superconduttività e basse temperature
La resistenza elettrica dei materiali generali (tranne i semiconduttori) diminuisce con la temperatura decrescente. A temperature molto basse, la resistenza di alcuni materiali scompare completamente, un fenomeno noto come superconduttività. La temperatura massima alla quale si verifica la superconduttività è chiamata temperatura di superconduttore critica del materiale. La scoperta della superconduttività ha aperto nuove strade per l'uso dell'elettricità. Con zero resistenza, una tensione molto piccola può generare una corrente molto grande (teoricamente infinita), risultando in un enorme campo magnetico e una forza. In alternativa, quando la corrente passa attraverso di essa, non vi è una caduta di tensione o una perdita di energia. La sua applicazione pratica è chiaramente pronta a rivoluzionare la produzione e la vita e sta attirando una notevole attenzione.
Tuttavia, per i metalli ordinari, la superconduttività si verifica solo quando la temperatura si avvicina molto allo zero assoluto (-273 gradi), rendendo difficile il raggiungimento in ingegneria. Negli ultimi anni, alcune leghe superconduttori sono state sviluppate con temperature critiche superiori a quelle dei metalli puri, come la lega NB3SN, che ha una temperatura critica di 18,1k. Tuttavia, la loro applicazione è indissolubilmente legata al rame. Innanzitutto, queste leghe devono funzionare a temperature ultra-basse, raggiunte attraverso la liquefazione dei gas. Ad esempio, le temperature di liquefazione di elio liquido, idrogeno liquido e azoto liquido sono rispettivamente 4K (-269 gradi), 20K (-253 gradi) e 77K (-196 gradi). Il rame mantiene un'eccellente tenacia e duttilità a temperature così basse, rendendolo un materiale strutturale e tubatura indispensabile nell'ingegneria criogenica. Inoltre, le leghe superconduttori come NB3SN e NBTI sono molto fragili e difficili da elaborare in pezzi a forma di forma, che richiedono una guaina di rame per tenerle insieme. Questi materiali superconduttori sono attualmente utilizzati nella produzione di magneti forti, presenti in scanner per la risonanza magnetica medica e separatori magnetici ad alta potenza in alcune miniere. I treni Maglev attualmente in fase di sviluppo, in grado di superare i 500 chilometri all'ora, faranno anche affidamento su questi magneti superconduttori per levitare il treno, evitando l'attrito del contatto della rotaia delle ruote e consentendo un funzionamento ad alta velocità.
Tecnologia aerospaziale
Oltre ai sistemi di controllo microelettronici, agli strumenti e alla strumentazione, molti componenti chiave in razzi, satelliti e navette spaziali utilizzano leghe di rame e rame. Ad esempio, le camere di combustione e di spinta dei motori a razzo possono essere raffreddate usando l'eccellente conduttività termica dell'acciaio per mantenere le temperature entro limiti accettabili. La camera di combustione del razzo Ariana V è costruita da una lega di rame-silver con 360 canali di raffreddamento lavorati in essa, consentendo all'idrogeno liquido di raffreddare la camera durante il lancio.
Le leghe di rame sono anche un materiale standard per i componenti portanti nelle strutture satellitari. I pannelli solari satellitari sono in genere realizzati con leghe di rame e molti altri elementi.
Fisica ad alta energia
Svelare i misteri della struttura della materia è un importante argomento di ricerca fondamentale perseguito dagli scienziati. Ogni passo avanti nella comprensione di questo problema ha un impatto significativo sull'umanità. L'attuale uso dell'energia atomica è un esempio emblematico. Recenti ricerche sulla fisica moderna hanno rivelato che i più piccoli mattoni della materia non sono molecole e atomi, ma quark e leptoni, miliardi di volte più piccoli. Lo studio di queste particelle fondamentali richiede spesso energie di reazione estremamente elevate, centinaia di volte più alti di quelli nella reazione nucleare di un'esplosione di bomba atomica. Questo è noto come fisica ad alta energia. Tali energie elevate si ottengono accelerando particelle cariche su lunghe distanze all'interno di un forte campo magnetico e quindi bombardate un bersaglio fisso (in acceleratori ad alta energia) o sconfiggendo due flussi di particelle che accelerano in direzioni opposte (in collide). Per raggiungere questo obiettivo, i canali di campo lunghi e alti-magnetici sono costruiti utilizzando avvolgimenti in acciaio. Strutture simili sono necessarie anche nei reattori termonucleari controllati. Per ridurre l'aumento della temperatura causato dalle alte correnti che scorre attraverso di esse, questi canali magnetici sono avvolti con aste di rame a forma di cavità e sagomate per consentire il raffreddamento.
La società ha un gruppo di principali linee di produzione di elaborazione del rame in Cina, tra cui:
Linea di produzione di tubi in rame di precisione importata tedesca (produzione annuale di 30.000 tonnellate)
Linea di rotolamento del foglio di rame della tecnologia giapponese (più sottile fino a 6μm)
Linea di estrusione continua a barra di rame completamente automatica
Foglio di rame intelligente e unità mulino per finitura a strisce
Il controllo e la gestione digitalizzati dell'intero processo di produzione sono realizzati attraverso il sistema MES e l'accuratezza dimensionale dei prodotti può raggiungere ± 0,01 mm.
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