عنصر مس و مقاطع مختلف آن

نشانه شیمیایی مس Cu، عنصری فلزی جلادار، به رنگ قهوه‌ای مایل به قرمز، چکش‌خوار، نرم و هادی عالی حرارتی و الکتریکی است. فوق العاده چقرمه و در عین حال نرم می‌باشد. مس در برابر اکسایش جوی و خوردگی بسیار مقاوم است.
دارای وزن اتمی ۶۳/۵، عدد اتمی ۲۹ و نقطه ذوب ۱۰۸۲ درجه سانتی‌گراد، نقطه جوش ۲۳۱۰ درجه سانتی‌گراد، و وزن مخصوص ۸/۹ سانتی‌متر مکعب است .
فلز مس بعد از فولاد و آلومینیوم به لحاظ مصرف در رده سوم قرار دارد و قابلیت تبدیل‌پذیری به آلیاژهای مختلف در آن دیده می‌شود. این عنصر با توجه به خواص منحصر به فرد خود در اشکال مختلی همچون تسمه، کابل، ورق و لوله مسی در صنایع متفاوت استفاده می‌شود. در این مقاله در مورد تاریخچه، انواع، روش تولید و اشکال مختلف این عنصر فلزی مهم بحث خواهیم کرد.

مس عنصر قرمز رنگ فلزی به دلیل خواصی مانند، هدایت حرارت و الکتریکی بالا، شکل‌پذیری، چکش‌خواری و... جز مواد پرکاربرد در صنایع مختلف در اشکالی همچون انواع کابل‌های مسی، لوله، ورق و تسمه است.

لوله مسی

تاریخچه مس

مس برای تعدادی از تمدن‌های قدیمی ثبت شده، شناخته شده بود و تاریخ استفاده از آن حداقل به ۱۰۰۰۰ سال پیش می‌رسد. استفاده از آلیاژهای مختلف مس مانند مس و قلع تقریبا به ۳۰۰۰ سال قبل از میلاد باز می‌گردد. در یکی از اهرام یک سامانه لوله‌کشی با مس پیدا شده که مربوط به ۵۰۰۰ سال پیش است.
مصریان دریافتند که افزودن مقدار کمی قلع، قالب‌گیری مس را آسان‌تر می‌کند، بنابراین آلیاژهای برنزی که در مصر کشف می شوند، تقریبا قدمتی همانند مس دارند.

انواع مس از نظر منابع تولید

1. مس اولیه: که از سنگ معدن یا کنستانتره به دست می‌آید. امروزه حدود ۸۰ درصد از مس تولیدی همان مس اولیه است.
2. مس ثانویه: که از بازیافت قراضه و اسقاطی به دست می‌آید.

• روش پیرومتالورژی: در این روش ابتدا سنگ معدن سولفید مس تغلیظ می شود و سپس گداخته شده و در نهایت پالایش می شود و مس تصفیه شده حاصل می گردد. روش پیرومتالورژی به روش خشک نیز معروف است.
• روش هیدرومتالورژی: که نام دیگر آن تکنولوژی لیچینگ است. در این روش پس از استخراج کانسنگ معدنی آن را خرد کرده و سپس در اسید حل می‌شود و با استفاده از فرآیند الکترولیز فلز مس استخراج می‌شود. (این روش استخراج به روش تر نیز معروف است)

مقاطع مختلف مس

• لوله مسی
• شمش مسی
• الکترود مسی
• ورق مسی
• تمسه‌های مسی

لوله های مسی

لوله مسی به دو روش اکسترود و direct tube تولید می‌شود. این لوله بنا به کاربرد آن، با آلیاژها و ابعاد مختلف ارائه می‌گردد.
با توجه به هدایت الکتریکی و هدایت حرارتی فوق‌العاده مس، کاربرد لوله مسی نیز به دو گروه اصلی تقسیم می‌شود که عبارتند از انتقال جریان الکتریکی و انتقال حرارت.

لوله مسی به دو دسته تقسیم می‌شوند :

1. لوله‌هایی که در سیستم‌های تهویه مطبوع و تبرید به کار می‌روند و به آن ACR می‌گویند.
   لوله مسی سی آر
2. لوله‌هایی که در لوله‌کشی آب و گاز و گازهای طبی مورد استفاده می‌شود.
   لوله مسی آب و گاز

مشخصات لوله مسی بر اساس din1786 ارائه شده است، این لوله‌ها در قطرهای ۶-۲۲ میلی متر با آلیاژ SF-CV22 به صورت کلاف به طول ۲۵ تا ۵۰ متر و با آلیاژ SF-CU37 در قطرهای ۶-۵۴ میلی‌متر به صورت شاخه‌ای عرضه می‌شود.
همچنین در قطرهای ۶۴ میلی‌متر به بالا فقط به صورت شاخه‌ای عرضه می‌شوند.
لوله‌های کلافی در این استاندارد در حالت سرد بدون استفاده از ابزار قابلیت خم شدن دارند و لوله‌های شاخه‌ای تا قطر ۱۸ میلی‌متر را در حالت سرد و به کمک ابزار مناسب می‌توان خم کرد.
لوله مسی دارای درصد خلوص متفاوتی بنا به نیاز بازار در سه گروه TPC، DLP و DHPP تولید می‌شوند.

