سلام، و به «بینشهای فلزی» خوش آمدید. امروز، ما به برخی از حقایق عجیب و احتمالاً شگفتانگیز در زمینه فلزات میپردازیم. از زمانی که انسانها با فلز در تماس بودهاند، با ساخت ابزارهای فلزی و پیشرفت به سمت توسعه ساخت و ساز و فناوریهای پیشرفته، تکامل و غنیسازی فرهنگ خود را ادامه دادهاند. در این وبلاگ، میخواهیم بر جنبههای کم زرق و برقتر و مطمئناً کمتر شناخته شده فلزات تمرکز کنیم. ما در مورد تاریخچه فلزات، ویژگیهای خاص آنها و زمانهایی که کاربرد آنها را متحول کرده است، بحث خواهیم کرد. فرقی نمیکند که شما یک علاقهمند به فلزات و متالورژی باشید یا فقط کسی که به دنیای اطراف علاقه دارد، این مقاله را آموزنده و آموزنده خواهید یافت. بنابراین بدون مقدمه زیاد، بیایید به سمت دنیای فلز حرکت کنیم.
چه چیزهایی جذاب هستند؟ حقایقی در مورد فلز?
آیا میتوانید بگویید از بین ۱۱۸ عنصر جدول تناوبی، چند تا فلز هستند؟
تعداد زیادی از عناصر جدول تناوبی منحصراً فلز هستند، بنابراین تا به امروز ۱۱۸ عنصر وجود دارد که ۹۱ مورد از آنها به عنوان فلز طبقهبندی شدهاند. این فلزات به عنوان فلزات قلیایی، فلزات قلیایی خاکی، فلزات واسطه و فلزات پس از واسطه طبقهبندی میشوند که هر کدام ویژگیها و کاربردهای متمایزی دارند.
چرا دو قطعه فلز بدون پوشش با یکدیگر تماس پیدا میکنند؟
لمس دو قطعه فلز بدون پوشش ممکن است باعث چسبیدن آنها به دلیل چیزی شود که به عنوان جوش سرد شناخته میشود. این اتصال در محیطهای فضایی یا خلاء رخ میدهد که در آن سطح فلز دارای لایه اکسیدکننده (فیلم اکسید شده) نیست که مانع از سایش سطوح آن شود. هنگامی که خودپیوندی در غیاب لایه اکسید شده که خودپیوندی در آن رخ میدهد، رخ میدهد، سطوح فلزی تمیز به شدت به یکدیگر جذب میشوند و ساختارهای اتمی آنها در هم تنیده میشوند.
هفت فلز شناخته شده کدامند؟
تمام تمدنهای باستانی هفت فلز را در زندگی خود شناخته و از آنها استفاده میکردند: طلا، نقره، مس، آهن، سرب، قلع و جیوه. هر یک از این فلزات کاربردهای منحصر به فردی داشتند و رشد فناوری و جامعه را شکل میدادند. به عنوان مثال، ضرب سکه، ابزار، هنر و کیمیاگری، همگی با کمک فلزات منفرد امکانپذیر شدند و به همین ترتیب، اهمیت آنها در جوامع مختلف گسترش یافت.
چرا؟ فولاد خیلی مهم؟
خواص کلیدی فولاد چیست؟
فولاد به دلیل خواص مفیدش مانند استحکام کششی بالا، دوام، چکشخواری و هزینه مناسب، بسیار مهم است. این خواص، فولاد را به مادهای ایدهآل برای استفاده در ساخت و ساز، تولید، صنایع خودرو و بسیاری از صنایع رایج دیگر تبدیل میکند. پتانسیل استفاده مکرر آن بدون هیچ گونه افت کیفیتی را میتوان یکی از دلایل اصلی کاربرد گسترده و ارتباط آن با شیوههای زیستمحیطی دانست.
فولاد چگونه بازیافت میشود؟
بازیافت فولاد شامل جمعآوری و دستهبندی قراضههای فلزی، ذوب کردن قراضهها در کوره و ریختهگری محصول ذوبشده به شکلها یا فرمهای جدید است. این تکنیک در مصرف مواد اولیه و انرژی صرفهجویی میکند و میتواند بدون هیچ گونه افت کیفیتی در فولاد، به طور نامحدود انجام شود و در نتیجه، فولاد را به یک ماده سازگار با محیط زیست تبدیل میکند.
تفاوتهای کلیدی بین آهن و فولاد چیست؟
قابل توجهترین تفاوت بین آهن و فولاد احتمالاً در استحکام، تنوع و دوام در کاربرد آنهاست. صرف نظر از اهمیت تاریخی کاربرد آهن، میتوان اظهار داشت که این فلز یک آلیاژ فلزی بیکیفیت بوده و هست. فولاد را میتوان به عنوان آلیاژ آهن-کربن طبقهبندی کرد و به داشتن خواص بهبود یافته معروف است. فولاد از خالصترین آهن قویتر، قابل اعتمادتر و کمتر در معرض خوردگی عنصری قرار دارد. در مورد کربن و سایر عناصر آلیاژی، وجود آنها طیف وسیعی از کاربردهای مهندسی را فراهم میکند که آهن هرگز نمیتواند با آنها برابری کند زیرا فولاد در ساخت و ساز و کاربردهای صنعتی بسیار متنوعتر از آهن است.
باارزشترینها کدامند؟ معاملات فلزات گرانبها: فرصتهای طلایی در بازارهای جهانی?
چه چیزی طلا را اینقدر گرانبها میکند؟
دلیل مفید بودن طلا، کمیابی، خاصیت شکلپذیری و فعالیت شیمیایی آن است که از خوردگی یا فرسودگی آن در طول زمان جلوگیری میکند. طلا همیشه به دلیل زیبایی و درخشش متمایزش مورد احترام بوده و اغلب برای نشان دادن ثروت و قدرت مورد استفاده قرار گرفته است. علاوه بر زیبایی فیزیکی، این فلز در جواهرات، الکترونیک و اعتبار جهانی آن به عنوان ارز و دارایی بسیار مفید است.
ویژگی خاص پلاتینیوم چیست؟
پلاتین به دلیل چگالی بالا، کدر شدن، مقاومت در برابر خوردگی و رسانایی برتر، عنصری خاص محسوب میشود که آن را در کاربردهای صنعتی ارزشمند میکند. این فلز از طلا کمیابتر است و معمولاً در جواهرات، مبدلهای کاتالیزوری خودرو و دستگاههای الکترونیکی مختلف یافت میشود. مقاومت پلاتین در برابر دماهای بالا و ویژگیهای پایدار در شرایط سخت، مطلوبیت آن را برای اهداف خاص فناوری افزایش میدهد.
آیا نقره یک سرمایهگذاری خوب است؟
پاسخ مثبت است. نقره به راحتی به دست میآید، سرمایهگذاری در آن آسانتر است و کاربردهای صنعتی زیادی دارد. درست مانند طلا، به عنوان محافظی در برابر تورم و نوسانات بازار عمل میکند، اما برای سرمایهگذاران کوچک بسیار مناسبتر است. علاوه بر این، استفاده روزافزون از نقره در الکترونیک، پنلهای خورشیدی و ابزارهای پزشکی به حفظ ارزش آن در طول زمان کمک میکند.
چطور؟ ساخت فلز کار کن
فرآیند ساخت فلز چیست؟
با این حال، ساخت فلز با سه مرحله اصلی پیوند خورده است - فرآیند برش، اصلاح که همان خم شدن است و مرحلهای که اجزای مختلف سازه از طریق مونتاژ به هم متصل میشوند. برش یک عملیات برش یا اره کردن است که در آن فلزات جدا شده به ابعاد مورد نظر شکل داده میشوند و خم کردن، به عنوان مثال، فرآیندی است که شامل استفاده از پرس برک برای تغییر شکل سویا میشود. در نهایت، در مورد مونتاژ، هر یک از اجزای فلزی از طریق جوشکاری، پرچ کردن یا بست زدن به هم متصل میشوند تا محصول نهایی به دست آید. چنین فرآیندهایی نه تنها کار فشردهای هستند، بلکه به پرسنل آموزش دیده و ماشین آلات دقیق نیز نیاز دارند تا ساخت فلز به درستی انجام شود.
