آلومینیوم در مقابل. مس: کدام فلز بهتر عمل می کند?

1. مقدمه

در دنیای مواد مهندسی, آلومینیوم در مقابل. مس به عنوان دو مورد از فلزات غیرقانونی بسیار مورد استفاده قرار می گیرد.

برنامه های کاربردی آنها در سیستم های الکتریکی قرار دارد, مدیریت حرارتی, حمل, ساخت و ساز, و ماشین آلات صنعتی.

انتخاب بین آلومینیوم و مس نیاز به درک ظریف از خواص آنها دارد, هزینه, و عملکرد بلند مدت.

در این مقاله یک مقایسه فنی عمیق بین این دو فلز از دیدگاه های مختلف ارائه می دهد,

انتخاب مواد آگاهانه بر اساس نیازهای عملکرد, عوامل اقتصادی, و ملاحظات زیست محیطی.

2. آلومینیوم و مس چیست?

مس و آلومینیوم - هر دو فلزات ابتدایی با اهمیت تاریخی و صنعتی عمیق - مزایای متضاد متضاد ریشه در ساختارهای اتمی آنها و تطبیق پذیری آلیاژ.

آلومینیوم: قهرمان سبک وزن

آلومینیوم, با تعداد اتمی 13, فراوان ترین عنصر فلزی در پوسته زمین است, تقریباً تشکیل 8.2% با وزن.

در درجه اول از سنگ معدن بوکسیت از طریق فرآیند بایر استخراج شده و از طریق الکترولیز تصفیه می شود, آلومینیوم با سبکی مترادف شده است, مقاومت در برابر خوردگی, و سازگاری.

به شکل خالص آن, آلومینیوم نرم و انعطاف پذیر است. هر چند, از طریق آلیاژ استراتژیک, این ماده به یک ماده با کارایی بالا متناسب برای ساختاری تبدیل می شود, گرمی, و کاربردهای الکتریکی.

عناصر آلیاژی مشترک شامل منیزیم, سیلیکون, مس, روی, و منگنز, هر یک از ویژگی های منحصر به فرد مانند قدرت, قابلیت تغییر, و مقاومت در برابر خستگی.

سری آلیاژ آلومینیوم کلیدی شامل:

• 1000 سری (آلومینیوم خالص تجاری): بیش از 99% خالص, عالی برای هدایت الکتریکی و مقاومت در برابر خوردگی, اما قدرت کم.
• 3000 سری (الكل): غیر قابل درمان, برای شکل پذیری و استحکام متوسط ​​در وسایل آشپزی و بام استفاده می شود.
• 5000 سری (ال مگ): نسبت قدرت به وزن بالا و مقاومت در برابر خوردگی عالی, به ویژه در برنامه های دریایی.
• 6000 سری (المگ سی, به عنوان مثال, 6061): قابل درمان با گرما, ارائه ترکیبی متعادل از قدرت (کششی 290 پوند MPa), قابلیت جوشکاری, و مقاومت در برابر خوردگی.
  ایده آل برای اکستروژن های ساختاری در بخش های ساخت و ساز و خودرو.
• 7000 سری (al-zn-mg, به عنوان مثال, 7075-t6): آلیاژهای درجه یک هوافضا, معروف به استحکام فوق العاده بالا (مقاومت کششی 572 MPa),
  مورد استفاده در اجزای حمل بار بحرانی مانند بال هواپیما, دنده, و قاب های دوچرخه کوهستانی.

مس: نماد رسانا

مس, عدد اتمی 29, نقش اساسی در پیشرفت فناوری داشته است, از ابزارهای تمدن اولیه گرفته تا الکترونیک مدرن.

با یک درخشش مایل به قرمز و انعطاف پذیری عالی, بی نظیر است هدایت الکتریکی در میان فلزات مهندسی, دستیابی امتیاز IACS از 100% (58 خانم/متر).

مس خالص (99.9 ٪ مس), به طور معمول از طریق فرآیندهای پیرومتالورژیکی یا هیدرومتالورژیکی تصفیه می شود, به طور گسترده ای در انتقال نیرو استفاده می شود, ارتباطات از راه دور, و الکترونیک.

