فلزهای غیرآهنی، دسته‌ای از عناصر فلزی هستند که در ترکیب شیمیایی خود از آهن به اندازه زیادی بهره نبرده‌اند. این ایستادگی در استفاده از آهن، به معنای حضور این عناصر با میزان قابل توجهی از آهن در ترکیبات شیمیایی خود است. به عبارت دیگر، زمانی که به ترکیب شیمیایی یک فلز غیرآهنی نگاه می‌کنیم، تفاوت ویژه‌ای در کمیت آهن موجود در آن قابل مشاهده است.
در مقابل، فلزات آهنی حاوی مقادیر معنی‌داری از آهن در ترکیبات شیمیایی خود هستند. این مقادیر معمولاً به گونه‌ای هستند که آهن یکی از اجزای اصلی و حیاتی ترکیب فلزی را تشکیل می‌دهد. این ویژگی تفاوت تعیین‌کننده‌ای است که فلزات آهنی را از دیگر انواع فلزات متمایز می‌سازد.
از دیدگاه شیمیایی، ترکیبات شیمیایی فلزهای غیرآهنی، حاوی میزان کمتری آلیاژ آهن به عنوان یک جزء تشکیل‌دهنده هستند. به بیان دقیق‌تر، درصد وزنی آهن در این ترکیبات کمتر از یک درصد است. این تفاوت مهم در ترکیب شیمیایی بیانگر این است که فلزهای غیرآهنی تا حد زیادی از حضور فلز آهن در ترکیبات خود کاسته‌اند.
اگر ترکیب شیمیایی فلزی حاوی مقدار زیادی آهن باشد به گونه‌ای که آهن اولین یا دومین عنصر فراوان در آن باشد، این فلز به عنوان فلز آهنی شناخته می‌شود. بنابراین، این تفاوت در مقدار و نقش آهن در ترکیبات شیمیایی، تعیین‌کننده‌ی تفاوت بین دو دسته اصلی از فلزات، یعنی آهنی و غیرآهنی است.
چه خصوصیاتی فلزات غیرآهنی با هم مشترک دارند؟
تحلیل خصوصیات مشترک فلزات غیرآهنی، با توجه به گستردگی و تنوع این دسته از فلزات، وظیفه‌ای چالش‌برانگیز است. هر فلز غیرآهنی به دلیل خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خود به عنوان یک شاهکار منحصر به فرد ظاهر می‌شود. برخی از این فلزات با خصوصیاتی همچون سختی و شکنندگی به عنوان مقاومت‌های استراتژیک شناخته می‌شوند، در حالی که دیگران نرم و قابل انعطاف هستند، موادی که به درستی طراحی شده و به کار گرفته شوند، در شرایط مختلفی کاربرد دارند.
در زمینه تنوع و خصوصیات این فلزات، باید به نکات زیر اشاره کرد:
1. مقاومت به زنگ زدگی:
این یکی از ویژگی‌های مشترک بسیاری از فلزات غیرآهنی است. آنها معمولاً به خاطر ترکیبات شیمیایی خود، زنگ نمی‌زنند. اما این باید به معنای کلی نپذیرفته شود که آنها قطعاً از خوردگی مبرا نیستند.
2. حساسیت به خوردگی:
برخی از این فلزات به دلیل کمبود آهن در آلیاژهایشان و نیاز به آهن برای ایجاد زنگار، حساسیت زیادی به خوردگی دارند. این خصوصیت می‌تواند در برخی از شرایط محیطی به عنوان یک چالش مطرح شود.
3. عدم داشتن خواص آهن‌ربایی:
یک ویژگی دیگر که بسیاری از فلزات غیرآهنی را به گونه‌ای مشترک با هم ارتباط می‌دهد، عدم داشتن خواص آهن‌ربایی است. به عبارت دیگر، آنها از این خاصیت مهم برای جذب و حمل آهن به خود محروم هستند.
با این وجود، تنوع فلزات غیرآهنی باعث می‌شود که تفاوت‌های چشم‌گیری در ویژگی‌ها و کاربردهای آنها مشاهده شود، از جمله مقاومت در برابر دماهای بالا یا استفاده در شرایط حرارتی خاص. به همین دلیل، تفصیلات بیشتر در مورد هر فلز غیرآهنی به تفکیک باید مورد بررسی قرار گیرد.
