توجه : تمامی مطالب این سایت توسط ربات از طریق نتایج گوگل جمع آوری شده و تمامی مطالب عکس ها و لینک های دانلود برای سایت های دیگر است. در صورت مشاهده مطالب مغایر قوانین جمهوری اسلامی ایران یا عدم رضایت مدیر سایت مطالب کپی شده توسط ایدی موجود در بخش تماس با ما بالای سایت یا ساماندهی به ما اطلاع داده تا مطلب و سایت شما کاملا از لیست و سایت حذف شود. به امید ظهور مهدی (ع).

    خاصیت مفتول شدن که در مس وجود دارد یعنی چه و چه ساختاری باعث این خاصیت در فلزات شده است

    دسته بندی :
    1. نکس 98
    2. مطالب سایت
    2729بازدید

    خاصیت مفتول شدن که در مس وجود دارد یعنی چه و چه ساختاری باعث این خاصیت در فلزات شده است را از سایت نکس 98 دریافت کنید.

    مس

    مس

    مس نام یک عنصر جدول تناوبی با نماد شیمیایی Cu (برگرفته از واژهٔ لاتین cuprum) است عدد اتمی آن ۲۹ و عنصری فلزی با ویژگی‌های شکل‌پذیری و رسانایی گرمایی و الکتریکی بالا است. مس خالص، نرم و چکش خوار است بخشی از آن که در برابر هوای آزاد قرار دارد به رنگ قرمز مایل به نارنجی است.

    هزاران سال است که از مس و آلیاژهایش استفاده می‌شود. در دوران روم باستان، از معدن‌های مس در قبرس بهره‌برداری می‌شد ریشهٔ نام لاتین مس از واژهٔ сyprium به معنی فلز قبرس (metal of Cyprus) گرفته شده‌است که بعدها کوتاه شده و به شکل cuprum درآمده‌است. ترکیب‌های مس معمولاً به شکل نمک‌های مس (II) دیده می‌شوند، رنگ آبی یا سبز کانی‌هایی مانند آزوریت و فیروزه که از گذشته به عنوان گوهر دانسته می‌شدند ناشی از همین فلز است. از مس در معماری ساختمانی و هنرهای تزئینی هم بهره برده می‌شود.

    مس یک مادهٔ معدنی ضروری برای اندام‌های زنده است چون سهمی کلیدی در ساخت آنزیم تنفسی سیتوکروم اکسیداز سی دارد. خون نرم‌تنان و سخت‌پوستان از ماده‌ای به نام هموسیانین ساخته شده‌است. مادهٔ اصلی هموسیانین، مس است درحالی که خون ماهی‌ها و مهره‌داران دارای هموگلوبین است و مادهٔ اصلی سازندهٔ آن، آهن می‌باشد. اندام‌های اصلی بدن انسان که در آن مس یافت می‌شود عبارتند از: کبد، ماهیچه و استخوان‌ها.[۳]

    ویژگی‌ها[ویرایش]

    فیزیکی[ویرایش]

    "مس"،" نقره"و" طلا "همگی در گروه یازدهم جدول تناوبی جای دارند از این رو برخی رفتارهای مشترک را از خود نشان می‌دهند. همهٔ این عنصرها پس از یک لایه الکترونی d دارای یک الکترون در اوربیتال sاند. ویژگی مشترک همهٔ این عنصرها، چکش خواری و رسانایی الکتریکی بالا است. لایهٔ الکترونی d که پر از الکترون است چندان در واکنش‌های میان اتمی وارد نمی‌شود بلکه پیوند فلزی از طریق الکترون اوربیتال s صورت می‌گیرد. برخلاف فلزهایی که دارای لایهٔ d نیمه پر هستند، پیوند فلزی در مس دارای ویژگی‌های پیوند کووالانسی نیست و نسبتاً ضعیف است. این مطلب دلیل سختی پایین و شکل‌پذیری بالای یک تک بلور مس است.[۴] در نگاه ماکروسکوپیک به شبکهٔ بلوری مس، در می‌یابیم که سختی آن زیر اثر یک تنش معلوم افزایش می‌یابد. از این رو مس معمولاً در قالب چندبلوری ریز که مقاومت بالاتری دارد قرار می‌گیرد تا در قالب تک‌بلوری.[۵]

    نرمی مس تا حدی رسانایی الکتریکی بالا (۵۹٫۶×106 زیمنس بر متر) و در نتیجه رسانایی گرمایی بالای آن را توضیح می‌دهد. مس در مقایسه با دیگر فلزهای خالص دومین رسانای گرمایی بالا در دمای اتاق را دارد.[۶] این پدیده به این دلیل است که مقاومت در برابر جابجایی الکترون در فلزها در دمای اتاق بیشتر از پراکندگی الکترون‌ها در لرزش گرمایی شبکه سرچشمه می‌گیرد که البته این لرزش برای یک فلز نرم نسبتاً ضعیف است.[۴] بیشینهٔ چگالی جریان مجاز برای مس در هوای آزاد، نزدیک به ۳٫۱×106 A/m2 در سطح مقطع آن است. اگر جریان از این مقدار بیشتر شود، مس انرژی گرمایی بیش از اندازه‌ای را پدیدمی‌آورد.[۷] مانند دیگر فلزها اگر مس در برابر فلزی دیگر قرار گیرد خوردگی گالوانیک روی می‌دهد.[۸]

    مس یکی از چهار فلزی است رنگ طبیعی آن خاکستری یا نقره‌ای نیست. دیگر فلزهای رنگین عبارتند از: سزیم و طلا به رنگ زرد و اسمیم به رنگ آبی.[۹]

    تولید[ویرایش]

    استخراج مس معمولاً به 2 روش صورت می‌گیره:

    استخراج پیرومتالوژی مس شامل 3 مرحله کلی زیر می‌شود:

    تغلیظ مس Beneficiation[ویرایش]

    سنگ معدن مس پس از استخراج از معدن مس و خرد شدن وارد مرحله تغلیظ مس می‌گردد. سنگ‌های مس استخراج شده کمتر از 1 درصد مس دارند. در اینجا ما مس را آسیاب کرده و به داخل سلول‌های فلوتاسیون می‌ریزیم. در این سلول کف داخل دوغ آب می‌جوشد و ذرات آب دوست ته نشین شده و ترکیبات آب گریز که همین ترکیبات سولفیدی هستند به روی آب می‌آیند. داخل این کف غلظت مس به 30 افزایش یافته است.

    استخراج به روش پیرو متالوژی Pyro-metallurgical extraction[ویرایش]

    شامل 3 مرحله کلی زیر است:

    در این مرحله ماده اولیه که عمدتاً شامل مس، آهن و گوگرد است با اکسیژن اضافی می‌سوزد و در آن اکسید آهن و سولفید مس تولید می‌شود.

    سولفید مس و اکسید آهن را درون کوره برده و آنها را می‌سوزانیم. در نتیجه این عمل ترکیبات سولفید آهن و سولفید مس تولید می‌گردد. این 2 ترکیب به راحتی درون یکدیگر حل می‌شوند.

    برای حل این مشکل و جداسازی سولفید آهن، ما به ترکیبی که درحال سوختن است، اضافه می‌کنیم تا با واکنش دادن با FeO در دمای بالا و ایجاد سرباره، قادر به جداسازی سولفید آهن از ترکیب ایجاد شده باشیم.

    2FeS + 3O2 + SiO2 → 2FeO.SiO2 + 2SO2 + heat

    ترکیبات خارج شده از این مرحله که را میت می‌نامیم.

    (matte = Cu2S(more)+FeS(less

    در دستگاهی به نام (convertor) ما matte تولید شده در مرحله قبل را با اکسیژن اضافی مخلوط می‌کنیم. Convertor شامل یک استوانه چرخان است که از دیواره‌های آن اکسیژن دمیده می‌شود.

    FeO تولید شده در این عمل مثل مرحله قبل و با اضافه کردن SiO2 جداسازی می‌شود.

    Cu2S + O2 → 2Cu + 2S02 + heat

    همان طور در فرمول مطرح شده مشخص است، مس نتیجه این معادله است. ولی این مس خارج شده، مس ناخالص است و به مس بلیستر (Blister copper) یا تاول تاول می‌گویند و مس هنوز خلوص مورد انتظار ما را ندارد.

    نکته بسیار مهم

    همان طور که در فرمول‌های مطرح شده در 3 مرحله استخراج به روش پیرومتالوژی قابل مشاهده است، مقدار تولید SO2 بسیار زیاد است. معمولاً کارخانه‌های تولید مس، مقدار زیادی SO2 تولید می‌کنند که یا ورود به طبیعت، آلودگی فراوانی را به وجود می‌آورند. به همین منظور همواره کنار کارخانه‌های تولید مس، کارخانه‌های تولید اسید سولفوریک وجود دارد که با واکنش SO2 با آب، اسید سولفوریک حاصل می‌گردد.

