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工業(yè)用途


船舶

由于良好的耐海水腐蝕性能,許多銅合金,如:鋁青銅、錳青銅、鋁黃銅、炮銅(錫鋅青銅)、白鋼以及鎳銅合金(蒙乃爾合金)己成為造船的標(biāo)準(zhǔn)材料。一般在軍艦和商船的自重中,銅和銅合金占2~3%。

軍艦和大部分大型商船的螺旋漿都用鋁青銅或黃銅制造。大船的螺旋漿每支重 20~25噸。伊麗莎白皇后號(hào)和瑪麗皇后號(hào)航母的螺旋漿每支重達(dá)3 5噸。大船沉重的尾軸常用""海軍上將""炮銅,舵和螺旋漿的錐形螺栓也用同樣材料。引擎和鍋爐房內(nèi)也大量用鋼和銅合金。世界上第一艘核動(dòng)力商船,使用了30噸白銅冷凝管。用鋁黃銅管作油罐的大型加熱線圈。在10萬噸級(jí)的船上就有12個(gè)這種儲(chǔ)油罐,相應(yīng)的加熱系統(tǒng)規(guī)模相當(dāng)大。船上的電氣設(shè)備也很復(fù)雜,發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、通訊系統(tǒng)等幾乎完全依靠銅和銅合金來工作。大小船只的船艙內(nèi)經(jīng)常用鋼和銅合金來裝飾。甚至木制小船,也最好用鋼合金(通常是硅青銅)的螺絲和釘子來固定木結(jié)構(gòu),這種螺絲可以用滾軋大量生產(chǎn)出來。

為了防止船殼被海生物污損影響航行,過去經(jīng)常采用包覆銅加以保護(hù);普遍用刷含銅油漆的辦法來解決。

二次世界大戰(zhàn)中,為御防德國磁性水雷對艦船的襲擊,曾發(fā)展了抗磁性水雷裝置,在鋼船殼周圍附一圈銅帶,通上電流以中和船的磁場,這樣就可以不引爆水雷。從1944年以后,盟軍的所有船只,共計(jì)約18,000艘,都裝上了這種去磁裝置而得到了保護(hù)。一些大型主力艦為此需用大量的銅,例如其中一艘用去銅線長 28英里,重約 30噸。

汽車

汽車用銅每輛10~21公斤,隨汽車類型和大小而異,對于小轎車約占自重的6~9%。銅和銅合金主要用于散熱器、制動(dòng)系統(tǒng)管路、液壓裝置、齒輪、軸承、剎車摩擦片、配電和電力系統(tǒng)、墊圈以及各種接頭、配件和飾件等。其中用鋼量比較大的是散熱器。現(xiàn)代的管帶式散熱器,用黃銅帶焊接成散熱器管子,用薄的銅帶折曲成散熱片。

為了進(jìn)一步提高銅散熱器的性能,增強(qiáng)它對鋁散熱器的競爭力,作 了許多改進(jìn)。在材質(zhì)方面,向銅中添加微量元素,以達(dá)到在不損失導(dǎo)熱性的前 提下,提高其強(qiáng)度和軟化點(diǎn),從而減薄帶材的厚度,節(jié)省用鋼量;在制造工藝 方面,采用高頻或激光焊接銅管,并用鋼釬焊代替易受鉛污染的軟焊組裝散熱 器芯體。這些努力的結(jié)果示于表6.2,與釬焊鋁散熱器相比,在相同的散熱條件 下,即在相同的空氣和冷卻劑的壓力降下,新型銅散熱器的重量更輕,尺寸顯 著縮小;再加上鋼的耐蝕性好、使用壽命長,銅散熱器的優(yōu)勢就更明顯。此外,來為了環(huán)保,大力推廣和發(fā)展電動(dòng)汽車,每輛汽車的用鋼量將成倍增加。

鐵路

鐵路的電氣化對銅和銅合金的需要量很大。每公里的架空導(dǎo)線需用2噸以上的異型銅線。為了提高它的強(qiáng)度,往往加入少量的銅(約1%)或銀 (約0.5%)。此外,列車上的電機(jī)、整流器、以及控制、制動(dòng)、電氣和信 號(hào)系統(tǒng)等都要依靠銅和銅合金來工作。