هر چند, پاکت عملکرد مس از طریق آلیاژ به طور قابل توجهی گسترش می یابد.

خانواده های مهم آلیاژ مس شامل شامل:

• برنج (آلیاژهای مس): قدرت بهبود یافته را ارائه می دهد, انعطاف پذیری, و مقاومت در برابر خوردگی.
  به عنوان مثال, برنجی با ماشین سازی رایگان C36000 قابلیت ماشین سازی عالی را با استحکام متوسط ​​ترکیب می کند, معمولاً در اتصالات لوله کشی و اجزای ابزار دقیق استفاده می شود.
• برنز (آلیاژهای مس مس): از نظر تاریخی معنی دار, برنزها سخت و مقاوم در برابر خوردگی هستند. برنامه ها شامل یاتاقان ها هستند, بوش, و اجزای دریایی.
• مسری (با خود, به عنوان مثال, C17200): ترکیبی استثنایی از سختی را فراهم می کند (38-44 HRC), هدایت الکتریکی, و خصوصیات غیر اسپارک.
  ایده آل برای اجزای پر استرس مانند اتصالات هوافضا, چشمه, و ابزار دقیق.
• نیکل نقره (مس): در حالی که به دلیل ظاهر نقره ای خود نامگذاری شده است, حاوی نقره ای نیست. در سازهای موسیقی و سخت افزار تزئینی برای پایان و شکل پذیری آن استفاده می شود.

3. خصوصیات فیزیکی اساسی آلومینیوم در مقابل. مس

4. خصوصیات مکانیکی آلومینیوم در مقابل. مس

5. هدایت الکتریکی و حرارتی آلومینیوم در مقابل. مس

در بسیاری از رشته های مهندسی - به ویژه در توزیع برق, الکترونیک, و مدیریت حرارتی -هدایت الکتریکی و حرارتی عوامل مهم طراحی هستند.

در حالی که هر دو آلومینیوم و مس به عنوان هادی های عالی طبقه بندی می شوند, عملکرد آنها, هزینه, و رفتار بدنی تحت بار به طور قابل توجهی متفاوت است.

مقاومت الکتریکی و مقایسه هدایت

هدایت الکتریکی از نظر چگونگی جریان الکترون ها از طریق یک ماده اندازه گیری می شود. در مقاومت را پایین بیاورید, در رسانایی بالاتر.

• مس معیار هدایت الکتریکی در بین همه فلزات تجاری است.
  این مقاومت از مقاومت دارد 1.68 × 10 ⁻⁸ Ω ؛ مگس در 20 درجه سانتیگراد, مربوط به 100% قید (استاندارد مس بین المللی آنیل).
  خلوص بالای آن (به طور معمول 99.99% CU در برنامه های درجه الکتریکی) حداقل از دست دادن انرژی و تولید گرما را تضمین می کند.
• آلومینیوم, اگرچه به اندازه مس رسانا نیست, تقریباً ارائه می دهد 61% قید, با مقاومت از 2.82 × 10 ⁻⁸ Ω ؛ مگس.
  این باعث می شود 35-40 ٪ کمتر رسانا از مس در هر واحد حجم, اما این تصویر هنگام مشاهده در هر واحد جرم تغییر می کند.

زیرا آلومینیوم است بسیار سبک تر (2.7 g/cm³ در مقابل. 8.96 g/cm³), آن را فراهم می کند دو بار هدایت در هر واحد وزن.

این امر باعث می شود آلومینیوم به ویژه در برنامه های قدرت حساس به وزن مانند خطوط انتقال هوایی جذاب باشد.

هدایت حرارتی و اتلاف گرما

هدایت حرارتی حاکم است که چگونه یک ماده می تواند گرما را منتقل کند, یک خاصیت حیاتی در غرق گرما, خنک کننده الکترونیک, رادیاتورهای خودرو, و مبدلهای حرارتی صنعتی.

• مس دوباره رهبری می کند, با هدایت حرارتی تقریباً 398 w/m · k, در میان بالاترین فلزات.
• آلومینیوم دارای هدایت حرارتی پایین اما هنوز هم عالی از اطراف است 235 w/m · k,
  که برای بسیاری از برنامه های مدیریت گرما کافی است, مخصوصاً در جایی که وزن کم و شکل گیری خوب مورد نظر است.