    تصفیه دوباره یا پالایش مس refining[ویرایش]

    مس خارج شده از مرحله قبل، مس خالص و مدنظر ما نمی‌باشد. این مس را ذوب کرده و داخل قالب‌های خاصی ریخته گری می‌کنند و به مس با این اشکال آند می‌گویند به دلیل اینکه در مرحله بعد این قطعات را به داخل سلول‌های الکترولیز وارد می‌کنند و این قطعات ریخته گری نقش آند را در سلول‌های الکترولیز بازی می‌کنند.

    در سلول‌های الکترولیز از آند (مس، طلا، نقره، نیکل و...) در محلول الکترولیز حل شده و با تنظیم ولتاژ کاتد، تنها ذرات مس به کاتد می‌چسبند و ذرات دیگر یا به صورت محلول درآمده یا به صورت لجن در کف حمام الکترولیز باقی می‌مانند. این واکنش ممکن است 7 الی 14 روز طول بکشد.

    کاتد همان مس خالص و مطلوب ماست و به همین صورت خرید فروش می‌شوند.

    کاربردها[ویرایش]

    مس فلزی قابل انعطاف و چکش‌خوار است که کاربردهای زیادی مانند موارد زیر دارد:

    به علت خاصیت هدایت بهتر آن نسبت به آلومینیوم، کاربرد مس در ICها به جای آلومینیوم رو به افزایش است.

    تاریخچه[ویرایش]

    «در حدود پنج هزار سال پیش از میلاد مردم غارنشین فلات ایران بر اثر تغییراتی که از لحاظ آب و هوا و تشکیل مزارع و چمنزارها به وجود آمد به دشت‌ها روی آوردند و زندگی تازه‌ای را آغاز کردند و در تمدن آن‌ها نسبت به دوران‌های پیشین پیشرفت بیشتری دیده شد. مردمی که در فلات ایران زندگی می‌کردند گه گاه به سفالگری و ساختن اشیاء با گل می‌پرداختند و با پختن آن‌ها از آن‌ها آثاری زیبا پدیدمی‌آوردند. آن‌ها در برخی اوقات مشاهده می‌کردند که بعضی از ظروف سفالینشان در اثر ضربه نمی‌شکند و همین‌طور در برخی اوقات از ظروفی که در آتش می‌نهادند ماده‌ای خارج می‌شد که پس از سرد شدن سخت می‌گشت. آن‌ها نام این ماده را مس گذاشتند و در ساخت ظروف و ابزار کشاورزی و جنگ از آن استفاده‌های بسیار کردند. در پایان عهد حجر پسین مردم این منطقه آلات و ابزار خود را با مس می‌ساختند و کم‌کم این‌گونه ادوات جای ابزار سنگی را که تا آن زمان متداول بود گرفت . ..... در هزاره چهارم پیش از میلاد مردم دشت‌نشین فلات ایران در کار زندگی پیشرفت بیشتری کردند … با آن‌که سنگ در ساختن آلات و ادوات در این عهد به کار می‌رفت فلز نیز بیش از دوره پیش وارد صنعت گردید، مس را با چکش صاف می‌کردند، اما طرز ذوب کردن فلزات را نمی‌دانستند و با مس سنجاق و ظروف ظریف می‌ساختند. ..... در این دوره ذوب مس نیز متداول شد و آلات و ادوات را به شیوه ریخته‌گری ساختند. در سکونت‌گاه‌های دوره مزبور چاقوها و دشنه‌هایی با تیغه مسین به دست آمده‌است. همچنین در حفاری‌های سیلک کاشان مقداری آئینه مسی جهت آرایش به دست آمده‌است. از ویژگی‌های این دوره وجود گوشواره‌هایی از طلا و لاجورد است.»[۱۱]

    مس برای تعدادی از تمدن‌های قدیمی ثبت شده، شناخته شده بود و تاریخ استفاده از آن حد اقل به ۱۰٬۰۰۰ سال پیش می‌رسد. یک آویزه مسی، متعلق به ۸۷۰۰ سال قبل از میلاد در شمال عراق کنونی پیدا شد. نشانه‌هایی مبنی بر ذوب و خالص کردن مس از اکسیدهای آن مانند مالاکیت و آزوریت تا سال ۵۰۰۰ قبل از میلاد وجود دارد. در عوض اولین نشانه‌های استفاده از طلا تقریباً به ۴۰۰۰ سال قبل از میلاد بر می‌گردد.

    مصنوعات مسی و برنزی که از شهرهای سومری و مصنوعات مصری که از مس و آلیاژ آن با قلع یافت شده تقریباً متعلق به ۳۰۰۰ سال قبل از میلاد هستند. در یکی از اهرام یک سامانه لوله‌کشی با مس پیدا شده که مربوط به۵۰۰۰ سال پیش است. مصریان دریافتند افزودن مقدار کمی قلع، قالب‌گیری مس را آسان‌تر می‌کند بنابراین آلیاژهای برنزی که در مصر کشف می‌شوند تقریباً قدمتی همانند مس دارند. استفاده از مس در چین باستان حداقل به ۲۰۰۰ سال قبل از میلاد مربوط بوده و تا ۱۲۰۰ سال قبل از میلاد در این کشور برنز مرغوب ساخته می‌شده‌است. در نظر داشته باشید چون مس به راحتی برای استفاده و کاربرد مجدد ذوب می‌شود، دوران ذکر شده تحت تأثیر جنگ‌ها و کشورگشایی‌ها قرار می‌گیرد. در اروپا مرد یخی [Ötzi]، مردی که به دقت نگهداری می‌شود و متعلق به ۳۳۰۰ سال قبل از میلاد بوده و در شمال کشور ایتالیا نزدیک مرز اتریش یافت شده‌است، تبری با نوک مسی در دست دارد که درجه خلوص فلز آن ۹۹٫۷٪ می‌باشد. مقدار زیاد آرسنیک موجود در موهای او نشان دهنده سرو و کار او با پالایش مس می‌باشد.

    استفاده ار برنز در مرحله‌ای از تمدن به قدری فراگیر بود که آن مرحله را عصر برنز می‌نامند. برنج برای یونانیان شناخته شده بود اما اولین بار به صورت گسترده توسط رومیان بکار رفت. به خاطر زیبایی درخشانش- به‌طوری‌که در باستان برای ساخت آئینه از آن استفاده می‌شد -و نیز به دلیل ارتباط آن با قبرس که مربوط به الهه بود، در اسطوره‌شناسی و کیمیاگری فلز مس با ایزدبانوهای آفرودیت و ونوس پیوند دارد. در کیمیاگری علامتی را که برای مس در نظر گرفته بودند، علامت سیاره ناهید نیز بود.

    پیدایش[ویرایش]

    مس معمولاً به شکل معدنی یافت می‌شود. کانی‌هایی مثل آزوریت، مالاکیت و برنیت همانند سولفیدهایی از جمله کالکوپیریت (CuFeS2)، کوولین (CuS)، کالکوزین (Cu2S) یا اکسیدهایی مانند کوپریت (Cu2O) از منابع مس هستند.

    ترکیبات[ویرایش]

    آلیاژهای بسیاری از مس وجود دارد برنج آلیاژ مس و روی است و برنز آلیاژ مس و قلع است. متداول‌ترین حالات اکسیداسیون مس شامل حالت مربوط به مس یک ظرفیتی cuprous، 1+Cu و حالت cupric،2+Cu می‌باشد.

    کربنات مس به رنگ سبز است که به وسیلهٔ آن ظاهر منحصر به فرد بام‌ها یا گنبدهای با پوشش مس روی بعضی ساختمان‌ها ساخته می‌شوند.

    اکسیدهای مس (مانند:اکسید مس ایتریم و باریم ۷δ Yba2Cu3O یا YBCO) پایه‌های بسیاری از ابر رساناهای غیرمعمول را تشکیل می‌دهند.

    ترکیبات دیگر: سولفید مس

    خاصیت سطح ضد میکروبی مس و آلیاژهای آن[ویرایش]

    ظهور مقاومت میکروبها در برابر آنتی‌بیوتیکها جان میلیون‌ها انسان را تهدید می‌کند. پس از آزمایش‌های کلینیکی و آزمایشگاهی بسیار در کشورهای مختلف جهان، ثابت شد که بسیاری از میکروارگانیسمهای مقاوم به آنتی‌بیوتیک، روی سطوح مسی کشته می‌شوند. .[۱۲] در سال ۲۰۰۸ سطح مس به عنوان اولین ماده جامد ضد میکروبی؛ قارچ کش، باکتری کش و نابودکننده ویروس، توسط آژانس حفاظت محیط زیست آمریکا (آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحده آمریکا) به ثبت رسید.[۱۳] و بیش از ۴۷۹ آلیاژ مس (جرم مس موجود در آلیاژها حداقل باید ۶۰٪ باشد)[۱۴] برای حفظ سلامت عمومی به ثبت رسیده‌است.[۱۵]

