دوشنبه , ۲۰ آذر ۱۳۹۶
20 درصد تخفیف نرم افزار آنالیز تصویر MIP

تاریخچه فلزات

فلز
فلز ماده‌ای است که می‌توان آن را صیقل داده و براق کرد (بجز جیوه که در دمای اتاق بشکل مایع است) یا به طرح‌های گوناگون درآورد و از آن مفتول‌های سیمی ظریف تهیه کرد. فلز جسمی است که آزمایش‌های

مربوط به گرما و مهم‌تر از همه جریان الکتریکی را به خوبی هدایت می‌کند. فلزات با یکدیگر فرق زیادی دارند، از جمله در رنگ و سختی و نرمی، تعدادی از آنها ممکن است به آسانی خم شده و یا خیلی محکم و مقاوم باشند.
مقاومت مکانیکی فلز
مقصود آن مقدار باری است که فلز می‌تواند تحمل کرده، نشکند. بسیاری از فلزات، وقتی گرم هستند، اگر تحت فشار قرار گیرند، شکل خود را زیادتر از موقعی که سرد هستند، تغییر می‌دهند. بسیاری از فلزات در زیر فشار متغیر مانند نوسانات، آسانتر از موقعی که سنگین باری را تحمل می‌کنند، می‌شکنند.
علت درخشش فلزات
دلیل اول آن است که با طرح‌ریزی و براق کردن صحیح می‌توان فلزات را به شکل خیلی صاف تهیه کرد. گر چه آنها نیز تصاویر را خوب منعکس می‌کنند، ولی ظاهر سفید و درخشان بیشتر قطعات فلزی صیقلی شده را ندارند. بطور کلی جلا و درخشندگی فلز بستگی دارد به گروه الکترون‌های آن دارد.
الکترون‌ها می‌توانند هر نوع انرژی را که به روی فلزات می‌افتد جذب کنند؛ زیرا در حرکت آزاد هستند. بیشتر انرژی الکترون‌ها از تابش نوری است که به آنها می‌افتد، خواه نور آفتاب باشد یا نور برق. اکثر فلزات همه انرژی جذب شده را پس می‌دهند، به همین دلیل، نه تنها درخشان بلکه سفید به نظر می‌آیند.
تاریخچه ی علت تغییر شکل فلزات
بسیاری از فلزات در حرارت ویژه‌ای، آرایش یون‌های خود را تغییر می‌دهند. با تغییر ترتیب آرایش یون‌های بسیاری از خصوصیات دیگر فلز نیز دگرگون می‌شود و ممکن است فلز کم و بیش شکننده، قردار، بادوام و قابل انحنا شود یا اینکه انجام کار با آن آسان گردد. بسیاری از فلزات در هنگام سرد بودن، به سختی تغییر شکل می‌پذیرند. بیشتر فلزات جامد را به زحمت می‌توان در اثر کوبیدن به صورت ورقه و مفتول‌های سیم درآورده، ولی اگر فلز گرم شود، انجام هر دو آسان است.
نخستین اشیاء فلزى ساخت بشر، اشیاء کوچک مسی چکش کارى شده اى است که به نیمه اول هزاره چهارم ق.م تعلق دارد. این دوره، آخرین دوران نوسنگى است، که انسان فلز را شناخت و اولین فلز مس بود. اما تاریخ فلزکارى ایران به کشف ذوب فلزات که حدود هزاره اول قبل از میلاد است، مى رسد. در سال ۲۷۰۰ق.م مقدمات عصر مفرغ آغاز شد. شوش یکى از بلاد باستانى است که آثار بسیارى از فلزکارى ایران را به دست داده است.

آهـــــن:

آهن حدود ۳۰۰۰ سال پیش از میلاد مسیح در ارمنستان بوجودآمد و حدود ۱۰۰۰ سال پیش از میلاد در اروپا مورد استفاده قرارگرفت. کانیها آهن در اغلب رسها، ماسه سنگها و گرانیتها وجود دارد. در میان کانه های مهم آن میتوان از هماتیت، مگنتیت، پیریت و کالکوپیریت را نام برد. بین سالهای ۱۰۰۰تا۲۰۰۰پیش از میلاد، فلز اهن نیز در ایران به کار گرفته شد. در این زمان یک دولت ایرانی در بخش باختری ایجاد شد که توانست نخستین دولت نیرومند ایرانی را در پهنه فلات ایران تأسیس نماید.
از انجا که کوره های مخصوص ذوب اهن در قره داغ(نزدیکی تبریز)، و در کوههای البرز و کرمان یافت شده است. احتمال میرود کانسارهای اهن شاه بلاغ(جنوب زنجان)، ماسوله ، گل گُهر و در نزدیکی نیریز در این برهه زمانی شناخته شده و از ان استفاده میشد. کاربرد عمومی فلز اهن، هم در جنگاوری و هم در کشاورزی، اوضاع تجارت را در اغاز هزاره اول تغییر داد، زیرا این تجارت در گذشته بر پایه خرید و فروش مس و فلزهایی بود که با مس ترکیب میشدند. نگاهی به تاریخ اهن از فلزهایی است که در زندگی بشر تأثیر بسزایی داشته و ان را سلطان فلزها دانسته اند. یافته ها و آموخته های باستان شناسی بر این گواهی میدهند که شناخت و کاربرد اهن، تاریخی ۶هزار ساله دارد.
مــــس:
مس را می توان اولین فلز مورد استفاده بشر دانست این فلز با داشتن سختی کافی دارای خاصیت انعطاف پذیری عالی نیز می باشد.به طوری که میتوان آنرا به اشکال گوناگونی تبدیل کرددر طبیعت این فلز گاهی به صورت آزاد ولیاغلب به صورت کانی های مختلف یافت میشود.مس که از تمام فلزات قدیمی تر است. مس را هم به تنهائی درست میکردند و هم در فلزات دیگر آلیاژ میکردند.
کاربردهای مختلف مس:
مصارف مختلف مس وزمینه های کاربردی آلیاژهای آن معمولاً بر یک یا چند از خواص زیر استوار است: هدایت الکتریکی وحرارتی بسیارخوب و بالا .مقاومت به فرسودگی.طنین صدا .مقاومت بسیار خوب در محیط های خورنده وخوردگی .رنگهای دلپذیر و زیبا .تنوع آلیاژی در ساخت قطعات .مقاومت به کشش وفشار مصارف مختلف مس:در دو حوزه صنعتی ومهندسی وامور ساختمانی عمرانی بیشترین کاربرد را دارند،در بخش صنایع و مهندسی:عمدتاً در مبدلهای حرارتی وبویلرها به جهت قابلیت هدایت حرارتی خوب ومقاومت مناسب در مقابل خوردگی وفشار به صورت لوله های مسی در ساخت وسایل حرارتی برودتی نطیر یخچال و بخاری وآبگرمکن ودر صنعت.

فواید مس:
مس به اکسیده شدن گلوکز و در نتیجه آزاد شدن انرژی در بدن کمک می کند. به جذب آهن توسط بدن کمک می کند. به تامین اکسیژن لازم برای بافت های بدن(به منظور افزایش سطح انرژی بدن) از جمله مغز کمک می کند. به غده تیروئید برای تعادل درترشح هورمون ها یاری می رساند. به عنوان حمل کننده اکسیژن در خون عمل می کند. به عملکرد مغز و اعصاب کمک می کند. برای عملکرد اسیدآمینه تیروزین(به منظور عامل رنگ) لازم می باشد. برای ساخت سلول های قرمز خون ضروری است. جزئی از آنزیم ضروری برای سنتز هورمون آدرنالین می باشد. با فعالیت آنزیم های روده ای در ارتباط نزدیک می باشد. سطح مس در بدن با سطح استروژن در ارتباط است. مس میزان آدرنالین، نوراپی نفرین و دوپامین را افزایش می دهد. سطوح پایین مس موجب خفگی سلول ها و فقدان اکسیژن در آن ها می شود.

