قائمة المعادن غير الحديدية: الخصائص والتطبيقات

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-07 20:56

ما كان لتطور الحضارة أن يحدث بهذه السرعة لو لم يجد الإنسان طريقة لتعدين ومعالجة المعادن المختلفة. وإذا تم تسهيل ذلك في البداية من خلال الاكتشافات الناجحة للكذرات الطبيعية الموجودة مباشرة على سطح التربة ، فسرعان ما بدأت قائمة المعادن غير الحديدية التي تمكن الناس من "ترويضها" في التوسع بشكل كبير. أظهرت التجارب الأولى ودراسة أكثر تفصيلاً لخصائص العناصر الجديدة أن كل المواد لها خصائص مختلفة ، وأن استخدامها للأغراض نفسها مستحيل. بالإضافة إلى ذلك ، كانت الاحتياطيات المحدودة وصعوبات التعدين من العوامل التي جعلت المعادن غير الحديدية أكثر قيمة وتكلفة من المعادن الحديدية.

ما هي المعادن الأساسية؟

يعتقد بعض الناس أن المعادن الأساسية هي حصريًا من الذهب والفضة والبلاتين الثمين ، ولكنها نقطة كهذهالرؤية خاطئة. بادئ ذي بدء ، من المستحيل عمومًا إدراج جميع هذه المعادن في القائمة أعلاه للمعادن غير الحديدية ، لأنها في مجموعات مختلفة من حيث الخصائص وطرق وأساليب الاستخراج والانتشار والاستخدام (باستثناء صناعة المجوهرات). يمكن اعتبار المعادن غير الحديدية كل ما لا يحتوي على الحديد ، أي الحديد.

في الطبيعة ، هناك عدد كبير من هذه المواد ، لكل منها خصائص فريدة وتبرر استخلاصها تمامًا. من أشهرها: النحاس والألمنيوم والتيتانيوم والمغنيسيوم والنيكل والقصدير والرصاص والكروم والزركونيوم وأكثر من اثنتي عشرة مادة تستخدم في الصناعات الضيقة. ليس فقط من المستحيل العثور على نظائر لها ، ولكن الإبداع الاصطناعي في ظروف المختبرات العلمية العالية هو إرهاق وحلم للعلماء من جميع أنحاء العالم وفي جميع الأعمار. يكفي أن نذكر الأعمال والتجارب الخيميائية الموصوفة في كل من الأعمال العلمية في العصور القديمة ، وفي الأعمال التاريخية والأدب والعديد من الأساطير التي ليس لها أدلة موثوقة.

مواسير النار والمياه والنحاس

إذن ما هي ميزة المعادن بخلاف الحديد الأكثر شيوعًا والأرخص ثمناً؟ لماذا غالبًا ما يتم تعدينهم في ظروف صعبة للغاية ، ولا يتردد عدد كبير من رواد الأعمال من مختلف الكوادر في جمع خردة المعادن غير الحديدية شيئًا فشيئًا؟ الحقيقة هي أن هذه المواد لها خصائص فيزيائية وكيميائية فريدة. في الغالب تتميز بزيادة النعومة والليونة ، ممتازةموصلية الطاقة ، وعلى الرغم من وجود عدد كبير جدًا من المعادن التي يعرف الناس كيفية تعدينها ، يتم استخدام كل منها لأغراض مختلفة تمامًا.

في واقع الأمر ، لا يمكن استخدام كل مادة في شكل نقي وغير مخفف ، فإن قائمة المعادن غير الحديدية الخاضعة لما يسمى صناعة السبائك كبيرة جدًا. يختلطون مع بعضهم البعض ، ويشكلون مركبات جديدة يمكن استخدامها في صناعة الفضاء والطب والعديد من المجالات الأخرى للحياة البشرية. في بعض الأحيان ، يكفي عدم صنع جزء أو عنصر معين من الجهاز من معدن غير حديدي باهظ الثمن وفريد من نوعه ، ولكن فقط رشه. ستكون الخصائص الفيزيائية والكيميائية لمثل هذا الطلاء الرقيق كافية لتحقيق الأهداف المطلوبة.