    نتایج آزمایش‌ها از این قرار است: سطح مس به‌طور پیوسته آلودگی باکتریایی را در مدت دو ساعت به ۹۹٬۹ درصد کاهش داده و حتی پس از آلودگی مجدد، آلودگی کاهش می‌یابد. سطح مسی بازدارنده شکل‌گیری و رشد باکتری در طول مدت دو ساعت است.[۱۶] مشاهده شده‌است که مس با سرعت 8-7 logدر ساعت میکرب‌ها را می‌کشد.[۱۲] هنوز هیچ میکروارگانیسمی کشف نشده‌است که بتواند در تماس با سطح مس مقاوم باشد. مس نه تنها باکتری و عوامل بیماری ویروسی را می‌کشد بلکه همچنین به سرعت اسید نوکلئیک ماده ژنتیک را نابود می‌کند و از این روی است که سلول باکتری هیچ شانسی برای موتاسیون و راهی برای ورود به میکرب‌های دیگر را ندارد، فرایندی که انتقال افقی ژن - HGT - خوانده می‌شود. در نتیجه از گسترش نسل بعدی باکتری پیشگیری می‌شود.[۱۷] سطح مس با نحوه اثر طیف وسیع ضد میکروب، باکتری کش، ضدویروس و قارچ کش است.[۱۸]

    برآورد شده‌است که حدود ۸۰٪ بیماری‌های عفونی از راه تماس منتقل می‌شوند. استفاده از سطوح مسی در بیمارستان‌ها به ویژه در ICU برای دستگیره درها، شیر آب و اهرم سرویس بهداشتی، فلز تخت بیمار، میله میز بیمار، آنژیو کت، محل تماس زنگ‌ها و چراغ‌ها، نه تنها چرخه انتقال آلودگی میکربی را مختل می‌کند بلکه فعالانه خطر مقاومت باکتریایی را کاهش می‌دهد و مانع شیوع عفونت به دیگران می‌شود.[۱۹] در یک آزمایش کلینیکی انجام شده با استفاده از سطوح مسی در ICU میزان عفونت‌های بیمارستانی به میزان ۸۵٪ کاهش یافته‌است. این استراتژی، در کنار رعایت بهداشت دست‌ها و اصول بهداشتی معمول می‌تواند حرکت به سمت نابودی کابوس مقاوم بودن میکروب‌ها در برابر آنتی‌بیوتیک‌ها باشد.[۱۵]

    مقایسه خاصیت ضد میکروبی سطوح نقره و مس[ویرایش]

    خاصیت ضد میکربی نقره ذاتاً قوی تر از مس است. اما کارایی ضد میکربی سطح نقره، تنها در دمای بالا (۳۵ درجه سانتیگراد) و رطوبت بالا (۹۰٪ یا رطوبت نسبی بیشتر) عمل می‌کند. در حالیکه، سطح مس در دمای معمولی اتاق (۲۲ درجه سانتیگراد) و رطوبت عادی(۵۰٪) توانایی کشتن ۹۹٫۹٪ میکرب‌ها را دارد. تا پیش از این مطالعه، نقره برای دمای عادی اتاق که در بیمارستان هم وجود دارد، آزمایش نشده بود. در تحقیق آزمایشگاهی انجام شده در ماه مه۲۰۱۰ روی باکتری MRSA، در بیمارستانی در شهر بیرمنگام، مشاهده می‌شود که سطح مس با سرعت log 7، در مدت ۷۵ دقیقه، باکتری را نابود کرده‌است. اما سطوح دارای نقره در مدت ۳۶۰ دقیقه، کارکرد معناداری نداشته‌اند.[۲۰]

    نقش در بیولوژی[ویرایش]

    وجود مس برای کلیه گیاهان و حیوانات عالی ضروری می‌باشد. مس در آنزیمهای متنوعی، از جمله در سیتوکروم اکسیداز سی و آنزیم حاوی Cu-Zn به نام superoxide dismutase وجود دارد و فلز اصلی در رنگدانه حامل اکسیژن hemocyanin است.RDA برای مس در بزرگسالان سالم ۹/۰ میلی‌گرم در روز می‌باشد. مس در جریان خون عمدتاً روی پروتئین پلاسمایی بنام ceruloplasmin حرکت می‌کند. اگرچه مس اول در روده جذب می‌شود، این عنصر همبسته با آلبومین به سوی کبد منتقل می‌شود. یک حالت ارثی که بیماری ویلسون نامیده می‌شود موجب باقی ماندن مس در بدن و عدم ورود آن به صفرا توسط کبد شود. این بیماری در صورت عدم درمان می‌تواند منجر به آسیب‌های کبدی و مغزی شود.[۱۰]

    مس نیز به مقدار بسیار کم در تولید کلروفیل، پروتئین، کربوهیدرات‌ها و همچنین در فعال ساختن برخی از آنزیم‌ها مورد نیاز است. در صورت کمبود مس برگ‌ها کوچک مانده و سرشاخه‌های جوان را دچار برگ سوختگی می‌کند. هر چه واکنش خاک اسیدی تر باشد، مس قابل استفاده تر است. برای رفع کمبود مس از سولفات مس به تنهایی و گاهی مخلوط با آهک (به نام ترکیب بردو Bordeaux Mixture) استفاده می‌شود.[۱۰]

    کارکردهای مس در بدن انسان[ویرایش]

    مس به فرایند سوخت و ساز بدن کمک می‌کند، سلول‌های مغزی با کمبود مس در انجام کارهای خود ناتوانند یا بسیار ضعیف عمل می‌کنند، مس باعث کمک در جذب و استفاده آهن در بدن می‌شود. مس یکی از مواد اولیه بسیاری از آنزیم‌های حیاتی بدن است. مس یک آنتی‌اکسیدان است و رادیکال‌های آزاد را نابود می‌کند که این به بدن کمک می‌کند تا با رادیکال‌های آزاد و آسیب‌های آن‌ها مانند پیری زودرس، سرطان، تخریب سلول‌های بدن و غیره مقابله کند. مس توسط سلول‌های انسان از جمله سلول‌های مغزی مورد استفاده قرار می‌گیرد تا آنجا که در عمل کردهای مغز نقش پایه‌ای دارد. سلول‌های خون برای رشد و ادامه حیات نیازمند مس هستند.

    اولین سند پزشکی نوع بشر پاپیروس اسمیت است که بین سال‌های ۲۶۰۰ تا ۲۲۰۰ پیش از میلاد نوشته شده‌است.[۱۲] به گواه این اثر، از مس برای ضدعفونی زخم‌ها و پاکی آب آشامیدنی استفاده می‌کرده‌اند. به علاوه یونانی‌ها، رومی‌ها و ازتک‌ها، چینی‌ها برای درمان اعضای لرزان (احتمالاً منظور صرع بوده‌است)، درمان زخم‌های سوختگی، بیماری‌های پوستی مانند جرب، همین‌طور لک‌های پوستی روی گردن و گلو درد از مس سود می‌جستند.[۱۴] در حالیکه در ایران باستان و هند از مس برای عفونت‌های چشمی، عفونت‌های پوستی و عفونت دستگاه تناسلی استفاده می‌شد. گزارش مستندی وجود دارد که سربازان یونانی برای جلوگیری از عفونت زخم، قسمتی از شمشیر برنزی را به درون زخم باز وارد می‌کردند.[۲۱]

    مسمومیت مس[ویرایش]

    بدن می‌تواند مس اضافی را دفع کند اما به دلیل تداخل در جذب مس و روی، دریافت بیش از اندازه مس باعث عدم جذب روی می‌شود و بالعکس، در هر دو حالت پیامدهای آن برای بدن می‌تواند جدی و حتی کشنده باشد.

    ایزوتوپها[ویرایش]

    علاوه بر تعداد زیادی رادیوایزوتوپ، دو ایزوتوپ پایدار Cu-۶۳ و Cu-۶۵ موجود است. تعداد بسیار زیادی از این رادیوایزوتوپ‌ها دارای نیمه عمرهایی به مقیاس دقیقه یا کمتر دارند، طولانی‌ترین نیمه عمر متعلق به Cu-۶۴ است که مدت آن ۷/۱۲ ساعت، با دو حالت فرسایشی که منجر به محصولات جداگانه می‌شود.

    مس‌در ایران[ویرایش]

    ایرانیان به دلیل سهولت دسترسی به معادن مس در هزاره پنجم ق. م اولین تولیدکننده، مصرف‌کننده و صادر کننده لوازم و کالاهای مسی در آن زمان بودند. از مهم‌ترین مراکز مس آن دوره به شهداد کرمان اشاره کرد.

    کارایی مس[ویرایش]

    مس خالص را می‌توان به کمک باز پخت به صورت نورد گرم چکش کاری و خروج از قالب شکل داد؛ که قابل استفاده در محوطه‌سازی و کارهای فضای باز را پیدا می‌کند. همچنین برای سختی بیشتر در حرارت بیشتری تا حد سرخی آن را نگه داشته و سپس داخل آب می‌کنند.

    کاربرد مس[ویرایش]

    امروزه کاربرد مس در HVAC، ذخیره و انتقال آب، لوله‌کشی فاضلاب و نیز تبدیل جریان متناوب به مستقیم، فیلترها و کولرهای آبی برای تضمین سلامت توصیه می‌شود. مس در پزشکی و دامپزشکی نیز استفاده می‌شود. تحقیق کاربرد مس در داروهای ضد تکثیر سلولی و سرطان نیز ادامه دارد.[۲۲] و[۲۳] قلمزنی از ترکیب‌های مس به عنوان مهارگر باکتری، باکتری کش، قارچ کش و نگهدارندهٔ چوب استفاده می‌شود.

