建築と芸術のための銅
※パイプラインシステム
銅製水道管は、美しくて丈夫、取り付けが簡単、耐火性、衛生的などの利点があり、亜鉛メッキ鋼管やプラスチック管に比べて価格性能比が大幅に優れています。住宅や公共の建物では、給水、暖房、ガス供給、スプリンクラーシステムに銅管がますます好まれ、現在では好まれる材料となっています。先進国では、銅製の給水システムが大きな割合を占めています。世界で6番目に高いビルであるニューヨークのマンハッタンビルは、給水システムだけで6 0,000フィート（10,000キロメートル）の銅管を使用しています。ヨーロッパでは、飲料水用の鋼管の消費量が非常に多く、英国の飲料水用鋼管の平均消費量は1人あたり年間1.6キログラム、日本では0.2キログラムです。亜鉛メッキ鋼管は錆びやすいため、多くの国で禁止されています。 私の国では、住宅建設における銅管システムの使用を推進することが急務となっています。
※ 家の装飾
ヨーロッパでは、屋根やひさしを作るのに通し板を使うのが伝統で、北欧では壁の装飾にも使われています。銅は大気腐食に強く、耐久性があり、リサイクルも可能です。加工性も良く、複雑な形にするのも簡単です。色も美しいので、家の装飾に非常に適しています。教会などの古代建築の屋根に使われてきた歴史は古く、今でも魅力的な輝きを放っています。現代の大型ビルやマンション、住宅の建設にもますます使われています。例えば、ロンドンでは、現代のイギリス建築芸術を代表する「英連邦評議会」ビルの屋根は複雑な形をしており、銅板で作られており、重さは約25トンあります。 1966年にオープンしたクリスタルパレススポーツセンターでは、波型の屋根などに60トンの銅が使用されています。統計によると、ドイツでの屋根に使用される銅板の年間平均消費量は1人あたり0.8キログラム、米国では0.2キログラムです。
また、ドアハンドル、錠前、シャッター、手すり、ランプ、壁飾り、キッチン用品など、家の装飾には、耐久性や消毒性に優れているだけでなく、上品な雰囲気で飾れるスチール製品が使われており、人々に深く愛されています。
※ 彫像・工芸品
銅ほど幅広くさまざまな工芸品に使用できる金属は世界に他にありません。古代から現在まで親しまれています。今日の都市建設では、さまざまな記念碑、鋳造鐘、三脚、彫像、仏像、骨董品などに大量の鋳造銅合金が使用されています。フルートなどの現代の楽器は白銅で作られ、サックスは真鍮で作られています。さまざまな精巧な芸術作品、安価な金メッキ、模造金銀ジュエリーにも、さまざまな成分の銅合金を使用する必要があります。
1996年に建造された香港の天壇大仏は、錫、亜鉛、鉛の青銅鋳物で作られており、高さは26メートル、重さは206トンです。1997年に建造された浙江省普陀山の南海観音大仏は、高さ20メートル、重さは70トンで、世界初の模造金材料で作られた巨大な青銅像です。その後、無錫で高さ88-メートルの青銅製釈迦牟尼仏像が完成しました。
※コイン
私たちの祖先が取引に硬貨を使用していた頃から、銅や銅合金が硬貨の製造に使用され、世代から世代へと受け継がれてきました。現代の硬貨電話、乗馬、買い物などの発達により、硬貨の製造に使用される鋼の量が増加しました。
銅貨の用途では、サイズを変えることに加えて、異なる合金成分を使用し、合金の色を変えて、異なる額面の通貨を作って区別することが非常に便利です。一般的に使用されているのは、25％のニッケルを含む「銀貨」、20％の亜鉛と1％の錫を含む真鍮貨、および少量の錫（3％）と亜鉛（1.5％）を含む「銅」貨です。世界中で銅貨の製造に毎年何千トンもの銅が消費されています。ロンドンの王立造幣局だけでも、毎年7億枚の銅貨を製造しており、約7,800トンの金属が必要です。
H. ハイテクノロジーへの応用
銅は伝統的な産業で広く使用されているだけでなく、新興産業やハイテク分野でも重要な役割を果たしています。例えば、
※コンピューター
