آرشیو آذر ماه 1403

کاربردی که فلزات در صنایع و خط تولید ارائه می‌دهند، موجب این شده است که روز به روز بر اهمیت این موارد اضافه شود و همین امر نیز موجب این شده است که همگام با پیشرفت‌هایی که در تکنولوژی و ابزارات وارد شده است، این بخش نیز پیشرفت کرده است. در مواردی که بتوان از خوده فلز استفاده کرد، به صورت خالص و تک فلزی استفاده صورت می‌گیرد و در مواقعی که نیاز را نتواند بر طرف کند آلیاژ صورت می‌گیرد.

فلزات دارای چند نوع مختلف می‌باشد. طیف و تنوع در این نعمت خدادادی به میزانی بسیار است که می‌توان هر مورد و فرایندی که در صنایع موجود است را پشتیبانی کند. مس، آلومینیوم، قلع، نیکل و... فلزاتی هستند که در موارد مختف مورد استفاده قرار می‌گیرد. حال می‌خواهیم به توضیح و بیان یکی از مهمترین فلزاتی که با توجه به ویژگی منحصر به فردی که دارد کاربرد فراوانی دارد بپردازیم. نام این فلز سرب بوده و  امروزه استفاده بسیاری از آنها صورت می‌گیرد.

سرب چیست؟

سرب فلزی با نماد شیمیایی pb بوده که دارای رنگ خاکستری بوده و از ویژگی‌های بسیار منحصر به فردی برخوردار است که وجه تمایز آن با سایر نوع فلزات می‌باشد. به همین دلیل بحث و توضیح در مورد این فلز می‌تواند بسیار مفید و راهگشا باشد.

ویژگی‌های سرب

مهمترین ویژگی که سرب از آن برخوردار است این می‌باشد که دارای خاصیت سمی است. به همین دلیل کاربرد آن بسیار محدود شده است. محدودیت در این کاربرد نیز موجب شده است که فقط در موارد خاص و حساس یک چنین فلزی مورد استفاده قرار گیرد.

اگر بخواهیم به صورت مقایسه‌ای با فلزات دیگر این مقایسه را صورت دهیم، باید بگوییم که نقطه ذوب بسیار پایینی را به نسبت به سایر دارد. بنابرین در مواردی که حرارت‌های بسیار بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد، می‌تواند کاربرد داشته باشد.

در مقایسه‌ای دیگری که می‌تواند صورت بگیرد می‌توان عامل رسانای الکتریکی را در نظر گرفت. این فلز به نسبت سایر فلزات از رسانایی کمتری برخوردار است. این مورد تقریبا برای این فلز محدودیت ایجاد کرده است.

با توجه به ویژگی سمی بودن فلز سرب که ذکر شد، یک سری مزیت با توجه به همین ویژگی ایجاد می‌شود. این ویژگی این مسئله را بیان می‌کند که سرب می‌تواند در برابر خردگی و عوامل شیمیایی مختلف مقاومت خوبی را نشان بدهد.

کاربردهای سرب

با توجه به ویژگی‌هایی که سرب‌ها از آن برخودار هستند، کاربرد متفاوت و مشترک نسبت به سایر فلزات پیدا می‌کنند. حال می‌خواهیم دقیقا به توضیح کاربرد این فلز بپردازیم.

اولین و بارزترین کاربردی که می‌توان به آن اشاره کرد، مربوط به زمانی است که در باتری‌های اسیدی استفاده می‌شود. غالبا فلزی که در این مورد استفاده می‌شود، فلز سرب است.

کاربرد دیگر فلز سرب، استفاده از آنها در رنگ‌ها بود. اما این استفاده در طی مدت زمان‌های بعدی منسوخ شد. علت این مسئله نیز به سمی بودن این فلز باز می‌گردد.

کاربرد دیگری که می‌توان برای این فلز بیان کرد، در ساخت شیشه است. مثلا در ساخت کریستال می‌توان از این فلزات استفاده کرد.