جوشکاری چه نقشی در ساخت فلزات دارد؟
اتصال قطعات فلزی، که از طریق جوشکاری انجام میشود، بخش جداییناپذیر ساخت فلز است. این روش امکان جوش دادن قطعات فلزی و ایجاد اتصالات محکم و بادوام را در میان سایر کاربردها فراهم میکند. تکنیکهای مختلفی مانند MIG، TIG یا جوشکاری میلهای در دسترس هستند و روش مورد استفاده با توجه به نوع فلز و همچنین نیازهای محصول نهایی تعیین میشود. این فرآیند نه تنها به حفظ استحکام و پایداری مجموعه کمک میکند، بلکه کاربرد آن را در طراحی مورد نظر نیز بهبود میبخشد.
اهمیت آلومینیوم در ساخت و ساز چیست؟
آلومینیوم به دلیل سبکی، مقاومت در برابر خوردگی و نسبت استحکام به وزن بالا، کاربردهای زیادی در فرآیندهای ساخت دارد. چنین ویژگیهایی به آن اجازه میدهد تا برای کاربردهای خاصی که به استحکام اما وزن کم نیاز دارند، مانند صنایع خودرو و هوافضا، مورد استفاده قرار گیرد. علاوه بر این، آلومینیوم نسبتاً نرم است و برش، خم شدن و شکلدهی آن را حتی به پیچیدهترین شکلها آسانتر میکند که این امر کاربرد آن را در فرآیندهای مختلف ساخت افزایش میدهد.
چه مزایای زیستمحیطی از آن ناشی میشود؟ اهن قراضه بازیافت؟
چگونه به لطف فعالیتهای بازیافت، انرژی ذخیره میشود؟
فرآیندهای تولید نیز باعث مصرف انرژی میشوند و بازیافت از چنین فرآیندهایی جلوگیری میکند. استفاده از ضایعات فلزی در ساخت محصولات آلومینیومی باعث کاهش مصرف انرژی میشود. نشان داده شده است که با بازیابی فلز آلومینیوم از ضایعات، بیش از ۹۵٪ انرژی در مقایسه با ذوب سنگ معدن آلومینیوم که بوکسیت نامیده میشود، مصرف میشود. این کاهش مصرف انرژی برای سایر فلزات و مواد نیز در طول فرآیند بازیافت صادق است که منجر به کاهش انتشار گازهای گلخانهای از صنایع تولیدی و تولید گازهای گلخانهای کمتر میشود.
اثرات زیستمحیطی ضایعات فلزی چیست؟
تأثیرات زیستمحیطی بازیافت قراضه فلز همگی مثبت هستند، زیرا منجر به کاهش ضایعات و آلودگی و حفظ منابع طبیعی میشوند. بازیافت فلز تقاضا برای مواد اولیه جدید استخراج شده و استخراج شده را کاهش میدهد و بنابراین به جلوگیری از تخریب محیط زیست کمک میکند. علاوه بر این، فرآیندهای بازیافت به کاهش مصرف انرژی کمک میکنند و به نوبه خود باعث کاهش انتشار گازهای گلخانهای و بهبود کلی محیط زیست میشوند.
نرخ بازیافت فلزات چگونه افزایش مییابد؟
برای افزایش نرخ بازیافت فلزات، افزایش مشارکت عمومی از طریق آگاهی و آموزش در مورد اهمیت بازیافت اساسی است. اگر برنامهها و امکانات بازیافت آسان و در دسترس قرار گیرند، افراد بیشتری در آن مشارکت خواهند کرد. همچنین، ارائه مشوقهایی مانند طرحهای بازگشت سپرده میتواند به افراد و همچنین مشاغل کمک کند تا بازیافتکنندگان پرکارتری باشند. علاوه بر این، تقویت مقررات و اقدامات سیاستی مربوطه که از پروژههای بازیافت حمایت میکنند و افزایش تحقیقات و فناوری با هدف توسعه و یا بهبود فرآیندهای بازیافت نیز میتواند به بهبود قابل توجه نرخ بازیافت کمک کند.
