آموزش, اقتصاد و امور مالی

مس در کجا استفاده می‌شود؛ از سیم برق تا صنایع پیشرفته و انرژی خورشیدی

از مس به واسطه خواص شیمیایی که دارد در کارهای متنوعی استفاده می‌شود. مس به دلیل رسانایی بالا و قابلیت بازیافت در الکترونیک، ساخت و ساز، حمل و نقل و انرژی های تجدید پذیر کاربرد گسترده‌ای دارد. همین بخش‌ها نیز جزو مصرف‌کنندگان اصلی مس هستند. در این مطلب از نرخ نیوز بررسی می‌کنیم که مس در کجا استفاده می‌شود و چرا این فلز در صنایع مختلف کاربرد دارد. اگر پاسخ سریع می‌خواهید، مس بیشتر برای انتقال برق، لوله‌کشی ساختمان، خودرو و تجهیزات انرژی پاک استفاده می‌شود.

فهرست مطالب

چرا مس کاربرد گسترده‌ای در صنایع دارد؟

دلیل کاربرد گسترده مس متأثر از چند ویژگی است که به طور هم زمان دارد. رسانایی الکتریکی، رسانایی حرارتی بالا، مقاومت در برابر خوردگی، شکل پذیری و قابلیت بازیافت از ویژگی‌های بارز این فلز کاربردی است. در هر صنعت، یکی از این ویژگی‌ها اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.

رسانایی الکتریکی بالا

مهم ترین ویژگی مس قدرت رسانایی الکتریکی است. رسانایی مس ۱۰۰ درصد IACS است و به عنوان مبنایی برای مقایسه مواد رسانا در نظر گرفته می‌شود. در میان فلزات مس و طلا بیشترین کاربرد را در ابزارهای الکترونیکی دارند. اما از آنجایی که قیمت مس نسبت به قیمت طلا کمتر است، در انتخاب برای پروژه‌ها و ترجیح کارفرمایان نقش پررنگ‌تری دارد.

مقاومت در برابر خوردگی

مس در صنایع سخت نیز نقش مهمی دارد و به دلیل مقاومت در برابر خوردگی، ماندگاری بالایی از خود نشان می‌دهد. لایه‌ای که بر روی سطح مس تشکیل می‌شود، از خوردگی بیشتر آن جلوگیری می‌کند.

انعطاف‌پذیری و چکش خواری

انعطاف پذیری و چکش‌خواری هم از دلایل کاربرد گسترده مس است. مس را می‌توانیم به ورق‌های نازک یا سیم‌های بلند تبدیل کنیم. خم پذیری، استحکام کششی بالا و مقاومت در برابر خستگی جزو مزیت‌های مس به شمار می‌روند که نشان دهنده شکل پذیری و دوام است.

امکان بازیافت مس

جالب است بدانید که بازیافت یکی از ویژگی‌های بسیار مهم در صنعت مس است، بدون آنکه از خواص ۱۰۰ درصدی آن مقداری کسر شود. مس در صنایع مختلف به هر وسیله‌ای که تبدیل شده باشد، می‌تواند ذوب شده و در صنعت دیگری به کار گرفته شود.

مس در کجا استفاده می‌شود؟ کاربردهای مس در یک نگاه

این جدول به طور خلاصه نشان می‌دهد مس در چه مواردی استفاده می‌شود و هر صنعت از کدام ویژگی این فلز بهره می‌برد.

