أنواع مختلفة من السبائك والاستخدامات

السبيكة عبارة عن معدن يتم إنشاؤه عن طريق الجمع بين عنصرين أو أكثر من العناصر المعدنية. يتم تصنيع أنواع مختلفة من السبائك لزيادة قوة المادة أو لمقاومة التآكل. هذه المتانة تجعل السبائك أساس البناء في العالم الحديث.

السبيكة عبارة عن مادة معدنية مستقرة تتكون من معادن أو أكثر. في بعض الحالات ، قد تحتوي السبيكة أيضًا على غير فلزات. للعثور على المعادن في الجدول الدوري ، انظر إلى السلم الناتج من البورون إلى الأستاتين. تعتبر العناصر الموجودة على يسار هذا السلم معادن ؛ على اليمين ، اللافلزات.

تقليديا ، المكون الرئيسي للسبيكة هو ذاب أولاً ، يليها إذابة المكونات الأخرى في الخليط المصهور. تندمج العناصر مكونة مادة تكتسب خصائص كليهما.

تتمثل إحدى الصعوبات في صنع السبائك في أن المعادن لها نقاط انصهار مختلفة. على سبيل المثال ، يذوب النحاس عند 1،083 درجة مئوية والزنك عند 419 درجة مئوية. ومع ذلك ، يغلي الزنك أيضًا عند 907 درجة مئوية. لذلك ، لتجنب تبخر الزنك ، يتم تصنيع النحاس الأصفر عن طريق إذابة النحاس أولاً ، ثم إضافة الزنك بحيث يذوب بسرعة.

قوة المعدن هي مقدار القوة التي يمكن أن تتحملها طبقات الذرات قبل تجاوز بعضها البعض. تعتبر السبائك أقوى بسبب التشوه في البنية الشبكية للمعدن.

في الفولاذ ، تتلاءم ذرات الكربون الأصغر بين ذرات الحديد لتكوين سبيكة فولاذية أقوى. في البنية الشبكية المشوهة ، لا تستطيع الذرات التحرك فوق / عبر بعضها بسهولة ، مما يجعل السبيكة أكثر مقاومة للقوى الأعلى.

عدة أنواع مختلفة من السبائك والعناصر التي تتكون منها وبعض استخداماتها مذكورة أدناه:

الألومنيوم ليس معدنًا قويًا جدًا ولكن خصائصه الموصلة تجعله مفيدًا لمجموعة متنوعة من التطبيقات. لهذا السبب ، يقوم المصنعون بخلط الألومنيوم مع معادن أخرى لتقويته ، وتشكيل عدة سبائك الألومنيوم المختلفة:

• النيكو (الألومنيوم والنيكل والنحاس) ؛ المستخدمة في إنتاج المغناطيس
• المغنسيوم (الألومنيوم مع 5 في المائة من المغنيسيوم) ؛ الأدوات والعجلات المعدنية على السيارات
• دورالومين (النحاس والألمنيوم ، وفي بعض الحالات ، المغنيسيوم والمنغنيز) ؛ المكونات في محركات السيارات والطائرات

عنصر النحاس عرضة للأكسدة مما يجعل سطحه يتحول إلى لون باهت ، شاحب إلى اللون الأخضر. لمنع الأكسدة ولزيادة قوتها ، يقوم المصنعون بصهر النحاس بعدة عناصر مختلفة:

• النحاس الأصفر (النحاس ، حتى 50 بالمائة من الزنك) ؛ تستخدم في العناصر الزخرفية مثل المجوهرات ، وكذلك في الصواميل والمسامير
• البرونز (النحاس ، 10 في المائة من القصدير أو الألومنيوم) ؛ تستخدم في صنع العملات المعدنية والتماثيل والعناصر الزخرفية

• الصلب (الحديد ، 0.5 في المائة إلى 1.5 في المائة من الكربون) ؛ تستخدم على نطاق واسع في البناء ، مثل:

• ثلاجات
  
• نطاقات

كمعدن ناعم ، الذهب الخالص مرن وسهل العمل. تمت إضافة معادن أخرى لزيادة قوة الذهب:

• الذهب الأصفر (الذهب والنحاس) ؛ جميع أنواع المجوهرات (خواتم ، اساور ، عقود ، اقراط).
• الذهب الأبيض (الذهب والنيكل والفضة والبلاديوم) ؛ جميع أنواع المجوهرات

بدأ استخدام أول سبيكة خلال العصر البرونزي ، الذي بدأ في حوالي 3500 قبل الميلاد. مصنوع من النحاس والقصدير ، استخدم البشر الأوائل البرونز لآلاف السنين قبل تطوير أفران أكثر تعقيدًا لإنتاج أدوات الحديد و أسلحة. طور الرومان النحاس الأصفر في حوالي 500 قبل الميلاد.