電気産業における応用
電力伝送：電力伝送では大量の高導電性銅が消費され、主に電力ケーブル、バス、変圧器、スイッチ、プラグイン部品、コネクタに使用されています。電線やケーブルの電力伝送の過程では、抵抗加熱により電気エネルギーが浪費されます。省エネと経済の観点から、現在世界では「最適なケーブル断面積」規格が推進されています。過去に普及した規格は、単に最初の設置投資を減らすという観点に基づいており、ケーブル断面積を最小限に抑えて、設計で要求される定格電流下での危険な過熱を回避するために、ケーブルの最小許容サイズが決定されていました。この規格に従って敷設されたケーブルの設置コストは低いですが、長期使用中の抵抗エネルギー消費は比較的大きくなります。「最適なケーブル断面積」規格は、最初の設置コストと電力消費の両方を考慮し、ケーブルサイズを適切に拡大して、省エネの目的と最高の総合的な経済効果を実現します。 新しい規格によると、ケーブルの断面積は旧規格の2倍以上になることが多く、約50％の省エネ効果が得られます。 過去、わが国では鉄鋼が不足していたため、アルミニウムの比重が銅の30％に過ぎないことを考慮して、架空高圧送電線では重量軽減を期待して銅の代わりにアルミニウムが使用されていました。 現在、環境保護の観点から、架空送電線は地中ケーブルの敷設に転換されます。 この場合、アルミニウムは導電性が悪く、ケーブルサイズが大きいため、銅に比べて見劣りします。
モーター製造：モーター製造では、高導電性、高強度の銅合金が広く使用されています。主な銅部品は、ステーター、ローター、シャフトヘッドです。大型モーターでは、巻線を水または水素で冷却します。これは、二重水内部冷却または水素冷却モーターと呼ばれ、長い中空線が必要です。モーターは電気の大きなユーザーであり、総電力供給の約60％を占めています。モーターの動作にかかる累積電気料金は非常に高く、通常、最初の500時間の稼働でモーター自体のコストに達し、1年以内にコストの4〜16倍、全耐用年数でコストの最大200倍に相当します。モーターの効率を少し上げると、エネルギーを節約できるだけでなく、大きな経済的利益も得られます。高効率モーターの開発と応用は、今日、世界でホットな話題です。 モーター内部のエネルギー消費は主に巻線の抵抗損失によるため、銅線の断面積を増やすことは高効率モーターの開発における重要な対策です。近年開発された一部の高効率モーターでは、従来のモーターに比べて銅巻線の使用量が25%～100%増加しています。現在、米国エネルギー省は鋳造銅技術を使用してモーターローターを製造する開発プロジェクトに資金を提供しています。
通信ケーブル：1980年代以降、光ファイバーケーブルは大電流容量の利点により、通信幹線で銅線を継続的に置き換え、急速に推進・応用されてきました。しかし、電気エネルギーを光エネルギーに変換し、ユーザーに入力するには、依然として大量の銅が必要です。通信産業の発展に伴い、人々はますます通信に依存するようになり、光ファイバーケーブルと銅線の需要は増加し続けます。
住宅用電気配線：近年、わが国の人々の生活水準の向上に伴い、家電製品が急速に普及し、住宅の電気負荷が急増しています。1987年の住宅の電力消費量は269.6億kWh（1kWh=1 kW-hour）でした。10年後の1996年には1131億kWhに急増し、3.2倍に増加しました。それにもかかわらず、先進国と比較すると依然として大きな差があります。たとえば、1995年の米国の一人当たり電力消費量はわが国の14.6倍、日本はわが国の8.6倍でした。わが国の住宅電力消費量は今後も大きな発展を遂げるでしょう。1996年から2005年にかけて1.4倍に増加すると予想されています。
機械および冶金業界での応用：銅部品はほとんどすべての機械に使用されています。モーター、回路、油圧システム、空気圧システム、制御システムに使用されている大量の鋼に加えて、ギア、ウォームホイール、ウォーム、カップリング、ファスナー、ねじり部品、ネジ、ナットなど、真鍮と青銅で作られた多くの種類の伝動部品と固定部品があります。互いに相対的に移動するほぼすべての部品の間には、耐摩耗銅合金製のベアリングまたはスリーブが使用されています。特に、容量が10,000トンの大型押し出し機と鍛造プレスのシリンダースリーブとスライドは、ほとんどすべて青銅製であり、鋳物の重量は数トンに達することがあります。多くの弾性要素は、ほとんどすべてシリコン青銅と錫青銅で作られています。溶接ツール、ダイカスト金型などは、銅合金と切り離せないものです。
冶金設備：冶金産業は電力の主要消費産業であり、「電気の虎」と呼ばれています。冶金工場の建設には、通常、銅に依存した巨大な送配電システムと電力操作設備が必要です。また、乾式冶金では、連続鋳造技術が主導的な地位を占めており、重要なコンポーネントである結晶化装置には、クロム銅や銀銅などの高強度で高熱伝導率の銅合金が主に使用されています。電気冶金における真空アーク炉と電気スラグ炉の水冷るつぼは鋼管で作られており、さまざまな誘導加熱の誘導コイルには銅管または特殊形状の銅管が巻かれ、水を通して冷却します。
合金添加物：銅は、鋼やアルミニウムなどの合金の重要な添加元素です。低合金構造用鋼に少量の銅（0.2-0.5％）を添加すると、鋼の強度と大気および海洋腐食に対する耐性が向上します。耐腐食鋳鉄やステンレス鋼に銅を添加すると、耐腐食性がさらに向上します。約30％の銅を含む高ニッケル合金は、有名な高強度耐腐食性「モネル合金」であり、原子力産業で広く使用されています。銅は多くの高強度アルミニウム合金に含まれています。焼入れおよび時効熱処理により、分散した微粒子が合金中に沈殿し、強度が大幅に向上し、時効硬化アルミニウム合金と呼ばれます。その中で有名なのはジュラルミンまたは硬質アルミニウムで、銅、マンガン、マグネシウムを含むアルミニウム合金であり、航空機やロケットの製造に重要な構造材料です。