صنعت	کاربردهای اصلی	ویژگی مورد استفاده
برق و الکترونیک	سیم و کابل، باس‌بار، کویل ژنراتور و موتور، تجهیزات الکترونیکی	رسانایی الکتریکی بالا
ساخت و ساز و تاسیسات	لوله‌ کشی، شیرآلات، پوشش بام، لوله‌های آتش نشانی	مقاومت در برابر خوردگی، خاصیت ضدمیکروبی
خودرو و حمل و نقل	سیم‌کشی، باتری و شارژ، موتور برقی، رادیاتور	رسانایی؛ در سیم‌کشی رقیب آلومینیوم است
پزشکی و بیمارستان	سطوح پر تماس مثل دستگیره و شیر آب	خاصیت ضدمیکروبی
انرژی تجدیدپذیر	کابل‌کشی، مبدل، ترانسفورمر، استاتور توربین بادی	رسانایی الکتریکی
کشاورزی	کود ریزمغذی، قارچ کش، علف کش، جلبک کش	ترکیبات مس، مثل سولفات مس
صنایع نظامی	پوکه فشنگ، گلوله توپ	آلیاژ‌های مس

کاربرد مس در صنعت برق و الکترونیک

صنعت برق از بزرگ‌ترین بخش‌های مصرف مس است. به نقل از یک تحلیلگر، به‌دلیل رسانایی بالا، بیشترین مصرف مس در صنایع برق، ساختمان و تجهیزات صنعتی است. بیشتر مصرف مس در جهان برای سیم‌کشی برق است و کویل ژنراتورها و موتورها را هم شامل می‌شود.

در سیم‌کشی ساختمان، سیم‌های مسی ستون فقرات این شبکه هستند و دلیل آن را رسانایی بالا و قیمت مناسب می‌داند.
در تابلوهای برق و پست‌های توزیع هم مس نقش جدی دارد.
در بحث الکترسیته، مس به خاطر ویژگی های حرارتی، یک ماده‌ای استثنایی برای باس‌بارها است و استحکام کششی و مقاومت در برابر خستگی آن به طول عمر سیستم‌های الکتریکی کمک می‌کند.
در ارتباطات هم مس را در جایگاه ویژه‌ای می‌توانیم بررسی کنیم. در بخش ارتباطات که جزوئی از صنایع برق و الکترونیک محسوب می‌شود، فعالیت عمیق مس را می‌بینیم؛ به همین خاطر است که به آن لقب فلز ارتباطات را داده‌اند.
توانایی شکل پذیری مس کمک می‌کند تا علاوه بر ویژگی های شیمیایی، بتواند از نظر ظاهری نیست انعطاف پذیر باشد.
مس برای ریخته گری، مفتول سازی، تولید سیم پوشش‌دار، نوار و تسمه کاربرد دارد.
مس تصفیه شده هم به صورت محصول نیمه نهایی مثل مس کاتد عرضه می‌شود. افرادی که بخواهند از این مسیر به بازار ورود پیدا کنند باید با روش خرید مس کاتد در بورس کالا آشنایی اولیه را پیدا کنند.

یک نکته بسیار مهم برای سیستم‌های برق وجود دارد. سطح تماس اتصالات مس با شل شدن پیچ‌ها، چرخه‌های حرارتی، اکسیداسیون و خوردگی به مرور افت پیدا می‌کند و می‌تواند سبب گرم شدن اتصال شود. این یعنی رسانایی بالا برای مس کافی نیست و نصب و نگهداری درست هم برای آن الزامی است. به طور خلاصه، پاسخ پرسش از مس در چه مواردی استفاده می‌شود در صنعت برق شامل سیم و کابل، کویل ژنراتور و موتور و تجهیزات الکترونیکی و ارتباطی است.

مس در صنعت ساخت و ساز و تاسیسات چه نقشی دارد؟

ساخت و ساز یکی از بخش‌های اصلی مصرف مس است. سهم ساخت‌وساز از مصرف مس حدود ۲۵ درصد است و کاربردهایی مثل لوله‌کشی، شیرآلات، سقف‌ها و دستگیره درها نیز در این دسته‌بندی قرار می‌گیرند. دلیل انتخاب هم مقاومت مس و آلیاژهای آن در برابر خوردگی و خاصیت ضدمیکروبی آن ها است. برای انتخاب بهتر، باید به شکل مصرف مس هم توجه داشته باشید. از مس برای تولید لوله، میله، نوار و تسمه و محصولات نهایی مورد استفاده در برق، حمل و نقل و ساخت و ساز استفاده می‌شود. همه این کاربردها به دلیل خواص ذاتی مس است.