در الکترونیک با کارایی بالا, مس از کجا ترجیح داده می شود فضا محدود است و شیب های حرارتی شیب دار است, مانند پخش کننده های گرمای CPU/GPU.

هر چند, تعادل هدایت و ماشین آلات آلومینیوم آن را به صورت استاندارد در لوازم الکترونیکی مصرف کننده, رادیاتورهای خودرو, و محاصره رهبری.

شایان ذکر است که آلومینیوم نیز دارد ظرفیت گرمای خاص بالاتر, که اجازه می دهد تا قبل از افزایش درجه حرارت ، انرژی حرارتی بیشتری را جذب کنید- مزیت در سیستمهایی که در معرض بارهای حرارتی گذرا هستند.

پیامدهای سیم کشی, مبدلهای حرارتی, و الکترونیک

در سیم کشی و انتقال برق:

• مس در اکثر تاسیسات الکتریکی داخلی و سیستم های برقی با کارایی بالا به دلیل آن استاندارد است هدایت بالاتر و مقاومت بهتر خستگی.
• آلومینیوم به طور گسترده ای در آن استفاده می شود خطوط برق سربار, توزیع زیرزمینی, وت قوطی,
  با تشکر از آن وزن سبک, هزینه کمتری, وت هدایت قابل قبول-به ویژه در هادی های مقطع بزرگ.

به عنوان مثال, بوها 1000 هادی آلومینیوم mm² وزن کردن فقط یک سوم معادل مس آن و هزینه قابل توجهی کمتر است, با وجود نیاز به یک سطح مقطعی کمی بزرگتر برای حمل همان جریان.

در مبدلهای حرارتی و اجزای حرارتی:

• مس ایده آل است که در آن حداکثر راندمان انتقال حرارت لازم است, مانند سیستم های خنک کننده با کارایی بالا, تبرید صنعتی, یا لوله های گرمای درجه هوافضا.
• آلومینیوم مورد علاقه است برنامه های بازار انبوه, از جمله رادیاتورهای خودرو, HVAC Fins, غرق گرما الکترونیک مصرفی, وت سیستم های کنترل محیط زیست هواپیما,
  به دلیل آن سبک وزن, مقاومت در برابر خوردگی, و سهولت اکستروژن یا غلت زدن به باله.

سیم کشی آلومینیوم در مقابل. سیم کشی مس

بحث بین آلومینیوم در مقابل. سیم کشی مس به ویژه در تنظیمات مسکونی و صنعتی بحث برانگیز بوده است.

• سیم کشی مس هنوز هم برای بیشتر ترجیح داده می شود برنامه های مسکونی, به خصوص در مدارهای کم ولتاژ, به دلیل آن قابلیت اطمینان بهتر, مقاومت در برابر تماس کمتر, و ثبات حرارتی برتر.
• سیم کشی آلومینیومی, مخصوصاً در تاسیسات قدیمی, با مسائلی مانند خزیدن, خوردگی گالوانیک, وت اتصال سست, که منجر به نگرانی های ایمنی شد.
  هر چند, مدرن آلیاژهای آلومینیومی سری AA-8000, در امتداد خاتمه و دستگاه های بهبود یافته,
  تا حد زیادی این مسائل را کاهش داده اند, ایمن کردن آلومینیوم برای برخی از برنامه های تأیید شده مانند فیدرها و قطره خدمات.

در نتیجه, مس سلطه دارد از راه دور, برنامه های با قابلیت اطمینان بالا, در حالی که آلومینیوم برای آن مناسب تر است در مقیاس بزرگ, توزیع مسافت طولانی که در آن هزینه و وزن فاکتورهای محدود کننده است.

6. مقاومت در برابر خوردگی و دوام

تشکیل اکسید

• آلومینیوم: فرم های al₂o₃, خود درمانی, فیلم غیر قابل نفوذ.
• مس: Cu₂o/Cuo را در هوای خشک و verdigris در محیط های مرطوب یا دریایی شکل می دهد.