    مصارف مس در ساختمان[ویرایش]

    مس برای لوله‌کشی آب سرد وگرم، مخازن آب گرم، پوشش بام، آب‌بندی و همچنین به عنوان هادی الکتریسیته کاربرد دارد. مقدار اندکی از مس به فلزات دیگر برای اهداف مختلف مثل افزایش مقاومت در برابر پوسیدگی در فولاد سازه‌ای، سهولت کار با چدن و افزایش مقاومت در آلومینیم، اضافه می‌شود. ورقه نازکی از مس یا آلیاژهای آن به صورت آبکاری روی فلزات مختلف یا پلاستیک کشیده می‌شود و سطوح آن‌ها را هادی می‌نماید که در صنعت کاربرد زیادی دارد. از مس برای تهیه رنگ‌های شیشه و سرامیک نیز استفاده می‌شود. همچنین از نمک‌های مس برای محافظت چوبها بهره می‌برند.

    هشدارها[ویرایش]

    با تمامی ترکیبات مس باید طوری رفتار شود گویی سمی هستند (مگر خلاف آن مشخص باشد). این فلز در حالت پودری خطر آتش زایی دارد. ۳۰ گرم سولفات مس برای انسان کشنده‌است. مس موجود در آب آشامیدنی با غلظتی بیش از ۱ میلی‌گرم در لیتر موجب لک شدن لباس‌ها و اقلام در آب می‌گردد. مقدار بی‌خطر مس در آب آشامیدنی انسان بر حسب منبع آن متفاوت است اما مرز آن بین ۱٫۵ تا ۲ میلی‌گرم در هر لیتر می‌باشد.

    صادرات مس[ویرایش]

    وجود معادن متعدد مس در ایران و صادرات آن به سایر کشورها باعث شده تا ایران تأمین‌کنندهٔ حدود ۳ درصد از ذخایر مس دنیا باشد. به عنوان مثال طی ۷ ماهه اول سال ۹۵ حدود ۲۰۰ کیلوگرم شمش مس به دیگر کشورها صادر شده‌است، که چیزی در حدود ۱٬۱۹۳٬۳۷۶ دلار می‌باشد.[۲۴]

    منابع[ویرایش]

    1- کانسارهای مس در ایران با نگرش ویژه به استان سمنان، حسین بی‌باکیان سنگسر، سید علیرضا آشفته، انتشارات فرهیختگان دانشگاه، چاپ اول 1399، 978-600-235-165-4

    منبع مطلب : fa.wikipedia.org

    مدیر محترم سایت fa.wikipedia.org لطفا اعلامیه سیاه بالای سایت را مطالعه کنید.

    رسانای مسی

    رسانای مسی

    مس از زمان اختراع آهنربای الکتریکی و تلگراف از دهه ۱۸۲۰م تا کنون در سیم کشی‌ها استفاده شده‌است.[۱][۲] اختراع تلفن در سال ۱۸۷۶ تقاضای بیشتری برای سیم مسی به عنوان یک رسانای الکتریکی ایجاد کرد.[۳]

    مس رسانای الکتریکی است و در بسیاری از دسته‌های سیم کشی برق مورد استفاده قرار می‌گیرد.[۳][۴] سیم مسی در تولید برق، انتقال قدرت، توزیع برق، مخابرات، مدار الکترونیکی و انواع بی شماری تجهیزات الکتریکی استفاده می‌شود.[۵] مس و آلیاژهای آن نیز برای ایجاد اتصالات برق استفاده می‌شوند. سیم کشی در ساختمان‌ها مهم‌ترین بازار برای صنعت مس است.[۶] تقریباً نیمی از کل مس تولید شده برای ساخت سیم‌های الکتریکی و کابل‌های سیم کشی استفاده می‌شود.[۵]

    خواص مس[ویرایش]

    رسانش الکتریکی معیاری است که نشان می‌دهد که چقدر مواد توانایی حمل بار الکتریکی دارند. این یک ویژگی ضروری در سیم کشی سیستم‌های الکتریکی است. مس دارای بالاترین میزان هدایت الکتریکی تمام فلزات غیر گرانبها است: مقاومت الکتریکی مس = 16.78 nΩ • m در ۲۰ ° C است.

    البته رسانایی مس بدون اکسیژن خالص (OFE) حدود ۱ درصد بیشتر (یعنی حداقل ۱۰۱ درصد IACS) است.[۷][۸]

    نظریه فلزات در حالت جامد آنها[۹] به تعریف هدایت الکتریکی غیرمعمول مس کمک می‌کند. در یک اتم مس، ناحیه انرژی 4S یا لایهٔ ظرفیت و رسانش، نیمه پر است، بنابراین بسیاری از الکترونها قادر به حمل جریان الکتریکی هستند. وقتی یک میدان الکتریکی روی یک سیم مسی اعمال می‌شود، الکترون‌ها شتابی به سمت انتهای الکتروپازتیو می‌گیرند، بنابراین جریان ایجاد می‌شود. این الکترون‌ها در برابر برخورد با اتم‌های ناخالص، جابجایی، یون‌های شبکه و نواقص، مقاومت می‌کنند. میانگین فاصله بین برخوردها، که به عنوان " متوسط مسیر آزاد " تعریف شده‌است، به‌طور معکوس متناسب با مقاومت فلز است. آنچه در مورد مس منحصر به فرد است، طول عمر طولانی آن (حدود ۱۰۰ فاصله اتمی در دمای اتاق) است. این متوسط مسیر آزاد به محض سرد شدن مس افزایش میابد.[۱۰]

    به علت رسانایی برتر آن، مس بازپخت شده معیار استاندارد بین‌المللی برای مقایسه با همه رساناهای الکتریکی دیگر شده‌است. در سال ۱۹۱۳، کمیته بین‌المللی الکتروتکنیک، رسانش مس خالص از لحاظ تجاری را در استاندارد بین‌المللی مس بازپخت شدهٔ خودش تعریف کرد، که طبق آن100% IACS برابر با 58.0MS/m در دمای ۲۰ ° Cاست، کاهش آن با آهنگ ۰٫۳۹۳٪ / ° C.[۷][۸] رخ می‌دهد. از آنجا که خلوص تجاری در طول قرن گذشته بهبود یافته‌است، رساناهای مسی مورد استفاده در ساخت سیم‌ها اغلب کمی بیش از استاندارد 100% IACS هستند.[۱۱]

    مس درجه یک مورد استفاده برای کاربردهای الکتریکی، میله الکترولیتیک سخت (ETP) مس (CW004A یا ASTM تعیین‌کننده C11040) است. این مس حداقل ۹۹٫۹۰٪ خالص و هدایت الکتریکی حداقل 101% IACS را دارد. ETP مس حاوی درصد کمی از اکسیژن (۰۲/۰ تا ۰۴/۰ درصد) است. در صورتی که مس با رسانایی بالا نیاز به جوشکاری یا لحیم کاری سخت یا استفاده در یک اتمسفر تقلیل یافته را داشته باشد، از مس بدون اکسیژن (CW008A یا ASTM نامگذاری C10100) استفاده می‌شود.[۱۲]

    چندین فلز رسانای الکتریکی کم‌تراکم تر از مس وجود دارند، اما برای حمل جریان یکسان به مقطع عرضی بزرگتری نیاز دارند و امکان دارد در جاهایی که فضای محدود یک نیاز عمده است قابل استفاده نباشند.[۱۰][۴]

    آلومینیوم ۶۱ درصد رسانش مس را دارد. سطح مقطع عرضی رسانای آلومینیومی برای داشتن توانایی حمل جریان یکسان، باید ۵۶ درصد بزرگتر از مس باشد. نیاز به افزایش ضخامت سیم آلومینیومی مصرف آن در بسیاری از کاربردها را محدود کرده‌است. از جمله در موتورهای کوچک و اتوموبیل‌ها. در برخی از کاربردها مانند کابل‌های انتقال قدرت منطقه ای از مس به ندرت استفاده می‌شود

    نقره، یک فلز گرانبها، تنها فلز با رسانش الکتریکی بالاتر از مس است. هدایت الکتریکی نقره ۱۰۶٪ از مس بازپخت شده در مقیاس IACS بیشتر است و مقاومت الکتریکی نقره = 15.9 nΩ • m در ۲۰ ° C[۱۳][۱۴] است هزینه‌های بالا نقره همراه با استحکام کششی کم آن، استفاده از آن را به برنامه‌های خاص مانند آبکاری مشترک و اتصال سطوح و پوشش دادن برای هادی‌ها در کابل‌های کواکسیال با کیفیت بالا که در فرکانس‌های بالای ۳۰ مگا هرتز استفاده می‌شود، محدود کرده‌است.

    استحکام کششی[ویرایش]

    استحکام کششی نیروی مورد نیاز برای کشیدن یک جسم مانند طناب، سیم یا یک ساختار میله ای به نقطه ای است که در آن شکسته می‌شود. استحکام کششی یک ماده حداکثر مقدار استرس کششی است که می‌تواند قبل از شکستن به آن وارد شود.

