Các lĩnh vực ứng dụng của đồng và hợp kim đồng

Đồng hiện diện trong dây điện, đường ống, bộ trao đổi nhiệt, thiết bị điện tử, lớp lợp mái, tiền xu, đồ trang sức và sản phẩm trang trí. Nhu cầu rộng lớn này đến từ sự kết hợp giữa độ dẫn điện, dẫn nhiệt cao, tính dẻo, khả năng chống ăn mòn và tái chế tốt. Vì vậy, phạm vi ứng dụng của đồng cùng hợp kim trải dài từ xây dựng đại trà đến điện kỹ thuật chính xác.

Tính chất của đồng

Đồng là kim loại màu hồng đỏ, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, dễ kéo thành dây, cán thành tấm và hàn. Đồng nguyên chất mềm và dẻo nên thuận tiện ở những nơi cần độ dẫn cùng khả năng tạo hình. Đối với chi tiết cần cường độ, khả năng chống mài mòn hoặc tính gia công cao hơn, hợp kim đồng thường được lựa chọn.

Trong không khí, đồng dần được bao phủ bởi màng oxit và lớp patina. Lớp màng này có thể bảo vệ kim loại khỏi tiếp tục bị phá hủy do khí quyển, vì vậy đồng được đánh giá cao trong kiến trúc và lợp mái. Tuy nhiên, đồng không hoàn toàn trơ: nó có thể phản ứng với axit, môi trường amoniac và một số thực phẩm, nên đồ đồng cùng sản phẩm kỹ thuật phải được lựa chọn và bảo dưỡng đúng cách.

Có những hợp kim đồng nào?

Những hợp kim đồng nổi tiếng nhất là đồng thiếc, đồng thau, cupronickel và nickel silver. Đồng thiếc thường chỉ hợp kim đồng với thiếc cùng phụ gia khác; đồng thau là hợp kim đồng với kẽm; cupronickel là hợp kim đồng–niken; còn nickel silver là hợp kim đồng, niken và kẽm. Hợp kim đồng cũng có thể chứa nhôm, mangan, silic, beryllium, chì cùng các nguyên tố khác.

Thành phần hợp kim được lựa chọn theo nhiệm vụ. Đồng thau thường dùng cho van thiết bị vệ sinh, phụ kiện ống, chi tiết trang trí và sản phẩm dễ gia công cắt gọt. Đồng thiếc được dùng trong bạc lót, ổ trượt, lò xo, đúc mỹ thuật và các chi tiết cần chống mài mòn. Hợp kim đồng–niken được sử dụng nhiều trong kỹ thuật hàng hải, bộ trao đổi nhiệt và tiền xu nhờ khả năng chống ăn mòn.

Đồng được dùng ở đâu?

Đồng và hợp kim được sử dụng ở dạng nguyên chất hoặc bán thành phẩm như dây, cáp, thanh dẫn, ống, tấm, băng, profile, phụ kiện và chi tiết đúc. Những hướng ứng dụng chính liên quan đến truyền điện, tản nhiệt, cấp nước, xây dựng, chế tạo máy, giao thông và sản phẩm trang trí.

Các lĩnh vực ứng dụng chính của đồng và hợp kim

• Điện kỹ thuật và điện tử. Nhờ độ dẫn điện cao, đồng được dùng trong cáp, dây dẫn, cuộn dây động cơ điện, máy biến áp, thanh cái, tiếp điểm, bảng mạch in và đầu nối. Đây là một trong những thị trường tiêu thụ đồng lớn nhất.
• Xây dựng và hệ thống kỹ thuật. Ống đồng được dùng trong cấp nước, sưởi, điều hòa không khí và kỹ thuật lạnh. Với mái, mặt dựng, máng xối và chi tiết trang trí, đồng được đánh giá cao nhờ độ bền lâu và khả năng hình thành lớp patina bảo vệ.
• Thiết bị trao đổi nhiệt. Độ dẫn nhiệt cao giúp đồng phù hợp cho bộ tản nhiệt, bộ trao đổi nhiệt, máy điều hòa, hệ thống lạnh, hệ thống nhiệt mặt trời và một số bộ phận thiết bị công nghiệp.
• Giao thông và năng lượng. Đồng được dùng trong ô tô, thiết bị đường sắt, thiết bị tàu thủy, máy phát điện, động cơ điện, hạ tầng sạc, năng lượng tái tạo và điện tử công suất.
• Đồ dùng nhà bếp và gia dụng. Đồ đồng phân bố nhiệt tốt nhưng phải có lớp phủ trong an toàn hoặc được dùng đúng mục đích vì đồng có thể phản ứng với thực phẩm có tính axit. Đồng và hợp kim còn được dùng làm phụ kiện, tay nắm, đèn cùng vật dụng nội thất.
• Trang sức, tiền xu và trang trí. Đồng, đồng thiếc, đồng thau và cupronickel được dùng trong trang sức, điêu khắc, đúc mỹ thuật, quà lưu niệm, tiền xu và hoàn thiện trang trí.
• Thiết bị công nghiệp. Hợp kim đồng được dùng trong ổ trượt, bạc lót, van, chi tiết bơm, phụ kiện ống, van hàng hải và chi tiết làm việc dưới ma sát hoặc trong môi trường ăn mòn.
• Tái chế. Đồng dễ tái chế mà không suy giảm đáng kể tính chất. Vì vậy, phế liệu cáp, ống, bộ tản nhiệt và chi tiết công nghiệp là nguồn kim loại quan trọng.

Nhu cầu đồng được thúc đẩy bởi sự phát triển của xây dựng, mạng điện, giao thông, điện tử và năng lượng. Tuy nhiên, trong nhiều sản phẩm, đồng cạnh tranh với nhôm, plastic, thép cùng vật liệu khác, nên lựa chọn phụ thuộc vào chi phí, điều kiện vận hành và yêu cầu về độ dẫn, cường độ cùng khả năng chống ăn mòn.