عملکرد محیطی

• قرار گرفتن در معرض دریایی/ساحلی: آلومینیوم در برابر خوردگی نمک مقاوم تر است; مس می تواند گودال شود مگر اینکه محافظت شود.
• قرارگیری در معرض بیماری در جامعه: مس بهتر از گازهای اسیدی مقاومت می کند (خیلی, نوکس); آلومینیوم ممکن است هنگام تماس با فلزات متفاوت از خوردگی گالوانیک رنج ببرد.

روکش ها و حفاظت از سطح

• آلومینیوم: بارها بوی یا روکش پودر.
• مس: می توان آنرا قلع کرد, لاک دار, یا آلیاژ شده (به عنوان مثال, برنز سیلیکون) برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی.

7. تولید & ساخت آلومینیوم در مقابل. مس

ساخت و ساخت آلومینیوم در مقابل. مس به دلیل خصوصیات بدنی آنها تفاوت قابل توجهی دارد, تأثیرگذاری بر همه چیز از روشهای تولید تا برنامه های کاربردی نهایی.

فرآیندها: شکل دادن به فلز

آلومینیوم: استاد شکل گیری همه کاره

نقطه ذوب کم آلومینیوم (660درجه سانتیگراد) و انعطاف پذیری عالی آن را برای سرعت بالا ایده آل می کند, فرآیندهای تشکیل دهنده با حجم بالا:

• اکستاروژن: متداول ترین روش برای آلومینیوم, فعال کردن تولید پیچیده, پروفایل های توخالی با تحمل های محکم.
  به عنوان مثال, 6061-فرم اکستروژن آلومینیومی T6 70% قاب های پنجره ساختمان تجاری, با سرعت اکستروژن به 10-20 متر در دقیقه می رسد.
• دایکستینگ: برای اجزای پیچیده خودرو مانند براکت موتور و موارد انتقال استفاده می شود.
  ریخته گری آلومینیوم خنک 30% سریعتر از مس, کاهش زمان چرخه و افزایش عمر قالب. فورد F-150 از بیش از حد استفاده می کند 50 کیلوگرم ریخته گری آلومینیوم در هر وسیله نقلیه برای صرفه جویی در وزن.

• نورد: ورق های نازک تولید می کند (به عنوان مثال, فویل آلومینیومی برای بسته بندی, به اندازه نازک 6 میکرونی) و صفحات ساختاری برای هوافضا.
  Airbus A350 از آن استفاده می کند 50% صفحات آلیاژ آلومینیوم نورد در بدنه خود برای مقاومت در برابر خوردگی.

مس: دقت در نقاشی و جعل

نقطه ذوب بالاتر مس (1084درجه سانتیگراد) و روانکاری برتر از شکل گیری دقیق حمایت می کند:

• طراحی سیم: سیمهای مس, برای سیستم های الکتریکی ضروری است, برای میکروالکترونیک به قطرهای کوچک به اندازه 0.02 میلی متر کشیده شده اند.
  یک ترانسفورماتور 1000 کیلو وات نیاز دارد 500 کیلوگرم سیم مسی کشیده شده برای به حداقل رساندن مقاومت.
• جعل: برای ایجاد اجزای با استحکام بالا مانند دریچه ها و اتصالات استفاده می شود.
  مسء (70/30 با ما) بخشش در برابر خوردگی آب دریا در سکوهای نفتی دریایی مقاومت می کند, با یک زندگی بیش از 30 سال.
• مهر زنی: ورق های مس را در باله های مبدل حرارتی تشکیل می دهد, جایی که 401 W/M · K هدایت حرارتی انتقال حرارت را در سیستم های HVAC به حداکثر می رساند.

پیوستن به تکنیک ها: جوش, برز, و پیوند

جوش: قدرت در زیر گرما

• جوش آلومینیوم:

• • نیاز به جوش قوس تنگستن گاز دارد (gtaw / چرخش) با محافظت از آرگون برای جلوگیری از اکسید (الحس) شمول, که می تواند باعث اتصالات شکننده شود.
    سرعت جوش به طور متوسط ​​150-200 میلی متر در دقیقه برای صفحات آلومینیومی ضخیم 3 میلی متر.
  • نمونه: بوئینگ 777 بالها از جوش زدن اصطکاک استفاده می کنند (fsw), یک فرایند حالت جامد, برای پیوستن به پانل های آلومینیومی 7075-T6, از بین بردن نقاط ضعف منطقه تحت تأثیر گرما.

