در این مقاله، شما می خواهید به طور مفصل یاد بگیرید، فلزات غیر آهنی چیست؟ انواع و فهرست فلزات غیرآهنی، خواص، کاربردها و غیره… مشخصات و ترکیبات فلزات آهنی و غیر آهنی، یکی از معیارهای تعیین کننده‌ی کاربرد و موارد استفاده از آنها است. این نوع فلزات در ساختمان سازی نیز کاربرد دارند. در ادامه با ما باشید تا با فلزات غیر آهنی بیشتر آشنا شوید.
فلزات غیر آهنی چیست؟
فلزات غیرآهنی به فلزاتی گفته می شود که حاوی آهن به عنوان ماده اصلی یا فلز پایه نیستند. فلزات غیرآهنی به دلیل ساخت (مانند نورد، آهنگری، ریخته‌گری، جوشکاری و ماشین‌کاری)، هدایت الکتریکی و حرارتی، مقاومت در برابر خوردگی، وزن سبک و غیره کاربردهای صنعتی دارند. با این حال، در دماهای بالا، استحکام آنها کاهش می یابد و انقباض بیشتر از فلزات آهنی است.
فلزات غیرآهنی اصلی مورد استفاده در کاربردهای مهندسی عبارتند از مس، آلومینیوم، روی، قلع، سرب، کبالت، نیکل، کروم، منیزیم و آلیاژهای آنها. فلزات آهنی مانند فولاد و آهن معمولا در ساختمان ها و صنایع مهندسی استفاده می شود. با این حال، بسیاری از فلزات غیر آهنی و آلیاژهای آنها نیز در ساختمان‌ها و صنایع مهندسی به‌خوبی مورد استفاده قرار گرفته‌اند.
در واقع در برخی موارد موادی به مراتب بهتر از آهن و فولاد را تشکیل می دهند و تا حد زیادی جایگزین آنها شده اند. با این حال، فلزات غیرآهنی نسبتاً گران‌تر هستند و تنها زمانی برای استفاده انتخاب می‌شوند که الزامات خاص خاصی را برآورده کرده و دارای برخی خواص مشخص باشند.
در ساخت و ساز مهندسی عمران، آلومینیوم و برخی از آلیاژهای آن مواد جایگزین بسیار مناسبی را برای فولاد در برخی ساخت و سازهای مهندسی خاص ارائه می دهند.
مزایا و معایب فلزات غیر آهنی
مزایا
- مقرون به صرفه
- مقاوم در برابر خوردگی
- سبک وزن
در مقایسه با فولادها، در ساخت پل ها و سقف ها و در شرایطی که به استحکام زیادی نیاز نیست استفاده می شود. در این شرایط مشخص شده است که آنها 50 درصد از وزن اضافی را نجات می دهند. در صنایع مهندسی، مس، روی، نیکل و کروم به صورت خالص و آلیاژی به عنوان مواد در موارد زیر استفاده می‌شوند:
- مقاومت کششی بالا در دماهای بالا مورد نیاز است.
- شکل پذیری و چکش خواری بالا مورد نیاز است.
- مقاومت بالا در برابر حرارت مورد نیاز است.
- هدایت الکتریکی بالا مورد نیاز است.
فهرست فلزات غیرآهنی انواع، خواص، کاربردهای آن
آلومینیوم
آلومینیوم یکی از فلزات غیر آهنی بوده که عمدتاً از سنگ معدن بوکسیت به دست می آید. آلومینیوم یک جزء بسیار رایج (حدود 8 درصد) از پوسته زمین است، رایج ترین سنگ معدن آلومینیوم بوکسیت (Al2O3. n H2O) است. به عنوان یک فلز، آلومینیوم برای اولین بار در سال 1825 کشف شد. آلومینیوم در برابر خوردگی بسیار مقاوم است.
هنگامی که آلومینیوم در معرض هوای مرطوب قرار می گیرد، یک لایه نازک از اکسید در قسمت بالایی تشکیل می دهد که در برابر هوا رطوبت غیر قابل نفوذ است و بنابراین فلز را از خوردگی بیشتر نجات می دهد.