情報技術はハイテクの先駆けであり、現代人の英知の結晶であるコンピュータに依存しています。コンピュータは、絶えず変化する膨大な情報を処理し、処理するためのツールです。コンピュータの心臓部は、マイクロプロセッサ（演算ユニットとコントローラを含む）とメモリで構成されています。これらの基本コンポーネント（ハードウェア）は、数千万の相互接続されたトランジスタ、抵抗器、コンデンサなどのコンポーネントが小さなチップに分散され、高速な数値計算、論理演算、および大量の情報ストレージを実行します。これらの集積回路のチップは、リードフレームとプリント回路を介して組み立てられて初めて機能します。前の章「エレクトロニクス産業でのアプリケーション」から、銅と銅合金は、リードフレーム、はんだ、プリント回路基板の重要な材料であるだけでなく、集積回路内の小さなコンポーネントの相互接続にも重要な役割を果たすことができることがわかります。
※超伝導と低温
一般的な材料（半導体を除く）の抵抗は、温度が下がるにつれて減少します。温度が非常に低くなると、一部の材料の抵抗は完全に消えます。この現象は超伝導と呼ばれます。超伝導が現れる最高温度は、材料の超伝導臨界温度と呼ばれます。超伝導の発見は、電気の使用に新しい世界を開きました。抵抗がゼロの場合、非常に小さな電圧を印加するだけで非常に大きな（理論上は無限大）電流を発生させることができ、巨大な磁場と磁力を得ることができます。または、電流が通過するときに電圧の低下や電気エネルギーの損失はありません。明らかに、その実用化は人類の生産と生活に変化をもたらし、多くの注目を集めています。
しかし、通常の金属の場合、超伝導は温度が絶対零度（-273 度 C）に非常に近いまで低下したときにのみ現れ、工学的に実現することは困難です。近年、いくつかの超伝導合金が開発されており、その臨界温度は純金属よりも高くなっています。たとえば、Nb3Sn合金の臨界温度は18.1Kです。しかし、その応用は銅と切り離せません。まず、これらの合金は極低温で動作し、ガスの液化によって低温を得る必要があります。たとえば、液体ヘリウム、液体水素、液体窒素の液化温度は、それぞれ4K（-269 度 C）、20K（-253 度 C）、77K（-196 度 C）です。銅はこのような低温でも優れた靭性と可塑性を備えており、極低温工学において欠かせない構造材料やパイプライン輸送材料です。 さらに、Nb3SnやNbTiなどの超伝導合金は非常に脆く、形材に加工するのが難しいため、被覆材として銅と組み合わせる必要があります。現在、これらの超伝導材料は強力な磁石を作るために使用されており、医療診断用の核磁気共鳴装置や鉱山の強力な磁気分離装置に応用されています。時速500キロメートルを超えることが計画されている磁気浮上式鉄道も、これらの超伝導磁石を利用して列車を吊り下げ、車輪とレールの接触抵抗を回避し、車両の高速運転を実現しています。
※ 航空宇宙技術
ロケット、衛星、スペースシャトルでは、マイクロエレクトロニクスの制御システムや計器、計測機器のほか、多くの主要部品にも銅や銅合金が使用されています。たとえば、ロケットエンジンの燃焼室と推力室は、鋼の優れた熱伝導率によって冷却され、温度を許容範囲内に維持できます。アリアナ5ロケットの燃焼室には、銅と銀を組み合わせた合金が使用されています。この燃焼室には360個の冷却チャネルが加工されており、ロケットの打ち上げ時に冷却のために液体水素が導入されます。
さらに、銅合金は衛星構造の荷重支持部品の標準材料でもあります。衛星の太陽電池パネルは通常、銅と他のいくつかの元素の合金で作られています。
※高エネルギー物理学
物質の構造の謎を解明することは、科学者が絶えず追求している主要な基本テーマです。この問題の理解が一歩進むごとに、人類に大きな影響が及びます。現在の原子力の利用はその一例です。現代物理学の最新の研究では、物質の最小の構成要素は分子や原子ではなく、それらよりも数十億倍小さいクォークやレプトンであることがわかりました。現在、これらの素粒子の研究は、原子爆弾の爆発時の核作用よりも数百倍高い非常に高い反応エネルギーの下で行われることが多く、これを高エネルギー物理学と呼びます。このような高エネルギーは、強力な磁場内の荷電粒子が長距離加速されて固定されたターゲットに「衝撃を与える」こと（高エネルギー加速器）、または反対方向に加速された2つの粒子が互いに衝突すること（衝突型加速器）によって得られます。このためには、鋼を巻線として使用して長距離の強力な磁場チャネルを構築する必要があります。さらに、制御された熱核反応装置にも同様の構造が必要です。 大電流によって発生する熱による温度上昇を抑えるため、これらの磁気チャネルには中空の特殊形状の銅棒が巻かれており、冷却のために媒体を通過させることができます。
