ویژگی های فلز مس | کاربرد مس در زندگی روزمره | کاربرد مس در کشاورزی | کاربرد مس در صنعت برق | کاربرد مس در ساخت و ساز | کاربرد مس در حمل و نقل
تحقیق کوتاه
به نقل از کوکا_مس از فلزات فوق العاده پر کاربرد با ویژگی های منحصر به فرد است که قدمت آن به حدود ۱۰ هزار سال پیش برمی گردد و تا به امروز حضور آن در زندگی انسان ها نه تنها کمتر نشده بلکه نقش پر رنگ تری پیدا کرده است.
امروزه رد پای مس را تقریبا در همه لوازم الکترونیکی مدرن، تجهیزات ارتباط از راه دور، لوله کشی ها و همچنین بسیاری از محصولات خانگی می توان مشاهده کرد، بی شک تعداد کمی از فلزات در طول تاریخ برای بشر به اندازه این فلز موثر و سودمند بوده اند.
جالب است بدانید مس فلزی با قابلیت بازیافت تقریبا بی پایان است، به عبارت دیگر می توان بارها و بارها آن را بازیافت کرد و این یعنی وسایل مسی که در اطراف خود مشاهده می کنید می توانند قدمتی به اندازه مصر باستان داشته باشند!
ویژگی های مس؛ این فلز شگفت انگیز
مس دارای خواص مفید متعددی می باشد از جمله:
- رسانایی الکتریکی و حرارتی خوبی است
- در برابر خوردگی مقاوم می باشد
- به راحتی به آلیاژ تبدیل می شود
- خاصیت ضد میکروبی دارد
- به راحتی اتصال داده می شود
- غیر مغناطیسی است
- قابل بازیافت می باشد
- و …
نقش مس در سلامت بدن
مس جزو مواد معدنی ضروری برای سلامت انسان می باشد و برخی مواد غذایی منابع سرشار آن به شمار می روند، به عنوان مثال مواد غذایی همچون لوبیا، بادام، نخود فرنگی، کلم بروکلی، گندم و شکلات حاوی مس هستند.
مس دارای خاصیت ضد میکروبی می باشد و آلیاژهای به دست آمده از آن نیز برای سلامتی مفید هستند. آیا تا به حال به این فکر کرده اید که چرا معمولا از آلیاژهایی همچون برنج (آلیاژ به دست آمده از مس و روی) برای ساخت دستگیره درها استفاده می شود؟
بی شک دلیل خوبی پشت این مسئله پنهان شده که از خواص ضد میکروبی مس و آلیاژهای آن نشات می گیرد زیرا این فلز شیوع بیماری ها و میکروب ها را تا حد زیادی کاهش می دهد.
کاربرد مس در زندگی روزمره
زمانی که صحبت از کاربردهای مس در زندگی روزمره می شود بی تردید به این نتیجه می رسیم که مس را تقریبا در همه بخش های هر خانه ای می توان یافت، از لوله کشی در دیوارها گرفته تا قطعات الکترونیکی کوچک در تلفن همراه یا ریز پردازنده های داخل رایانه، وسایل خانگی مانند ماشین لباسشویی، لوازم پخت و پز در آشپزخانه، اتومبیلی که سوار می شوید و حتی غذاهایی که مصرف می کنید همه و همه از مس استفاده شده است.
اما این تنها قسمتی از ماجرا است، هنگامی که مس با سایر فلزات مانند قلع، نیکل و روی ترکیب می شود آلیاژهای مختلفی تولید می کند که مستحکم بوده و ویژگی های جالبی دارند و همین مسئله این فلز را به یکی از متنوع ترین فلزات برای استفاده در صنایع و زمینه های مختلف تبدیل کرده است.
مس نیز همانند طلا به دلیل رنگ منحصر به فرد آن معمولا قابل تشخیص است، با این وجود برخی از ظروف نقره ای که در خانه خود استفاده می کنید نیز ممکن است حاوی مقدار کمی مس به شکل آلیاژ مس، نیکل یا روی باشند.
