5 آلیاژ منیزیم - طراحی زیبایی فوق العاده نازک
منیزیم یک فلز غیرآهنی بسیار مهم است که سبک تر از آلومینیوم است و می تواند آلیاژهای با استحکام بالا را با فلزات دیگر تشکیل دهد. آلیاژهای منیزیم دارای مزایایی مانند وزن مخصوص سبک، استحکام و سختی ویژه بالا، هدایت حرارتی خوب، عملکرد میرایی خوب و محافظ الکترومغناطیسی، پردازش و قالب‌گیری آسان و بازیافت آسان هستند. با این حال، مدت‌هاست که به دلیل قیمت‌های گران و محدودیت‌های تکنولوژیکی، منیزیم و آلیاژهای آن به مقدار کمی در صنایع هوایی، هوافضا و نظامی مورد استفاده قرار می‌گرفته و از آن به عنوان «فلزات نجیب» یاد می‌شود. امروزه منیزیم سومین ماده بزرگ مهندسی فلز پس از فولاد و آلومینیوم است و به طور گسترده در زمینه هایی مانند هوافضا، خودروسازی، الکترونیک، ارتباطات سیار، متالورژی و غیره استفاده می شود. می توان انتظار داشت که با توجه به افزایش هزینه های تولید دیگر فلزات ساختاری، اهمیت فلز منیزیم در آینده حتی بیشتر خواهد شد.
آلیاژ منیزیم 68 درصد آلیاژ آلومینیوم، 27 درصد آلیاژ روی و 23 درصد فولاد را تشکیل می دهد. معمولاً در قطعات خودرو، پوشش محصولات 3C، مصالح ساختمانی و غیره استفاده می شود. بیشتر لپ تاپ های فوق نازک و بدنه تلفن همراه از آلیاژ منیزیم ساخته شده اند. از قرن گذشته، انسان ها هنوز عشقی محو نشدنی به بافت و درخشندگی فلزات دارند. اگرچه محصولات پلاستیکی می توانند ظاهری شبیه به فلز ایجاد کنند، اما درخشندگی، سختی، دما و بافت آنها هنوز با فلزات متفاوت است. آلیاژ منیزیم، به عنوان یک نوع جدید از مواد خام فلزی، حس محصولات با تکنولوژی بالا را به مردم القا می کند.
مقاومت خوردگی آلیاژ منیزیم 8 برابر فولاد کربنی، 4 برابر آلیاژ آلومینیوم و بیش از 10 برابر پلاستیک است. مقاومت در برابر خوردگی آن در بین آلیاژها بهترین است. آلیاژ منیزیم که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد، غیر قابل اشتعال است، به ویژه هنگامی که در قطعات توربین بخار و مصالح ساختمانی استفاده می شود، که می تواند از احتراق آنی جلوگیری کند. منیزیم از نظر ذخایر در پوسته زمین رتبه 8 را دارد و بیشتر مواد خام آن از آب دریا استخراج می شود، بنابراین منابع آن پایدار و کافی است.
ویژگی های مواد: ساختار سبک وزن، استحکام بالا و مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر خوردگی عالی، هدایت حرارتی خوب و محافظ الکترومغناطیسی، غیر قابل اشتعال خوب، مقاومت در برابر حرارت ضعیف و بازیافت آسان.
کاربرد معمولی: به طور گسترده در زمینه هایی مانند هوافضا، خودروسازی، الکترونیک، ارتباطات سیار، متالورژی و غیره استفاده می شود.
6 مس - همنشین انسان
مس به سادگی یک فلز همه کاره باورنکردنی است که بسیار با زندگی ما مرتبط است. بسیاری از ابزارها و سلاح های اولیه بشریت از مس ساخته شده بودند. نام لاتین آن "cuprum" از محلی به نام قبرس، جزیره ای با منابع مس فراوان، گرفته شده است. مردم این ماده فلزی را پس از مخفف Cu نامگذاری کردند که به مس نام رمز فعلی آن داده شد.
مس نقش بسیار مهمی در جامعه مدرن ایفا می کند: به طور گسترده ای در سازه های ساختمانی به عنوان یک حامل برای انتقال برق استفاده می شود. علاوه بر این، هزاران سال است که از آن به عنوان ماده اولیه برای ساخت تزیینات بدن توسط افراد با پیشینه های فرهنگی مختلف استفاده می شود. از رمزگشایی و انتقال ساده اولیه گرفته تا نقش مهمی که در کاربردهای پیچیده ارتباطی مدرن ایفا کرد، این فلز انعطاف پذیر و نارنجی رنگ، توسعه و پیشرفت ما را در تمام طول مسیر همراهی کرده است. مس رسانایی عالی است و رسانایی آن بعد از نقره در رتبه دوم قرار دارد. از منظر تاریخچه زمانی مردمی که از مواد فلزی استفاده می‌کنند، مس قدیمی‌ترین فلز مورد استفاده بشر است و بعد از طلا در رتبه دوم قرار دارد. این عمدتا به این دلیل است که معادن مس به راحتی استخراج می شوند و صنعت مس نسبتاً آسان از معادن مس جدا می شود.
ویژگی های مواد: مقاومت در برابر خوردگی عالی، هدایت حرارتی عالی، رسانایی، سختی، انعطاف پذیری، شکل پذیری، اثر منحصر به فرد پس از پرداخت.
کاربردهای معمولی: سیم، سیم پیچ موتور، مدارهای چاپی، مواد سقف، مواد خط لوله، مواد گرمایشی، جواهرات، ظروف پخت و پز. همچنین یکی از اجزای اصلی آلیاژی برای ساخت برنز است.