موارد مصرف لوله مسی

• انعطاف پذیری زیادی دارند.
• ارزان هستند.

ورق مسی

1. سیم‌های مسی
2. لوله‌های مسی
3. دستگیره‌های درب و سایر وسایل منزل
4. آهنرباهای الکتریکی
5. موتورها بخصوص موتورهای الکترومغناطیسی
6. موتور بخار وات
7. کلیدها و تقویت‌کننده‌های الکتریکی
8. .لامپ‌های خلا، لامپ های پرتو کاتدی و مگنترون‌های اجاق‌های ماکروویو
9. هدایت‌کننده موج برای تشعشع مایکروویو
10. به علت خاصیت هدایت بهتر آن نسبت به آلومینیوم رو به افزایش است
11. به عنوان بخش از لعاب سرامیکی در رنگ آمیزی شیشه
12. مالاکیت کربنات مس سبز رنگی است که به وسیله آن ظاهر منحصر به فرد بام‌ها یا گنبدهای با پوشش مس روی بعضی ساختمان‌ها ساخته می شود.
13. وسایل موسیقی به خصوص سازهای بادی و سازهای سیمی
14. به عنوان یک بیواستاتیک در بیمارستان‌ها و پوشاندن قسمت‌های مختلف کشتی برای حفظ در برابر بار ناکل‌ها و ماسل‌ها
15. سولفات مس به عنوان سم کشاورزی و تصفیه کننده آب مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کابل کواکسیال (Coaxial Cable)

این نوع کابل امروزه به عنوان بیش‌ترین کابل استفاده شده در شبکه‌ها به حساب می‌آید و یکی از مهم‌ترین محیط‌های انتقال در مخابرات کابل کواکسیال و یا هم محور است و دلایل زیادی برای استفاده وسیع از آن وجود دارد. کابل coaxial تقریبا گران، سبک، انعطاف‌پذیر و برای کار کردن بسیار آسان است.
در ساده‌ترین شکل، این کابل از یک هسته ساخته شده از مس خالص که با روکشی پوشیده شده است، تشکیل می‌شود. یک روکش فلزی توری مانند و یک روکش بیرونی. هسته کابل coaxialسیگنال‌های الکتریکی حمل می‌کند که این سیگنال‌ها در واقع همان اطلاعات ما را تشکیل می‌دهد. این هسته سیمی می‌تواند تک رشته‌ای یا به صورت چند رشته‌ای باشد. اگر بصورت تک رشته‌ای باشد، معمولا جنس آن از مس است. هسته با یک عایق پوشیده شده است که آن را از توری سیمی موجود در کابل جدا می‌نماید. توری سیمی زمین مدار است و سیگنال‌های الکترونیکی گذری از هسته را در مقابل noise و crosstalk محافظت می‌نماید.

کابل کواکسیال

1. thin net: این نوع کابل کواکسیال قابل انعطاف بوده و قطر آن در حدود ۰/۲۵ اینچ است. با توجه به نرمی و انعطاف‌پذیری Thinnet، کارکردن با آن هم آسان است و تقریباً در تمام شبکه‌ها می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. در شبکه‌هایی که از Thinnet استفاده می‌کنند، کابل مستقیما به کارت شبکه متصل می‌شود نوع نازک کابل کواکسیال می‌تواند سیگنال‌ها را تا فاصله تقریبی ۱۸۵متر (۶۰۷ فوت) ارسال کند، بدون آن که تضعیف شود. سازندگان کابل، در مورد طراحی متفاوت کابل‌ها به توافق رسیده‌اند، کابل Thinnet جزء کابل‌های خانواده RG-58 بوده و دارای امپدانس (مقاومت سیم در برابر جریان متناوب) ۵۰ اهم است. تفاوت اصلی میان کابل‌های خانواده RG-58 هسته مسی در مرکز آن‌ها است. این هسته می‌تواند به صورت یک مفتول یا چند تار به هم تابیده باشد.
2. thick net: این نوع کابل، کواکسیال انعطاف‌پذیر و قطر آن در حدود ۵/۰ اینچ است. گاهی اوقات به کابل Thicknet اترنت استاندارد نیز گفته می‌شود، زیرا اولین نوع کابل کواکسیال بود که در معماری شبکه معروف Ethernet به کار برده شد. هسته مسی این کابل کواکسیال ضخیم‌تر از نوع نازک آن است. البته این روزها از این کابل به ندرت استفاده می‌شود و در موارد استثناء به عنوان ستون مهره شبکه به کار می‌رود . این کابل هر چه هسته ضخیم‌تر باشد، سیگنال می‌تواند مسافت طولانی‌تری را بپیماید. بنابراین کابل Thicknet نسبت به‏Thinnet سیگنال‌ها را در مسیرهای طولانی‌تری هدایت می‌کند. نوع ضخیم کابل کواکسیال می‌تواند سیگنال‌ها را بدون تضعیف تا فاصله ۵۰۰ متر (حدود ۱۶۴۰فوت) انتقال دهد. با توجه به قابلیت Thicknetدر پشتیبانی عمل انتقال داده‌ها در مسافت‌های طولانی، از آن به عنوان ستون اصلی برای اتصال شبکه‌های Thinnet کوچک‌تر به یکدیگر استفاده می‌شود.

