الاتجاه المعدني: حول الخواص الفيزيائية الحرارية للنحاس وسبائكه

الحاجة المتزايدة للنحاس

ويتميز النحاس بتوصيل كهربائي وحراري استثنائي، حيث يحتل المرتبة الثانية بعد الفضة كأحد أفضل الموصلات. ويتوقع تقرير نشرته مؤخرًا شركة S&P Global أنه حتى عام 2035، قد تشهد الاحتياجات العالمية من النحاس ارتفاعًا كبيرًا في الطلب على النحاس حتى عام 2035، ومن المحتمل أن يتضاعف من 25 إلى 50 مليون طن متري. وتوضح دراسات أخرى أيضًا زيادة هائلة في مصادر سبائك النحاس، والتي تشمل مواد مثل البرونز والنحاس الأصفر والسبائك الأخرى. وتُستخدم هذه السبائك بشكل أساسي في صناعة الطيران وتصنيع الآلات وأسواق المكونات الصناعية.

وفي الوقت الحاضر، يُعد النحاس أيضًا محوريًا للابتكارات المعاصرة مثل الآلات الكهربائية، والبنية التحتية للطاقة المستدامة، والأدوات الإلكترونية، وأنظمة التبريد ونقل الحرارة المتقدمة. وعلاوة على ذلك، يُستخدم النحاس في وسائل الراحة الحديثة، بما في ذلك الأتمتة والروبوتات والطاقة الحاسوبية والنقل السريع للطاقة.

عوامل تضخيم استهلاك النحاس

• البنية التحتية الكهربائية: لقد أثبتت قدرة النحاس على التوصيل الكهربائي ومتانته أنه مادة مفضلة للأنظمة الكهربائية المنزلية والصناعية على حد سواء.
• الطاقة المتجددة: ينطوي الانتقال إلى مصادر الطاقة المتجددة على زيادة في استخدام النحاس، حيث تتطلب أنظمة الطاقة الشمسية وطاقة الرياح نحاسًا أكثر بكثير من أنظمة الوقود الأحفوري التقليدية.
• السيارات والشاحنات الكهربائية: عززت بالفعل إمكانية الوصول المتزايدة وتقنيات البطاريات المحسنة من مبيعات السيارات الكهربائية. ونظرًا لأن كل سيارة وشاحنة كهربائية تستخدم نحاسًا أكثر بكثير من محركات الاحتراق التقليدية، فإن الزيادة في إنتاج السيارات الكهربائية تشير إلى زيادة الطلب على النحاس.
• الرعاية الطبية: يُستخدم النحاس على نطاق واسع في التكنولوجيا الطبية ليس فقط بسبب توصيله الكهربائي العالي، وهو أمر مهم جدًا للأجهزة الطبية المختلفة، ولكن أيضًا لخصائصه الطبيعية المضادة للبكتيريا.

الخواص الفيزيائية الحرارية للنحاس وسبائكه

تساهم الخصائص الفيزيائية الحرارية للنحاس وسبائكه في استخدامها على نطاق واسع في مختلف الصناعات، بما في ذلك الإلكترونيات والهندسة الكهربائية والفضاء والسيارات وتطبيقات نقل الحرارة. كما أن هذه الخواص مهمة جداً في التصميم الهندسي واختيار المواد لضمان الأداء الأمثل في تطبيقات محددة.

على الرغم من أن الخصائص الرئيسية للنحاس النقي معروفة بالفعل، إلا أنه لا تزال هناك حاجة كبيرة لمزيد من التحديد التجريبي للخصائص الميكانيكية والديناميكية الحرارية والفيزيائية الحرارية لسبائكه ومركباته الوسيطة، وكذلك النحاس الذي يحدث في أشكال خاصة مثل الأغشية الرقيقة أو بأحجام حبيبات مختلفة. (الشكل 1)

اكتشف كيف يمكن لـ NETZSCH للتحليل والاختبار المساعدة في تحديد خصائص السبائك المحتوية على النحاس!

على سبيل المثال، يوفر تحليل الوميض بالليزر (L FA) قياسات سريعة ودقيقة للتوصيل الحراري للنحاس وسبائكه على نطاق واسع من درجات الحرارة. يمكن أيضًا تطبيق التحليل الوامض بالليزر على الأغشية الرقيقة والعينات الصغيرة، وهو مفيد في تطبيقات التكنولوجيا الحديثة حيث يظهر النحاس في مثل هذه الأشكال. وهنا، يمكن أيضًا استخدام تقنية انعكاس المجال الزمني PicoTR/NanoTR للأغشية الرقيقة بشكل خاص.

اقرأ ملاحظاتنا التطبيقية لمعرفة المزيد: