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आप धातु के तांबे को पुराने पेनी से सर्वश्रेष्ठ जान सकते हैं, जो तांबे और अन्य धातुओं से बने होते हैं। लेकिन तांबे अपने अद्वितीय गुणों के कारण दुनिया भर में कई महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इन गुणों में से एक इसकी चालकता है, या बिजली का संचालन करने की इसकी क्षमता है। कॉपर की उच्च चालकता इसे विद्युत प्रयोजनों के लिए आदर्श बनाती है।
टीएल; डीआर (बहुत लंबा; डिडंट रीड)
तांबा एक गैर-कीमती, लाल-सोने के रंग का धातु है जिसमें उच्च विद्युत चालकता होती है। वास्तव में, तांबे की चालकता इतनी अधिक है कि इसे मानक माना जाता है जिसके द्वारा अन्य गैर-कीमती धातुओं और मिश्र धातुओं की तुलना की जाती है। मिश्र धातुओं को बनाने के लिए तांबे की चालकता अन्य धातुओं को मिलाकर प्रभावित होती है।
कॉपर के गुण
तांबा एक आकर्षक लाल-सोने के रंग का धातु है। पुराने अंग्रेजी शब्द "कॉपर" के बाद इसे कॉपर नाम दिया गया है, जिसकी उत्पत्ति "साइप्रियम ऐस" से हुई है, जो साइप्रस की एक धातु के लिए लैटिन शब्द है। कॉपर का परमाणु प्रतीक "Cu" है, और इसकी परमाणु संख्या 29 है। कॉपर पहले धातु का मानव था जिसने कभी काम किया था। आखिरकार, लोगों को पता चला कि अगर वे तांबे को धातु के टिन के साथ जोड़ते हैं, तो वे कांस्य नामक एक नई तरह की धातु बना सकते हैं। इसने लॉन्च किया जिसे हम कांस्य युग कहते हैं, जिसमें धातु के तांबे की सहायता से सभ्यता आगे बढ़ती है। कांस्य का उपयोग मुद्रा और साधनों में किया गया था जो समाज को बदलने में मदद करते थे।
कॉपर अक्सर सल्फर के साथ पाया जाता है। तांबे के महत्वपूर्ण स्रोतों में क्लोकोपाइराइट और बोर्नाइट शामिल हैं। तांबे को गलाने वाले तांबे के सल्फाइड अयस्क से गलाने और फिर इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से शोधन किया जाता है।
तांबे की एक उपयोगी संपत्ति इसकी लचीलापन, या फैलाए जाने की क्षमता है। कॉपर को खींचा जा सकता है और मुड़ सकता है, फिर भी यह टूटेगा नहीं। यह तार के रूप में उपयोग के लिए इसे आदर्श बनाता है। कॉपर एक निंदनीय धातु है, जिसका अर्थ है कि इसे आसानी से आकार और हेरफेर किया जा सकता है। जैसे, यह कुछ नरम है। तांबे की एक और संपत्ति गर्मी का संचालन करने की अपनी उत्कृष्ट क्षमता है। तांबा कुछ अन्य धातुओं की तरह जंग के लिए नहीं झुकता है, और न ही यह लोहे की तरह ऑक्सीकरण या जंग करता है। कॉपर वास्तव में कई कार्बनिक यौगिकों के लिए प्रतिरोधी है, और शायद इसकी सबसे मूल्यवान संपत्ति इसकी उच्च चालकता है।
कॉपर मशीनिंग और जुड़ने के लिए एक उत्कृष्ट धातु है, क्योंकि यह आकार और मिलाप के लिए आसान है। इसके अतिरिक्त, तांबे की एक उत्कृष्ट और मूल्यवान संपत्ति पुनर्नवीनीकरण होने की क्षमता है। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि तांबे का स्रोत खदान से है या रीसाइक्लिंग सामग्री से। इसके कई उपयोगी गुण इसके स्रोत की परवाह किए बिना रहते हैं।
मिश्र धातुएं धातु का मिश्रण हैं, जैसे कि कांस्य बनाने के लिए तांबा और टिन का मिश्रण, जो तांबे की तुलना में एक कठिन धातु है। धातु मिश्र धातुओं में उनके मूल धातुओं में से कुछ समान गुण होते हैं, लेकिन वे व्यवहार में भी बहुत भिन्न साबित हो सकते हैं। मिश्र धातु मिश्रण धातुओं की विद्युत चालकता को प्रभावित कर सकता है, उदाहरण के लिए। तांबे के साथ विभिन्न धातुओं के संयोजन से प्रत्येक मिश्र धातु के लिए अद्वितीय लक्षण मिलते हैं। जब तांबे को चांदी के साथ जोड़ दिया जाता है, तो परिणामस्वरूप मिश्र धातु में शुद्ध तांबे जैसी कई विशेषताएं होती हैं। लेकिन अगर तांबे को फास्फोरस के साथ जोड़ा जाता है, तो परिणामस्वरूप मिश्र धातु काफी अलग तरीके से व्यवहार करती है।
अलग-अलग कॉपर मिश्र अलग-अलग उपयोग प्रदान करते हैं। अक्सर, मिश्र धातुओं को या तो तांबे को मजबूत करने के लिए या उसके विद्युत-चालकता गुणों को बढ़ाने के लिए बनाया जाता है।
कॉपर की चालकता
धातुओं की चालकता से तात्पर्य बिजली के संचालन में धातुओं की क्षमता से है। अन्य धातुओं के जोड़ के साथ चालकता बदल सकती है, जैसे कि मिश्र धातु बनाते समय। सबसे बड़ी चालकता के साथ धातु कीमती धातु चांदी है। चांदी की लागत व्यापक पैमाने पर बिजली के उपयोगों के लिए इसे आर्थिक रूप से व्यवहार्य होने से रोकती है। गैर-कीमती धातुओं में, तांबा या घन चालकता सबसे अधिक है। इसका मतलब है कि तांबा अन्य गैर-कीमती धातुओं की तुलना में अधिक विद्युत प्रवाह ले सकता है। वास्तव में, अन्य गैर-कीमती धातुओं की चालकता तांबे की तुलना में है क्योंकि तांबे परम मानक बन गया है।
चालकता के मानक को अंतर्राष्ट्रीय घोषित तांबा मानक या IACS कहा जाता है। किसी पदार्थ के IACS का प्रतिशत उसकी विद्युत चालकता को दर्शाता है, और शुद्ध तांबे का IACS प्रतिशत 100 प्रतिशत माना जाता है। इसके विपरीत, एल्यूमीनियम की चालकता 61 प्रतिशत IACS पर रैंक करती है। मिश्र धातुओं को बनाने के लिए विभिन्न धातुओं के जुड़ने से घन चालकता प्रभावित होती है। 99.3 प्रतिशत से अधिक तांबे की सामग्री वाले कॉपर मिश्र को "कोपर्स" कहा जाता है। कुछ मिश्र धातुओं में तांबे का प्रतिशत बहुत अधिक होता है, और जिन्हें "उच्च कॉपर मिश्र" कहा जाता है, जबकि तांबे का प्रतिशत सीयू चालकता को प्रभावित करता है, यह सबसे अधिक हड़ताली रूप से प्रभावित होता है। सामग्री के साथ यह संयुक्त है। एक व्यापार आम तौर पर तब होता है, जब तांबे के मिश्र धातुओं को मजबूत बनाया जाता है। आम तौर पर ये मिश्रधातु चालकता में कम होते हैं।
Cu-ETP (इलेक्ट्रॉनिक टच पिच) में 100 प्रतिशत IACS है और यह तारों, केबलों और बस बार में इस्तेमाल किए जाने वाले तांबे के लिए पदनाम है। कास्ट कॉपर, या क्यू-सी, 98 प्रतिशत आईएसीएस है, इसलिए यह चालकता में भी उच्च है। जब तांबे के साथ मिश्र बनाने के लिए टिन, मैग्नीशियम, क्रोमियम, लोहा या जिरकोनियम मिलाया जाता है, तो धातु की ताकत बढ़ जाती है, लेकिन इसकी चालकता गिर जाती है। उदाहरण के लिए, तांबा-टिन या CuSnO.15 में 64% IACS के रूप में एक कम चालकता है। मिश्र धातु समारोह के आधार पर, घन चालकता काफी कम हो सकती है। अभी भी मिश्र हैं जो संयुक्त रूप से अच्छी मशीनी और उच्च चालकता दोनों प्रदान करते हैं। उनके उदाहरणों में कॉपर-टेल्यूरियम (CuTep) और कॉपर-सल्फर (CuSP) मिश्र शामिल हैं। उनकी चालकता 