خواص آلومینیوم
- این فلز نقره ای سفید است و درخشندگی درخشانی را هنگام تازه نشان می دهد.
- رسانای عالی گرما و الکتریسیته است.
- سبک وزن با وزن مخصوص حدود 2.7 است.
- بازتاب کننده خوبی از نور است.
- غیر مغناطیسی است و مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارد.
- نرم، سخت، چکش خوار و انعطاف پذیر است.
- بسیار انعطاف پذیر است و با نورد کردن، مهر زنی، اکسترود کردن، آهنگری، کشیدن و ریسندگی به هر شکلی تبدیل می شود.
- دمای ذوب آن حدود 658 درجه سانتی گراد است.
- استحکام کششی بالایی دارد.
- همچنین می توان آن را با هر روش ریخته گری به هر شکلی ریخته شود، یعنی ریخته گری دایکاست، ریخته گری سرد و ریخته گری شن و ماسه.
- در برابر اسیدهای آلی، محلول های نمکی و … مقاوم است.
- دارای استحکام کششی در حدود 900 کیلوگرم بر سانتی متر مربع در شرایط آنیل شده است. با روش نورد سخت می توان آن را به 1600 کیلوگرم بر سانتی متر مربع ارتقا داد.
موارد استفاده از آلومینیوم
- در ساخت تجهیزات صنایع شیمیایی و غذایی، ظروف پخت و پز، اجاق گاز، کتری های بخارپز و غیره استفاده می شود.
- به دلیل سبک بودن و استحکام کششی بالا، در کارهای سازه ای هواپیما، کشتی، قطار، اتوبوس، کامیون و … استفاده می شود و همچنین برای سقف، روکش، قاب پنجره، فویل، پست و … استفاده می شود.
- برای ساخت کابل های برق استفاده می شود.
- برای ساخت بازتابنده و آینه استفاده می شود.
- پودر آلومینیوم برای تهیه رنگ استفاده می شود.
- در ساخت آهن و فولاد به عنوان اکسید زدا استفاده می شود.
آلیاژهای آلومینیوم
در زیر آلیاژهای آلومینیوم آورده شده است:
- آلیاژهای آلومینیوم فرفورژه
- ریخته گری آلیاژهای آلومینیوم
مس
مس از سنگ معدن مس مانند پیریت مس و غیره استخراج می شود. مس فلزی و آلیاژهای مختلف آن از 100 سال پیش در صنایع مهندسی و بسیاری از فعالیت‌های دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد. این به دلیل برخی از خواص مفید مس است.
خواص مس
برخی از مهمترین خواص مس به شرح زیر است:
- نرم، قوی، سخت، چکش خوار و انعطاف پذیر است.
- بسیار چکش خوار و شکل پذیر است به طوری که می توان آن را به هر شکل دلخواه تبدیل کرد.
- خاصیت اتصال عالی دارد، یعنی تقریباً می توان آن را با تمام روش های رایج وصل کرد: جوش، لحیم کاری، لحیم کاری و پرچ کردن.
- درست قبل از ذوب شدن شکننده می شود.
- می توان آن را آهنگری، لحیم کاری، نورد کرد و به سیم کشید.
- مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارد.
- رسانای خوبی برای گرما و الکتریسیته در کنار نقره است.
- آلیاژهای عالی را تشکیل می دهد
- رنگ آن قرمز مایل به قهوه ای است.
- وزن مخصوص آن 8.93 است.
- نقطه ذوب آن 1083 درجه سانتیگراد است.
موارد استفاده از مس
- برای ساخت کابل و سیم برای کاربردهای الکتریکی استفاده می شود.
- برای آبکاری استفاده می شود.
- برای ساخت ظروف و ساخت آلیاژهای مس استفاده می شود.
- برای ساخت مهمات و لوله در کاربردهای مهندسی استفاده می شود.
آلیاژهای مس
آلیاژهای مس به شرح زیر است:
برنج ها
برنزها
سرب
سرب یک دیگر از فلزات غیر آهنی است که قرن هاست که در ساختمان ها و سایر صنایع مهندسی استفاده می شود. سرب از سه کانی اصلی گالنريا، سروسیت و Anglesite استخراج می شود.