7 کروم - درمان پس از براقیت بالا
رایج ترین شکل کروم به عنوان یک عنصر آلیاژی در فولاد ضد زنگ برای افزایش سختی آن استفاده می شود. فرآیند آبکاری کروم معمولاً به سه نوع پوشش تزئینی، پوشش کروم سخت و روکش کروم سیاه تقسیم می شود. آبکاری کروم به طور گسترده در زمینه مهندسی استفاده می شود و آبکاری کروم تزئینی معمولاً به عنوان بیرونی ترین لایه خارج از لایه نیکل استفاده می شود. آبکاری اثر پولیش ظریف و آینه ای دارد. به عنوان یک فرآیند تزئینی پس از درمان، ضخامت پوشش کروم تنها 0.006 میلی متر است. هنگام برنامه ریزی برای استفاده از فرآیند آبکاری کروم، مهم است که به طور کامل خطرات این فرآیند را در نظر بگیرید. در دهه گذشته، روند جایگزینی آب کروم تزئینی شش ظرفیتی با آب کروم سه ظرفیتی به طور فزاینده ای مشهود شده است، زیرا اولی دارای سرطان زایی قوی است، در حالی که دومی نسبتاً کمتر سمی است.
ویژگی های مواد: صافی بسیار بالا، عملکرد ضد خوردگی عالی، سخت و بادوام، تمیز کردن آسان و ضریب اصطکاک کم.
استفاده معمولی: روکش کروم تزئینی یک ماده پوشش دهنده برای بسیاری از اجزای خودرو از جمله دستگیره درها و سپرها است. علاوه بر این، کروم برای قطعات دوچرخه، شیرهای حمام، مبلمان، ظروف آشپزخانه، ظروف غذاخوری و غیره نیز استفاده می شود. آبکاری کروم سخت بیشتر در زمینه های صنعتی استفاده می شود، از جمله حافظه دسترسی تصادفی در بلوک های کنترل کار، اجزای موتور جت، قالب های پلاستیکی و کمک فنرها. آبکاری کروم سیاه عمدتاً برای تزئین ابزار و استفاده از انرژی خورشیدی استفاده می شود.
8 تیتانیوم - سبک و محکم
تیتانیوم یک فلز بسیار خاص، با بافت بسیار سبک وزن است، اما همچنین بسیار سخت و مقاوم در برابر خوردگی است و رنگ خود را برای زندگی در دمای اتاق حفظ می کند. نقطه ذوب تیتانیوم تفاوت چندانی با پلاتین ندارد، بنابراین معمولاً در قطعات دقیق هوافضا و نظامی استفاده می شود. پس از افزودن عملیات جاری و شیمیایی، رنگ های مختلف تولید می شود. تیتانیوم مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی اسیدی و قلیایی دارد. پس از چندین سال غوطه ور شدن در "آکوا رژیا"، همچنان می درخشد و می درخشد. اگر تیتانیوم به فولاد ضد زنگ اضافه شود، تنها با افزودن حدود 1 درصد، مقاومت آن در برابر زنگ زدگی تا حد زیادی بهبود می یابد.
تیتانیوم دارای خواص عالی مانند چگالی کم، مقاومت در برابر دمای بالا و مقاومت در برابر خوردگی است. آلیاژهای تیتانیوم دارای چگالی نصف فولاد و استحکامی مشابه فولاد هستند. تیتانیوم در برابر دماهای بالا و پایین مقاوم است. می تواند استحکام بالایی را در محدوده دمایی وسیعی از -253 درجه تا 500 درجه حفظ کند. این مزایا برای فلزات فضایی ضروری است. آلیاژ تیتانیوم ماده مناسبی برای ساخت پوسته‌های موتور موشک، ماهواره‌های مصنوعی و فضاپیماها است و به فلز فضایی معروف است. با توجه به این مزایا، تیتانیوم از دهه 1950 به یک فلز کمیاب برجسته تبدیل شده است.
تیتانیوم یک فلز خالص است و به دلیل خلوص آن، مواد در تماس با آن واکنش های شیمیایی انجام نمی دهند. یعنی تیتانیوم به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و پایداری بالایی که دارد حتی پس از تماس طولانی مدت با انسان بر ذات خود تأثیری نمی گذارد، بنابراین در انسان ایجاد حساسیت نمی کند. این تنها فلزی است که هیچ تاثیری بر اعصاب و ذائقه گیاه انسان ندارد و به «فلز بیومتالیک» معروف است.
بزرگترین عیب تیتانیوم این است که استخراج آن دشوار است. این عمدتا به این دلیل است که تیتانیوم می تواند با اکسیژن، کربن، نیتروژن و بسیاری از عناصر دیگر در دماهای بالا ترکیب شود. بنابراین مردم قبلاً تیتانیوم را یک "فلز کمیاب" می دانستند، اما در واقع محتوای آن حدود 6 ‰ وزن پوسته زمین را تشکیل می دهد که بیش از 10 برابر بیشتر از مجموع مس، قلع، منگنز و روی است.
ویژگی های مواد: استحکام بسیار بالا، مقاومت در برابر خوردگی عالی بر اساس نسبت وزنی، کار دشوار به سرد، جوش پذیری خوب، تقریبا 40٪ سبک تر از فولاد، 60٪ سنگین تر از آلومینیوم، رسانایی کم، نرخ انبساط حرارتی پایین، و نقطه ذوب بالا.
کاربردهای معمولی: چوب گلف، راکت تنیس، کامپیوترهای قابل حمل، دوربین ها، چمدان، ایمپلنت های جراحی، اسکلت هواپیما، تجهیزات شیمیایی و تجهیزات دریایی. علاوه بر این، تیتانیوم به عنوان رنگدانه سفید برای کاغذ، نقاشی و پلاستیک نیز استفاده می شود.