    بالاتر بودن استحکام کششی مس (۲۰۰–۲۵۰ نیوتن بر میلیمتر مربع برای مس بازپخته شده) در مقایسه با آلومینیوم (۱۰۰ نیوتن بر میلیمتر مربع برای آلیاژهای معمولی رسانا[۱۵]) یکی دیگر از دلایلی است که مس به‌طور گسترده‌ای در صنایع ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد. استحکام بالای مس مقاوم بودن در برابر کشش، گردن، خزش، خراشیدگی و شکسته شدن، از خراب شدن و ازکارافتادن حین کار جلوگیری می‌کند.[۱۶] در رساناهای معادل در توانایی حمل جریان، مس خیلی از آلومینیوم سنگین تر است بنابراین استحکام کششی زیاد این سنگین تر بودن را جبران و توجیه می‌کند.

    ترکیب قدرت و انعطاف‌پذیری[ویرایش]

    انعطاف‌پذیری توانایی یک ماده برای تغییر شکل تحت تنش کششی است. این اغلب به وسیله توانایی مواد به سیم متصل می‌شود. انعطاف‌پذیری در فلزکاری بسیار مهم است زیرا موادی که در اثر استرس شکسته یا خراب می‌شوند نمی‌توانند چکش کاری، نورد یا کشش مفتولی شوند (کشش مفتولی یک روند است که از نیروهای کششی برای کشش فلز استفاده می‌کند).

    مس دارای قابلیت انعطاف‌پذیری بیشتری نسبت به سایر فلزات به به استثنای طلا و نقره دارد.[۱۷] به علت قابلیت انعطاف‌پذیری بالای مس، به راحتی می‌توان آن را با کشش مفتولی به قطر مطلوب با خطای بسیار کم رساند.[۱۸]

    معمولاً، هرچه فلز قوی تر باشد، انعطاف‌پذیری آن کمتر است. خوشبختانه این ویژگی برای مس صادق نیست ترکیبی منحصر به فرد از استحکام بالا و انعطاف‌پذیری بالا، مس را برای سیم کشی سیستم‌ها ایده‌آل ساخته‌است. برای مثال، در جعبه‌های تقسیم و در ترمینال‌ها، مس می‌تواند خم، پیچ خورده و بدون کشش یا شکستن کشیده شود.[۱۶]

    مقاومت خزش[ویرایش]

    خزش، تغییر شکل تدریجی یک ماده بر اثر انبساط و انقباض‌های مداوم در شرایط زیر «بار، بدون بار» است. این فرایند اثرات نامطلوبی بر سیستم‌های الکتریکی دارد: پایانه‌ها براثر آن می‌توانند سست شوند و از بین بروند، باعث ایجاد گرما در اتصالات می‌شود یا قوس‌های خطرناکی ایجاد می‌کند.

    مس دارای ویژگی‌های خزش فوق‌العاده ای است که موجب می‌شود که از بین رفتن اتصالات به کمترین مقدار برسد. برای دیگر رساناهای فلزی که خزش داده می‌شوند، تعمیرات اضافی لازم است تا از محکم بودن پیچ‌ها در سر جایشان مطمئن شده و ازگرمای بیش از حد و قوس‌های الکتریکی جلوگیری شود[۱۶]

    مقاومت در برابر خوردگی[ویرایش]

    خوردگی، تضعیف ناخواسته و در هم شکستن یک ماده به علت واکنش‌های شیمیایی است. مس به‌طور کلی در مقابل خوردگی رطوبت، هوای شرجی، آلودگی صنعتی و سایر موارد جوی مقاوم است. با این حال، هر گونه اکسید خوردگی، کلرید و سولفیدها که بر روی مس شکل می‌گیرند، تا حدودی مساعد هستند.[۱۹][۱۶]

    در بسیاری از شرایط کاربردی، مس در سری‌های گالوانیکی بالاتر از سایر فلزات ساختاری معمول است، یعنی در مقایسه با سایر فلزات، سیم مسی در صورت خیس شدن کمتر در معرض خوردگی قرار می‌گیرد. به هر حال، هر فلز آنودیک در تماس با مس تا جایی که ممکن است، محافظ مس شده و به جای مس دچار خوردگی خواهد شد.

    ضریب انبساط حرارتی[ویرایش]

    فلزات و دیگر مواد جامد پس از حرارت دیدن دچار انبساط شده و با سرد شدن دچار انقباض می‌شوند. این یک اتفاق نامطلوب در سیستم‌های الکتریکی است. مس به عنوان یک ماده الکتریکی ضریب انبساط حرارتی کوچکی دارد. آلومینیوم، یک رسانای معمولی جایگزین، با افزایش دمای یکسان تقریباً یک سوم بیشتر از مس انبساط پیدا می‌کند. این بیشتر بودن درجهٔ انبساط، همراه با انعطاف‌پذیری کمتر آلومینیوم، زمانی که که اتصالات پیچ و مهره به درستی نصب نشده باشندمی تواند باعث ایجاد مشکلات الکتریکی شود. با استفاده از سخت‌افزار مناسب، مانند اتصالات spring pressure و واشرهای فشرده یا تقسیم شده در مفصل، شاید بتوان کیفیت اتصالات آلومینیومی را نسبت به اتصالات مسی قابل مقایسه کرد.[۱۹]

    رسانش حرارتی[ویرایش]

    رسانش حرارتی توانایی یک ماده برای هدایت گرما است. در سیستم‌های الکتریکی، رسانش حرارتی بالا برای تخلیه گرمای اضافی، به ویژه در اتصالات و پایانه‌ها مهم است. مس ۶۰٪ سرعت رسانش حرارتی بیشتری نسبت به آلومینیم دارد.[۱۶] بنابراین بهتر می‌تواند نقاط داغ حرارتی در سیستم‌های سیم کشی شدهٔ الکتریکیرا کاهش دهد.[۱۰][۲۰]

    قابلیت لحیم کاری[ویرایش]

    لحیم کاری فرایندی است که در آن دو یا چند فلز طی یک فرایند حرارتی به هم متصل می‌شوند. این یک ویژگی مطلوب در سیستم‌های الکتریکی است. مس در صورت لزوم می‌تواند به راحتی برای اتصال‌های با دوام لحیم شود.

    سهولت نصب[ویرایش]

    استحکام ، سختی و انعطاف‌پذیری مس با استفاده از آن را بسیار آسان کرده‌است. سیم کشی مسی را می‌توان به سادگی و به راحتی بدون ابزار خاص، واشر، پیچ و مهره، یا ترکیبات مشترک نصب شده انجام داد. انعطاف‌پذیری آن اتصال را آسان می‌کند ب، در حالی که سختی آن کمک می‌کند تا در آن محل، اتصال مطمئنی داشته باشیم. سیم مسی دارای استحکام خوبی برای کشیدن سیم در داخل مسیرهای باریک و ("کشش")، از جمله لوله‌ها است. می‌تواند به راحتی خم شده یا پیچ بخورد بدون آن که بشکند. می‌تواند در هنگام نصب و استفاده به خوبی و بدون هیچ تهدیدی مثل شکستن یا دندانه ای شدن به کار برود و برای اتصال در پایانه‌ها به خوبی بریده شود؛ و می‌تواند بدون استفاده از ابزار ویژه و اتصالات خاص وصل شود. ترکیبی از همه این عوامل باعث می‌شود که برقکاران به راحتی بتوانند سیم‌های مسی را نصب کنند.[۱۶][۲۱]

    انواع[ویرایش]

    تک رشته‌ای و چند رشته‌ای[ویرایش]

    سیم تک رشته‌ای متشکل از یک رشته سیم مسی فلزی، لخت یا محصور در یک عایق است. سیمهای مسی تک رشته معمولاً به عنوان سیم مغناطیسی (در ایران معروف به سیم لاکی است) در موتور و ترانسفورماتور استفاده می‌شوند. آنها نسبتاً سفت و سخت هستند، به راحتی خم نمی‌شوند و به‌طور معمول برای کارهای دائمی نصب شده، اغلب دستکاری شده در سیستم‌های کم انعطاف کاربرد دارند.

    سیم مسی چند رشته‌ای دارای گروهی از سیمهای مس بافته شده یا پیچیده شده به هم است. سیم مسی چند رشته‌ای انعطاف‌پذیر تر و راحت تر از یک سیم بزرگ یک رشته‌ای با مقطع یکسان نصب می‌شود. انشعابات عمر سیم را در برنامه‌های دارای ارتعاش زیاد بهبود می‌بخشد. یک سیم مسی چند رشته‌ای، با یک سیم مسی تک رشته‌ای با سطح مقطع یکسان مقاومت مشابه و برابری دارد، اما با انعطاف‌پذیری آن بیشتر است.[۲۲]

    یک کابل مسی شامل دو یا چند سیم مسی است که در کنار هم قرار می‌گیرند و به یکدیگر متصل می‌شوند و پیچیده می‌شوند یا به یکدیگر چسبیده شده و سیم واحدی را تشکیل داده‌اند. کابل‌های برق را می‌توان با استفاده از سیم‌های مسی چند رشته‌ای انعطاف پذیرتر کرد.