خواص سرب
سرب فلزی دارای خواص زیر است.
- رنگ خاکستری مایل به آبی دارد.
- معمولاً درخشش درخشانی دارد.
- دارای چگالی بالا –35 گرم بر سانتی متر مکعب.
- دارای نقطه ذوب پایین 327 درجه سانتیگراد است.
- نقطه جوش بالا 1744 درجه سانتیگراد است.
- در مقاومت در برابر خوردگی بسیار خوب است.
آلیاژهای سرب
به طور کلی، سرب آلیاژهای زیادی تشکیل نمی دهد. ظرفیت آلیاژی آن به دلیل نقطه ذوب پایین آن محدود است. در زیر آلیاژهای مهم سرب آورده شده است:
- لحیم کاری
- بشقاب ترنه
- فلز تایپ کنید
- بلبرینگ فلز
فلز روی
روی یکی دیگر از فلزات غیر آهنی است. از سنگ معدن روی مانند مخلوط روی و کالامین به دست می آید. سنگ معدن اصلی روی سولفید است که اسفالریت نامیده می شود. اسمیتسونیت، روی (ZnO) و کالامین (ZnCO3) دیگر کانی های رایج روی هستند.
خواص روی
- رنگ آن آبی مایل به سفید است و درخشندگی درخشانی دارد.
- در برابر خوردگی مقاومت می کند.
- در دمای معمولی شکننده است.
- هنگامی که تا دمای 100 تا 150 درجه سانتیگراد گرم می شود، شکل پذیر و انعطاف پذیر می شود. از این رو، در این دما، می توان آن را به صورت ورق درآورد و به سیم کشید.
- دارای دانسیته 7.14 گرم بر میلی لیتر است.
- نقطه ذوب آن 419 درجه سانتیگراد و نقطه جوش 907 درجه سانتیگراد است.
- دارای استحکام کششی 700-1400 کیلوگرم بر سانتی متر مربع است.
- روی تجاری (اسپلتر) به راحتی توسط اسیدها مورد حمله قرار می گیرد.
- سطح روی توسط کربنات روی پایه مات در هوای مرطوب پوشیده شده است.
قلع
این نوع از فلزات غیر آهنی به رنگ سفید بوده و بسیار شکل پذیر هستند. وزن آنها حدود 7/3 در متر مکعب و دارای دمای ذوب 232 درجه‌ی سانتی گراد می‌باشد.
کاربرد فلز قلع
- استفاده های مختلف در ساختمان
- سفید کاری ظروف مختلف مانند مس
- جلوگیری از زنگ زدگی منابع آب گرم، انواع لوله‌های فلزی و منابع گرمابه ها
نیکل
نیکل اولین بار در سال 1750 کشف شد. این نیکل از سنگ معدن سولفید آن به نام پنتلاندیت [NiFe(S)] تولید می شود.سنگ معدن ابتدا با فرآیند فلوتاسیون کف تغلیظ شده و سپس مانند سایر فلزات غیرآهنی بو داده و ذوب می شود.
خواص نیکل
در زیر برخی از خواص مهم نیکل آورده شده است.
- این فلز قوی ترین فلز در تمام فلزات غیر آهنی است که دارای مقاومت کششی بین 4200-8400 کیلوگرم بر سانتی متر مربع است.
- در برابر بسیاری از انواع خوردگی بسیار مقاوم است. بنابراین می تواند در آب، رطوبت، گازهای اتمسفر و غیره مقاومت کند.
- مدول الاستیسیته، هدایت حرارتی و الکتریکی آن مانند فولاد است.
- بسیار چکش خوار و انعطاف پذیر است.
- چگالی آن 8.9 گرم بر سانتی متر مکعب است.
- نقطه ذوب آن 1455 درجه سانتیگراد است.
منیزیم
منیزیم از دیگر فلزات غیر آهنی است که سبک ترین مواد مورد استفاده در مهندسی سازه را تشکیل می دهد. دارای مجموعه ای از خواص است که آن را به عنوان یک ماده مهندسی مناسب می کند.
