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各类铜产品在电气工业中的应用介绍
  电力输送:电力输送中需要大量消耗高导电性的铜,主要用于动力申.线电缆、汇流排、变压器、开关、接插元件和联接器等。在电线电缆的输电过程中,由于电阻发热而白白浪费电能。从节能和经济的角度考虑,目前世界上正在推广"最佳电缆截面"标准。过去流行的标准,单纯地从降低一次安装投资的角度出发,为?#21496;?#37327;减小电缆截面,以在设计要求的额定电流下,不至出现危?#23637;?#28909;,来确定电缆的最低允许尺寸。按这种标准铺设的电缆,虽然安装费低了;但是在长期使用过程中,电阻能耗却比较大。"最佳电缆截面"标准,则兼顾一次安装费用和电能消耗这两个因素,适当放大电缆尺寸,以达到节能和最佳综合经济效益的目的。按照新的标准,电缆截面往往要比老标准加大一倍以上,可以获得50%左?#19994;?#33410;能效果。我国在过去?#27426;?#26102;间内,由于钢供不应求,考虑到铝的比重只有铜的30%,在希望减轻重量的架空高压输电线路中曾采取以铝代铜的措施。目前从环境保护考虑,空中输电线将转为铺设地下电缆。在这种情况下,铝与铜相比,存在导电性差和电缆尺寸较大的缺点,而相形见绌。

  电机制造:在电机制造中,广泛使用高导电和高强度的铜合金。主要用铜部位是定子、转子和轴头等。在大型电机中,绕组要用水或氢气冷却,称为双水内冷或氢气冷却电机,这就需要大长度的中空导线。电机是使用电能的大户,约占全部电能供应的60%。一台电机运转累计电费很高,一般在最初工作500小时内就达到电机本易的成本,一年内相当于成本的4~16倍,在整个工作寿命期间可以达到成本的200倍。电机效率的少量提高,不但可以节能?#27426;?#19988;可以获得显著的经济效益。开发和应用高效电机,是当前世界上的一个热门课题。由于电机内部的能量消耗,主要来源于绕组的电阻损耗;因此,增大铜线截面是发展高效电机的一个关键措施。近年来己率先开发出来的一些高效电机与传统电机相比,铜绕组的使用量增加25~100%。目前,美国能源部正在资助一个开发项目,拟采用铸入铜的技术生产电机转子。

  通讯电缆:80年代以来,由于光纤电缆载流容量大等优点,在通讯干线上?#27426;?#21462;代铜电缆,而迅速推广应用。但是,把电能转化为光能,以及输入用户的线路仍需使用大量的铜。随着通讯事业的发展,人们对通讯的依赖越来越大,对光纤电缆和铜电线的需求都会?#27426;显?#21152;。

  住宅电气线路:近年来,随着我国人民生活水平提高,家电迅速?#21344;埃?#20303;宅用电负荷增长很快。如图6.6所示,1987年?#29992;?#29992;电量为269.6亿度(l度=1千瓦·小时),10后年的1996年猛升到1131亿度,增加3.2倍。尽管如此,与发达国家相?#28909;?#26377;很大差距。例如,1995年美国的?#21496;?#29992;电量是我国的14.6倍,日本是我国的8.6倍。我国?#29992;?#29992;电量今后仍有很大发展。预计从1996年到2005年,还要增长l.4倍。

  机械和冶金工业中的应用:?#36127;?#22312;所有的机器中都可以?#19994;?#38108;制品部件。除了电机、电路、油压系统、气压系统和控制系统中大量用钢以外,种类?#20493;?#29992;黄铜和青铜制造的传动件和固定件,如齿轮、?#19979;幀?#34583;杆、联结件、紧固件、扭拧件、螺钉、螺母等,比比?#20801;恰<负?#22312;所有作机械相对运动的部件之间,都要使用减磨铜合金制作的轴承或轴套,特别是万吨级的大型挤压机、锻压机的缸?#20303;?#28369;板?#36127;?#37117;用青铜制成,铸件重量可达数吨。许多弹性元件,?#36127;醵佳?#29992;硅青铜和锡青铜作为材料。焊接工具、压铸模具等更离不开铜合金,如此等等。

  冶金设备:冶金工业是消耗电能的大户,素有"电老虎"之称。在冶金厂的建设中通常必须要有一个依靠铜来进行工作的庞大的输、配电系统和电力运转设备。?#36865;猓?#22312;火法冶金中,连续铸造技术已占据主导地位,其中的关键部件一结晶器,大都采用铬铜、银铜等高强度和高导热性的铜合金。电冶金中的真空电弧炉和电渣炉水冷坩埚使用钢管材制造,各种感应加热的感应线圈都是用铜管或异型铜管绕制而成,内中通水冷却。

  合金添加剂:铜是钢铁和铝等合金中的重要添加元素。少量铜(0.2~0.5%)加入低合金结构用钢中,可以提高钢的强度及耐大气和海洋腐蚀性能。在耐蚀铸铁和不锈钢中加入铜,可以进一步提高它们的耐蚀性。含铜30%左?#19994;?#39640;镍合金是著名的高强度耐蚀"蒙乃尔合金",在核工业中广泛使用。在许多高强度铝合金中?#24049;?#26377;铜。通过淬火一时效热处理,在合金中析出弥散分布的细小颗粒,而显著提高其强度,称为时效?#19981;?#38109;合金。其中著名的有杜拉铝或称硬铝,它是一种含铜、锰、镁的铝合金,是制造飞机和火箭的重要结构材料。
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