نـــــقره :
که خود بر دو قسمت تقسیم میشود.نقره ساده : که از آن سکه و مجسمه های زیبا میساختند که اکثرآ با عیار بالا از آن استفاده میکردند و اصطلاحآ به آن نقره پنبه ای می گفتند. نقره طلاشور : که از آن بیشتر ظروف و مجسمه میساختند و به نقره چند خط طلا میزدند (عیار میکردند) که عمر نقره زیاد شود. شما میدانید که نقره وقتی به مدت طولانی بماند به صورت خاک نقره میشود و از بین میرود. نه اینکه ذات نقره از بین برود بلکه اکسید میشود و به صورت خاک نقره باقی میماند ولی نقره هائی که طلا شور میشدند بسیار سالمتر از نقره خالص باقی میماندند و به همین دلیل هست که کاهی اوقات در حفاری ها در خمر ها فقط خاک نقره یافت میشود.
این فلز سفیدرنگ و براق است و دارای میزان بالایی از رسانایی گرمایی و رسانایی الکتریکی است به همین دلیل در صنعت کاربرد بالایی دارد .از دیگر کاربردهای آن ساخت جواهرات و لوازم تزئینی می باشد.
در گذشته از واژه “سیم” برای نقره استفاده می شد. تحقیقات دانشمندان نشان داده است که استفاده از تزئینات نقره در درمان بیماری های جسمی و روانی موثر است. نقره خاصیت آرام بخشی برای بدن دارد به همین دلیل در طب سوزنی شرق از سوزن هایی از جنس نقره برای درمان بیماران استفاده می شود. دانشمندان به افرادی که از عصبانیت و تندخویی رنج می برند توصیه می کنند که از نقره استفاده کنند.
بزرگترین تولید کننده نقره در جهان کشور مکزیک می باشد و کشورهای پرو و چین پس از آن قرار می گیرند.
خواص درمانی نقره :
خاصیت بسیار مهم نقره خاصیت میکروب کشی آن می باشد به همین دلیل است که آبی موجود در ظرف نقره هیچوقت کثیف نبوده و همواره بدون باکتری می باشد. این موضوع هم به دلیل وجود یون های نقره در داخل آب است.
از دیگر فواید مفید نقره می توان به درمان ناراحتی های مربوط به اختلالات گوارشی اشاره کرد. همچنین به بدن کمک می کند تا غذا را به راحتی هضم کند. از نقره برای درمان لاغری ، سوزش قلب و مشکلات کیسه صفرا نیز استفاده می شود.

طـــــلا:
طلا که به ذات خود نه تنها فلزی گرانبهاست که از استقامت بسیار بالائی برخوردار است و به هیچ عنوان از بین نمیرود. همه میدانیم که وقتی فلزی به مدت طولانی در زیر خاک میماند جرم خاک به روی آن می نشیند که در اصطلاح میگویند پاتین بسته است و کاملاً هم درست است ولی طلا به ذات خود پاک است و به همین دلیل هم هست که طلا وقتی به مدت طولانی در زیر خاک میماند از خاک پاتین نمیبندد و اکثر کسانی که کار تقلبی میسازند در این قسمت کار مشکل دارند که نمیتوانند طلا را پاتین بندی کنند. این را میگم که بدونید که پاتین طلا از خود طلا است که به صورت ذرات به روی کار مینشیند چون طلا همه چیز را از خود دور میکند بغیر از طلا.

خواص طلا:
طلا از دیرباز در سلامت انسان نقش مهمی داشته و دانشمندان مختلف ایرانی در مورد خواص درمانی طلا نظراتی داشته‌اند. از نظر ابن سینا و ابوریحان طلا به دل نیرو بخشیده و دارای طبیعت گرم و تر است و اگر با آن بر روی پوست داغ زنند، عفونتی به همراه ندارد. همچنین سرمه کشیدن با میل طلا فواید بسیاری دارد. این اعتقاد نیز وجود دارد که سیاه شدن حلقه طلا بر روی انگشت دست می‌تواند نشانه بیماری صاحب آن باشد. پژوهش‌های علمی نشان می‌دهد طلا روی گلبول‌های بدن مردان اثر نامطلوب می‌گذارد، اما روی گلبول‌های زنان بی‌تاثیر است و علت آن را وجود لایه چربی میان پوست و گوشت زنان می‌دانند که این لایه مانع تاثیر تشعشعات طلا روی گلبول‌های قرمز خون می‌شود.
حساسیت به طلا
برخی افراد ممکن است به طلا حساسیت داشته باشند و اگر به مدت طولانی در مجاورت آن قرار گیرند، آثار نامطلوبی به صورت سوزش دستگاه تنفس، خارش وقرمز شدن پوست در آنان بروز کند. این افراد باید از زیورآلات پلاتین (طلای سفید) با خلوص بالای ۹۰درصد که کمتر موجب حساسیت می‌شود.

مفــــرغ:
مفرغ الیاژی است از مس و روی که با آن ابزارهای مختلف و مجسمه تهیه می‌کنند. مفرغ قدیمی‌ترین آلیاژی است که بشر آن راشناخته و تهیه کرده‌است، زیرا در معادن مس معمولاً فلز مس بطور طبیعی با قلع بصورت یک آلیاژ طبیعی وجود دارد از این رو معمولاً نخستین ابزارهای مصنوعی فلزی که در قدیم توسط بشر ساخته شده غالباً از مفرغ است.
ایران دارای پیشینه بسیار طولانی در امر ذوب سنگ معدن و استخراج فلز مس می‌باشد، آثار بدست آمده از تپه قبرستان دشت قزوین متعلق به نیمه دوم هزاره پنجم پیش از میلاد، تپه علی کش در دهلران، تپه سیلک، تل ابلیس در بخش مرکزی رشته کوههای کرمان و کاوشهای بمپور و شهداد گویای این مطلب است. فلز کاران قدیمی به مرور در جهت بهره گیری از عناصر و ترکیب آنها، به ماده‌ای محکم تر از آلیاژ مس و قلع دست یافتند که اصطلاحاً مفرغ نامیده می‌شود.