شاید تصور اینکه از مس در لوله‌کشی ساختمان استفاده شود کمی سخت باشد اما این فلز کاربرد بسیار مهم در رگ‌های حیتی تاسیسات ساختمان دارد که جریان‌ها را به نقاط مختلف می‌رساند. خاصیت ضد میکروبی مس از سلامت ساکنان حمایت کرده و از رشد باکتری ها و جرم در داخل لوله‌ها جلوگیری می‌کند.
در سیستم‌های گرمایشی هم مس حضور پررنگی دارد.
در صنایع ساختمانی، مس در شیروانی‌ها، روکش ساختمان‌ها و لوله برای آب سرد و گرم سیستم‌های حرارت مرکزی به کار می‌رود.
مس برای خطوط انتقال آب، سیستم‌های HVAC و تاسیسات زیرزمینی که تحت فشار خاک هستند مناسب است. این یعنی مس هم در تأسیسات داخل ساختمان و هم در مسیرهای مدفون کاربرد دارد.
کاربرد در آتش‌نشانی و شرایط سخت هم از ویژگی‌های کاربردی مس است. استحکام، انعطاف پذیری و قابلیت اطمینان لوله‌های مسی آن ها را برای کاربرد آتش نشانی مناسب می‌کند و از آن برای لوله رابط میان شیرهای هیدرانت و شلنگ‌های آتش نشانی نیز استفاده می‌شود.
لوله‌های مسی ضخیم نوع K به دلیل استحکام بالا و مقاومت در برابر خوردگی، در صنایع نفت و گاز کاربرد گسترده دارند.

آیا مس در صنایع خودروسازی و حمل و نقل هم کاربرد دارد؟

در گسترده کاربردهای مس، حمل و نقل نیز جایگاه خاص خود را دارد، اما تصویر آن در سال‌های اخیر ساده نیست. در زمان اختراع باتری الکتریکی، مس به دلیل رسانایی بالا اصلی‌ترین ماده سیم‌کشی خودروها بوده است و جزو قدیمی‌ترین کاربردهای این فلز به حساب می‌آید.

در خودروهای معمولی، کاربرد مس به سیم کشی محدود نمی‌شود. کاربردهای سیم مسی در خودرو را شامل قطعات الکتریکی، کابل‌های باتری و ایستگاه‌های شارژ، باس‌بار برای اتصالات باتری خودروهای برقی و کیسه هوا می‌دانیم. حتی رادیاتور خودروها هم معمولاً از مس یا آلومینیوم ساخته می‌شود.
در خودروهای برقی مصرف مس بیشتر می‌شود. مصرف مس در خودروی برقی حدود ۲.۵ برابر خودروی احتراق داخلی گزارش شده است. به همین دلیل رشد تولید این خودروها تقاضا برای مس را بالا می‌برد.

جالب است بدانید که یک روند مخالف نیز در این مسیر وجود دارد. گزارش داده فراری و بی‌ام‌و در کنار تسلا و تولیدکنندگان چینی، در حال جایگزینی مس با آلومینیوم در سیم کشی خودروها هستند و دلیل آن را فشار هزینه‌ها و رشد قیمت مس می‌داند. فراری اعلام کرده با کابل های آلومینیومی وزن مجموعه سیم‌کشی را بین ۱۵ تا ۲۰ درصد کاهش داده است. چون در خودروهای برقی هر کیلوگرم اهمیت دارد، این موضوع برای خودروسازان جذاب است.

نقش مس در صنایع پزشکی و تجهیزات بیمارستانی

مهم‌ترین نقش مس در بیمارستان به خاصیت ضدمیکروبی آن برمی‌گردد. این ویژگی در ساخت‌وساز هم مهم است، اما در محیط درمانی اهمیت بیشتری دارد، چرا که سطوحی که مدام لمس می‌شوند، مانند دستگیره، شیر آب و نرده تخت می‌توانند محل انتقال میکروب باشند.

