.Đồng cho kiến trúc và nghệ thuật
※ Hệ thống đường ống
Do những ưu điểm của ống nước đồng như đẹp, bền, lắp đặt dễ dàng, chống cháy và vệ sinh nên nó có tỷ lệ giá/hiệu suất vượt trội đáng kể so với ống thép mạ kẽm và ống nhựa. Trong các tòa nhà dân cư và công cộng, ống đồng ngày càng được ưa chuộng để cung cấp nước, sưởi ấm, cung cấp khí đốt và hệ thống phun nước chữa cháy và hiện nay đã trở thành vật liệu được ưa chuộng. Ở các nước phát triển, hệ thống cấp nước bằng đồng đã chiếm tỷ lệ lớn. Tòa nhà Manhattan ở New York, tòa nhà cao thứ sáu trên thế giới, chỉ sử dụng ống đồng dài 60,000 feet (10,{4}} km) cho hệ thống cấp nước. Ở châu Âu, lượng tiêu thụ ống thép làm nước uống rất lớn. Mức tiêu thụ trung bình ống thép làm nước uống ở Anh là 1,6 kg/người/năm và ở Nhật Bản là 0,2 kg. Vì ống thép mạ kẽm dễ bị rỉ sét nên nhiều nước đã cấm sử dụng. Nước tôi bắt buộc phải đẩy mạnh việc sử dụng hệ thống ống đồng trong xây dựng nhà ở.
※ Trang trí nhà cửa
Ở châu Âu, truyền thống sử dụng các tấm xuyên suốt để làm mái và mái hiên. Ở các nước Bắc Âu, nó thậm chí còn được sử dụng làm vật trang trí trên tường. Đồng có khả năng chống ăn mòn trong khí quyển tốt, bền và có thể tái chế. Nó có khả năng xử lý tốt và có thể dễ dàng tạo thành các hình dạng phức tạp. Nó còn có màu sắc đẹp nên rất thích hợp để trang trí nhà cửa. Nó có lịch sử ứng dụng lâu dài trên mái của các tòa nhà cổ như nhà thờ và nó vẫn phát ra ánh sáng rực rỡ hấp dẫn. Nó cũng ngày càng được sử dụng nhiều trong việc xây dựng các tòa nhà lớn hiện đại và thậm chí cả căn hộ và nhà ở. Chẳng hạn, ở London, tòa nhà "Hội đồng thịnh vượng chung", đại diện cho nghệ thuật kiến trúc hiện đại của Anh, có hình dạng mái phức tạp, được xây bằng các tấm đồng, nặng khoảng 25 tấn; Trung tâm thể thao Crystal Palace, mở cửa năm 1966, sử dụng 60 tấn đồng để làm mái nhà lượn sóng, v.v. Theo thống kê, mức tiêu thụ trung bình hàng năm các tấm đồng dùng làm mái nhà ở Đức là {{6} },8 kg mỗi người, và ở Hoa Kỳ là 0,2 kg.
Ngoài ra, việc trang trí ngôi nhà như tay nắm cửa, ổ khóa, cửa chớp, lan can, đèn, đồ trang trí tường, dụng cụ nhà bếp,… sử dụng các sản phẩm bằng thép không chỉ bền, khử trùng mà còn trang trí tạo không khí trang nhã. , và được mọi người vô cùng yêu mến.
※ Tượng và đồ thủ công
Không có kim loại nào khác trên thế giới có thể được sử dụng rộng rãi như đồng để chế tạo nhiều đồ thủ công khác nhau. Nó đã được phổ biến từ xa xưa cho đến nay. Trong xây dựng đô thị ngày nay, các tượng đài khác nhau, chuông đúc, giá ba chân, tượng, tượng phật, đồ cổ, v.v., sử dụng một lượng lớn hợp kim đồng đúc. Các nhạc cụ hiện đại như sáo được làm bằng đồng trắng và saxophone được làm bằng đồng thau. Nhiều tác phẩm nghệ thuật tinh xảo, mạ vàng rẻ tiền, đồ trang sức bằng vàng và bạc giả cũng yêu cầu sử dụng hợp kim đồng của nhiều thành phần khác nhau.