64 से 98 प्रतिशत आईएसीएस तक होती है। ये मिश्र धातु सेमीकंडक्टर माउंट और प्रतिरोध वेल्डिंग युक्तियों के लिए काफी उपयोगी साबित होते हैं। कभी-कभी कॉपर-आधारित सामग्रियों को मध्यम घन चालकता के साथ उच्च कठोरता और शक्ति की आवश्यकता होती है; एक उदाहरण तांबा, निकल और सिलिकॉन का मिश्रण है, जो 45 से 60 प्रतिशत IACS की घन चालकता देता है। पैमाने की कम-चालकता के अंत में, पीतल तांबे के मिश्र धातु हैं जो कास्टिंग के लिए उत्कृष्ट हैं। IACS का उनका प्रतिशत 20 के आसपास है। इन कम घन-चालकता मिश्र धातुओं का एक उदाहरण तांबा-जस्ता है। कभी-कभी एक संतुलित मिश्र धातु कम से मध्यम घन चालकता प्रदान करता है, जो विद्युत आवश्यकताओं के लिए उपयोगी है। कॉपर-जस्ता पीतल इस श्रेणी में आते हैं, और उनकी चालकता 28 से 56 प्रतिशत आईएसीएस तक होती है। तांबे की सरासर चंचलता और इतने विभिन्न धातुओं के साथ उपयोगी मिश्र धातु बनाने की इसकी क्षमता अविश्वसनीय है।
चूंकि घन चालकता इतनी अधिक होती है, इसकी ऊष्मा संचारित करने की क्षमता भी काफी अधिक होती है। उच्च चालकता वाले तांबे के मिश्र धातु बनाने के लिए, जब वे विद्युत प्रवाह को ले जाते हैं तो मिश्र धातुओं को ओवरहीटिंग के लिए प्रतिरोधी बनाने की आवश्यकता होती है। यह ऊर्जा संचरण में महत्वपूर्ण है, क्योंकि उच्च गर्मी प्रतिरोध को प्रभावित करेगी।
कॉपर के उपयोग
तांबे का उपयोग कई तरीकों से किया जाता है, दोनों शारीरिक और जैविक रूप से। इसका उपयोग कृषि में जहर के रूप में भी किया जाता है। तांबे के समाधान आमतौर पर रासायनिक परीक्षणों के हिस्से के रूप में उपयोग किए जाते हैं। शरीर में, तांबा एक आवश्यक तत्व के रूप में एक भूमिका निभाता है जो कोशिकाओं में ऊर्जा हस्तांतरण के लिए आवश्यक है। कुछ क्रस्टेशियंस लोहे के बजाय तांबे का उपयोग अपने प्राथमिक ऑक्सीजन ट्रांसपोर्टर के रूप में भी करते हैं।
सिक्के बनाने में तांबे का उपयोग किया जाता है; पुराने पेनिस एक उदाहरण हैं। वास्तव में, अधिकांश सिक्कों में कम से कम तांबा होता है।
कॉपर का इस्तेमाल ज्यादातर बिजली के प्रसारण और वितरण में किया जाता है, जो आपके द्वारा उपयोग की जाने वाली रोजमर्रा की चीजों में होता है। कॉपर का उपयोग बिजली के तारों, निर्माण, मशीनरी, दूरसंचार, बिजली ट्रांसमिशन, परिवहन और अन्य औद्योगिक उपयोगों में बड़े पैमाने पर किया जाता है। इसका उपयोग केबल, ट्रांसफार्मर और कनेक्टर भागों के लिए किया जा सकता है। कॉपर का उपयोग कंप्यूटर और माइक्रोक्रिस्केट में भी किया जाता है।
चूंकि टिकाऊ ऊर्जा बाजार बढ़ता है, इसलिए तांबे की मांग बढ़ जाती है। तांबा कई क्षेत्रों में बेहद उपयोगी है और इसे बार-बार पुनर्नवीनीकरण करने में भी सक्षम है। इसलिए यह अक्षय ऊर्जा प्रणालियों का एक प्रमुख घटक है। वास्तव में, सौर, पवन और इलेक्ट्रिक वाहन उद्योग उन्हें पावर ग्रिड से जोड़ने के लिए तांबे पर निर्भर करते हैं। इलेक्ट्रिक वाहनों को गैस से चलने वाले वाहनों की तुलना में बहुत अधिक तांबे की आवश्यकता होती है। कॉपर की उच्च चालकता इसे बहुत कुशल बनाती है। ऐसा लगता है कि मानव द्वारा सबसे पुरानी धातु का उपयोग भविष्य में अच्छी तरह से लाभ प्रदान करता रहेगा।