נחושת לא נמצאת בשימוש נרחב רק בתעשיות מסורתיות, אלא גם ממלאת תפקיד חשוב בתעשיות חדשות ותחומי היי-טק, כיום הייתי רוצה לקחת אותך להבין, נחושת ב"מחשב "," מוליכות-על וקריוגנים "," "טכנולוגיית חלל", "פיזיקה בעלת אנרגיה גבוהה" ותעשיות אחרות. טכנולוגיית חלל ", 'פיזיקה בעלת אנרגיה גבוהה' ותעשיות אחרות.
מַחשֵׁב
טכנולוגיית מידע היא מבשר הטכנולוגיה הגבוהה. זה מסתמך על התגבשות החוכמה האנושית המודרנית - המחשב ככלי לעיבוד וטיפול במידע המשתנה והעולם. לבו של מחשב מורכב ממעבד מיקרו (המכיל את המפעיל והבקר) והזיכרון. רכיבים בסיסיים אלה (חומרה) הם מעגלים משולבים בקנה מידה גדול עם מיליוני טרנזיסטורים קשורים זה לזה, נגדים, המופצים על שבבים זעירים. קבלים ורכיבים אחרים לביצוע פעולות מספריות מהירות, פעולות לוגיות וכמויות גדולות של אחסון מידע. השבבים של מעגלים משולבים אלה מורכבים באמצעות מסגרות עופרת ומעגלים מודפסים על מנת לפעול. מהפרק הקודם של "יישומים בתעשיית האלקטרוניקה" ניתן לראות, סגסוגות נחושת ונחושת הן לא רק מסגרת ההובלה, הלחמה וגרסת המעגל המודפס של החומרים החשובים; אך גם במעגל המשולב יכול גם למלא תפקיד חשוב בחיבור של רכיבים קטנים.
מוליכות -על וקריוגנים
התנגדות חומרים כלליים (למעט מוליכים למחצה) יורדת עם הטמפרטורה, כאשר הטמפרטורה יורדת נמוכה מאוד, ההתנגדות של חומרים מסוימים תיעלם לחלוטין, תופעה המכונה מוליכות -על. טמפרטורה מקסימאלית זו בה מתרחשת מוליכות -על נקראת טמפרטורת מוליך -על קריטית של החומר. גילוי מוליכות העל פותח כדור הארץ החדש לניצול החשמל. חזרה להתנגדות היא אפס, כל עוד היישום של מתח קטן מאוד יכול לייצר זרם ענק מאוד (תיאורטי אינסופי), גישה לשדה מגנטי ענק וכוח מגנטי; או כאשר הזרם דרכו, אינו מתרחש כאשר המתח מופחת ואובדן האנרגיה החשמלית. ברור שהיישום המעשי שלה יגרום לבני אדם בייצור וחיי השינוי, תשומת הלב של אנשים מאוד.
אך עבור המתכת הרגילה, רק כאשר הטמפרטורה מורידה לקרובה מאוד לאפס מוחלט (-273 תואר ג) כאשר מוליכות העל, בהנדסה קשה מאוד למימוש. בשנים האחרונות פותחו כמה סגסוגות מוליכות -על, הטמפרטורה הקריטית שלהם גבוהה יותר מזו של המתכת הטהורה, למשל, סגסוגת NB3SN עבור 18.1 ק. אך לא ניתן להפריד את היישומים שלהם לנחושת כלל. ראשית, סגסוגות אלה לעבוד בטמפרטורות נמוכות במיוחד, דרך נזילות הגז כדי להשיג טמפרטורות נמוכות, למשל: הליום נוזלי, מימן נוזלי וטמפרטורת נזילה חנקן נוזלית היו 4K (269 מעלות צלזיוס), 20K (A 253 תואר ג) ו- 77K (19 תואר ג). נחושת בטמפרטורה כה נמוכה עדיין בעלת קשיחות ופלסטיות טובה, היא הכרחית במבנה הנדסי בטמפרטורה נמוכה ובחומרי צנרת. בנוסף, NB3SN, NBTI וסגסוגות מוליכות -על אחרות הם שבירים מאוד, קשים לעיבוד לפרופילים, צריכים להשתמש בנחושת כחומר ז'קט כדי לשלב אותם. חומרים מוליכים -על אלה שימשו לייצור מגנטים חזקים, באבחון רפואי של מכשיר תהודה מגנטית גרעינית וכמה מוקשים על המפריד המגנטי החזק הוחל. נמצא בתכנון, יותר מ -500 ק"מ לשעה מהירות של רכבת הריחוף המגנטי, אך גם מסתמכים על מגנטים מוליכים-על אלה כדי לרחף את הרכבת, כדי להימנע מהתנגדות של מגע מעשיבת הגלגלים, ולממש את הפעולה המהירה של הכרכרות.