کاربرد مس در کشاورزی
ماده مغذی مس برای همه بافت های زنده ضروری است و انسان ها، حیوانات و گیاهان به این ماده نیاز دارند.
تغذیه خاک با کودهای شیمیایی و مواد حاوی مس برای اصلاح و حاصلخیز شدن خاک هایی که دچار کمبود مس هستند اهمیت زیادی دارد.
لازم به ذکر است کمبود مس در خاک اثر منفی روی رشد گیاهان باقی گذاشته و باعث تیره، خشکیده یا چروکیده شدن برگ آن ها می شود. برای رفع کمبود مس در خاک از سولفات مس استفاده می شود.
مس برای سلامت حیوانات نیز نقش مهمی ایفا کرده و به تولید هموگلوبین خون کمک می کند.
مهم ترین کاربردهای مس
مس علاوه بر مصارف خانگی، کشاورزی و سلامت در صنایع مختلف دیگر نیز – از پروانه قایق ها گرفته تا سلول های فتوولتائیک تا سازهای مختلف از جمله ساکسوفون ها – مصارف بیشماری دارد.
در واقع استفاده از این فلز در طیف گسترده ای از صنایع باعث شده از قیمت آن به عنوان شاخصی برای تعیین میزان سلامت اقتصادی یک جامعه استفاده شود.
به دلیل تنوع کاربردها و به منظور درک بهتر آن ها، انجمن توسعه مس (CDA) کاربردهای مس را به چهار بخش کلی تقسیم بندی کرده است که شامل موارد زیر می باشد:
- برق
- ساخت و ساز
- حمل و نقل
- سایر موارد
درصد مس مصرفی در هر یک از بخش های ذکر شده به صورت زیر است:
- برق: ۶۵ درصد
- ساخت و ساز: ۲۵ درصد
- حمل و نقل: ۷ درصد
- سایر: ۳ درصد
کاربرد مس در صنعت الکتریسته و برق
مس در کنار نقره یکی از موثرترین رساناهای الکتریکی محسوب می شود.
ویژگی هایی همچون مقاومت مس در برابر خوردگی، انعطاف پذیری و قابلیت استفاده گسترده آن در شبکه های برق این فلز را به یکی از ایده آل ترین فلزات برای سیم کشی الکتریکی تبدیل کرده و تقریبا تمامی سیم های برق به جز کابل های مورد استفاده در خطوط هوایی (که از آلومینیوم سبک تر ساخته شده اند) از مس درست شده اند.
باس بارها (رسانای متصل کننده سیم های با سطح ولتاژ برابر و هم فاز)، رساناهایی که برق را توزیع می کنند، ترانسفورماتورها و سیم پیچ ها همگی به خاصیت رسانایی مس نیاز دارند، به عنوان مثال ترانسفورماتورهای مسی به دلیل اثربخشی این فلز به عنوان رسانای برق می توانند تا ۹۹.۷۵ درصد کارایی داشته باشند.
از سوی دیگر فناوری هایی همچون رایانه، تلویزیون، تلفن همراه و دستگاه های الکترونیکی قابل حمل در دهه های اخیر به مصرف کننده های اصلی مس تبدیل شده اند. از جمله کاربردهای مس در این دستگاه ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- اتصالات الکترونیکی
- سیم کشی و اتصالات مداری
- بوردهای مداری چاپی
- تراشه های میکرو
- نیمه رساناها
- مگنترون یا لامپ خلا در مایکروویو
- الکترومغناطیس ها
- لوله های خلا
- کموتاتور یا جابه جا گرها
- الکترودهای جوشکاری
- سیستم های آب پاش آتش نشانی
- سینک های حرارتی
صنعت دیگری که به شدت وابسته مس است صنعت ارتباط از راه دور می باشد. سیم های مسی زوج به هم تابیده در سیم کشی ADSL و HDSL برای خطوط اینترنت شبکه محلی استفاده می شوند. کابل های UTP دارای ۸ رسانای رنگی شامل ۴ جفت سیم مسی نازک می باشند.
