المحتوى
اسمه سبيكة للعملية التي يتم دمج عنصرين أو أكثر ، عادة ما يكونان معدنيان ، في وحدة واحدة تكتسب خصائص كليهما. في الغالب تعتبر السبائك مخاليط، لأن ذرات المكونات المركبة لا تنتج إلا في حالات نادرة ، تفاعلات كيميائية التي تتشابك ذراتهم.
عادةً ما تكون المواد المستخدمة في السبائك معدنية: الحديد والألمنيوم والنحاس والرصاص وما إلى ذلك ، ولكن أ عنصر معدني مع مادة غير معدنية: كربون ، كبريت ، زرنيخ ، فوسفور ، إلخ.
ولكن مع ذلك، المواد الناتجة عن الخليط لها دائمًا خصائص معدنية (يضيء ، تقود سيارتها الحرارة والكهرباء ، صلابة أكثر أو أقل ، أكثر أو أقل قابلية للتكيف ، أكثر أو أقل ليونة، إلخ) ، أو تعديلها أو تقويتها بإضافات من مادة أخرى.
أنواع السبائك
عادة ما يتم تمييزها بين السبائك بناءً على غلبة عنصر واحد على العناصر الأخرى (على سبيل المثال ، سبائك النحاس) ، ولكن أيضًا يتم تصنيفها حسب كمية العناصر الموجودة في الخليط، يسمى:
- الثنائية. تتكون من عنصرين (العنصر الأساسي وعنصر صناعة السبائك).
- ثلاثي. تتكون من ثلاثة عناصر (العنصر الأساسي وسبائكتان).
- رباعي. تتكون من أربعة عناصر (العنصر الأساسي وثلاث سبائك).
- مركب. تتكون من خمسة عناصر أو أكثر (العنصر الأساسي وأربعة أو أكثر من السبائك).
تصنيف محتمل آخر يميز بين السبائك الثقيلة والخفيفة حسب خصائص المادة المعدنية الأساسية. وبالتالي ، ستكون سبائك الألومنيوم خفيفة ، لكن سبائك الحديد ستكون ثقيلة.
خصائص السبائك
الخصائص المحددة لكل سبيكة تعتمد على العناصر المتضمنة في المزيج ، ولكن أيضًا على النسبة الموجودة بينها.
وبالتالي ، بإضافة المزيد من مواد صناعة السبائك ، سيتم تعديل خصائص معينة للمادة الأساسية بشكل أكبر ، على حساب الآخرين. يمكن أن تختلف هذه النسبة ، اعتمادًا على السبيكة ، بين النسب المئوية الدنيا (0.2 إلى 2٪) أو أكثر وضوحًا داخل الخليط.
أمثلة على السبائك
- صلب. تعتبر هذه السبيكة ضرورية لصناعة البناء ، حيث تستخدم في صنع الكمرات أو الدعامات لصب الخرسانة أو الخرسانة. إنها مادة مقاومة وقابلة للطرق ، وهي نتاج سبيكة من الحديد والكربون ، بشكل أساسي ، على الرغم من أنها يمكن أن تحتوي أيضًا على السيليكون والكبريت والأكسجين بنسب أصغر. إن وجود الكربون يجعل الحديد أكثر مقاومة للتآكل وأكثر هشاشة في نفس الوقت ، لذلك في حالات نادرة يتعدى نسبة ضئيلة جدًا. وفقًا لوجود هذا العنصر الأخير ، يتم الحصول على مجموعة كاملة من الفولاذ القابل للاستخدام.
- نحاس. تُستخدم هذه المواد على نطاق واسع في صناعة الحاويات ، خاصة تلك المخصصة للأغذية غير القابلة للتلف ، وكذلك في السباكة المنزلية والصنابير. يتم الحصول عليها من سبيكة النحاس والزنك ، وهي مطيلة للغاية وقابلة للطرق وتلمع بسهولة عند تلميعها. وفقًا للتناسب بين العناصر ، من الممكن الحصول على متغيرات ذات خصائص مختلفة: مقاومة أكثر أو أقل أكسيد، هش أكثر أو أقل ، إلخ.
- برونزية. لعب البرونز دورًا مهمًا للغاية في تاريخ البشرية ، كمواد لصنع الأدوات والأسلحة والأشياء الاحتفالية. صُنعت العديد من الأجراس بهذه المادة ، بالإضافة إلى العديد من العملات المعدنية والميداليات والتماثيل الوطنية والأدوات المحلية المختلفة ، مستفيدة من قابليتها الهائلة للطرق واكتسابها الاقتصادي من النحاس والقصدير.