    سیمهای مسی در یک کابل ممکن است لخت باشند یا ممکن است به منظور کاهش اکسیداسیون با یک لایه نازک از فلز دیگر، اغلب قلع، اما گاهی اوقات طلا یا نقره، پوشیده شوند. پختن ممکن است طول عمر سیم را افزایش دهد و باعث می‌شود لحیم کاری آسان‌تر شود. جفت‌های پیچیده و کابل‌های کواکسیال برای جلوگیری از تداخل الکترومغناطیسی، جلوگیری از تابش سیگنال‌ها و ارائه خطوط انتقال با ویژگی‌های تعریف شده طراحی شده‌اند. کابل‌های محافظ دار در فویل یا مش سیم قرار می‌گیرند.

    کاربردها[ویرایش]

    مس پودر الکترولیتیک (ETP)، یک مس با خلوص بالا و حاوی اکسیژن به عنوان عامل آلیاژ، بیشترین کاربرد در برنامه‌های الکتریکی را دارد چرا که به علت رسانایی الکتریکی بالا و بازپخت آن باعث بهبود می‌شود. ETP مس برای انتقال قدرت، توزیع برق و ارتباطات مخابراتی استفاده می‌شود.[۵] کاربردهای رایج عبارتند از ساخت سیم، سیم پیچ موتور، کابل برق، و شینه. مس بدون اکسیژن برای مقاوم بودن در برابر تردی هیدروژن استفاده می‌شود زمانی که مقدار زیادی از کارهای سرد مورد نیاز است و در کاربردهایی که نیاز به انعطاف‌پذیری بالایی دارند (به عنوان مثال، کابل ارتباطی). وقتی که تردی هیدروژن یک نگرانی است و مقاومت الکتریکی کم لازم نیست، فسفر ممکن است به مس اضافه شود.[۱۰]

    برای کاربردهای خاص، به جای مس خالص، آلیاژهای رسانای مس به کار می‌روند، به ویژه هنگامی که نیاز به نقاط قوت بالاتر یا بهبود ساییدگی و مقاومت در برابر خوردگی وجود داشته باشد. با این حال، نسبت به مس خالص، مزایای استحکام و مقاومت در برابر خوردگی که توسط آلیاژهای مس ارائه می‌شود، با رسانایی الکتریکی کمتر آنها جبران می‌شوند. مهندسان طراحی، مزایا و معایب انواع مختلفی از رساناهای مسی و آلیاژهای مسی را در هنگام تعیین نوع مشخصه برای کاربردهای الکتریکی خاص، برآورد می‌کنند. یک نمونه از یک رسانای آلیاژ مس، سیم مس کادمیوم است که برای برق رسانی راه‌آهن در شمال آمریکا مورد استفاده قرار می‌گیرد.[۵] در بریتانیا، BPO (بعداً پست اداری مخابرات) از خطوط هوایی کادمیوم مس با کادمیوم ۱٪ برای استحکام بیشتر استفاده کرد. برای خطوط محلی ۴۰ لیبی / مایل (1.3 mm dia) و برای خطوط تلفنی ۷۰ لیبی / مایل (1.7 mm dia)[۲۳]

    بعضی از بازارهای اصلی کاربردی برای رساناهای مسی در زیر خلاصه شده‌اند.

    سیم کشی الکتریکی[ویرایش]

    سیم کشی برق توزیع برق در ساختمان‌های مسکونی، تجاری یا صنعتی، خانه‌های همراه، وسایل نقلیه تفریحی، قایق‌ها و پست‌های برق در ولتاژهای تا ۶۰۰ ولت است. ضخامت سیم بر اساس الزامات جریان الکتریکی در ارتباط با دمای عملیاتی ایمن است. سیم تک رشته‌ای برای قطرهای کوچکتر استفاده می‌شود. در قطرهای ضخیم‌تر از سیم چند رشته‌ای برای انعطاف‌پذیری بیشتر استفاده می‌شود. انواع هادی شامل کابل‌های مقاوم در برابر خوردگی غیر فلزی / غیر فلزی (دو یا چند سیم عایق شده با غلاف بیرونی غیر فلزی)، زره پوش یا کابل BX (کابل‌ها توسط محوطه فلزی انعطاف‌پذیر احاطه شده)، کابل فلزی پوشاننده، کابل فیدر زیرزمینی، کابل TC، کابل مقاوم در برابر آتش، و کابل‌های عایق شده از مواد معدنی، از جمله کابل مسی پوششی مس.[۲۴] مس معمولاً برای ساخت سیم به دلیل رسانش، استحکام و قابل اطمینان بودن آن استفاده می‌شود. از لحاظ طول عمر یک سیستم سیمکشی شده، مس از لحاظ اقتصادی نیز به صرفه است.

    مس مورد استفاده در ساخت سیم دارای رتبه رسانش 100% IACS[۸][۲۵] یا بهتر از آن است. سیم مسی ساختمانی نیاز به عایق کمتری دارد و می‌تواند در کانال‌های کوچکتر نصب شود و در مواقعی که رسانش کمتری مورد نیاز است استفاده می‌شود. همچنین، نسبت به فلزات دیگر با رسانش کمتر، سیم مسی بیشتری می‌تواند در یک مجرای یکسان جای گیرد. این بیشتر «پرشدن با سیم» هنگامی که یک سیستم دوباره سیمکشی شده یا انبساط یافته‌است یک مزیت ویژه به‌شمار می‌رود.[۱۶]

    سیم مسی ساختمانی با برنج و پیچ‌های پوشش داده شده با کیفیت سازگار است. چنین سیمی اتصالی را فراهم می‌کند که مورد خوردگی و خزش قرار نمی‌گیرد. با این حال، با سیم یا اتصالات آلومینیومی سازگار نیست. اگر دو فلز به هم متصل شوند، ممکن است یک واکنش گالوانیک رخ دهد. خوردگی آندی در طی واکنش می‌تواند آلومینیوم را متلاشی کند. به همین دلیل است که اکثر تولیدکنندگان لوازم خانگی و الکتریکی از سیم‌های سرب مس برای اتصال به سیستم‌های سیم کشی شدهٔ ساختمان استفاده می‌کنند.[۲۱]

    سیم کشی ساختمان «تمام مس» به ساختمان‌هایی اطلاق می‌شود که در آن خدمات برق داخلی منحصراً سیم کشی مسی شده باشد. در خانه‌های تمام مس، هادی‌های مس در پانل‌های قطع کننده مدار، سیم کشی انشعابات مدار (مثلاً به خروجی‌ها، سوئیچ‌ها، وسایل روشنایی و غیره) و در شاخه‌های اختصاص داده شده در خدمت وسایل سنگین بار (مانند محدوده، اجاق، خشک کن لباس و تهویه مطبوع) استفاده می‌شوند.[۲۶]

    تلاش برای جایگزینی مس با آلومینیوم در ساخت سیم زمانی که متوجه شدند که اتصالات آلومینیومی به علت خزش آهسته ذاتیشان، و ترکیب شدن آلومینیوم با اکسیژن در دمای بالای به وجود آمده در پی مقاومت زیاد آن که در نهایت منجر از بین رفتن آن‌ها می‌شود در اکثر کشورها کاهش یافت. اتصال با Spring-load به‌طور عمده این مشکل را با هادی‌های آلومینیومی در ساخت سیم حل می‌کند، اما برخی از قوانین ساختمان هنوز استفاده از آلومینیوم را ممنوع کرده‌است.

    برای اندازه شاخه مدار، تقریباً تمام سیمهای اصلی برای چراغ‌ها، خروجی‌ها و سوئیچ‌ها از مس ساخته شده‌اند.[۱۶] بازار سیم آلومینیوم امروزه عمدتاً محدود به اندازه‌های بزرگتر مورد استفاده در مدارهای تغذیه می‌باشد.[۲۷]

    کدهای سیم کشی برق، جریان مجاز عبوری از کابل را مشخص می‌کنند. جریان نامی یک هادی بستگی به اندازه، حداکثر دمای مجاز و محیط عملیاتی هادی دارد. هادی‌های مورد استفاده در مناطقی که در آن هوا سرد است و در اطراف سیمها آزاد است، به‌طور کلی می‌توانند جریان بیشتری را از خود عبور دهندنسبت به هادی‌های کوچک که در یک کانال زیرزمینی قرار دارد و بسیاری از کانالهای مشابه در مجاورت آن قرار دارند. ارزیابی درجه حرارت عملیاتی از عایق‌های مس سر عمدتاً به دلیل محدودیت‌های مواد عایق یا درجه حرارت از تجهیزات متصل ناشی می‌شود

    سیم کشی ارتباطات[ویرایش]

    کابل کشی پیچ خورده محبوب‌ترین کابل شبکه است و اغلب در شبکه‌های داده برای اتصال کوتاه و متوسط (تا ۱۰۰ متر یا ۳۲۸ فوت) استفاده می‌شود.[۲۸] استفاده از این کابل در مقایسه با استفاده از فیبر نوری یا کابل کواکسیال دارای قیمت کمتری می‌باشد.

