구리란 무엇인가? 알아야 할 모든 것

구리는 지구상에서 사용 가능한 형태로 발견되는 몇 안 되는 원소 중 하나입니다. 그것은 우수한 전기 도체이며 일상적인 응용 분야에서 널리 사용됩니다. 다양한 유형 중 일부는 컴퓨터 수치 제어(CNC) 가공에 사용됩니다. 여기서 저는 구리, 그 특성, 용도, 가격, 등급 등에 대한 모든 것을 설명하겠습니다.

구리는 무엇입니까?

구리는 주기율표의 29번째 원소입니다. CNC 가공에 널리 사용되는 적갈색 원소입니다. 구리는 흠잡을 데 없는 전기 및 열 전도성을 가지고 있으며, 내식성이 매우 강하고, 연성과 연성이 뛰어납니다. 

이것은 항균 특성을 가진 가장 많이 사용되는 금속 중 하나이며, 마모 및 인열 저항성이 있습니다. 구리는 금속 및 합금 형태로 제공되며, 다양한 특성으로 인해 다양한 용도로 적합합니다.

구리의 반응성

구리는 물과 비산화성 산과 쉽게 반응하지 않습니다. 습한 공기와 접촉하면 구리는 부식을 방지하기 위해 자체적으로 녹색 층(탄산구리)을 형성합니다.

산의 경우, 정상적인 조건에서 구리는 묽은 염산 및 황산과 반응하지 않습니다. 그러나 질산 및 기타 산화성 산(질산구리를 형성하고 이산화질소를 방출) 및 할로겐(할로겐화구리를 형성)과 반응합니다.

구리의 성질

물리적 특성

구리는 붉은 갈색을 띠며 금속성 마감 처리가 되어 있습니다. 습기와 수분에 노출되면 부식으로부터 자신을 보호하기 위해 위에 구리 탄산염 층을 형성하기 때문에 녹색이 됩니다. 
밀도는 약 8.96g/cm3이고, 연성과 연성이 매우 뛰어나서 얇은 판이나 철사로 쉽게 두드려서 만들 수 있습니다. 구리의 녹는점은 1,085°C(1,984°F)입니다. 끓는점은 2,562°C(4,644°F)입니다.

기계적 성질

순수 구리는 인장 강도가 약 200MPa로 가공 시 문제가 될 수 있으므로 변형을 방지하기 위해 단단히 고정해야 합니다. 탄성 계수는 ​​110-128GPa이고 항복 강도는 약 MPa입니다. 

순수한 형태로 작업하는 경우 정밀성을 유지하기 위해 날카로운 절단 도구를 사용하십시오. 브리넬 경도 ~HB 35로 부드럽지만 합금화로 경화할 수 있습니다.

화학적 성질

구리는 고체 상태에서는 무독성 원소입니다. 건조한 환경에서는 부식성이 없고 물과 비산화성 산에서 안정을 유지합니다. 고온에서 산소와 접촉하면 산화구리(Cu₂O, CuO)를 형성합니다.

전기적 및 열적 특성

구리는 은에 이어 두 번째로 전기 전도성이 뛰어난 물질입니다. 전기 전도율은 5.96 × 10⁻⁷ ^S /m이고, 열전도율은 385 W/m·K입니다. 또한 비자성 물질이며, 비열은 0.385 J/g·K입니다.

구리의 종류

무산소 구리

• 난이도 :  OFC(산소 없는 구리), OFHC(산소 없는 고전도성 구리)
• 청정: 99.95의 % 99.99 %로
• 어플리케이션 : 의료장비, 항공우주, 산업용, 전자제품 등

이것은 산소 함량이 매우 적거나 전혀 없는 가장 순수한 형태의 구리입니다. 다양한 요인에 대해 최대의 전기 및 열 전도성과 내구성을 제공합니다.

전해 구리

• 난이도 : ETP(전해강화피치구리)
• 청정:  99.90의 % 99.95 %로
• 어플리케이션: 전력 케이블, 배선, 모선, 변압기 등

전해 구리는 매우 연성이 있어 작업하기 쉽습니다. 와이어, 시트 및 기타 구성 요소를 형성하는 데 사용할 수 있습니다. ETP도 순수 구리이며 우수한 전도성을 제공합니다.