پژوهش ابراهام و همکاران در سال ۲۰۲۱ نشان می‌دهد که بسیاری از میکروب‌ها با تماس با مس یا آلیاژهای آن، فوراً یا در مدت کوتاهی از بین می‌روند. همین مقاله گزارش می‌دهد که میکروب‌هایی مانند E. coli O157:H7، برخی ابرباکتری های بیمارستانی و چند ویروس، از جمله SARS-CoV-2 به تماس با سطوح مسی حساس هستند. با این حال، هنوز کنترل کامل عفونت با روش‌های موجود به دست نیامده و این حوزه نیاز به پژوهش بیشتری دارد.
یک کارآزمایی بالینی معروف هم این موضوع را در بخش مراقبت‌های ویژه بررسی کرده است. بیماران به صورت تصادفی در اتاق‌هایی با سطوح آلیاژ مس یا اتاق‌های معمولی در سه بیمارستان بستری شدند. نرخ عفونت‌های بیمارستانی یا آلودگی با MRSA و VRE در اتاق‌های مسی ۰.۰۷۱ و در اتاق‌های معمولی ۰.۱۲۳ بود. اگر فقط عفونت بیمارستانی را در نظر داشته باشیم، نرخ از ۰.۰۸۱ به ۰.۰۳۴ رسید.

این یافته‌ها یعنی سطوح مسی می‌توانند در کنار نظافت و ضدعفونی نقش مکمل داشته باشند. رطوبت، هندسه ماده، ترکیب شیمیایی، اکسیداسیون و محصولات پاک‌کننده از عوامل اثرگذار بر عملکرد ضدمیکروبی فلزات به شمار می‌روند. یعنی کیفیت نگهداری سطح هم اهمیت دارد. بنابراین کاربرد مس در حوزه سلامت عمدتاً به سطوح لمسی و تجهیزاتی محدود است که خاصیت ضدمیکروبی مس برایشان مفید است.

نقش مس در انرژی‌های تجدیدپذیر

کاربرد مس رشد تقاضا را توضیح می‌دهند. رشد تقاضا از سوی زیر ساخت‌های انرژی پاک و خودروهای برقی از دلایل صعود قیمت مس به شمار می‌رود. به همین دلیل پیش‌بینی قیمت مس مورد توجه است، اما هر پیش‌بینی فقط یک برآورد است و باید عواملی مثل تقاضای صنعتی، نرخ بهره، دلار و موجودی انبارها را هم کنار آن دید.

مس در سراسر زنجیره انرژی‌های تجدیدپذیر حضور دارد، چون نیروگاه‌های خورشیدی و بادی هم باید برق تولیدشده را از طریق کابل، مبدل و ترانسفورمر منتقل کنند. به نقل از موسسه مس اروپا، مس در سلول‌های خورشیدی برای کابل کشی، مبدل‌ها و ترانسفورمرها به کار می‌رود.
در انرژی بادی، کاربرد مس به بخش‌های اصلی توربین می‌رسد. در توربین‌های بادی مس در استاتورها و بخش‌های چرخشی، هادی‌های کابل‌های برق فشار قوی و کویل‌های ترانسفورمر استفاده می‌شود. این یعنی مس نه فقط در مسیر انتقال برق، بلکه در خود ژنراتور نیز نقش دارد.
در مجموع از فلز مس در بخش‌های کابل‌کشی و مبدل‌ها در نیروگاه‌های خورشیدی، استاتور و کویل در توربین‌های بادی و ترانسفورمرهای شبکه استفاده می‌شود. این نقش، مس را به فلزی کلیدی در گذار انرژی تبدیل کرده است.