فلزات غیرآهنی: نمونه‌هایی برگزیده
در دنیای صنعت امروز، از گستره‌ی وسیعی از فلزات غیرآهنی استفاده می‌شود. در زیر، چند نمونه از این فلزات که به عنوان محصولات رایج در بازار شناخته می‌شوند، آورده شده است:
– آلومینیوم
– مس
– نیکل
پیشنهاد سایت : توضیحاتی در مورد فولاد دوبلکس
آلومینیوم: فلز چندکاره با کاربردهای گسترده
آلومینیوم، یکی از نمونه‌های مهم آلیاژهای غیرآهنی، به وفور در صنعت‌های مختلف به کار می‌رود. در وضعیت تصفیه‌نشده، این فلز دارای رنگ نقره‌ای بوده و از خصوصیات بارزی مانند شکل‌پذیری بالا برخوردار است. فرم بدون آلیاژ آلومینیوم، به علت خواص فیزیکی برجسته‌ای که دارد، به عنوان یک ماده شکل‌پذیر و نرم معرفی می‌شود و در مقایسه با فولاد، سطح سختی کمتری دارد. با اضافه کردن عناصر آلیاژی به آلومینیوم و اجرای عملیات حرارتی یا سخت‌کاری، این فلز به استحکام قابل توجهی دست می‌یابد.
نکته قابل توجه دیگر این است که آلومینیوم، نسبت به فولاد، به لحاظ وزنی سبک‌تر است. این خاصیت آن را به یک انتخاب بسیار محبوب در بسیاری از صنایع تبدیل کرده است. در معرض اکسیژن، آلومینیوم یک لایه از اکسید ایجاد می‌کند که از خوردگی جلوگیری می‌کند و این ویژگی به تازگی آن را به عنوان یک جایگزین مقاوم به خوردگی در بسیاری از محیط‌ها تبدیل کرده است.
استفاده‌های متعدد آلومینیوم شامل:
– تجهیزات دریایی:
آلومینیوم در ساخت بالابرهای قایق و اسکله‌ها استفاده می‌شود، زیرا خواص ضدخوردگی آن در محیط‌های مرطوب از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
– تجهیزات هوافضا:
از جمله کاربردهای این فلز در صنعت هوافضا می‌توان به استفاده از آلومینیوم در بدنه هواپیما اشاره کرد که به دلیل وزن سبک و خواص مقاومت در برابر خوردگی، انتخاب معمولی است.
– تجهیزات ساختمانی:
آلومینیوم در ساخت تیرها، ریل‌ها و اجزای مختلف ساختمانی به دلیل وزن سبک و مقاومت در برابر عوامل محیطی به کار می‌رود.
– ظروف آشپزی خاص:
این فلز به دلیل خاصیت ضد خوردگی و سبکی، در ساخت انواع خاصی از ظروف آشپزی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مس: فلزی چندکاره با کاربردهای متعدد
مس، یکی از فلزات غیرآهنی است که در طیف رنگی از قرمز تا قهوه‌ای جا می‌گیرد. شکل غیرآلیاژی مس، دارای نرمی و قابلیت شکل‌پذیری بیشتری نسبت به فلزهای کربنی است، اگرچه از لحاظ استحکام به اندازه‌ای که فولاد کربنی، قوی نمی‌باشد. به همین دلیل، به منظور بهبود خواص مکانیکی مس، می‌توان این فلز را با افزودن سایر عناصر آلیاژی ترکیب کرد.
یکی از آلیاژهای مهم مس، آلیاژ مس و قلع است که به نام برنز شناخته می‌شود. این آلیاژ به دلیل خواص مکانیکی و همچنین مقاومت در برابر خوردگی، در صنایع مختلف به کار می‌رود. همچنین، آلیاژ حاصل از ترکیب مس و مقدار قابل توجهی روی، با عنوان برنج شناخته می‌شود و به عنوان یک آلیاژ با مقاومت خوب در برابر خوردگی و خواص حرارتی مناسب، در بسیاری از صنایع به کار می‌رود.