همچنین با وجود افزایش فناوری بی سیم، دیوایس های رابط مانند مودم و روترها همچنان به مس وابسته هستند.
با این حال شاید متداول ترین مورد استفاده خانگی از مس در سیم کشی و لوله کشی های خانه باشد.
مس رسانای الکتریکی و حرارتی خوبی است، به علاوه با وجود تقاضای فراوانی که در سراسر دنیا برای آن وجود دارد همچنان ذخایر زیادی از آن در جهان وجود دارد، این فلز بسیار ارزان و مقرون به صرفه است و به همین دلیل از سال ها پیش به عنوان فلز استاندارد در لوله کشی و سیم کشی الکتریکی منازل استفاده می شده است.
اگرچه در برهه ای از زمان سعی کردند در خانه های نو ساخت آلومینیوم را جایگزین مس کنند اما از آن جا که این فلز چندان قابل اطمینان نبود باعث شد مس همچنان در رتبه اول رساناهای الکتریکی خانگی قرار داشته باشد.
کاربرد مس در صنعت ساخت و ساز
یکی از کاربردهای عمده مس در ساختمان سازی، تولید لوله های مسی است که در حال حاضر به عنوان لوله کشی استاندارد برای سیستم های آب آشامیدنی و گرمایشی در اکثر کشورهای توسعه یافته در نظر گرفته شده است.
این مسئله تا حدودی از خاصیت مهارگر باکتری مس یا به عبارت دیگر توانایی مس در مهار رشد باکتری ها و میکروب ها در آب نشات می گیرد.
از سوی دیگر مس نیازی به تعمیر و نگهداری ندارد، طول عمر زیادی دارد، قابلیت انعطاف پذیری خوبی دارد، به راحتی خم و مونتاژ می شود و در برابر خوردگی ناشی از گرمای شدید نیز مقاوم است، همه این ویژگی ها باعث شده این فلز به یکی از بهترین گزینه های استفاده در لوله کشی ساختمان ها تبدیل شود.
اگرچه لوله های پلاستیکی مقرون به صرفه تر هستند و به همین دلیل استفاده از آن ها در حال افزایش است اما لوله کشی مس همچنان برای خانواده ها ایمن تر است.
از دیگر مزایای استفاده از لوله کشی مسی، ضد میکروب بودن این فلز، استحکام و مقاومت آن در برابر آتش سوزی، گرمای شدید یا سرمازدگی است که مس در این شرایط دچار شکستگی، خوردگی یا ساییدگی نخواهد شد.
برخی مثال ها در این زمینه عبارتند از:
- لوله های مبدل حرارتی برای انتقال حرارت در نیروگاه های بخار و کارخانه های شیمیایی
- سیستم های آب پاش کشاورزی و آبیاری
- لوله کشی در تقطیر گیاهان
- لوله های توزیع روغن پترولیوم طبیعی و مایع شده
- لوله کشی توزیع سوخت گاز
- و …
ناگفته نماند از خاصیت تحمل گرمای بالای مس در سیستم های آب پاش آتش نشانی نیز می شود.
علاوه بر این صدها سال است که مس به عنوان یک فلز معماری شناخته و مورد استفاده قرار گرفته است. برخی از قدیمی ترین نمونه های استفاده از مس به عنوان یک فلز زیبا شناختی، ساختار شامل درب های حوزه آمون – رع در کارناک مصر است که قدمت آن به حدود ۳ تا ۴ هزار سال پیش برمی گردد.
از مس خالص در قرون وسطی برای تزیین گنبدها و مناره های بسیاری از کلیساها و در عصر مدرن برای ساختمان های دولتی و برخی اقامتگاه های خصوصی استفاده شده است.
یکی از دلایل رایج استفاده از مس در ساخت و ساز، شکل گیری طبیعی لکه های سبز زیبایی به نام پتینه می باشد که از هوازدگی و اکسیداسیون مس حاصل می شود. علاوه بر این در برابر خوردگی مقاوم است و اتصالات آن راحت تر انجام می شود.