Tượng Phật Thiên Tân Hồng Kông, được xây dựng vào năm 1996, được làm bằng đồng đúc thiếc, kẽm và chì. Nó cao 26 mét và nặng 206 tấn. Tượng Phật Quan Âm Nam Hải ở núi Phổ Đà, Chiết Giang, được xây dựng năm 1997, cao 20 mét và nặng 70 tấn. Đây là bức tượng đồng khổng lồ đầu tiên trên thế giới được xây dựng bằng vật liệu vàng giả. Sau đó, một bức tượng Phật Thích Ca Mâu Ni bằng đồng cao 88-mét đã được hoàn thành ở Vô Tích.
※ Đồng xu
Kể từ khi tổ tiên chúng ta sử dụng tiền xu để giao dịch, đồng và hợp kim đồng đã được sử dụng để tạo ra tiền xu, được truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác. Với sự phát triển của điện thoại hoạt động bằng tiền xu hiện đại, cưỡi ngựa và mua sắm, v.v., lượng thép được sử dụng trong sản xuất tiền xu đã tăng lên.
Trong ứng dụng của đồng xu, ngoài việc thay đổi kích thước, còn rất thuận tiện khi sử dụng các thành phần hợp kim khác nhau và thay đổi màu hợp kim để tạo và phân biệt các mệnh giá tiền tệ khác nhau. Thường được sử dụng là "đồng bạc" chứa 25% niken, đồng thau chứa 20% kẽm và 1% thiếc, và đồng xu "đồng" chứa một lượng nhỏ thiếc (3%) và kẽm (1,5%). Hàng nghìn tấn đồng được tiêu thụ mỗi năm để sản xuất tiền đồng trên khắp thế giới. Chỉ riêng Xưởng đúc tiền Hoàng gia ở Luân Đôn đã sản xuất 700 triệu đồng xu mỗi năm, đòi hỏi khoảng 7.{8}} tấn kim loại.
H. Ứng dụng công nghệ cao
Đồng không chỉ được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp truyền thống mà còn đóng vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp mới nổi và lĩnh vực công nghệ cao. Ví dụ:
※ Máy tính
Công nghệ thông tin là tiền thân của công nghệ cao. Nó dựa vào sự kết tinh của trí tuệ hiện đại của con người - máy tính, một công cụ để xử lý và xử lý lượng thông tin khổng lồ và luôn thay đổi. Trái tim của máy tính bao gồm một bộ vi xử lý (bao gồm bộ phận số học và bộ điều khiển) và bộ nhớ. Các thành phần cơ bản (phần cứng) này là các mạch tích hợp quy mô lớn, với hàng chục triệu bóng bán dẫn, điện trở, tụ điện và các thành phần khác được kết nối với nhau trên các chip nhỏ để thực hiện các phép tính số nhanh, các phép toán logic và lượng lưu trữ thông tin lớn. Các chip của các mạch tích hợp này phải được lắp ráp thông qua khung chì và mạch in để hoạt động. Từ chương trước “Ứng dụng trong Công nghiệp Điện tử”, chúng ta có thể thấy đồng và hợp kim đồng không chỉ là vật liệu quan trọng trong khung chì, chất hàn và bảng mạch in; chúng cũng có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc kết nối các thành phần nhỏ trong mạch tích hợp.
※ Tính siêu dẫn và nhiệt độ thấp
Điện trở của vật liệu thông thường (trừ chất bán dẫn) giảm khi nhiệt độ giảm. Khi nhiệt độ giảm xuống rất thấp, điện trở của một số vật liệu sẽ biến mất hoàn toàn. Hiện tượng này được gọi là siêu dẫn. Nhiệt độ cao nhất mà tại đó xuất hiện hiện tượng siêu dẫn được gọi là nhiệt độ tới hạn siêu dẫn của vật liệu. Việc phát hiện ra chất siêu dẫn đã mở ra một thế giới mới cho việc sử dụng điện. Khi điện trở bằng 0, một dòng điện rất lớn (về mặt lý thuyết là vô hạn) có thể được tạo ra bằng cách đặt một điện áp rất nhỏ, và có thể thu được một từ trường và lực từ rất lớn; hoặc khi có dòng điện chạy qua thì không bị giảm điện áp và không bị mất điện năng. Rõ ràng, ứng dụng thực tế của nó sẽ gây ra những thay đổi trong sản xuất và đời sống con người và đã thu hút được nhiều sự quan tâm.