فرایندهای مختلفی در صنایع رخ می‌دهد. این فرایندهای مختلف جهت این است که بتوان نیازهای مختلف و ایجاد شده را بر طرف کرد. آلیاژ یکی از این موارد است که احتمالا نام آن را زیاد شنیده‌اید.

در مواقع بسیاری، فلزاتی که به صورت خام استخراج می‌شود، نمی‌تواند نیاز مورد نظر را برطرف کرد. به همین دلیل فرایند اختلاط بین چند فلز صورت می‌گیرد تا ویژگی‌های مدنظر به یکدیگر داده شود و سپس در موارد مورد نظر استفاده می‌گردد. حال از جمله مسائلی که می‌خواهیم به آن اشاره کنیم این است که اهمیت این فرایند را بررسی کرده و به چند مورد از مهمترین آلیاژهای موجود اشاره کنیم.

علت اهمیت آلیاژها چیست؟

به چند دلیل می‌توان گفت که اهمیت آلیاژ بسیار بالا است. یعنی اینگونه می‌توان گفت که اگر امروزه عملیات آلیاژ صورت نگیرد، صنایع دچار توقف خواهد شد. حال اهمیت آن به دلایل زیر مربوط می‌شود:

اولین فایده‌ای که آلیاژ فلزات ایجاد می‌کند این است که می‌توان برخی از خواص را در بین فلزات ایجاد کرد. فلزات به دلیل استفاده و کاربرد متفاوتی که دارد، باید خاصیت‌های مختلفی را دارا باشد. فلز در مواقع بسیاری باید از استحکام بسیاری برخوردار باشد. گاها و بنا بر نیاز شاید فلزات باید از انعطاف و شکل پذیری مناسبی برخوردار است.

یکی دیگر از علت‌های آلیاژ این است که تنوع استفاده در صنایع مختلف از فلزات صورت می‌گیرد. مثلا صنایع ساختمانی، پزشکی و... از جمله مواردی است که نیاز به فلزاتی دارند که از ویژگی‌های مختلفی برخوردار باشد.

یکی دیگر از علتی که فرایند آلیاژ را مهم جلوه می‌دهد، اهمیت اقتصادی آن است. به جای استفاده از چند فلز در موارد مختلف، آلیاژ صورت می‌گیرد تا بتوان از بروز هزینه‌های اضای جلوگیری کرد.

بنابر همین مواردی که ذکر شد، آلیاژ فلزات بسیار اهمیت دارد. یک ایده و ترفند جهت بهتر شدن خواص و امکاناتی که فلزات ارائه می‌دادند.

انواع آلیاژها

قبل از بیان اینکه چه نوع آلیاژهایی وجود دارد، بهتر است بیان شود که این فرایند در نوع فلزات است که صورت می‌گیرد. در فلزات آهنی و غیر آهنی این فرایندها رخ می‌دهد. گرچه این مسئله در درجه دوم اهمیت قرار دارد. مهمترین موردی که اشاره به آن اهمیت دارد این است که آلیاژ در چه فلزاتی صورت می‌گیرد و چه خاصیتی را ایجاد می‌کند.

از مهمترین فلزاتی که می‌توان گفت آلیاژ در آن بسیار صورت می‌گیرد و اتفاقا بسیار معروف و استفاده از آن نیز بسیار مرسوم است فولاد است. فولاد از جمله یکی از آلیاژهایی است که از مقاومت بسیاری برخوردار است. خاصیت ضد زنگی را دارا بوده و به همین دلیل در بسیاری از موارد انتخاب اول صنایع همین فلزات است. ترکیبی که در این فلز آهنی صورت می‌گیرد این است که کربن به این فلز اضافه می‌شود تا خاصیت مورد نظر به این فولاد اضافه شود.

مس، آلومینیوم، نیکل و..... از جمله فلزات غیرآهنی است که این عملیات بر آنها صورت می‌گیرد تا خاصیت مدنظر به این فلزات اضافه شود.