مســــوار:
مسوار آلیاژی است از قلع و مس. بطور سنتی حدود ۸۵تا ۹۹درصد مسوار را قلع و بقیه را مس تشکیل می دهد. مس در این آلیاژ نقش سخت کننده را دارد. پیوتر را نباید با مسوار اشتباه گرفت؛ مسوار می تواند تا ۷۲ درصد حاوی مس باشد و رنگ آن بین زرد و قرمز(شبیه مس)است.

ورشــــــو:
ورشو آلیاژی است از مس و نیکل و روی. ورق روشو جلایی مانند نقره دارد. در برابر زنگ‌زدگی مقاوم است. ترکیب معمول این آلیاژ شامل ۶ه درصد مس، ۲۰ درصد روی و ۲۰ درصد نیکل می‌شود. با توجه وجود مس و روی ورشو گاهی یکی از انواع برنج محسوب می‌شود.ظاهرا چون ورشو اولین بار از کشور لهستان به ایران آمد، در ایران بنام پایتخت لهستان ورشو نام گرفت.چینیان این آلیاژ مس و نیکل را از قرن‌ها پیش می‌شناختند و آن را «مس سفید» می‌نامیدند. در قرن نوزدهم در اروپا روش ساختن آن بدست آمد. در ایران سماورهایی که از ورشو ساخته می‌شد، به ویژه نوعی که در بروجرد ساخته می‌شد شهرت داشت و به «سماور ورشو» مشهور بود. امروزه کارگاه های ورشو سازی در ایران که بهترین نوع آن را در ایران می سازند،در شهرستان های بروجرد و دزفول قرار دارند.

نــــوربلین:
نام کارخانه ای که در ورشو پایتخت لهستان ترکیبات مس و روی و مسدیو (نیکل) را فراهم کرد که نور بلین و ورشو نام دارد.
هفت جــــوش:
در زمانهای قدیم اجناسی را که میخواستند محکم درست کنند که از بین نرود و عمری طولانی داشته باشد ، هفت آلیاژ را با هم ترکیب میکردند که درجه ذوب آن بسیار بالا بود که و از نظر سختی به تیتانیوم فعلی معروف میباشد و از فلزات طلا ، نقره ، مس ، روی ، سرب ، آهن ، مسوار تشکیل می شد که قلم زدن هفت جوش بسیار سخت و طاقت فرسا بود و هنر مندان بسیار ماهری میخواست تا بتوانند این آلیاژ را بسازند و قلم بزنند. در مورد هفت جوش باید بگویم که از تمام فلزات سنگین تر است و چون ساخت آن بسیار سخت بود آن را قالب هم می ریختند.
سه جــــــوش :
بعد از اینکه سختیهای هفت جوش نمایان شد و برای همه هنرمندان کار با آن مشکل بود آلیاژ سه جوش درست شد که کار با آن بسیار راحت تر از هفت جوش بود. این آلیاژ از ترکیب طلا ، نقره و مس ساخته میشود که قلم خوردن آن خیلی راحت تر از هفت جوش بود ولی باز هم از فلزات دیگر محکمتر و سخت تر است و یکی از دلائلی که نقره را طلا شور میکردند همین سختی آلیاژ هفت جوش و سه جوش بود.

استــــــیل:
استیل ( فولاد ضد زنگ ) دارای مقاوت بالایی در برابر اکسیداسیون در دمای محیط است.
این مقاومت بالای استیل، حاصل از افزودن ۱۳ درصد کروم می باشد.
عنصر کرم باعث می شود فولاد خاصیت ضد زنگ داشته باشد بدین معنا که مقاومت به خوردگی در آن بهبود یابد.
بنابراین کرم عنصر آلیاژی بهبود دهنده ی مقاومت به خوردگی فولادهای زنگ نزن است که این بهبود مقاومت در برابر خوردگی به لحاظ تشکیل لایه محافظ از اکسید کرم روی سطح استیل می باشد.
استیل در صنایع مختلفی همچون نفت و گاز و پتروشیمی ، صنایع غذایی، دارویی ، ساخت زیورآلات و … کاربردهای گوناگونی دارد.
خصوصیات مهم :
استیل در مقاوم در برابر خوردگی مقاوم است.
مقاوم استیل در برابر حرارت نسبتا بالاست.
کارکرد عالی در ساخت زیورآلات داشته و هزینه آن در طول عمر مفیدش پایین است.
استیل ۱۰۰% قابل بازیافت است.
استیل نسبت به وزن بسیار مقاوم است.
سادگی تولید محصول
هزینه نگهداری پایین
خنثی بودن خصوصیات بیولوژیکی
ظاهر جذاب