منابع مرجع
-
۲۰ حقیقت جالب درباره فلز - ساخت تمام فلزات
-
۱۰ حقیقت جالب در مورد فلزات که همه باید بدانند – سوپرمارکتهای فلزی
-
برخی از خواص جالب فلزات محدود شده در زمان و فضای نانومتری – انتشارات ACS
پرسش های متداول (پرسش و پاسخ)
س: چند حقیقت جالب در مورد فلز چیست؟
الف) فلزات به دلیل تنوع زیادشان توجه شایستهای را به خود جلب میکنند. 10 حقیقت در اینجا: فلزات بخش بزرگی از قسمت بالایی زمین را تشکیل میدهند، فولاد و کامپوزیتهای آهن به وفور یافت میشوند. تنگستن بالاترین نقطه ذوب را دارد. اگرچه گفته میشود فلزی مانند دستگیرههای در و نردههای برنجی ضد باکتری هستند، اما این فلزات نیز ممکن است به اشکال خاصی سمیت نشان دهند. فاصله بین برج ایفل و زمین در طول تابستان به دلیل انبساط فلز سازه، 6 اینچ افزایش مییابد.
س: کدام فلز به مقدار بیشتری در پوسته زمین وجود دارد؟
الف) پاسخ این سوال آلومینیوم است زیرا در مقایسه با سایر فلزات فراوانی بیشتری دارد. سبک و محکم است و کاربردهای بیشماری از پوششهای آشپزخانه گرفته تا تولید هواپیما دارد.
س: چرا فلز به طور طبیعی به صورت مایع روی سطح زمین وجود ندارد؟
الف) درست است که فلز را میتوان به اشکال مختلف روی زمین یافت، اما به دلیل نقطه ذوب و جوش آن، بیشتر آنها به حالت جامد یافت میشوند. فلزات مایع اغلب در جیوه وجود ندارند.
س: جو چگونه با فلزات تعامل دارد؟
الف) جو، روشهای متفاوتی را برای تأثیرپذیری فلزات ارائه میدهد، به طوری که لایهای از اکسیداسیون روی فلزات ایجاد میشود که میتواند به کاهش خوردگی بیشتر کمک کند یا در شرایط دیگر، بسته به فلز، منجر به ایجاد زنگزدگی یا کدر شدن شود.
س: کدام فلزات را میتوان آهنربا نامید؟
الف) اعتقاد بر این است که تعداد کمی از فلزات مانند آهن، نیکل و کبالت خاصیت مغناطیسی دارند، سایر فلزات رایج مانند آلومینیوم و مس هیچ خاصیت مغناطیسی ندارند.
س: آیا فلز تاثیری بر ارتفاع سازههایی مانند برج ایفل دارد؟
الف) به دلیل انبساط حرارتی، فولاد و آهن در دماهای گرمتر منبسط میشوند که دلیل این واقعیت است که سازههایی مانند برج ایفل در تابستان حدود شش اینچ کشیده میشوند.
س: آیا راهی وجود دارد که دو فلز بتوانند برای همیشه به هم بچسبند؟
الف) روشهایی مانند جوشکاری وجود دارد که در آن فلزات ذوب شده و به هم میچسبند که میتوانند فلزات را به طور دائمی به هم بچسبانند.
س: در مورد نحوه استفاده از فلزات در کاربردهای الکتریکی توضیح دهید؟
الف) استفاده از فلزات در کاربردهای الکتریکی بسیار مهم است زیرا فلز رسانایی خوبی دارد. مس و آلومینیوم فلزاتی هستند که برای سیم کشی و اجزای الکتریکی استفاده میشوند.
س: معمولاً درها دارای کوبهای از جنس برنج هستند، در حالی که نرده نیز از جنس مشابهی است. چه چیز خاصی در مورد اقلام ساخته شده از برنج وجود دارد که هیچ فلز دیگری نمیتواند همان اثر را داشته باشد؟
الف) دستگیرهها و نردههای برنجی نیز ضد باکتری هستند، زیرا ذاتاً ضد باکتری هستند و این امر به ویژه در مکانهایی که تمیزی مورد نیاز است، ضروری است.