- ستانلس ستيل. هذا النوع من الفولاذ العادي (الفولاذ الكربوني) له قيمة عالية لمقاومته الشديدة للتآكل ، مما يجعله مثاليًا لصنع أدوات المطبخ وقطع غيار السيارات والأدوات الطبية. للحصول على هذا المعدن ، يتم استخدام الكروم والنيكل في سبيكة مع الفولاذ.
- ملغم. في إهمال صريح بسبب محتواه من الزئبق الذي يجعله سامًا قليلاً لجسم الإنسان ، كان يستخدم هذا الحشو المعدني كمانع تسرب للأسنان من قبل أطباء الأسنان. إنها سبيكة من الفضة والقصدير والنحاس والزئبق في مادة فطيرة تتصلب عندما تجف.
- دورالومين. دورالومين معدن خفيف ومقاوم ، يجمع بين خصائص النحاس والألمنيوم ، ويُعد منتجًا من سبائكه. يتم استخدامه في صناعة الطيران وغيرها التي تتطلب مادة خفيفة ومرنة ومقاومة للصدأ.
- بيوتر. منتج من سبائك الزنك والرصاص والقصدير والأنتيمون ، وهو مادة تستخدم منذ فترة طويلة في إنتاج أدوات المطبخ (أكواب ، أطباق ، أواني ، إلخ) بسبب خفتها الشديدة والتوصيل الحراري. إنها مرنة للغاية ، وهي خاصية تتلقاها بلا شك من المرونة الفريدة للرصاص.
- ذهب ابيض. تصنع العديد من الجواهر (الخواتم والقلائد وما إلى ذلك) وأشياء الزينة من ما يسمى بالذهب الأبيض: معدن لامع للغاية ولامع وثمين يتم الحصول عليه بخلط الذهب والنحاس والنيكل والزنك. إنه مثالي لصنع المجوهرات الأخف من الذهب الخالص ، كما أنه يتيح لك استخدام أقل من هذا المعدنية الثمينة ، وتحقيق أشياء أرخص.
- Magnalium. معدن آخر مطلوب بشدة من قبل صناعتي السيارات والمعلبات ، لأنه على الرغم من كثافته المنخفضة يتمتع بالصلابة والمتانة وقوة الشد. يتم الحصول عليها عن طريق خلط الألومنيوم بمحتوى مغنيسيوم (10٪ فقط).
- وودز ميتال. حصل هذا المعدن على اسمه من مخترعه طبيب الأسنان Barnabás Wood ، وهو عبارة عن سبيكة من 50٪ بزموت و 25٪ رصاص و 12.5٪ قصدير و 12.5٪ كادميوم. على الرغم من سميته ، ونظراً لاحتوائه على الرصاص والكادميوم ، فإنه يستخدم في عمليات الصهر واللحام ، وإطلاق غازات لا ينبغي استنشاقها. اليوم ، ومع ذلك ، هناك بدائل أقل سمية للاستخدام.
- فيلد ميتال. هذه السبيكة من البزموت (32.5٪) والإنديوم (51٪) والقصدير (16.5٪) تصبح سائلة عند 60 درجة مئوية ، لذا فهي تستخدم في التشكيل الصناعي والنماذج الأولية ، أو كبديل غير سام من معدن وود.
- جالينستانو. أحد المعادن التي تمت تجربتها لاستبدال استخدامات السبائك بالزئبق (السامة) هو سبيكة الغاليوم والإنديوم والقصدير. إنه سائل في درجة حرارة الغرفة وهو أقل انعكاسًا وأقل كثافة من الزئبق. كما أن لها تطبيقات كمبرد.
- روز ميتال. يُعرف أيضًا باسم سبائك الورد وهو معدن يستخدم على نطاق واسع في اللحامات والانصهار ، وهو بدوره منتج من سبيكة البزموت (50٪) والرصاص (25٪) والقصدير (25٪).
- NaK. يُعرف بهذا الاسم إلى سبيكة من الصوديوم (Na) والبوتاسيوم (K) ، وهي مادة شديدة التأكسد ، قادرة على إطلاق كميات كبيرة من الطاقة الحرارية (طارد للحرارة). جرامات قليلة تكفي ، عند ملامستها للأكسجين في الهواء تكفي لإشعال النار. ومع ذلك ، فإن هذه السبيكة سائلة في درجة حرارة الغرفة وتستخدم كـ عامل حفازأو المبرد أو المجفف الصناعي.
- مهم للغاية. سبيكة حرارية من الكوبالت (65٪) والكروم (25٪) والموليبدينوم (6٪) بالإضافة إلى عناصر ثانوية أخرى (الحديد والنيكل) ، تم تطويرها لأول مرة في عام 1932 وهي قابلة للاستخدام للغاية نظرًا لخفتها ومقاومتها الشديدة التآكل ودرجة الحرارة. يتم تصنيعها مع الإمدادات الجراحية الحيوية أو توربينات التفاعل أو غرف الاحتراق.
