МАТЕРИАЛИ ПОЛЗВАНИ В КОМПЮТЪРА
You need to upgrade your Flash Player

 

От какви материали е изграден компютъра?

 

https://lh5.googleusercontent.com/-r2QQHzdl89U/TvCP9V8rg2I/AAAAAAAAB5Q/1sn2y7Tu6AQ/s600/chartgo.png  

В един компютър могат да се намерят до 60 химични елемента от периодичната таблица.
Общата маса на един компютър, без периферните устройства (като монитора примерно) се състои от:

  • 40% стомана
  • 30-40% пластмаса
  • 10% алуминий
  • 10% други метали, като мед и калай, включително:

- токсични - кадмий, живак, олово и берилий;
- специални - кобалт, индий и антимон;
- благородни - сребро, злато (под 1 г), паладий и платина;

Компютърната кутия е от стомана, алуминий и пластмаса. Мониторите от стъкло, метал и пластмаса. Клавиатурата и мишката се състоят от пластмаса, метал и гума.


 

 

Защо се ползват благородни метали?

 

https://lh4.googleusercontent.com/-rXI5DFTZif8/TuTQbokZ5yI/AAAAAAAAB2g/6AJ5dMHb6AE/s443/energy_microchip.jpg

 

Т.к. магнитни проводници в компютрите са нежелателни, дънните платки и други интегрални схеми в компютъра често съдържат злато, сребро и мед.

ARM Mali-400 MP многоядрен процесор - на илюстрацията.

Защо всъщност се ползват тези метали:

  • Златото е най-ценният метал като високо надежден проводник, устойчив на ерозия.
  • Среброто също се ползва заради своята проводимост и трайност.
  • Платината подобрява капацитета за съхранение на данни на твърдите дискове.

 


 

 


 

Замърсяване и рециклиране

 

  • В течнокристалните монитори се ползват полупроводници с индий (In) в тях. 80% от търсенето на индий се използва за LCD стъкло. Световните запаси са нищожни. 60% от годишните нужди на индий се покриват от Япония - чрез рециклиране на монитори и битова електроника.
  • Над 80% от рутения (Ru) е за твърди дискове
  • 50% от антимона (Sb) се използва за забавяне на горенето.

Само в Европа през 2005 г., е имало между 8,3 и 9,1 милиона тона електронни отпадъци и тенденцията е за растеж. В Австралия, със средно от 22 електрически уреди на домакинството, статистиката показва, че в следващите 2 години, повече от 9 милиона компютъра, 5 милиона принтери и 2 милиона скенера ще бъдат подменени. В Съединените щати, The Environmental Protection Agency съобщи, че са генерирани от 1,9 до 2,2 милиона тона електронни отпадъци през 2005 г., като от тях само 12,5% са събрани за рециклиране.

Растежа на производството е основен двигател за търсенето и ръста в цените на някои метали. Знаете ли, че употребата на злато в производството на електроника е главната причина за поскъпването на този метал по целия свят? Малко от ценните метали се рециклират (предимно това са мед и злато).

В мобилния телефон могат да се открият благородните метали от порядъка на 250 мг. сребро, 24 мг. злато и 9 мг. паладий. Близо един милиард клетъчни телефони (със среден срок на ползване 2 години) се произвеждат всяка година, а повечето от тях съдържат злато за около 50 цента. Компютърната индустрия използва няколко стотици тона злато всяка година (318 тона през 2003 г., например). В световен мащаб това е водещ фактор за поскъпването на метала.

През 1998 г. 18,5 млн унции злато (524 466 кг) са изхвърлени над земята под формата на нерециклирани уреди. Доклад от 2003 година показва увеличение на тази тенденция.

 

ЗЛАТО (Au)

 

https://lh5.googleusercontent.com/-5DIfBO0X77U/TuTJ4ilOdZI/AAAAAAAAB2U/67WM0-k4jNA/s600/riser_card-.jpg

 

Златото е перфектния проводник - ефективен и надежден. По-добре от всеки друг метал бързо и точно предава цифрова информация от един компонент към друг в компютъра.