טכנולוגיית חלל
רקטות, לוויינים והסעות חלל, בנוסף למערכות בקרה מיקרו -אלקטרוניות ומכשור, ציוד מכשור, רכיבי מפתח רבים צריכים להשתמש גם בסגסוגות נחושת ונחושת. לדוגמה, ניתן לקרר את הכפר הפנימי של תאי הבעירה והדחף של מנוע טילים על ידי שימוש במוליכות התרמית המצוינת של הפלדה כדי לשמור על הטמפרטורה בטווח המותר. הכפר הפנימי של תא הבעירה של רקטת אריאן 5 עשוי נחושת וכסף בשילוב זהב, ו -360 תעלות קירור מיובשות בתוך כפר זה ג'יין, ומימן נוזלי מועבר כדי לקרר את הרקטה בעת שיגורו. בנוסף, סגסוגות נחושת הן החומר הסטנדרטי המשמש לרכיבים נושאי עומס במבני לוויין. דפי השמש בלוויינים עשויים בדרך כלל מסגסוגת נחושת עם כמה אלמנטים אחרים.
פיזיקה באנרגיה גבוהה
פתיחת תעלומת מבנה החומר היא נושא בסיסי מרכזי אותו מדענים רודפים בשקדנות. לכל צעד עמוק יותר להבנת הבעיה יש השלכות משמעותיות על המין האנושי. השימוש הנוכחי באנרגיה אטומית הוא מקרה מעניין. מחקרים שנערכו לאחרונה בפיזיקה המודרנית חשפו כי אבני הבניין הקטנות ביותר של החומר אינן מולקולות ואטומים אלא קווארקים ולפטונים, שהם מיליארדי פעמים קטנות יותר. המחקר של חלקיקים אלמנטריים אלה מתבצע לעיתים קרובות באנרגיות תגובה גבוהות במיוחד, גבוהות פי מאות מהפעולה הגרעינית בזמן פיצוץ הפצצה האטומית, והוא ידוע כפיזיקה בעלת אנרגיה גבוהה. אנרגיות גבוהות כאלה מתקבלות על ידי "הפצצה" מטרה קבועה עם חלקיקים טעונים המואצים על פני מרחקים ארוכים בשדה מגנטי חזק (דוושות גז בעלות אנרגיה גבוהה), או על ידי התנגשות שני זרמי חלקיקים המואצים בכיוונים מנוגדים זה עם זה (מתנגשים). למטרה זו, יש לבנות תעלות למרחקים ארוכים של שדות מגנטיים חזקים עם פיתולי פלדה. בנוסף, נדרש מבנה דומה במכשיר תגובה תרמו -גרעיני מבוקר. על מנת להפחית את עליית הטמפרטורה כתוצאה מהחום שנוצר על ידי מעבר זרמים גדולים, תעלות מגנטיות אלה נפצעים עם מוטות נחושת פרופיליים חלולים כדי להתקרר על ידי מעבר של מדיום.