یک نکته مهم را باید در این نقطه در نظر داشته باشید؛ تقاضای انرژی‌های تجدیدپذیر تنها یکی از عوامل است. همان‌طور که در بخش خودرو مطالعه کردید، افزایش قیمت مس می‌تواند صنایع را به سمت جایگزین‌هایی مثل آلومینیوم ببرد. پس رشد انرژی پاک لزوماً به معنای افزایش بی وقفه مصرف مس نیست.

آیا مس در کشاورزی و صنایع نظامی هم کاربرد دارد؟

مس در هر دو حوزه کاربرد دارد، اما شکل مصرف آن با صنایع قبلی تفاوت دارد. در کشاورزی بیشتر ترکیبات مس، به ویژه سولفات مس، استفاده می‌شود و در صنایع نظامی بیشتر آلیاژهای مس کاربرد دارد. برای پاسخ به پرسش از فلز مس در چه مواردی استفاده می‌شود، باید این تفاوت‌‌ها را نیز در نظر داشته باشیم.

در کشاورزی سولفات مس جزو رایج‌ترین کودهای مسی است. فرمول CuSO4.5H2O حدود ۲۴ درصد مس دارد و شکل کم آب‌تر آن حدود ۳۵ درصد است. مس در کنار آهن، روی، منگنز، مولیبدن و بور جزو عناصر ریزمغذی کودهای میکرومیکس است. یعنی گیاه به مقدار کم به مس نیاز دارد.
مس در مبارزه با آفات و بیماری‌ها کاربرد دارد. سولفات مس در کشاورزی به عنوان قارچ‌کش و علف‌کش به کار می‌رود و در استخر های پرورش ماهی هم برای کنترل جلبک مصرف می‌شود. کشاورزی و باغبانی هم از حوزه‌های مصرف سولفات مس است. این مصرف بدون ریسک نیست. مصرف این ماده باید با رعایت دوز و نکات ایمنی انجام شود؛ چون سولفات مس سمی است و می‌تواند در رسوبات انباشته شود.
در صنایع نظامی کاربرد مس بیشتر از طریق آلیاژ است. استفاده از مس برای ساخت پوکه فشنگ و گلوله توپ در صنایع نظامی دیده می‌شود و حدود ۳۰ درصد مس تولید شده در جهان در آلیاژسازی مصرف می‌شود. برنج فشنگی C26000 با ۷۰ درصد مس را برای کاربردهای عمومی معرفی است.

در پایان

مس در کجا استفاده می‌شود؟ مس به دلیل رسانایی الکتریکی و حرارتی بالا، مقاومت در برابر خوردگی، شکل پذیری و قابلیت بازیافت، در برق، ساخت و ساز، خودرو، انرژی‌های تجدیدپذیر، پزشکی، کشاورزی و صنایع نظامی کاربرد دارد. پاسخ پرسش از مس در چه مواردی استفاده می‌شود به نوع صنعت بستگی دارد. در برق و انرژی پاک رسانایی، در تاسیسات دوام و خاصیت ضدمیکروبی و در کشاورزی ترکیبات مس اهمیت زیادی دارد. نرخ نیوز پیشنهاد می‌کند اگر قصد سرمایه گذاری روی مس را دارید، به جزو کاربردها، تقاضای صنعتی و رقابت با جایگزین‌هایی مثل آلومینیوم را هم بررسی کنید.

سوالات متداول

مس در چه مواردی استفاده می‌شود؟

بیشتر در برق و الکترونیک، ساخت و ساز و تاسیسات، حمل و نقل و انرژی‌های تجدیدپذیر استفاده می‌شود. این بخش‌ها جزو صنایع اصلی مصرف کننده هستند.

چرا مس برای سیم و کابل مناسب است؟

به این خاطر که رسانایی الکتریکی بالایی دارد. رسانایی مس را با ۱۰۰ درصد IACS معرفی می‌کند. هم قیمت مناسب آن را از دلایل استفاده سیم‌کشی ساختمان می‌دانیم.