• جوش مس:

• • TIG یا جوشکاری اکسی- استیلن حاکم است, اعمال هدایت حرارتی بالای مس برای توزیع گرما به طور مساوی.
    لوله های مس در لوله کشی اغلب از طریق برزیل با فلز پرکننده آلیاژ نقره ای پیوستند, ایجاد اتصالات ضد نشت دارای امتیاز برای 200+ PSI.

برزمی و لحیم کاری: پیوستن به دمای پایین

• برزنی: برای تجزیه لایه اکسید به شار نیاز دارد, محدود کردن استفاده از آن در الکترونیک حساس.
  مبدل های حرارتی آلومینیومی در باتری های EV از خلاء در دمای 580 درجه سانتیگراد استفاده می کنند تا از استحکام پیوند یکنواخت اطمینان حاصل کنند (150–200 MPa).
• لحیم کاری مس: بسیار سازگار با سربازان بدون سرب (به عنوان مثال, آلیاژهای SN-AG-CU), برای مونتاژ PCB ضروری است.
  یک مادربرد تلفن هوشمند معمولی حاوی 50-100 اتصالات لحیم کاری مس است, اطمینان از انتقال قابل اعتماد سیگنال.

قابلیت تغییر: برش و شکل گیری با دقت

ماشینکاری آلومینیوم:

• سختی کم (20-30 HB) و نیروهای برش کم امکان ماشینکاری با سرعت بالا را فراهم می کنند (دوک نخ ریسی تا 20,000 RPM در کارخانه های CNC).
  هر چند, مستعد ابتلا به کار و سخت کردن کار است, نیاز به ابزارهای تیز کاربید.
• کاربرد: اجزای هوافضا مانند براکت های دنده فرود از بیلت های آلومینیومی با میزان حذف مواد ماشینکاری می شوند 500 سانتی متر در دقیقه, کاهش زمان تولید توسط 40% در مقابل. فولاد.

قابلیت استفاده از ماشین:

• تشکیل تراشه عالی و روانکاری (به دلیل انعطاف پذیری زیاد) آن را برای اتمام ایده آل کنید.
  برنج ماشین سازی رایگان (به عنوان مثال, C36000) به پایان می رسد سطح پایین به اندازه RA 0.8μm, برای ساقه های دریچه و چرخ دنده بسیار مهم است.
• محدودیت: هدایت حرارتی بالا اگر به درستی خنک نشود می تواند ابزارهای برش بیش از حد را گرم کند, نیاز به استفاده از مایع خنک کننده فراوان.

بازیافت: بستن حلقه

بازیافت آلومینیوم

• فرآیند: بازیافت تک جریان از طریق کوره های ذوب, جایی که قراضه (به عنوان مثال, ماشین های قدیمی, قوطی های نوشیدنی) در دمای 700 درجه سانتیگراد ذوب می شود, با از بین بردن ناخالصی ها.
  صرفه جویی در مصرف انرژی 95% در مقایسه با تولید اولیه (13 کیلووات ساعت/کیلوگرم در مقابل. 225 کیلووات ساعت/کیلوگرم برای آلومینیوم جدید).
• کارایی: 95% از آلومینیوم که تاکنون تولید شده است, با نرخ بازیافت خودرو بیش از 75%.
  یک قوطی آلومینیوم بازیافت شده فقط در قفسه ها در قفسه ها قرار می گیرد 60 روز.

بازیافت مس

• فرآیند: به دلیل تنوع آلیاژ پیچیده تر (به عنوان مثال, برنج, برنز, و مس نیک). قراضه مرتب شده است, ذوب شده, و برای دستیابی از طریق الکترولیز تصفیه شده است 99.99% خلوص.
• کارایی: 85% نرخ بازیافت کلی, با سیستم های بازیابی زباله های الکترونیکی (به عنوان مثال, امکانات Umicore) در دست 95% استخراج مس از PCB.
  مس بازیافت شده باعث کاهش انتشار گازهای گلخانه ای توسط 86% در مقابل. مس معدن.