    کابل‌های تلفن به‌طور معمول از کابل جفت پیچ خورده بدون محافظ ساخته می‌شوند. دراواخر قرن بیستم، کابل‌های جفت پیچ خورده بیشترین استفاده را در کابل‌های شبکه کامپیوتر داشتند. مخصوصاً در پچ کابل‌ها یا اتصالات موقت شبکه. استفاده از این کابل‌ها در تجهیزات ویدیویی، در درجه اول: دوربین‌های امنیتی رو به افزایش است.

    کابل‌های UTP پلاسمایی که در بالای سقف و دیواره‌های داخلی قرار می‌گیرند، از یک هسته مس جامد برای هر هادی استفاده می‌کنند که باعث می‌شود کابل در صورت خم شدن شکل خود را حفظ کند. کابل‌های پچ، که کامپیوتر را به صفحات دیواری متصل می‌کنند، از سیم مسی و رشته‌ای استفاده می‌کنند، چون که بایستی انعطاف‌پذیری خود را در زمان طول عمر خود حفظ کنند.[۲۸]

    کابل‌های جفت پیچ خورده(UTP) بهترین نوع خط‌های متعادل سیمی موجود می‌باشند. با استفاده از آن‌ها نیز نسبت به بقیه آسان‌تر است. در مواقعی که امنیت و عدم تداخل مهم است، کابل محافظ یا فیبر نوری اغلب در نظر گرفته می‌شود.[۲۸]

    کابل‌های جفت پیچ خورده شامل: نوع سه کابل، که حداقل کابل لازم برای اتصالات تلفن می‌باشد. نوع پنج کابل، کابل ۱۰۰ مگا هرتز هر جفت پیشرفته که به عنوان کابل‌های اترنت استفاده می‌شوند. نوع شش کابل، جایی که هر جفت ۲۵۰مگا هرتز می‌باشد برای بهبود کابل‌های اترنت.

    در کابل‌های شبکه‌های جفت پیچ خورده مسی، صدور تاییدیه برای این کابل‌ها از طریق یک سری کامل آزمایش‌ها مطابق با استاندارد صنعت ارتباطات مخابراتی (TIA) یا استاندارد بین‌المللی سازمان استاندارد (ISO) انجام می‌شود.

    کابل‌های کواکسیال به‌طور گسترده در سیستم‌های کامپیوتری اصلی مورد استفاده قرار می‌گیرند و اولین نوع کابل اصلی مورد استفاده برای شبکه‌های محلی (LAN) بودند. کاربردهای معمول کابل کواکسیال شامل شبکه کامپیوتری (اینترنت) ابزار دقیق ارتباط، پخش ویدئو و CATV ، انتقال RF و مایکروویو، و خطوط تغذیه ای است که فرستنده‌های رادیویی و گیرنده را با آنتن‌های خود متصل می کنند.[۲۹]

    با اینکه کابل‌های کواکسیال می‌توانند مسافت‌های طولانی‌تر و حفاظت بهتری نسبت به کابل‌های جفت پیچ خورده داشته باشند، اما کار کردن با این کابل‌ها دشوار است، مخصوصاً سیم کشی از اتاق‌ها به قفسه سیم کشی. به همین خاطر امروزه بیشتر از کابل‌های ارزان‌تر مثل کابل‌های جفت پیچ خورده یا فیبر نوری در ظرفیت بالاتری نسبت به این نوع کابل‌ها استفاده می‌شود.[۲۸]

    مروزه، بسیاری از کمپانی‌های سازنده کابل تلویزون از کابل‌های کواکسیال برای داخل خانه استفاده می‌کنند. با این حال، این کابل‌ها به‌طور فزاینده ای به یک سیستم ارتباطی داده‌های فیبر نوری خارج از خانه متصل می‌شوند. بسیاری از سیستم‌های مدیریت ساختمان از کابل کشی اختصاصی استفاده می‌کنند. مانند سیستم‌های بندگو/صوتی. نظارت بر امینت و سیستم‌های ورودی هنوز هم اغلب نیاز به کابل مسی دارد. اگرچه کابل‌های فیبر نوری هم استفاده می‌شوند.[۳۰]

    اکثر خطوط تلفن می‌توانند به‌طور همزمان صدای و داده‌ها را به اشتراک بگذارند. سیم کشی چهار سیمه تلفن در خانه‌ها قادر به تأمین نیازهای ارتباطی برای چندین خط تلفن، سرویس اینترنت، ارتباطات تصویری،انتقال داده، دستگاه‌های فکس و خدمات امنیتی نیست. تداخل، تداخل استاتیک، سیگنال‌های غیرقابل شنفتن و قطع شدن ارتباط از مشکلات رایج سیم کشی قدیمی می‌باشند. کامپیوترهای متصل به شبکه، با روش سیم کشی قدیمی، اغلب عملکرد اینترنت ضعیف را تجربه می‌کنند.

    " سیم کشی ساخت یافته " یک اصطلاح کلی در سیم کشی محلی در قرن بیست و یکم می‌باشد؛ که از آن در سیم کشی محلی برای تلفن با ظرفیت‌های بالا، ویدیو، سیستم انتقال داده، امنیت،کنترل و سیستم‌های سرگرمی استفاده می‌شود. تأسیسات آن شامل یک پانل توزیع مرکزی می‌باشد که در آن همه اتصالات ساخته شده‌اند از قبیل :اتصالات اختصاصی برای تلفن، داده‌ها، تلویزیون‌ها و جک‌های صوتی.

    سیم کشی ساخت یافته کامپیوترها را قادر می‌سازد تا با یکدیگر بدون خطا و با سرعت بالا ارتباط برقرار کنند در حالیکه بسیار مقاومند در برابر تداخل در منابع مختلف برق مانند لوازم خانگی و سیگنال‌های ارتباطی خارجی. رایانه‌های شبکه قادر به اشتراک همزمان سرعت اینترنت با سرعت بالا می‌باشند. سیم کشی ساخت یافته همچنین می‌تواند کامپیوترها را پرینتر، اسکنر، تلفن، دستگاه فکس، و حتی سیستم‌های امنیتی خانگی و تجهیزات سرگرمی خانگی متصل کند.

    کابل کواکسیال RG-6 دارای محافظ چهارگانه می‌تواند همزمان تعداد زیادی کانال تلویزیونی را حمل کند. الگوی سیم کشی ستاره، جایی که سیم کشی به هر جک به یک دستگاه توزیع مرکزی گسترش می‌یابد، انعطاف‌پذیری خدمات، شناسایی مشکل و کیفیت سیگنال بهتر را تسهیل می‌کند. این الگوی دارای مزایایی برای حلقه‌های زنجیره ای دیزی می‌باشد. ابزارهای نصب، راهنمایی‌ها و تکنیک‌ها برای سیستم‌های سیم کشی شبکه با استفاده از کابل‌های جفت پیچ خورده، کابل‌های کواکسیال و اتصالات برای هر یک در دسترس هستند.[۳۱][۳۲]

    سیم کشی ساخت یافته با سیستم‌های بی‌سیم در خانه‌ها رقابت می‌کند. با وجود اینکه سیستم‌های بی‌سیم قطعاً دارای مزایای راحتی هستند، سیم کشی ساخت یافته دارای نقاط ضعف در سیستم‌های مسی سیمی هستنداما سیم کشی رده ۵ پهنای باند بالاتری نسبت به سیستم‌های بی‌سیم را پشتیبانی می‌کند؛ که معمولاً بیش از ده برابر سرعت سیستم‌های بی‌سیم را دارا می‌باشد که می‌توان از آن برای برنامه‌های سریع تر، داده‌ها و کانال‌های بیشتری برای برنامه‌های ویدئویی، استفاده کرد. همچنین سیستم‌های بی‌سیم دارای خطر امنیتی می‌باشند زیرا می‌توانند اطلاعات حساس را به کاربران ناخواسته که دارای دستگاه‌های دریافت کننده مشابه هستند، ارسال کنند. سیستم‌های بی‌سیم بیشتر به تداخل دستگاه‌ها و سیستم‌های دیگر حساس هستند، که می‌تواند عملکرد را مختل کند.[۳۳] برخی از مناطق جغرافیایی و برخی از ساختمانها ممکن است برای تأسیسات بی‌سیم مناسب نباشند، به‌طور مشابه برخی از ساختمانها نیز ممکن است مشکل نصب سیمها را داشته باشند.

    توزیع انرژی الکتریکی[ویرایش]

    توزیع برق مرحله نهایی در تحویل برق برای استفاده نهایی می‌باشد. سیستم توزیع انرژی الکتریکی را از سیستم انتقال به مصرف‌کنندگان منتقل می‌کند.

    کابل‌های قدرت برای انتقال و توزیع برق در داخل یا خارج از ساختمان استفاده می‌شود. اطلاعات مربوط به انواع مختلف کابل‌های قدرت موجود می‌باشد.[۳۴]

    مس معوملا به عنوان هادی مورد استفاده در خطوط انتقال زیر زمینی به بقیه مواد ترجیح داده می‌شود که در ولتاژ بالا و فوق بالا تا ۴۰۰ کیلو ولت استفاده می‌شود. دلیل استفاده از آن در خطوط انتقال زیرزمینی هدایت الکتریکی و حرارتی حجمی آن نسبت به دیگر هادی‌ها است. این خواص مفید برای هادی‌های مس صرفه جویی در فضا، کاهش تلفات و حفظ دمای کم کابل را به همراه دارد.