بـــــــرنــــز:
برُنز، آلیاژی از مس و قلع می‌باشد. برخی از انواع برنج‌ها برنز هم نامیده می‌شوند. بطور کلی آلیاژ CU و Sn برنز قلع و در اصطلاح عامیانه برنز نامیده می شود این آلیاژ در زمانهای قدیم در ایران بنام مفرغ مشهور بوده است اما از لحاظ کلی برنز به آلیاژهای مس به علاوه یک عنصر غیر از روی اطلاق می شود.
مانند آلیاژ مس و آلومینیوم که به آلومینیوم برنز مشهور است یا مس و نیکل که به نیکل برنز مشهور است. بررسی نمودار تعادلی آلیاژ Cu و Sn نشان می دهد که با افزایش عنصر قلع نقطه ذوب کاهش می یابد لذا با افزایش عنصر قلع سختی و استحکام آلیاژ افزایش و انعطاف پذیری آن کاهش میابد ، لذا برنزهای قلع ریختگی حداکثر ۲۵% قلع دارند علاوه برای به منظور بهبود نرمی از خواص آلیاژ برنز قلع به آن عناصر مختلفی اضافه می شود که مهمترین آنها عبارتند از Zn , Pb , P اضافه نمودن Zn به آلیاژ برنز قلع باعث افزایش سیالیت مذاب و سهولت ریختگری می گردد.

بـــــرنـــج :
برنج آلیاژی از مس و فلز روی می‌باشد که نسبت آن‌ دو در آلیاژ تعیین کننده نوع برنج با توجه به مورد استفاده آن است. برخی از انواع برنج‌ها برنز هم نامیده می‌شوند هرچند برنز آلیاژی از مس و قلع می‌باشد. از این فلز به خاطر کاربردهای خاص و شکل و رنگ آن در جاهای مختلفی استفاده می کنند: مثلاً در دکوراسیون به خاطر رنگ تقریباً طلایی رنگش، در مهمات جنگی، در جاهایی که به اصطکاک کم نیاز باشد (مثل مغزی قفل‌ها)، و مخصوصاً بخاطر خاصیت آکوستیکی در سازهای موسیقی (مثل هورن).
برنج رنگی تقریباً زرد دارد که شبیه به رنگ طلا است. برنج در برابر کدر شدن و لکه‌دار شدن هم مقاومت دارد، یعنی دیرتر اکسایش می یابد. برنج از مدتها پیش حتی قبل از تاریخ شناخته شده بود؛ در آن زمان که انسان هنوز فلز روی را نمی شناخت با ذوب کردن مس همراه با کالامین (سنگ معدن فلز روی) برنج تولید می کرد. برنج معمولاً قابلیت چکش‌خواری بیشتری نسبت به مس و روی دارد و تقریباً دمای ذوب آن بین ۹۰۰ تا ۹۴۰ درجه سانتی‌گراد است . البته سختی و نرم بودن آن می تواند با تغییر نسبت مخلوط مس و روی تغیر کند.
مس داخل برنج (از طریق اثر اولیگودینامیک) خاصیت میکروب‌کشی به آن می‌دهد. به‌همین خاطر از برنج به عنوان دستگیره و دیگر فلزات رایج در بیمارستان‌ها استفاده می‌کنند. امروزه تقریباً ۹۰٪ از فلزات برنج بازیافت می شوند، چون فلز برنج خاصیت مغناطیسی کمی دارد و به راحتی می توان آن را از فلزاتی که معمولاً با آنها مخلوط می شود جدا کرد. بدین ترتیب برنج جدا شده را دوباره بازیافت می کنند. چگالی متوسط برنج ۸٫۴ گرم بر سانتی‌متر مربع است .

گردآورنده : فرهاد حسین پناه
درس : علم مواد
استاد : دکتر سازگاران

درخواست انجام پروژه آنالیز تصویر

همچنین ببینید

تشکیل فریت فوق ظریف (UFF) درفولاد فریتی – پرلیتی با کارسرد و آنیل

با توجه به استفاده گسترده فولادهای فریتی – پرلیتی درکاربردهای صنعتی بهینه سازی خواص آنها …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.