Позлатените компоненти в компютъра са краката на видеокартите, флопитата, процесорите, мишката, пиновете на конекторите, PCI слотове за паметта, дънните платки (тънки златни нишки свързват силициевта пластинка с крачетата вътре в корпусите на самите чипове) и т.н.

В цифри:

  • 1 грам 23-каратово злато се добива от 100 платки с диамерър 12 см.
  • 1 тон дънни платки съдържа 800 пъти повече злато от тон златна руда. Извлеченото злато възлиза на $1500.
  • Морската вода съдържа 0,2 грама злато на тон.
  • Килограм PQFP чипове, направени през 2000 г. съдържат около 2 гр златото, докато PLCC чиповете имат малко повече от 1 гр. 1 кг процесори съдържа 6-7 гр злато.

 

 

 

МЕД (Cu)

 

 https://lh3.googleusercontent.com/-CYiTOstvuWA/TvCE_oCEr8I/AAAAAAAAB48/uLYOdgIDUEc/s662/4165337T.jpg   

Почти всички метални части на дънната платка са от мед. Процесора е изграден от метал (най-често мед) и силиций. Медта има по-малко пространство между атомите и по-малко съпротивление на електрони, отколкото други видове метал като алуминия.

Медните ребра в радиаторен дизайн (на илюстрацията) осигуряват висока охлаждаща ефективност. Самите ребра са с медно покритие или от масивна мед. Медта има по-голям топлинен капацитет и е по-ефективен проводник на електричество от алуминия.

Нещо повече. IBM подема нова тенденция в изграждането намикрочипове. За интегриране на силициевите подложки ще бъде ползвана мед. Резултатите са 4 пъти по-висока скорост  и връзки 2 пъти по-къси отколкото са разполагани досега. Закона на Мур за удвояващата се плътност на всеки 18 месеца е реализирана с помощта на един от най-старите известни метали.

https://lh3.googleusercontent.com/-4TO09EYSvPw/TvCelbmFRJI/AAAAAAAAB5c/ySOq1oaB7v4/s400/how-computers-are-made.jpg  

https://lh4.googleusercontent.com/-cgSDNjiMKWw/TuTF_rQtXWI/AAAAAAAAB1s/PPhlFhZO6YQ/s449/Motherboard-Gold-Space-671769.jpg

Дънната платка се състои от медна схема с буквално изрязани електрически пътища върху нея. В състава и влиза цял асортимент от материали, като калай, ammonium, а дори и фибростъкло.

 

 

 



ПЛАТИНА (Pt)

 

https://lh4.googleusercontent.com/-3rl89u3610A/TvCmKG2vjzI/AAAAAAAAB50/ilnUcQyq8Y8/s585/4165776h.jpg  

Първият твърд диск произведен от IBM през 1957 г., е използвал 50 диска с диаметър от 24 инча, всеки от които съхранява само 5 МВ данни. Днес, твърди дискове, която може да съхрани 125 гигабайта (128 000 МВ) данни.

Необходимостта на модерните компютри да съхранява много голямо количество информация води до бързото нарастване в използването на платина. Дисковете са покрити с кобалтова сплав, която има магнитни свойства. Този магнитен слой съхранява отделни порции данни (бита) в серия от кръгли писти. Размерът на данни, които могат да бъдат записани на дадена площ, зависи до голяма степен от силата на полето, генерирани от магнитен слой. Добавянето на платина усилва магнитното качества на кобалт сплав, което позволява данни да бъдат съхранявани при по-висока плътност и ускорява достъпа до данните многократно.
Днес, всички твърди дискове съдържат платина в магнитния си слой, в сравнение с около 50% през 1997 г.

Повърхностния слой на Co-Cr-Pt сплав е 40-50% платина на слой с дебелина 30 Nm. Един поднос (platter from a 3.5" disk) има най-много 2.2 мг.



 

ПАЛАДИЙ (Pd)

 

Паладия е от групата на платиновите елементи.
Керамичните кондензатори тип SMD (Surface Mount Device) съдържат паладий, а някои видове и сребро.
 