베릴륨 구리(BeCu)

• 난이도 : 합금 25(C17200), 합금 190, 합금 17510
• 청정: 베릴륨 0.5% ~ 3%
• 어플리케이션 : 석유, 가스, 전자, 의료, 방위, 항공우주 등

베릴륨 구리는 위험한 환경에서 사용하기에 완벽합니다. 비화염성, 내식성이며 강도와 전도성이 뛰어납니다. 위성 부품, 비행기 기어, 스위치, 수술 및 의료 장비 등이 이것으로 만들어집니다.

탈산화 구리

• 난이도 : DHP(탈산고인산구리), DLP(탈산저인산구리)
• 청정: 99.90%
• 어플리케이션 : 난방 시스템, 지붕, 해양 응용 프로그램, 건축, 배관 등.

덜 까다로운 응용 분야에서는 산화되지 않은 구리를 사용할 수 있습니다. 부식 방지성이 더 뛰어나고 염분이 많은 환경에서도 잘 작동합니다. 산소가 없어 전기 전도성이 떨어지지만 놀라운 열 전도성을 가지고 있습니다.

상업적으로 순수 구리

• 난이도 :  C11000(전해강화피치), C12000(인산탈산피치), C12200(고인산피치)
• 청정: 99.90%
• 어플리케이션 : 산업용, 전기 부품, 건설 등

상업적으로 순수한 구리는 다목적으로 사용됩니다. 다른 유형보다 저렴하고 일반적인 전도성과 연성을 제공합니다. 고순도가 문제가 되지 않는 곳에 사용하기에 적합합니다.

특수 순수 구리

• 난이도 : 크롬 구리(C18200), 지르코늄 구리(C15000), 카드뮴 구리(C16200)
• 청정: 99%(+)
• 어플리케이션 : 저항 용접 전극, 열교환기, 스위치기어 구성품, 트롤리선, 정류자 등

특수 순수 구리는 특수 원소와 합금되어 품질을 향상시키고 특수 용도에 적합하게 만듭니다. 이들은 더 많은 응력을 견딜 수 있고, 더 안정적이며, 더 높은 온도를 견딜 수 있습니다.

구리는 무엇에 사용됩니까? – 응용 프로그램

구리는 다양한 용도로 사용되는 다재다능한 금속입니다. 가단성, 내구성, 강도, 저항성이 뛰어나 다양한 산업에 적합합니다.

전기 응용

구리의 주요 특성 중 하나는 높은 전도성으로, 다양한 전기 응용 분야에 사용됩니다. 배선 및 케이블과 같은 효율적인 전력 전송을 만드는 데 사용할 수 있습니다.

구리선과 케이블은 가정, 사무실, 심지어 상업 프로젝트에서도 사용됩니다. 구리로 만든 전자석은 과학 및 산업 장비와 스마트폰, 노트북, TV 등에 사용되는 인쇄 회로 기판(PCB)에 사용됩니다.

열 애플리케이션

구리의 또 다른 기능적 용도는 훌륭한 열전도체라는 것입니다. 다양한 응용 분야에서 열을 효율적으로 전달합니다. 라디에이터, HVAC 및 냉각 시스템에서 찾을 수 있는 열교환기는 구리로 만들어집니다. 그 외에도 구리는 극한의 추위 조건에서 안정성이 필수적인 산업용 보일러 및 극저온 응용 분야에서 사용됩니다. 

진공 및 극저온학

구리는 비자성이므로 진공 밀폐 특성으로 인해 진공관과 같은 특수 응용 분야에서 사용할 수 있습니다. 극저온 시스템에서 안정성을 보장하며 정밀한 이미징이 필요한 고급 망원경 구성 요소에서도 발견됩니다.

산업용 장비

파이프, 제조 구성 요소, 화학 처리 기계 및 튜브와 같은 산업 장비는 놀라운 내구성, 연성 및 내식성 특성으로 인해 구리로 만들어집니다. 에어컨 및 냉장고의 구성 요소도 구리로 만들어집니다.

해양 및 항공 우주

선박, 비행기, 심지어 담수화 플랜트에 사용되는 구성 요소인 선체는 강도와 염수에 대한 저항성을 위해 구리로 만들어집니다. 구리는 해수 파이프라인에도 사용됩니다.

정밀 툴링

구리는 다른 금속과 합금하면 더 강하고 내구성이 좋아집니다. 금속 및 플라스틱 부품 생산에 사용되는 금형과 다이를 만드는 데 사용됩니다. 저항 용접 장비를 만들고 정밀 가공을 수행하는 데 사용됩니다. 