8. کاربردهای آلومینیوم در مقابل. مس

در حالی که مس به دلیل هدایت الکتریکی و حرارتی بی نظیر خود جشن گرفته می شود, آلومینیوم به دلیل چگالی کم آن جایزه می گیرد, مقاومت در برابر خوردگی, و شکل گیری عالی.

انتقال و توزیع برق الکتریکی

مس: استاندارد طلا در هدایت

مس در برنامه های کاربردی که عملکرد الکتریکی مهم است ، مواد انتخابی باقی مانده است:

• سیم کشی الکتریکی: به طور گسترده در مسکونی استفاده می شود, تجاری, و ساختمانهای صنعتی به دلیل آن قابلیت هدایت زیاد (100% قید) وت ثبات حرارتی برتر.
• اتوبوس و سوئیچ: در تابلوهای سوئیچ و پانل های توزیع که در آن قابلیت اطمینان و مقاومت کم تماس بسیار مهم است ترجیح داده می شود.
• ترانسفورماتور و موتورها: سیم پیچ های مس باعث افزایش کارایی و کاهش تلفات برق در موتورهای برقی با کارایی بالا و ترانسفورماتورها می شوند.

آلومینیوم: اسب کار سبک برای خطوط ولتاژ بالا

آلومینیوم در انتقال در مقیاس بزرگ و از راه دور حاکم است:

• خطوط انتقال بالای سر (به عنوان مثال, هادی های ACSR): آلومینیوم وزن سبک (2.7 g/cm³) وت هزینه کم در هر آمپر استفاده از هادی های با قطر بزرگتر را برای جبران هدایت پایین تر آن فعال کنید.
• کابل های قطره سرویس و فیدرهای ابزار: آلیاژهای آلومینیومی سری A-8000 مدرن به دلیل بهبود قابلیت اطمینان و ایمنی در برنامه های کاربردی پذیرفته می شوند.

نمونه: بوها 1000 کابل آلومینیوم mm² می تواند همان جریان را به همراه داشته باشد 630 کابل مس mm² ​​اما وزن دارد 50% کمتر, کاهش الزامات پشتیبانی ساختاری و هزینه های نصب.

مبدلهای حرارتی, رادیاتور, و HVAC

مس: عملکرد بالا در سیستم های جمع و جور

• تهویه مطبوع و کویل های تبرید: مس هدایت حرارتی (~ 398 w/m · k) تبادل سریع حرارت را تضمین می کند, ایده آل برای جمع و جور, سیستم های خنک کننده با راندمان بالا.
• لوله های حرارتی و اتاق های بخار: در لپ تاپ استفاده می شود, مراکز داده, و الکترونیک برق به دلیل انتقال حرارتی برتر و قابلیت اطمینان.

آلومینیوم: مدیریت حرارتی بازار انبوه

• رادیاتورهای خودرو و کندانسور: آلومینیوم مقرون به صرفه و مقاومت در برابر خوردگی آن را در سیستم های خنک کننده وسیله نقلیه استاندارد کنید.
• تبخیر کننده ها و باله های HVAC: آلومینیوم اکسترود شده سبک یا رول وزن باعث افزایش انعطاف پذیری طراحی و کاهش مصرف انرژی در سیستم های حمل و نقل و ساختمان می شود.
• سینک های گرمای LED: اغلب از آلومینیوم در حال مرگ یا اکسترود شده به دلیل ترکیب آن ساخته شده است هدایت متوسط ​​و ماشینکاری عالی.

خودرو, هوافضا, و ساخت

بخش خودرو

• آلومینیوم: به طور گسترده ای برای کاهش وزن وسیله نقلیه و بهبود راندمان سوخت اتخاذ شده است. برنامه های کاربردی شامل:

• • پانل ها و فریم های بدن (به عنوان مثال, Tesla Model S از 250 کیلوگرم آلومینیوم در هر وسیله نقلیه استفاده می کند)
  • چرخ, بلوک موتور, و اجزای تعلیق

• مس: مهم برای:

• • سیم کشی برق (EV مدرن حاوی بیش از حد است 40 کیلوگرم مس)
  • موتورها و سیستم های باتری در وسایل نقلیه برقی

بخش هوایی

• آلومینیوم: غالب در هواپیما به دلیل آن نسبت قدرت به وزن.