 

 

СРЕБРО (Ag)

 

https://lh6.googleusercontent.com/-gAk3MhxYkio/TvCjE-EKrqI/AAAAAAAAB5o/qUMoDAOWa88/s251/VR%252520SERIES%252520%25252030---.jpg  

Сребро се среща се в керамичните кондензатори (сребърен е горния слой показан на илюстрацията вляво), дънните платки и др. интегрални схеми. Батериите се произвеждат със сребърни сплави.

В цифри:

  • Общото количество сребро произведен в историята на света е около 1 275 729 тона. Годишно в целия свят се произвеждат 19 278 тона сребро.
  • От 60 години в промишлеността се използва повече сребро, отколкото се произвежда. Проводници, превключватели, електрически връзки и предпазители използват сребро, защото то не корозира и не причинява прегряване и пожари. Днес световните наличности от сребро са в най-ниската си точка от 200 години.
  • Документирано е около пет пъти повече злато в наличности над земята, отколкото сребро!
  • Среброто има най-голям блясък при полиране от който и да е метал и е най-добрият отражател на светлина.
  • Химичните реакции могат да бъдат значително ускорени при добавяне на сребро. Приблизително 700 тона сребро се използват непрекъснато в световната химическа промишленост за производство на пластмаса.

 


 

 

 

АЛУМИНИЙ (Al)

 

https://lh6.googleusercontent.com/-odDrO4nCZeY/TuTGW6VG6aI/AAAAAAAAB2I/nxfmeoXVudg/s500/DVD_Gold-RAM-.jpg  

Компактдискът се изработва от поликарбонат с дебелина 1,2 mm, покрит с много тънък слой алуминий (в началото се е използвало злато).

Традиционно плочите на харддиска са изработвани от алуминий, но с нарастване на плътността на запис се правят от стъкло.

 

 

 

 

 

 

 


 

 

 

СИЛИЦИЙ (Si)

 

Силиция (silicon), дал името на Силиконовата долина, е вторият по разпространение химичен елемент в Земната кора след кислорода. Съставна част на пясъка е и се среща под формата на кварц, каолин или кремък.

Силиция е полупроводник - материал със специфична електропроводимост между тази на проводниците и изолаторите (приблизително в интервала между 103 S/cm и 10−8 S/cm). Електропроводимостта му се влияе от излагането на различна температура, електрическо поле или различни честоти на светлината. Това е основен принцип в съхраняването на дигитална информация - положително и отрицателно заредени участъци.

https://lh5.googleusercontent.com/-R4nMAPM058k/TuTF_93pByI/AAAAAAAAB10/jrPlPxijjjQ/s728/molybdenite-microchip-728x546.jpg

Твърдия диск се състои от едновременно въртящи се херметизирани плочи които правят между 5 400 и 15 000 оборота в минута (~250 за секунда) - това определя бързодействието на главите за четене и писане. Традиционно плочите на харддиска са изработвани от алуминий, но с нарастване на плътността на запис се правят от стъкло.
Стъклото, както знаем е стопен кварц. Стъклото се е получавало по естествен път при изригване на вулкани или при падането на мълнии и метеорити върху песъчливи области.

 https://lh5.googleusercontent.com/-tGLJLo-9Wyo/TuTRmlNC6sI/AAAAAAAAB2s/pEm3n0Y6UUk/s337/obsidian1.jpg https://lh6.googleusercontent.com/-9zj-dotBUHY/TuTSeLv5jaI/AAAAAAAAB20/zSnu9ofQwaA/s375/obsidian%252520-%252520%2525D0%2525B2%2525D1%252583%2525D0%2525BB%2525D0%2525BA%2525D0%2525B0%2525D0%2525BD%2525D0%2525B8%2525D1%252587%2525D0%2525BD%2525D0%2525BE%252520%2525D1%252581%2525D1%252582%2525D1%25258A%2525D0%2525BA%2525D0%2525BB%2525D0%2525BE.jpg

/обсидиан - вулканично стъкло/

 

 

Снимки: Интернет

https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=750
https://www.bit-tech.net/hardware/cooling/2008/06/16/scythe-ninja-copper/2