لا يتم استخدام النحاس على نطاق واسع في الصناعات التقليدية فحسب ، بل يلعب أيضًا دورًا مهمًا في العديد من الصناعات الجديدة والحقول ذات التكنولوجيا الفائقة ، وأود اليوم أن آخذك إلى فهم ، والنحاس في "الكمبيوتر" ، و "الموصلية الفائقة والمواد المبردة" ، "تكنولوجيا الفضاء" ، "الفيزياء عالية الطاقة" وغيرها من الصناعات. تكنولوجيا الفضاء "،" الفيزياء عالية الطاقة "وغيرها من الصناعات.
حاسوب
تكنولوجيا المعلومات هي مقدمة التكنولوجيا العالية. يعتمد على تبلور الحكمة البشرية الحديثة - الكمبيوتر كأداة لمعالجة ومعالجة المعلومات الشاسعة المتغيرة باستمرار. يتكون قلب الكمبيوتر من معالج دقيق (يحتوي على المشغل ووحدة التحكم) والذاكرة. هذه المكونات الأساسية (الأجهزة) هي دوائر متكاملة على نطاق واسع مع ملايين الترانزستورات المترابطة والمقاومات ، موزعة على رقائق صغيرة. المكثفات والمكونات الأخرى لأداء العمليات العددية السريعة والعمليات المنطقية وكميات كبيرة من تخزين المعلومات. يتم تجميع رقائق هذه الدوائر المتكاملة من خلال إطارات الرصاص والدوائر المطبوعة من أجل العمل. من الفصل السابق "التطبيقات في صناعة الإلكترونيات" يمكن رؤية سبائك النحاس والنحاس ليست فقط إطار الرصاص ، لحام ودائرة المطبوعة للمواد المهمة ؛ ولكن أيضًا في الدائرة المتكاملة يمكن أن تلعب أيضًا دورًا مهمًا في ربط المكونات الصغيرة.
الموصلية الفائقة والبردجيات
تتناقص المقاومة للمواد العامة (باستثناء أشباه الموصلات) مع درجة الحرارة ، عندما تنخفض درجة الحرارة منخفضة للغاية ، ستختفي مقاومة بعض المواد تمامًا ، وهي ظاهرة تعرف باسم الموصلية الفائقة. وتسمى هذه درجة الحرارة القصوى التي تحدث فيها الموصلية الفائقة درجة حرارة التوصيل الفائقة للمادة. يفتح اكتشاف الموصلية الفائقة أرضًا جديدة لاستخدام الكهرباء. العودة إلى المقاومة هي صفر ، طالما أن تطبيق الجهد الصغير جدًا يمكن أن ينتج تيارًا ضخمًا جدًا (لا حصر له من الناحية النظرية) ، وصولًا إلى مجال مغناطيسي ضخم وقوة مغناطيسية ؛ أو عندما لا يحدث التيار من خلاله ، لا يحدث عندما يتم تقليل الجهد وفقدان الطاقة الكهربائية. من الواضح أن تطبيقه العملي سيؤدي إلى أن يتسبب البشر في إنتاج وحياة التغيير ، واهتمام الكثير من الناس.