کابل کواکسیال ضخیم

 

1. قابلیت اعتماد بالا
2. ظرفیت بالای انتقال حداکثر پهنای باند ۳۰۰ مگا هرتز
3. دوام و پایداری خوب
4. پایین بودن مخارج نگهداری
5. قابل استفاده در سیستم های آنالوگ و دیجیتال
6. هزینه پایین در زمان توسعه
7. پهنای باند نسبتا وسیع که مورد استفاده اکثر سرویس های مخابراتی از جمله تله کنفرانس صوتی و تصویری قرار می‌گیرد.

1. مخارج بالای نصب
2. نصب مشکل‌تر نسبت به کابل‌های به هم تابیده
3. محدودیت فاصله
4. نیاز به استفاده از عناصر خاص برای انشعاب‌ها

کابل‌های مخابراتی مسی به ۹ گروه تقسیم می‌شوند:

1. کابل مسی ژله فیلد خاک (bfc): این نوع کابل در شبکه‌های مخابراتی برای کابل مشترکین از ۱۰ تا ۱۸۰۰ زوج، جهت کاربرد به صورت دفن مستقیم در زیر خاک استفاده می‌گردد. این نوع کابل‌ها معمولا از کافو تا پست نصب می‌شود.
   کابل مسی ژله فیلد خاکی
2. کابل مسی ژله فیلد کانالی (cfc): کابل فوق در شبکه‌های تلفنی به عنوان کابل مشترکین معمولا بین مراکز تاکافو مورد استفاده قرار می‌گیرد .این کابل برای نصب در کانال مناسب بوده و معمولا از ۱۰۰ تا ۲۴۰۰ زوج تولید می‌شود.
3. کابل مسی ایرکور کانالی (cuc): این نوع کابل بین مراکز مخابراتی و از مراکز مخابراتی تاکافو مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرد. هسته این کابل فاقد ژله بوده و پس از نصب در شبکه، با هوای فشرده خشک هواگذاری می‌شود .این نوع کابل مناسب نصب در کانال است، البته این کابلها قدیمی هستند و دیگر کاربرد چندانی ندارند.
4. کابل هوایی مهادار (ssc): این نوع کابل در شبکه‌های محلی و روستایی به صورت نصب بر روی تیرهای نگهدارنده استفاده می‌گردد. به همین خاطر تعداد زوج‌های به کار رفته در کابل کم و حداکثر ۲۰۰ زوج است.
5. کابل هوایی مسی ساده (ac): این نوع کابل‌ها جهت اتصال نقاط توزیع (پست) به مشترکین به کار می‌رود.
   کابل هوایی مسی ساده
6. کابل (mdf): این نوع کابل جهت استفاده بین اتاق کابل تا اتاق mdf مورد استفاده قرار می‌گیرد. سیم زمین در این نوع کابل‌ها با روکشی از قلع پوشیده می‌شود و معمولا در اندازه‌های ۱۰۰ تا ۲۰۰ زوج تولید می‌شود.
   کابل mdf

    

7. کابل Tight buffer indoor: این نوع کابل دارای انعطاف‌پذیری بالا است و در خمش‌ها پاسخگوی نیاز کاربران است.
8. سیم بند تخت: این نوع سیم مشهور به سیم زیرگچی است و کاربرد مخابراتی ندارد. جهت نصب ثابت در داخل ساختمان مصرف می‌شود و استفاده از آن در مکان‌هایی که احتمال ضربات مکانیکی مستقیم وجود دارد، مناسب نیست.
9. دوبل هوایی مهادار (dw): قابلیت این کابل در اتصال یک مشترک به پست است.

جمع‌بندی

همانطور که در این مقاله بررسی شد، مس به عنوان یک عنصر با خواص عالی چکش‌خواری، هدایت حرارتی و الکتریکی بالا و... جز پرکاربردترین عناصر در کنار فولاد و آلومینیوم است که در اشکال مختلفی همچون ورق، لوله، تسمه و کابل مورد استفاده صنایع قرار می‌گیرد. به نظر شما صحبت در مورد کاربرد کدام یک از مقاطع مس جای بحث دارد؟ نظر خود را با ما به اشتراک بگذارید.