التعلم عن المعادن سبائك

السبائك عبارة عن مركبات معدنية مكونة من معدن واحد وواحد أو أكثر من المعدن أو العناصر غير المعدنية.

وتشمل الأمثلة على السبائك الشائعة:

• الصلب، مزيج من الحديد (المعدن) والكربون (غير المعدني)
• البرونز، مزيج من النحاس (المعدن) والقصدير (المعدن) و
• النحاس ، خليط من النحاس (معدن) والزنك (معدن)

خصائص

قد تمتلك المعادن النقية الفردية خصائص مفيدة، مثل التوصيل الكهربائي الجيد، والقوة العالية، والصلابة، أو الحرارة ومقاومة التآكل.

تحاول سبائك المعادن التجارية الجمع بين هذه الخصائص المفيدة من أجل إنشاء معدن أكثر فائدة لتطبيق معين من أي عنصر من العناصر المكونة له.

تطوير الصلب، على سبيل المثال، يتطلب العثور على مزيج الحق من الكربون والحديد (حوالي 99٪ من الحديد و 1٪ الكربون، كما اتضح) من أجل إنتاج المعدن الذي هو أقوى، أخف وزنا وأكثر قابلية للعمل من الحديد النقي.

من الصعب حساب الخصائص الدقيقة للسبائك الجديدة لأن العناصر لا تتجمع فقط لتصبح مجموع الأجزاء، ولكنها تشكل من خلال التفاعلات الكيميائية التي تعتمد على مكوناتها وكذلك طريقة الإنتاج. ونتيجة لذلك، هناك حاجة إلى الكثير من الاختبارات في تطوير سبائك معدنية جديدة.

الشيء الوحيد المؤكد هو أنه عندما تكون سبائك المعادن، فإن درجة حرارة الانصهار تتأثر دائما. سائل ذو ذوبان منخفض يحتوي على الغاليوم والقصدير والإنديوم يكون سائلا عند درجات حرارة أعلى من 2 درجة فهرنهايت (19 درجة مئوية)، وهذا يعني أن درجة انصهاره تكون أقل من 122 درجة فهرنهايت (50 درجة مئوية) الغاليوم وأكثر من 212 درجة فهرنهايت (100 درجة مئوية) أدناه الإنديوم والقصدير.

غالينستان و وود's ميتال هي أمثلة على سبائك يوتكتيك. سبائك يوتكتيك لديها أدنى نقطة انصهار أي مزيج سبيكة تحتوي على نفس العناصر.

التركيب

الآلاف من تركيبات سبيكة هي في الإنتاج المنتظم، في حين يتم إنشاء تركيبات جديدة بانتظام.

تتضمن التركيبات القياسية المقبولة مستويات نقاء العناصر المكونة (بناء على محتوى الوزن).

تتم مراقبة المكياج، فضلا عن الخواص الميكانيكية والفيزيائية للسبائك المشتركة، من قبل المنظمات الدولية مثل إسو و ساي إنترناشونال و أستم إنترناشونال.

الإنتاج

بعض السبائك المعدنية تحدث بشكل طبيعي وتتطلب معالجة صغيرة لتحويلها إلى مواد صناعية. على سبيل المثال، يتم إنتاج السبائك الحديدية مثل فيرو-كروميوم و فيرو-سيليكون بواسطة صهر خامات مختلطة وتستخدم في إنتاج مختلف أنواع الفولاذ.

ومع ذلك، عادة ما تتطلب السبائك التجارية والتجارية معالجة أكبر وغالبا ما يتم تشكيلها عن طريق خلط المعادن المنصهرة في بيئة تسيطر عليها. ومع ذلك، قد يكون مخطئا في التفكير في أن سبائك المعادن هي عملية بسيطة.

على سبيل المثال، إذا كان على المرء أن يخلط ببساطة الألومنيوم المنصهر مع الرصاص المنصهر، فإننا نجد أنها سوف تنفصل إلى طبقات، مثل الكثير من النفط والماء. ويختلف إجراء الجمع بين المعادن المنصهرة أو خلط المعادن مع اللافلزية اختلافا كبيرا تبعا لخصائص العناصر المطلوبة.

العناصر المعدنية لديها تباين كبير في التسامح من الحرارة والغازات. في حين أن عناصر مثل المعادن الحرارية مستقرة في درجات حرارة عالية، والبعض الآخر يبدأ في التفاعل مع بيئتهم، والتي يمكن أن تؤثر على مستويات النقاء، وفي نهاية المطاف، وجودة سبيكة.

اعتبارات هامة عندما تشمل معادن السبائك درجات حرارة ذوبان المعادن المكونة، ومستويات النجاسة، وبيئة الخلط، وإجراءات السبائك.

في بعض الحالات، يجب تحضير السبائك الوسيطة من أجل إقناع العناصر بالجمع.

سبيكة من 95. 5٪ الألومنيوم و 4. 5٪ النحاس يتم من خلال إعداد أولا خليط 50٪ من العنصرين. هذا الخليط لديه نقطة انصهار أقل من أي من الألومنيوم النقي أو النحاس النقي ويعمل بمثابة "سبائك تصليب". ثم يتم إدخال هذا إلى الألومنيوم المنصهر بمعدل يخلق مزيج سبائك الصحيح.

_{المصادر:} شارع، آرثر. & أليكساندر، W. O. 1944. المعادن في خدمة الإنسان . 11th إديتيون (1998).