ولكن بالنسبة للمعدن المعتاد ، فقط عندما يتم تخفيض درجة الحرارة إلى قريبة جدًا من الصفر المطلق (-273 درجة C) عندما يصعب إدراك الموصلية الفائقة ، في الهندسة. في السنوات الأخيرة ، تم تطوير بعض سبائك التوصيل الفائق ، ودرجة حرارتها الحرجة أعلى من المعدن النقي ، على سبيل المثال ، سبيكة NB3SN لمدة 18.1 K. ولكن لا يمكن فصل تطبيقاتها عن النحاس على الإطلاق. بادئ ذي بدء ، كانت هذه السبائك تعمل في درجات حرارة منخفضة للغاية ، من خلال تسييل الغاز للحصول على درجات حرارة منخفضة ، على سبيل المثال: كانت درجة حرارة الهيدروجين السائل والهيدروجين السائل ودرجة حرارة تسييل النيتروجين السائل 4K (A 269 درجة م) ، 20 كيلو (أ 253 درجة ج) و 77K (A 196 درجة ج). لا غنى عن النحاس في مثل هذه درجة الحرارة المنخفضة ذات الصلابة واللدونة الجيدة ، لا غنى عنه في بنية هندسة درجات الحرارة المنخفضة ومواد الأنابيب. بالإضافة إلى ذلك ، فإن NB3SN و NBTI وغيرها من السبائك الفائقة التوصيل هشة للغاية ، ويصعب معالجتها في ملفات تعريف ، تحتاج إلى استخدام النحاس كمواد سترة لدمجها. تم استخدام هذه المواد الفائقة الموصل لصنع مغناطيسات قوية ، في التشخيص الطبي لأداة الرنين المغناطيسي النووي وتم تطبيق بعض المناجم على الفاصل المغناطيسي القوي. في التخطيط ، أكثر من 500 كيلومتر في الساعة سرعة قطار الرفع المغناطيسي ، ولكنه يعتمد أيضًا على مغناطيس المواد الفائقة هذه لرفع القطار ، لتجنب مقاومة التلامس العجلة ، وإدراك التشغيل العالي السرعة للسرقة العربات.
تكنولوجيا الفضاء
الصواريخ والأقمار الصناعية والمكوكات الفضائية ، بالإضافة إلى أنظمة التحكم الإلكترونية الدقيقة والأجهزة ، ومعدات الأجهزة ، يجب على العديد من المكونات الرئيسية أيضًا استخدام سبائك النحاس والنحاس. على سبيل المثال ، يمكن تبريد القرية الداخلية للاحتراق وتدفقات المحرك الصاروخ عن طريق الاستفادة من الموصلية الحرارية الممتازة للصلب للحفاظ على درجة الحرارة ضمن النطاق المسموح به. تتكون صاروخ القرية الداخلية لغرفة الاحتراق في Ariane 5 من النحاس والفضة مع الذهب ، ويتم تصنيع 360 من قنوات التبريد داخل جين القرية هذه ، ويتم تمرير الهيدروجين السائل لتبريد الصاروخ عند إطلاقه. بالإضافة إلى ذلك ، فإن سبائك النحاس هي المادة القياسية المستخدمة لمكونات الحمل في هياكل الأقمار الصناعية. عادة ما تكون اللوحات الشمسية على الأقمار الصناعية مصنوعة من النحاس مع العديد من العناصر الأخرى.
الفيزياء عالية الطاقة
إن كشف لغز هيكل المادة هو موضوع أساسي رئيسي يتابعه العلماء بجد. كل خطوة أعمق في فهم هذه المشكلة لها آثار كبيرة على البشرية. الاستخدام الحالي للطاقة الذرية هو مثال على ذلك. كشفت الأبحاث الحديثة في الفيزياء الحديثة أن أصغر لبنات البناء من المادة ليست جزيئات وذرات ولكن الكواركات والبلبتات ، والتي هي مليارات المرات أصغر. غالبًا ما يتم الآن دراسة هذه الجسيمات الابتدائية في طاقات التفاعل العالية للغاية ، وهي مئات المرات أعلى من العمل النووي في وقت انفجار القنبلة الذرية ، ويعرف باسم فيزياء الطاقة العالية. يتم الحصول على مثل هذه الطاقات العالية عن طريق "قصف" هدف ثابت مع جزيئات مشحونة تسارعت على مسافات طويلة في مجال مغناطيسي قوي (دواسات الغاز عالي الطاقة) ، أو عن طريق تصادم مجاري من الجسيمات المتسارعة في اتجاهات متعاكسة مع بعضها البعض (المصدرين). لهذا الغرض ، من الضروري بناء قنوات لمسافات طويلة من الحقول المغناطيسية القوية مع لفات الصلب. بالإضافة إلى ذلك ، يلزم وجود بنية مماثلة في جهاز التفاعل الحراري النووي المتحكم فيه. من أجل تقليل ارتفاع درجة الحرارة بسبب الحرارة الناتجة عن مرور التيارات الكبيرة ، يتم جرح هذه القنوات المغناطيسية مع قضبان النحاس المجوفة المجوفة لتبريدها بواسطة مرور الوسيلة.