کاربردهای رایج مس خالص و فرم‌های آلیاژی آن شامل:
– اجزاء الکتریکی:
مس به عنوان یک فلز هادی در ساخت سیم‌ها، پایانه‌ها و اتصال‌دهنده‌های الکتریکی استفاده می‌شود.
– لوله‌کشی:
به دلیل مقاومت به خوردگی و انعطاف‌پذیری، مس در ساخت لوله‌ها و سیستم‌های لوله‌کشی به کار می‌رود.
– ابزارآلات:
این فلز به دلیل خواص قابلیت شکل‌دهی و مقاومت در برابر خوردگی در ساخت ابزارآلات متنوع به کار می‌رود.
– کارهای تزیینی:
مس به عنوان یک مادهٔ زینتی و تزیینی نیز محبوبیت دارد و در ساخت جواهرات و تزئینات مورد استفاده قرار می‌گیرد.
نیکل: آلیاژی با ویژگی‌های منحصر به فرد
نیکل، یکی از پرکاربردترین آلیاژهای غیرآهنی است که به دلیل ویژگی‌های بی‌نظیری که دارد، جایگاه ویژه‌ای در صنایع مختلف به دست آورده است. این فلز دارای سه ویژگی اساسی است که جلب توجه بسیاری از صنایع را به خود اختصاص داده است؛ سختی، عملکرد قابل توجه در دماهای بالا و پایین، و مقاومت به خوردگی.
اصولاً نیکل به صورت خالص به کار نمی‌رود و همانند دیگر فلزات، با اضافه کردن عناصر دیگر به آن، آلیاژ شده و خواص مکانیکی و شیمیایی آن بهبود می‌یابد. این خاصیت آلیاژپذیری باعث می‌شود که نیکل در ترکیب با سایر عناصر، به عنوان یک آلیاژ چند منظوره مورد استفاده قرار گیرد.
کاربردهای شایع نیکل و آلیاژهای آن شامل:
– تجهیزات برودتی:
نیکل و آلیاژهای آن به عنوان مواد سازنده تانک‌ها و تجهیزات برودتی در صنایع مختلف به کار می‌روند.
– استفاده در بخش‌های با حرارت بالا در هوافضا:
در هوافضا، نیکل به عنوان یک جزء مهم در اجزای اتاق احتراق و تجهیزات دریایی که در شرایط دمایی بسیار بالا یا پایین عمل می‌کنند، به کار می‌رود. این استفاده به دلیل عملکرد استثنایی نیکل در شرایط دمایی حداکثر و حداقل ممکن است.
در این نوشته، به بررسی ویژگی‌های فلزات غیرآهنی پرداخته و به آلومینیوم، نیکل و مس اشاره نمودیم که از جمله فلزات پرکاربرد در این دسته به حساب می‌آیند. با این وجود، لازم به ذکر است که لیست ارائه شده در اینجا صرفاً یک نمونه است و تمامی فلزات غیرآهنی در آن گنجانده نشده‌اند. فلزاتی چون تنگستن، تیتانیوم، روی، نقره، طلا، پلاتین، سرب و دیگر عناصر نیز به عنوان اعضایی از این گروه متنوع از فلزات غیرآهنی شناخته می‌شوند.
تنگستن با خصوصیات فیزیکی و مکانیکی منحصر به فرد خود، معمولاً در ابزارهای برش و سایر ابزارهای مقاوم در برابر فشار استفاده می‌شود. تیتانیوم به عنوان یک فلز سبک و با مقاومت به خوردگی، در صنایع هوافضا و پزشکی کاربرد دارد. روی، نقره و طلا به عنوان فلزات قیمتی در صنایع جواهرسازی و الکترونیک به کار می‌روند. پلاتین به عنوان یک فلز گرانبها و مقاوم به دما، در تولید سوخت سلول‌های سوختی استفاده می‌شود. همچنین، سرب با خصوصیات ذوبی بالا و کاربردهای متعدد در صنایع فلزی جای خود را دارد. این تنوع و تفاوت در ویژگی‌ها، فلزات غیرآهنی را به یک دسته بسیار گسترده و پرکاربرد تبدیل کرده است.
پیشنهاد سایت : چگونگی حالت دادن به فلزات