• • آلیاژها مانند 2024 وت 7075 در بدنه استفاده می شود, بال, و اعضای ساختاری.

• مس: در مناطق تخصصی مانند سیستم های ضد آب, علم حمل و نقل هوایی, وت محافظ RF, جایی که هدایت و کاهش تداخل EM ضروری است.

ساخت و ساز و معماری

• آلومینیوم:

• • استفاده شده در قاب های پنجره, دیوارهای پرده, پانل های بام, وت جانبداری به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و زیبایی شناسی.
  • پایان های آنودایز شده یا روکش شده دهه خدمات بدون تعمیر و نگهداری.

• مس:

• • پیدا کردن لوله کشی, بام, روکش دار, وت نمای تزئینی.
  • آن را پتینه طبیعی ظاهری بی انتها و دوام طولانی مدت ارائه می دهد (بیش از 100 طول عمر در برنامه های بام).

الکترونیک و ارتباطات از راه دور

• مس:

• • تسلط در تابلوهای مدار چاپی (PCB), اتصالات, و ریز پردازنده ها بخاطر مقاومت الکتریکی کم و لحیم کاری عالی.
  • در کابل های کواکسیال و اترنت برای انتقال داده های پر سرعت.

• آلومینیوم:

• • استفاده شده در فویل های خازن, قاب های تلفن هوشمند, وت محفظه های سبک وزن.
  • به طور فزاینده ای در اجزای تخریب حرارت برای قدرت الکترونیک و ماژول های RF.

انرژی تجدید پذیر و فن آوری های نوظهور

• مس:

• • انتگرال در تابلوهای خورشیدی, ژنراتورهای توربین بادی, وت زیرساخت شارژ وسیله نقلیه الکتریکی.
  • اتصالات و اینورترهای با قابلیت اطمینان بالا برای ایمنی و کارآیی به مس نیاز دارند.

• آلومینیوم:

• • استفاده شده در فریم های پنل خورشیدی, سازه های نصب شده, وت باتری.
  • صرفه جویی در وزن از اهمیت ویژه ای برخوردار است سیستم های تجدید پذیر قابل حمل و موبایل.

9. مزایا & مضرات آلومینیوم در مقابل. مس

انتخاب بین آلومینیوم در مقابل. مس نیاز به درک ظریف از نقاط قوت و محدودیت های آنها دارد.

آلومینیوم: سبک وزن, اسب بخار همه کاره

مزایای آلومینیوم

عملکرد سبک وزن استثنایی

مقاومت در برابر خوردگی طبیعی

بازیافت بی نظیر

مقرون به صرفه در مقیاس

قابلیت تشکیل و انعطاف پذیری

معایب آلومینیوم

رسانایی پایین

خطرات خوردگی گالوانیک

نقطه ذوب پایین و محدودیت درجه حرارت بالا

وابسته به درمان سطحی

محدودیت های مکانیکی به شکل خالص

مس: با کارایی بالا, استاندارد رسانا

مزایای مس

هدایت الکتریکی و حرارتی بی نظیر

خواص مکانیکی برتر در آلیاژها

دوام و ماندگاری استثنایی

خصوصیات ضد میکروبی طبیعی

سازگاری دقیق ساخت

معایب مس

چگالی و وزن بالا

هزینه و کمبود حق بیمه

تأثیرات زیست محیطی و معدن

حساسیت به عوامل خورنده خاص

پیچیدگی بازیافت

10. جدول مقایسه خلاصه آلومینیوم در مقابل. مس

11. پایان

در نتیجه, انتخاب بین آلومینیوم در مقابل. مس باینری نیست - این متن است. آلومینیوم صرفه جویی در وزن برتر را ارائه می دهد, سهولت ساختگی, و کارآیی هزینه.

مس عملکرد الکتریکی و حرارتی بی نظیری را ارائه می دهد, دوام, و ثبات مواد.

با بررسی داده های فنی و در نظر گرفتن خواسته های خاص برنامه-چه الکتریکی, مکانیکی, گرمی, یا اقتصادی-مهندسان می توانند آگاه باشند, انتخاب مواد محور عملکرد.