کاربرد مس در تزیینات ساختمانی و معماری آن ها تنها به کاربردهای بیرونی آن محدود نمی شود و طراحان داخلی نیز اغلب از این فلز و آلیاژهای آن از جمله برنج و برنز در ساخت وسایل جانبی استفاده می کنند، از جمله:
- دستگیره
- قفل
- میز
- وسایل حمام و روشنایی
- شیرآلات
- لولاها
- و …
مس به دلیل خاصیت مهارگر باکتریایی کاربرد زیادی در بیمارستان ها و مراکز پزشکی داشته و اغلب برای ساخت لوازم جانبی داخلی همچون شیرآلات و دستگیره در ساختمان های پزشکی از آن استفاده می شود.
کاربرد مس در صنعت حمل و نقل
اجزای اصلی هواپیماها، قطارها، اتومبیل ها و قایق ها همگی به خاصیت الکتریکی و حرارتی مس وابسته هستند.
رادیاتورهای مسی و برنجی و کولرهای روغنی از دهه ۱۹۷۰ به عنوان استاندارد صنعتی در اتومبیل ها استفاده شده اند.
اخیرا نیز استفاده روز افزون از قطعات الکترونیکی شامل سیستم های ناوبری آنبورد، سیستم های ترمز ضد قفل و صندلی های حرارتی باعث افزایش تقاضای فلز مس در این بخش ها شده است.
از اجزای مسی ماشین ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- سیم کشی برای سیستم های ضد یخ شیشه ای
- اتصالات، چفت ها و پیچ های برنجی
- خطوط هیدرولیک
- یاتاقان های آستین برنجی
- سیم کشی برای کنترل های پنجره و آینه
استفاده هرچه بیشتر از ماشین های هیبریدی و الکتریکی نیز مصرف مس در سطح جهان را افزایش داده است، لازم به ذکر است اتومبیل های الکتریکی به طور میانگین تقریبا ۲۵ کیلوگرم مس نیاز دارند.
قطارهای پر سرعت نیز تا حداکثر ۱۰ مگا تن مس در هر کیلومتر مسیر استفاده می کنند، همچنین ۲ درصد از وزن یک هواپیمای مسافربری را می توان به مس اختصاص داد که شامل ۱۹۰ کیلومتر سیم کشی است.
سایر کاربردهای مس
همان طور که گفتیم کاربردهای مس در صنایع مختلف بیشمار است، برخی دیگر از کاربردهای شناخته شده تر مس شامل موارد زیر می باشد:
- وسایل آشپزی و حرارتی؛ ویژگی های حرارتی مس آن را به فلزی ایده آل برای ساخت وسایل آشپزی مانند قابلمه و تابه ها و همچنین واحدهای تهویه هوای مطبوع، سینک های حرارتی و … تبدیل کرده است.
- ساعت و ساعت مچی؛ از آن جا که مس یک فلز غیر مغناطیسی است در عملکرد دستگاه های مکانیکی کوچک اختلال ایجاد نمی کند، در نتیجه ساعت سازان از پین ها و چرخ دنده های مسی در طراحی ساعت ها استفاده می کنند.
- هنر؛ مس و آلیاژهای آن به صورت گسترده در ساخت آثار هنری به کار می روند که شاید مشهورترین آن ها مجسمه آزادی در آمریکا باشد.
- سکه؛ تا سال ۱۹۸۱ سکه یک سنتی یا یک پنی ایالات متحده از مس (۹۵ درصد آن) ساخته می شد اما از آن زمان به صورت روی مس اندود شده (۰.۸ تا ۲.۵ درصد مس) ضرب می شود.
- آلات موسیقی؛ یک باند برنجی بدون مس چه معنایی می دهد؟! از برنج به دلیل مقاومتش در برابر خوردگی و خواص آنتی باکتریایی آن در تولید شیپور، ترومپت و ساکسوفون استفاده می شود.
منابع: thebalance – worldcoppersmith – copperalliance