    مس همچنان در خطوط با ولتاژ کم در معادن و در تجهیزات زیر آب، و همچنین در راه‌آهن الکتریکی، بالابرها، و سایر خدمات در فضای باز، استفاده می‌شود.[۵]

    آلومینیوم، به تنهایی یا با فولاد تقویت شده، جهت استفاده به عنوان هادی‌های خطوط هوایی، به دلیل وزن سبک‌تر و هزینه پایین ترمورد استفاده قرار می‌گیرد.[۵]

    هادی‌های لوازم خانگی[ویرایش]

    هادی‌های لوازم خانگی با توجه به مشخصات و کاربرد آن از سیم نرم پیچیده‌ای ساخته شده‌است که ممکن است برای لحیم کاری یا تشخیص فاز هم استفاده شود. بسته به مقدار و نوع بار، عایق می‌تواند PVC، نئوپرن، اتیلن پروپیلن، پرکننده پلی پروپیلن یا پنبه باشد.[۵]

    هادی‌های خودرو[ویرایش]

    هادی‌های خودرو نیاز به عایق‌هایی دارند تادر مقابل دمای بالا، محصولات نفتی، رطوبت، آتش‌سوزی و مواد شیمیایی مقاوم باشند. PVC، نئوپرن و پلی اتیلن متداول‌ترین عایق‌ها می‌باشند. اختلاف پتانسیل الکتریکی از ۱۲ ولت برای سیستم‌های الکتریکی تا بین ۳۰۰ و ۱۵۰۰۰ ولت برای ابزارها، روشنایی و سیستم‌های احتراق متغیر است.[۳۴]

    سیم پیچ مغناطیسی[ویرایش]

    سیم پیچ مغناطیسی یا سیم، سیم پیچ، در سیم پیچ موتورهای الکتریکی، ترانسفورماتورها، ماشین هایالقایی، ژنراتورها، هدفون‌ها، کوئل‌های بلندگو، موقعیت ساز هارد دیسک، الکترومغناطیس‌ها و دیگر دستگاه‌ها استفاده می‌شود.[۵][۱۰]

    اغلب سیم‌های مغناطیسی از مس کاملاً تصفیه شده، الکترولیت تصفیه شده تشکیل شده‌اند تا سیم‌ها به هم نزدیک تر شوند برای ایجاد کویل مغناطیسی. سیم با طیف وسیعی از عایق پلیمری، از جمله لاک، به جای پلاستیکی ضخیم‌تر یا انواع دیگر عایق که معمولاً در سیم برق استفاده می‌شود پوشش داده شده‌است.[۵] مقادیر مس با کیفیت خلوص بالا بدون اکسیژن برای کاربردهای با درجه حرارت بالا در کاهش اتمسفر یا در موتورها یا ژنراتورهای خنک‌کننده گاز هیدروژنی استفاده می‌شود.

    بستن اتصالات برای کابل‌های مسی[ویرایش]

    مس به عنوان محفظه تعریف شده و سخت‌افزار مربوطه است که برای بازگرداندن یکپارچگی مکانیکی و محیطی یک یا چند کابل کشی داخل محفظه، و ارائه برخی از عملکردهای داخلی برای اسپلینگ، خاتمه دادن یا اتصال می‌باشد.[۳۵]

    انواع اتصال[ویرایش]

    همان‌طور که در صنعت Telcordia سند GR-3151 ذکر شده‌است، دو پیکربندی اصلی برای اتصال وجود دارد: اتصال بافت و اتصال در خط. اتصال لب به لب اجازه می‌دهد تا کابل تنها از یک طرف بسته شود. این روش همچنین به عنوان اتصال گنبدی نیز شناخته می‌شود. این اتصال‌ها را می‌توان در انواع کاربردهای مختلف استفاده کرد، از جمله شاخه سازی. اتصال در خط امکان ورود به کابل در هر دو انتهای اتصال رافراهم می‌کند. این نوع اتصالات را می‌توان در انواع کاربردهای مختلف، از جمله اتصالات شاخه و دسترسی به کابل به کار برد. اتصال در خط را نیز می‌توان با استفاده از محدود کردن دسترسی کابل به یک انتهای اتصال، در یک پیکربندی بافت استفاده کرد.

    بسته شدن اتصالات مس با ویژگی‌های طراحی عملکرد تعریف شده‌است و اکثر اوقات مستقل از محیط و کاربرد خاص آن می‌باشد. در این زمان، Telcordia دو (۲) نوع اتصال مس را شناسایی کرده‌است:

    ESCها تمام ویژگی‌ها و عملکردهای ارائه شده در اتصالات معمولی را در محفظه ای فراهم می‌کنند که مانع نفوذ مایع و بخار در داخل محفظه می‌شود. این کار از طریق استفاده از یک سیستم آب‌بندی محیطی مانند واشر لاستیکی یا چسب‌های بسیارداغ انجام می‌شود. بعضی از ESCها از هوای تحت فشار استفاده می‌کنند تا از رفع رطوبت جلوگیری شود.

    FBCها تمام ویژگی‌ها و عملکردهای ارائه شده در اتصالات معمولی را فراهم می‌کند واز نفوذ باران، گرد و غبار و حشرات جلوگیری می‌کند. با این وجود، چنین اتصالاتی، مبادله آزاد هوا با محیط خارج را اجازه می‌دهد؛ بنابراین ممکن است که درون اتصال متراکم شود؛ بنابراین لازم است که تخلیه کافی برای جلوگیری از انباشت آب داخل اتصال ایجاد شود.

    رویدادهای آینده[ویرایش]

    مس در بیشتر کاربردهای سیم الکتریکی غالب خواهد بود، به خصوص اگر ملاحظات فضائی مهم باشند.[۳] صنعت خودرو طی دهه‌های گذشته استفاده از سیم‌های کوچکتر را در کاربردهای خاص مورد توجه قرار داده‌است. بسیاری از تولیدکنندگان شروع به استفاده از آلیاژهای مس مانند مس-منیزیم (CuMg) می‌کنند که قابل استفاده برای سیم‌های با قطر کوچکتر و وزن کمتر است و عملکرد رسانایی را بهبود می‌بخشد. آلیاژهای خاصی مانند مس-منیزیم در حال افزایش استفاده در خودرو، هوا فضا و صنعت دفاعی هستند.[۳۶]

    با توجه به نیاز به افزایش انتقال صوت با سرعت بالا و سیگنال داده‌ها، انتظار می‌رود کیفیت سطح سیم مسی همچنان بهبود یابد. رسیدن به نقاط بهتر و حرکت به سوی نقصهای صفر در هادی‌های مس، انتظار می‌رود ادامه یابد.

    به منظور بهبود شکل‌پذیری سیم و جلوگیری از کشش بیش از حد سیم در طول عملیات کابل کشی حداقل مقاومت مکانیکی برای سیم مغناطیسی لازم می‌باشد.

    به نظر نمی‌رسد که استانداردهای خلوص سیم مسی فراتر از مقدار کمینه فعلی IACS 101% افزایش یابد. اگر چه ۶ نان مس (۹۹٫۹۹۹۹٪ خالص) در مقادیر کم تولید شده‌است، اما بسیار گران است و برای اکثر برنامه‌های کاربردی تجاری مثل آهنربا، مخابرات، و ساختن سیم غیر ضروری است. هدایت الکتریکی ۶ نان مس و ۴ نان مس (۹۹٫۹۹٪ خالص) در دمای محیط تقریباً یکسان است، هرچند مس با خلوص بالا دارای هدایت بالاتر در دماهای برودتی است؛ بنابراین، برای دمای غیر برودتی، ۴ نان مس احتمالاً به عنوان مواد غالب برای اکثر کاربردهای سیم تجاری باقی خواهد ماند.[۳]

    سرقت فلز[ویرایش]

    در طول بازه زمانی رونق و توسعه کالاها در دهه ۲۰۰۰، قیمت مس در سراسر جهان افزایش یافت،[۳۷] که باعث افزایش انگیزه در مجرمان برای سرقت مس از کابلهای توزیع برق و ارتباطات شد.[۳۸][۳۹][۴۰]

    منبع مطلب : fa.wikipedia.org

    مدیر محترم سایت fa.wikipedia.org لطفا اعلامیه سیاه بالای سایت را مطالعه کنید.

    جواب کاربران در نظرات پایین سایت

    مهدی : نمیدونم, کاش دوستان در نظرات جواب رو بفرستن.

    میخواهید جواب یا ادامه مطلب را ببینید ؟
    دانلود کنید
    مهدی 3 ساعت قبل
    -1

    سلام ببخشید متن خیلی زیا است

    ناشناس 1 روز قبل
    0

    جواب سوالم رو پیدا نکردم

    Ilya 1 روز قبل
    0

    اصلا بدرد بخور نبود

    اا 3 روز قبل
    -2

    بلب

    برای ارسال نظر کلیک کنید