برای خطوط برق? آلومینیوم را انتخاب کنید. برای تابلوهای مدار? مس را انتخاب کنید.

در چشم انداز مهندسی رقابتی امروز, مواد فقط کالایی نیستند - آنها دارایی های استراتژیک هستند.

 

متداول

که بهتر است, مس یا آلومینیوم?

هیچ یک از مواد "بهتر" نیستند - به کاربرد بستگی دارد.

• مس در صورت نیاز بهتر است حداکثر هدایت الکتریکی و حرارتی, دوام مکانیکی, وت مقاومت در برابر خوردگی بالا در محیط های خشن یا بحرانی.
• آلومینیوم چه زمانی بهتر است وزن, هزینه, و مقاومت در برابر خوردگی مهمتر از هدایت اوج یا قدرت هستند.

به طور خلاصه:

• برای اتصالات الکتریکی, الکترونیک با کارایی بالا, و تاسیسات زیرزمینی, مس به طور معمول انتخاب ارجح است.
• برای خطوط انتقال نیرو, قسمتهای ساختاری, HVAC, و اجزای هوافضا, آلومینیوم بهتر ارائه می دهد تعادل ارزش و عملکرد.

آنچه بیشتر طول می کشد, مس یا آلومینیوم?

مس به طور کلی بیشتر طول می کشد, به خصوص در محیط های سخت مانند برنامه های زیرزمینی یا دریایی.

• مس می تواند تمام شود 100 سال در لوله کشی و بام به دلیل محصولات خوردگی پایدار آن (به عنوان مثال, پتینه).
• آلومینیوم, در حالی که به لطف لایه اکسید آن مقاوم به خوردگی است, بیشتر مستعد است خوردگی گالوانیک و ترک خوردگی خستگی در برخی شرایط.

گفت, با طراحی مناسب و درمان های محافظتی, آلومینیوم همچنین می تواند به دست آورد دهه های زندگی در ساختارها, سیستم های الکتریکی, و حمل و نقل.

چرا آلومینیوم به مس ترجیح داده می شود?

به دلیل چندین مزیت آلومینیوم در بسیاری از صنایع نسبت به مس ترجیح داده می شود:

• هزینه: آلومینیوم به طور معمول است 3X ارزان تر در هر کیلوگرم از مس.
• وزن: این است 67% فندک, آن را برای هوافضا ایده آل می کند, خودرو, و زیرساخت های در مقیاس بزرگ.
• مقاومت در برابر خوردگی: فرم های آلومینیوم a لایه اکسید خود بهبودی که در بسیاری از محیط ها از آن محافظت می کند.
• سهولت ساختگی: آلومینیوم آسان است خارج کردن, غلتک, و فرم, مخصوصاً برای اشکال بزرگ یا پیچیده.

در نتیجه, صنایع اغلب آلومینیوم را در کجا انتخاب می کنند راندمان هزینه, وزن سبک, و هدایت خوب از لبه عملکرد مس بالاتر است.

چرا آلومینیوم جایگزین مس است?

آلومینیوم به دلیل ترکیبی از مس در چندین بخش جایگزین مس است اقتصادی, مادی, و فشارهای پایداری:

• افزایش قیمت مس: قیمت مس طی یک دهه گذشته به میزان قابل توجهی افزایش یافته است, آن را برای برنامه های حساس به هزینه یا با حجم بالا کمتر زنده می کند.
• اهداف صرفه جویی در وزن: در حمل و نقل و ساخت و ساز, آلومینیوم کمک می کند کاهش وزن, منجر به بهبود بهره وری انرژی و کاهش هزینه های عملیاتی.
• پیشرفت های فن آوری: آلیاژهای آلومینیومی جدید (به عنوان مثال, AA-8000 برای سیم کشی) بهبود یافته اند امنیت, قابلیت هدایت, و دوام, ایجاد گزینه های مناسب مس آنها.
• زنجیره تأمین و پایداری: آلومینیوم است فراوان وت بازیافت راحت تر با هزینه انرژی کمتری, آن را در استراتژی های مهندسی پایدار مطلوب می کند.