باید از این مسئله آگاهی یافت که برخی از فلزاتی که از آن استفاده می‌شود به صورت خالص می‌باشد و برخی دیگر به صورت ترکیبی که در اصطلاح آلیاژ نامیده می‌شود، مورد استفاده قرار می‌گیرد. اگر بخواهیم برای آلیاژها مثالی را بزنیم می‌توان به نیکل اشاره کرد.

اما می‌خواهیم به یکی از خالص‌ترین فلزاتی که در موارد مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد اشاره کنیم. فلزی تک اتمی که در آلیاژ سایر فلزات می‌تواند یکی از اجزای آن باشد. نام این فلز تک اتمی قلع می‌باشد و به همین دلیل می‌خواهیم به توضیح ویژگی‌ها و کاربرد آن بپردازیم.

قلع دارای چه ویژگی است؟

می‌توان این ادعا را داشت که تقریبا تمامی ویژگی‌هایی که یک فلز از آن برخوردار است در این مورد نیز یافت می‌شود. اما شاید توضیح مختصر و اجمالی از این فلز بتواند توضیح بهتری را ارائه بدهد.

فلز قلع را می‌توان تا حدود بسیاری یکی از نرم‌ترین فلزات موجود دانست. بنابرین چکش خواری از مهمترین ویژگی‌هایی است که می‌توان برای این فلز به حساب آورد. بنابرین در ترکیب و استفاده از سایر فلزات این مورد به کار گرفته می‌شود.

در برابر عوامل شیمیایی و عوامل مخربی که می‌تواند برخی از فلزات را به آسیب برساند، قلع بسیار مقاوم است. به همین دلیل در مواردی مختلفی که این عوامل مخرب وجود دارد می‌تواند مورد استفاده قرار می‌گیرد. از جمله این عوامل مخرب می‌توان به آب اشاره کرد که اگر فلز مورد نظر مقاومت لازم را نداشته باشد، دچار زنگ خوردگی خواهد شد.

نقطه ذوب بسیار کمی دارد. به همین دلیل در مواردی همچون لحیم کاری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

با توجه به ویژگی‌های ذکر شده، در پایان می‌توان اینگونه نتیجه گیری کرد که استفاده از این فلز را می‌توان به آلیاژهای دیگر نیز مورد استفاده قرار داد.

قلع چرا مهم محسوب می‌گردد؟

ویژگی‌های این فلز موجب این شد که کاربرد خاصی در صنایع پیدا کند و از همین جهت است که بسیار مهم محسوب می‌شود. اکنون می‌خواهیم همین مسئله را در نظر بگیریم.

صنایع غذایی را می‌توان از جمله مهمترین مواردی دانست که از این فلز استفاده می‌کند. مثلا اگر بخواهیم ریزتر به این موارد اشاره کنیم، باید بگوییم که در این صنعت در قوطی‌ و ظروف غذایی از این فلز استفاده می‌شود.

اشاره شد که با توجه به ویژگی‌های موجود در این فلز، از این موارد در لحیم کاری استفاده می‌شود. از آن جایی که این مورد در صنعت الکترونیکی بسیار کاربرد دارد، بنابرین قلع در این صنایع نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بدنه خودرو نیز از جمله مواردی است که نیاز به یک چنین فلزات را بسیار گسترده می‌داند. بنابرین برای جلوگیری از خوردگی در این موارد از فلز قلع استفاده می‌شود.

یکی از خاصیت‌ این فلز این است که می‌تواند انعطاف بسیار خوبی را از خود نشان بدهد. به همین دلیل در آلیاژ سایر فلزات مورد استفاده قرار می‌گیرد. آلیاژ معمولا زمانی صورت می‌گیرد که آن فلز خالص نمی‌تواند تمامی خاصیت‌های مورد نظر را پشتیبانی کند. مثلا فولاد برای این یک آلیاژ به حساب می‌آید. بنابرین قلع در این مورد نیز خاصیت بسیار منحصر به فردی را دارد.