یک گرم آلومینیوم، ۱.۸۵ برابر یک گرم مس رسانایی الکتریکی دارد

می متالز - افزایش قیمت مس از ابتدای قرن ۲۱ و کاربرد آن در بسیاری از صنایع باعث شده تا تولیدکنندگان به استفاده از جایگزین‌های ارزان‌تری روی آورند. از میان مواد مختلف، آلومینیوم بیشترین میزان جایگزینی را به‌خود اختصاص داده است. این در حالی است که تاکنون از رشد تقاضای مس کاسته نشده است. در کاربردهای الکتریکی، آلومینیوم رسانایی الکتریکی بر واحد «وزن» بهتری دارد، در حالی که مس، هدایت الکتریکی بر واحد «حجم» خوبی ارائه می‌دهد.

فلز مس یکی از فلزات ارزشمندی است که با توجه به رسانایی منحصربه‌فرد الکتریکی و حرارتی‌اش، در بسیاری از صنایع از جمله دستگاه‌های الکترونیکی، سیم و کابل، تجهیزات سرمایشی-گرمایشی و تهویه مطبوع مصارف بسیاری دارد. این فلز سرخ همچنین در ساخت خودروهای الکتریکی و زیرساخت‌های مورد نیاز برای آن‌ها و صنعت انرژی‌های نو و تجدیدپذیر نیز کاربرد بسیاری دارد. با وجود همه این ویژگی‌ها، قیمت بالای مس که از اوایل قرن حاضر، به‌رغم برخی افت و خیزها، رشد قابل‌توجهی نسبت به سایر فلزات تجربه کرده، عامل بالقوه‌ای برای روی آوردن بسیاری از صنایع به انتخاب مواد جایگزین بوده است.

از سال ۲۰۰۴ تا ۲۰۱۵، حدود ۵ میلیون تن از مصرف مس با مواد دیگر جایگزین شد که آلومینیوم بخش عمده‌ای از این جایگزینی‌ها را تشکیل می‌داد. علاوه بر نسبت قیمتی مس به آلومینیوم که همواره حتی در دوره بحران مالی سال‌های ۲۰۰۸ و ۲۰۰۹ رقم قابل توجهی بوده، دو عامل وزن و ظرفیت الکتریکی از جمله ملاحظات صنایع الکتریکی برای جایگزینی مس با آلومینیوم بوده است. مس ظرفیت الکتریکی بر واحد «حجم» خوبی دارد، در حالی که آلومینیوم ظرفیت الکتریکی بر واحد «وزن» بهتری را ارائه می‌دهد.

در رسانایی الکتریکی ثابت، نسبت وزن آلومینیوم به مس، ۱:۱.۸۵ است؛ به این معنا که یک کیلوگرم آلومینیوم، رسانایی الکتریکی برابر با ۱.۸۵ کیلوگرم مس دارد. در نتیجه، در صورت جایگزینی مس با آلومینیوم، علاوه بر کاهش هزینه مواد، با کاهش وزن محصولات تولیدی، هزینه‌های حمل و نقل و نیروی انسانی نیز کاهش پیدا می‌کند. با این وجود، در میزان رسانایی یکسان، حجم آلومینیوم بیشتر از مس است، به این معنا که سیم‌های آلومینیومی به قطر بیشتری نسبت به مس نیاز دارند که این امر خود باعث افزایش هزینه می‌شود.

جدول فوق، برخی از خواص دو فلز مس و آلومینیوم را با یکدیگر مقایسه می‌کند. شایان ذکر است که این مقایسه در حالت خالص مورد بررسی قرار گرفته و طبعا در آلیاژهای متفاوت، متغیر است. در انتخاب جایگزین برای مس، هادی‌های آلومینیومی به سطح مقطع حدودا ۵۶ درصد بیشتر نیاز دارند تا رسانایی الکتریکی برابر با هادی‌های مسی داشته باشند. این امر باعث شده تا کاربری هادی‌های آلومینیومی در مصارفی که از نظر فضا محدودیت دارند، کمتر شود. به عنوان مثال، استفاده از سیم و کابل آلومینیومی در ساختمان‌ها و منازل غیرعملی است. با این وجود، سیم و کابل‌های آلومینیومی کمتر از نصف هادی‌های مسی وزن دارند.

خطوط انتقال در شبکه برق یکی از مصارفی است که هادی‌های آلومینیومی به خوبی جایگزین محصولات مسی شده‌اند. این امر در پروژه‌های بزرگ برق‌رسانی چین پیاده شده است که علاوه بر کاهش وزن، باعث صرفه‌جویی در هزینه‌ها نیز می‌شود. کاهش وزن هادی‌های خطوط انتقال، به معنای کاهش تعداد دکل‌ها و تقلیل بیشتر هزینه‌ها است. جایگزینی هادی‌های آلومینیومی در شبکه‌های فشارقوی انتقال برق، در حال گسترش در تمامی مناطق جهان است، اما بازار سیم‌کشی‌های ساختمانی، کاربری‌های زیرزمینی و سایر مصارفی که محدودیت فضایی دارند، همچنان در دست مس است. علاوه بر این رشد تقاضای مس در کاربردهای رایج آن، ایجاد بازارهای جدید مصرف چون انرژی‌های نو و خودروهای الکتریکی، از عوامل رشد روزافزون تقاضای این فلز سرخ خواهد بود.

منبع: باشگاه آلومینیوم

آلومینیوم مس رسانایی الکتریکی