의료 기기

구리의 또 다른 핵심 요소는 항균 특성이며, 의료용 정밀 도구와 장비에 널리 사용됩니다. X선 및 MRI 기계 제조에 사용되는 의료 분야의 중요한 소재입니다. 구리는 또한 IV 폴, 침대 난간 및 문 손잡이를 만드는 데 사용됩니다.

군사 및 방위

구리의 강도, 신뢰성, 부식 방지 및 비화염 특성은 군사 및 방위 응용 분야에 유용한 요소입니다. 탄약 주조에 사용되고 신호 전송에서 신뢰할 수 있는 전도도를 가지고 있으며 잠수함 및 해군 선박을 만드는 데에도 사용됩니다.

자동차 산업

현대 자동차 시스템에서 구리는 중요한 역할을 합니다. 전기 자동차(EV)와 배선 하네스를 만드는 데 사용되며 모터와 배터리에서도 발견됩니다. 구리는 즉각적인 냉각을 보장하기 때문에 라디에이터와 열교환기를 만드는 데 중요한 구성 요소입니다. 또한 브레이크 구성 요소, 센서 및 제어 장치를 만드는 데 사용됩니다. 

로봇 산업

구리는 로봇 산업에서도 중요한 역할을 합니다. 신뢰할 수 있고 에너지를 절약합니다. 로봇 조인트와 컨트롤러의 모터와 액추에이터, 배선, 커넥터는 구리로 만들어집니다. 구리는 열 관리에 매우 효과적이므로 로봇 하드웨어와 센서에 사용됩니다.

구리 가격은 얼마인가?

4.12년 2024월 기준 구리 가격은 트로이 온스당 XNUMX달러입니다. 구리 가격은 여러 가지 이유로 변동합니다. 세계 경제 건강, 공급과 수요의 혼란, 기술 발전이 몇 가지 예입니다. 

최근 몇 년 동안 전자 자동차 사용이 급증하면서 구리 수요가 늘어났는데, 이것도 가격 급등의 요인 중 하나입니다.

그러나 새로 채굴된 구리에 대한 의존도를 줄이고 구리 재활용에 집중한다면 구리 가격 상승을 조절할 수 있습니다. 구리 대체품을 선택하는 것과 같은 다른 요인은 공급에 대한 수요를 안정화할 수 있습니다. 예를 들어, 알루미늄은 라디에이터와 전원 케이블에 사용됩니다.

구리의 천연 공급원

구리는 지구 지각에서 다양한 방식으로 자연적으로 발생합니다. 생물학적 시스템, 미네랄 및 지질 형성에서 추출할 수 있습니다. 황동석(CuFeS₂), 보나이트(Cu₅FeS₄), 말라카이트(Cu₂(CO₃)(OH)₂), 청금석(Cu₃(CO₃)₂(OH)₂)은 지구에서 발견되는 구리 함유 미네랄 중 가장 많은 광물입니다. 

이러한 광물은 중요한 지질 활동이 일어나는 화산 지대와 열수맥 주변에 위치해 있습니다. 그러나 구리의 일부는 미국 미시간주 키위노 반도에서 발견될 수 있습니다. 

구리의 다른 중요한 공급원은 폴란드와 독일의 쿠퍼스치퍼 매장지와 화산 거대 황화물(VMS) 매장지입니다. 구리의 2차 공급원으로는 잠비아와 콩고의 구리 벨트가 있습니다.

구리 추출 공정

구리는 원재료로 사용할 수 없습니다. 구리를 원치 않는 물질에서 분리하기 위한 단계별 추출 과정이 있습니다.

채굴

채굴은 지하 터널에서 바위를 파내는 것입니다. 구리는 지하에서 발견되므로 구리가 있는 바위를 추출하기 위해 큰 노천 구덩이를 파냅니다.

분쇄 및 연삭

구리와 폐기물을 분리하려면 채굴한 암석을 쇄석기로 부순 다음, 분리 과정을 더 쉽게 하기 위해 기계로 미세한 가루로 분쇄합니다.

집중

탱크에서, 분말은 부유라고 불리는 공정에서 물과 화학물질과 섞입니다. 이 공정은 구리 입자를 수면으로 떠오르게 합니다. 그런 다음 농축된 구리 광석을 수거하여 폐기물을 남깁니다.

제련

농축 공정은 구리를 폐기물에서 완전히 분리하지 않습니다. 이를 위해 구리 광석을 용광로에서 가열하여 광석을 흙에서 분리합니다. 블리스터 구리를 생성하여 추출하고 약 99% 순수합니다(100%는 아님). 