خواص و کاربرد منیزیم
منیزیم یک فلز بسیار مفید هم به عنوان فلز خالص و هم در آلیاژها خواص اصلی آن به شرح زیر است:
- بسیار سبک با وزن مخصوص 1.74 است.
- نقطه ذوب آن 650 درجه سانتیگراد است که مشابه آلومینیوم است.
- مقاومت در برابر خوردگی ضعیفی دارد.
- هدایت حرارتی کاملاً بالا و ضریب انبساط حرارتی بالایی دارد.
- آلیاژهای بسیار مفیدی را با برخی فلزات مانند آلومینیوم، توریم، روی، زیرکونیوم و قلع و غیره تشکیل می دهد.
نقره
این نوع از فلزات غیر آهنی بسیار براق و جذاب هستند که دارای رنگ سفید بوده و شکل پذیرند. نقره در بین تمامی عناصر، بیشترین رسانایی الکتریکی را دارد و در بین تمامی فلزات، بالاترین رسانایی گرمایی را دارا است. این نوع از فالزات غیر آهنی را در کنار رگه‌های طلا و یا به صورت خالص در معادن نقره می‌توان یافت. بیشترین میزان نقره در زمان استخراج نیکل، سرب، روی و مس یافت می‌شود. از لحاز قیمت باید بگوییم که نقره بعد از طلا گران قیمت ترین نوع از فلزات است. همین امر باعث شده تا از آن در ظروف تزئینی و زیور آلات استفاده کنند.
طلا
این فلزات غیر آهنی به رنگ زرد، بسیار نرم، چکش خوار و انعطاف پذیر هستند که ارزش بالای جهانی دارد. این فلزات بسیار سخت هستند و تنها کلر و تیزاب سلطانی ( مخلوطی از اسید نیتریک و اسید هیدروکلریک ) می‌توانند باعث تخریب آن شوند. در غیر این صورت این فلزات غیر آهنی در برابر عوامل جوی مقاوم بوده و همین باعث شده تا از آن در زیورآلات استفاده شود.
این فلزات ارزشمند معمولا به صورت رگه‌هایی در کنار کانی‌های مس یا به صورت جداگانه در معدن مربوطه یافت می‌شوند. ارزش این نوع از فلزات غیرآهنی به قدری زیاد است که در برخی از کشورها به عنوان معیاری برای سنجش ارزش پول از آن استفاده می‌شود. طلا علاوه بر جنبه‌ی زیبایی، در دندان پزشکی و برخی از لوازم الکترونیک خاص استفاده می‌شود.
کاربرد فلزات غیر آهنی
این فلزات به دلیل داشتن مقدار کمی از فلز آهن در ساختار خود، خاصیت آهن ربایی ندارد. این فلزات به دلیل خوردگی کمی که دارند در ساخت و ساز ورد استفاده قرار می‌گیرند مانند ساخت درب و پنجره که از آلومینیم ساخته می‌شود. سیوان لند ارائه دهنده‌ی درب و پنجره‌ی آلومینیومی بوده که با بهترین کیفیت به شما عرضه می‌شود. اگر قصد خرید آنلاین این محصولات را دارید، جهت مشاهده و استعلام قیمت درب و پنره آلومینیومی به این سایت مراجعه کنید.
از طلا و نقره که از انواع فلزات غیر آهنی هستند، بیشتر در ظروف و زیورآلات استفاده می‌شود. امروزه به دلیل قیمت بالای طلا، راهی برای سرمایه گذاری و تجارت به حساب می‌آید.
کلام پایانی
در این مقاله تمام نکات لازم درمورد فلزات غیر آهنی به شما ارائه شد تا از آن بهترین استفاده را داشته باشید. در واقع فلزات غیر آهنی بسیار گران بها بوده و کاربردهای گوناگونی دارند. بهتر است بدانید که این فلزات تمام فلزات غیر آهنی نیستند و تنگستن، تیتانیوم، روی، نقره، طلا، پلاتین، سرب و … نیز از انواع فلزات غیر آهنی محسوب می‌شوند.