飛機(jī)

飛機(jī)的航行也離不開銅。例如:飛機(jī)中的配線、液壓、冷卻和氣動(dòng)系統(tǒng)需使用銅材,軸承保持器和起落架軸承采用鋁青銅管材,導(dǎo)航儀表應(yīng)用抗磁銅合金,眾多儀表中使用鈹銅彈性元件等等。

電子用途

編輯

電工業(yè)應(yīng)用

電子工業(yè)是新興產(chǎn)業(yè),在它蒸蒸日上的發(fā)展過程中,不斷開發(fā)出鋼的新產(chǎn)品和新的應(yīng)用領(lǐng)域。它的應(yīng)用己從電真空器件和印刷電路,發(fā)展到微電子和半導(dǎo)體集成電路中。

電真空器件

電真空器件主要是高頻和超高頻發(fā)射管、波導(dǎo)管、磁控管等,它們需要高純度無氧銅和彌散強(qiáng)化無氧銅。

印刷電路

銅印刷電路,是把銅箔作為表面,粘貼在作為支撐的塑料板上;用照相的辦法把電路布線圖印制在銅版上;通過浸蝕把多余的部分去掉而留下相互連接的電路。然后,在印刷線路板上與外部的連接處沖孔,把分立元件的接頭或其它部分的終端插入,焊接在這個(gè)口路上,這樣一個(gè)完整的線路便組裝完成了。如果采用浸鍍法,所有接頭的焊接可以一次完成。這樣,對于那些需要精細(xì)布置電路的場合,如無線電、電視機(jī),計(jì)算機(jī)等,采用印刷電路可以節(jié)省大量布線和固定回路的勞動(dòng);因而得到廣泛應(yīng)用,需要消費(fèi)大量的銅箔。此外,在電路的連接中還需用各種價(jià)格低廉、熔點(diǎn)低、流動(dòng)性好的銅基釬焊材料。

集成電路

微電子技術(shù)的核心是集成電路。集成電路是指以半導(dǎo)體晶體材料為基片(芯片),采用專門的工藝技術(shù)將組成電路的元器件和互連線集成在基片內(nèi)部、表面或基片之上的微小型化電路。這種微電路在結(jié)構(gòu)上比最緊湊的分立元件電路在尺寸和重量上小成千上萬倍。它的出現(xiàn)引起了計(jì)算機(jī)的巨大變革,成為現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)。己開發(fā)出的超大規(guī)模集成電路,在比小姆指甲還小的單個(gè)芯片面積上,能做出的晶體管數(shù)目,己達(dá)十萬甚至百萬以上。國際著名的計(jì)算機(jī)公司IBM(國際商業(yè)機(jī)器公司),己采用鋼代替硅芯片中的鋁作互連線,取得了突破性進(jìn)展。這種用銅的新型微芯片,可以獲得30%的效能增益,電路的線尺寸可以減小到0.12微米,可使在單個(gè)芯片上集成的晶體管數(shù)目達(dá)到200萬個(gè)。這就為古老的金屬銅,在半導(dǎo)體集成電路這個(gè)最新技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用,開創(chuàng)了新局面。

引線框架

為了保護(hù)集成電路或混合電路的正常工作,需要對它進(jìn)行封裝;并在封裝時(shí),把電路中大量的接頭從密封體內(nèi)引出來。這些引線要求有一定的強(qiáng)度,構(gòu)成該集成封裝電路的支承骨架,稱為引線框架。實(shí)際生產(chǎn)中,為了高速大批量生產(chǎn),引線框架通常在一條金屬帶上按特定的排列方式連續(xù)沖壓而成。框架材料占集成電路總成本的1/3~1/4,而且用量很大;因此,必須要有低的成本。

銅合金價(jià)格低廉,有高的強(qiáng)度、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,加工性能、針焊性和耐蝕性優(yōu)良,通過合金化能在很大范圍內(nèi)控制其性能,能夠較好地滿足引線框架的性能要求,己成為引線框架的一個(gè)重要材料。它是目前鋼在微電子器件中用量最多的一種材料。


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