전기 분해

농축 및 제련 후에도 구리는 여전히 충분히 순수하지 않습니다. 전기 분해의 마지막 단계는 구리를 정제하고 사용할 수 있도록 만드는 것입니다. 전류는 구리를 용액에 넣는 동안 통과합니다. 이 단계는 불순물을 효과적으로 세척하여 99.99% 순수 구리를 남깁니다. 

구리 제조 공정 

추출 과정을 거쳐 순수한 구리를 추출한 후, 다양한 산업에 사용되는 다양한 제품으로 제조됩니다.

Step 1: Casting

전기 분해 후, 구리의 기본 모양이 추가 가공을 위해 제공됩니다. 순수한 구리는 녹여서 주형에 부어 잉곳 또는 슬래브라고 하는 큰 구리 블록을 형성합니다.

2단계: 형성 및 제작

구리 블록(잉곳)을 기계를 거쳐 유연하고 가공 가능하게 만들어 원하는 제품(예: 와이어, 시트, 막대 등)을 만듭니다.

3단계: 합금화

다른 구리 구성 요소를 더 강하고 내구성 있게 만들기 위해 구리를 다른 원소와 섞어 합금을 만듭니다. 예를 들어, 황동(구리 + 아연), 청동(구리 + 주석) 등이 있습니다.

4단계: 구리 재활용

구리는 재활용하여 새로운 구리 제품을 만들 수 있습니다. 오래된 구리를 재활용하면 시간과 비용을 절약할 수 있으며 새로운 구리를 채굴할 필요성이 없어집니다.

구리 기술의 발전

전 세계적으로 기술이 발전함에 따라 구리 기술의 발전과 함께 구리의 새롭고 혁신적인 용도가 매일 등장하고 있습니다. 

효율적인 구리 합금

베릴륨 구리나 구리-니켈 합금과 같은 구리 합금은 훨씬 더 강하고, 저항성이 더 높으며, 전도성이 더 좋습니다.

이러한 합금은 비화염성 및 뛰어난 강도로 인해 항공우주 기술 및 해양 환경과 같은 곳에서 사용됩니다. 구리-니켈 합금은 해수 부식에 강합니다. 또한 재생 에너지 및 화력 발전소에서도 사용됩니다.

나노 기술

나노기술은 구리 발전에 있어서 큰 이정표였습니다. 그것은 전자 및 코팅에 사용되는 나노구리 입자를 도입했습니다. 나노구리 입자는 더 나은 열 및 전기 전도성을 가지고 있으며 최신 인쇄 회로 기판 및 3D 인쇄에 활용되고 있습니다. 

제련 및 정제 공정

플래시 제련 및 습식 제련 공정은 구리 기술의 최신 발전 중 두 가지입니다. 이는 에너지 소비와 배출량을 줄이는 데 도움이 되어 공정을 환경 친화적으로 만듭니다.

에너지 효율적인 전기 응용 분야

태양광 패널, 풍력 터빈, EV는 이제 효율성과 더 나은 발전에 구리를 사용합니다. 또한 장비의 성능을 향상시켜 재생 에너지 분야에 엄청난 영향을 미칩니다.

항균 구리 표면

최근 구리 표면이 우수한 항균 특성을 가지고 있다는 것이 발견되었습니다. 감염 확산을 줄이는 데 도움이 되며, 현재 의료 시설과 공공 장소에서 널리 사용되고 있습니다.

재활용 가능한 구리 혁신

재활용 기술의 발전 덕분에 구리는 이제 100% 재활용이 가능합니다. 전기화학적 정제와 같은 기술은 재활용 구리에서 불순물을 제거하고 새로 채굴한 구리와 비슷하게 만드는 데 도움이 됩니다.

구리의 장단점

구리의 장점

• 우수한 전기 및 열 전도성 
• 낮은 유지 보수 
• 튼튼한 
• 형성이 용이함
• 항균제는 병원이나 위생이 중요한 장소에 적합합니다. 
• 친환경
• 비점화
• 부식 방지
• 미적 매력

구리의 단점

• 어떤 사람들에게는 조금 무거울 수도 있습니다.
• 습기와 공기에 강하지 않습니다.

맺음말

구리는 다목적으로 사용할 수 있는 놀라운 소재입니다. Richconn, 우리는 모든 종류의 CNC 가공 제품을 제조하고 광범위한 범위를 제공합니다 금속 옵션 당신의 필요에 따라. 

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자주 묻는 질문