Tuy nhiên, đối với kim loại thông thường, tính siêu dẫn chỉ xuất hiện khi nhiệt độ giảm xuống rất gần độ không tuyệt đối ({0}} độ C), điều này khó đạt được trong kỹ thuật. Trong những năm gần đây, một số hợp kim siêu dẫn đã được phát triển và nhiệt độ tới hạn của chúng cao hơn nhiệt độ tới hạn của kim loại nguyên chất. Ví dụ, nhiệt độ tới hạn của hợp kim Nb3Sn là 18,1K. Tuy nhiên, ứng dụng của chúng không thể tách rời khỏi đồng. Trước hết, các hợp kim này phải hoạt động ở nhiệt độ cực thấp và thu được nhiệt độ thấp thông qua quá trình hóa lỏng khí. Ví dụ: nhiệt độ hóa lỏng của heli lỏng, hydro lỏng và nitơ lỏng lần lượt là 4K (-269 độ C), 20K (-253 độ C) và 77K (-196 độ C). Đồng vẫn có độ dẻo dai và độ dẻo tốt ở nhiệt độ thấp như vậy và là vật liệu vận chuyển kết cấu và đường ống không thể thiếu trong kỹ thuật đông lạnh. Ngoài ra, các hợp kim siêu dẫn như Nb3Sn và NbTi rất giòn và khó gia công thành các biên dạng. Chúng cần được kết hợp với đồng làm vật liệu vỏ bọc. Hiện nay, những vật liệu siêu dẫn này đã được sử dụng để chế tạo nam châm mạnh, ứng dụng trong các thiết bị cộng hưởng từ hạt nhân phục vụ chẩn đoán y tế và một số máy tách từ trường mạnh trong các mỏ. Các đoàn tàu đệm từ dự kiến có tốc độ hơn 500 km/h cũng dựa vào những nam châm siêu dẫn này để treo đoàn tàu, tránh lực cản tiếp xúc với bánh xe-ray và đạt được vận hành tốc độ cao của các toa tàu.
※ Công nghệ hàng không vũ trụ
Trong tên lửa, vệ tinh và tàu con thoi, ngoài hệ thống điều khiển vi điện tử và các dụng cụ, thiết bị đo đạc, nhiều bộ phận quan trọng còn sử dụng đồng và hợp kim đồng. Ví dụ: Buồng đốt và buồng đẩy của động cơ tên lửa có thể được làm mát bằng tính dẫn nhiệt cực tốt của thép giúp giữ nhiệt độ trong khoảng cho phép. Buồng đốt của tên lửa Ariana 5 sử dụng hợp kim kết hợp đồng-bạc. Các kênh làm mát 360 được xử lý trong buồng này và hydro lỏng được đưa vào để làm mát khi tên lửa được phóng.
Ngoài ra, hợp kim đồng còn là vật liệu tiêu chuẩn cho các bộ phận chịu lực trong kết cấu vệ tinh. Các tấm pin mặt trời trên vệ tinh thường được làm bằng đồng và hợp kim của một số nguyên tố khác.
※ Vật lý năng lượng cao
Khám phá bí ẩn về cấu trúc của vật chất là một chủ đề cơ bản lớn mà các nhà khoa học không ngừng theo đuổi. Mỗi bước hiểu sâu hơn về vấn đề này sẽ có tác động đáng kể đến nhân loại. Việc sử dụng năng lượng nguyên tử hiện nay là một ví dụ. Nghiên cứu mới nhất trong vật lý hiện đại đã phát hiện ra rằng các khối xây dựng nhỏ nhất của vật chất không phải là phân tử và nguyên tử mà là các quark và lepton nhỏ hơn chúng hàng tỷ lần. Hiện nay, nghiên cứu về các hạt cơ bản này thường được thực hiện dưới năng lượng phản ứng cực cao, cao gấp hàng trăm lần so với tác dụng hạt nhân trong vụ nổ bom nguyên tử, hay còn gọi là vật lý năng lượng cao. Năng lượng cao như vậy thu được bằng các hạt tích điện trong từ trường mạnh, sau khi tăng tốc ở khoảng cách xa, "bắn phá" một mục tiêu cố định (máy gia tốc năng lượng cao) hoặc bằng hai hạt tăng tốc theo hướng ngược nhau và va chạm với nhau (máy va chạm). Để đạt được mục đích này, cần phải sử dụng thép làm cuộn dây để xây dựng kênh từ trường mạnh ở khoảng cách xa. Ngoài ra, thiết bị phản ứng nhiệt hạch có điều khiển cũng cần có cấu trúc tương tự. Để giảm sự gia tăng nhiệt độ do nhiệt sinh ra bởi dòng điện lớn, các kênh từ này được quấn bằng các thanh đồng rỗng có hình dạng đặc biệt để môi trường có thể được truyền vào để làm mát.