كل ما يلمع ليس ذهب

الذهب هو أشهر المعادن غير الحديدية. هذا ليس مفاجئًا ، فشعبيته عالية جدًا لدرجة أنهم دفعوا ثمن البضائع لفترة طويلة ، وكان أساسًا لمجموعة متنوعة من المجوهرات ، وبشكل عام ، أصبح نوعًا من مقياس رفاهية الناس. منذ عدة عقود ، تمت تسويات بين الدول بما يعادل الذهب ، وحتى الآن احتياطي الذهب والنقد الأجنبي لموازنة أي دولة هو مؤشر على مستوى الاقتصاد ككل وثروة السكان على وجه الخصوص.

علاوة على ذلك ، الذهب معدن نادر ، لكن من السهل معالجته. ميزتها الرئيسية هي قابليتها الممتازة للطرق ، وبفضل ذلك يصنع الجواهريون مجوهرات ومنتجات جميلة من اللون الأصفرمواد. ومع ذلك ، هناك القليل من الذهب الخالص في الطبيعة ، ومن الصعب جدًا تعدينه ؛ لذلك ، غالبًا ما يتم إضافة العديد من الإضافات إليه ، مما يؤدي إلى حد ما إلى تغيير لون ونعومة الذهب في النتيجة النهائية. تتنوع قائمة المعادن غير الحديدية ، وكل مادة مضافة تستخدم لأغراض مختلفة ، والمواد الرئيسية هي:

نحاس ؛

فضة ؛

نيكل ؛

بلاتيني ؛

البلاديوم ؛

زنك

يغير كل من هذه المعادن اللون الأصلي للمادة الناتجة ، والذي يمكن أن يكون بلون أخضر ، وردي ، أبيض. قوة المعدن المختلط مهمة أيضًا ، لأن الذهب نفسه ناعم جدًا بحيث يمكن خدشه بسهولة ، وقطعه بسكين مع الجهد المطلوب ، والعض بأسنان. كل هذه الطرق هي طريقة بسيطة وبأسعار معقولة للجميع لاختبار المنتج للتأكد من صحته.

بالإضافة إلى صناعة المجوهرات ، يستخدم الذهب في الصناعة الكيميائية ، والإلكترونيات ، وبناء الفضاء والطائرات ، وإنتاج النفط.

المعادن الثمينة

من بين أغلى المعادن ، ما ورد أعلاه ليس بأي حال من الأحوال الأغلى ، فهو فقط في المركز الرابع في التصنيف. تقرأ قائمة المعادن غير الحديدية بقيمتها على النحو التالي (أسعار الصرف ل 1 جرام):

• californium - من 500 ألف دولار ؛
• osmium-187– من 200 ألف دولار ؛
• الروديوم - 225 دولارًا ؛
• بلاتيني - 77 دولارًا ؛
• ذهب - 30 دولارًا ؛
• أوزميوم - $ 19 ؛
• إيريديوم - $ 16 ؛
• الروثينيوم - 15 دولارًا ؛
• البلاديوم - $ 14 ؛
• فضي - 0.6 دولار.

نادرًا ما يتم استخدام أي من هذه العناصر الكيميائية في شكلها النقي ، ولا يتم استخدام الجميع لإنشاء روائع فن المجوهرات. في كثير من الأحيان ، يُفترض الإنتاج عالي الدقة للمكونات الفردية للأجزاء المعقدة المعرضة لدرجات حرارة عالية أو منخفضة ، ومواد كيميائية عدوانية ، وما إلى ذلك. تعتبر الخردة غير الحديدية من هذه المجموعة نشاطًا عالي الدقة ومعقدًا ولكنه مربح يحدث في الولاية المستوى أو من خلال المنظمات الاحتكارية. في الصناعة العسكرية ، يتم تفكيك المعدات المتخصصة والصواريخ ، حيث يتم جمع قطع من الأجزاء شيئًا فشيئًا لمزيد من المعالجة.

التطبيق

قد يتساءل الكثيرون عن سبب غلاء هذه المواد. وبعد الحصول على جرام من المعدن الثمين ، ما الذي يمكن عمله به عمليا؟ الجواب بسيط: بدون مهارات ومعدات معينة - لا شيء

وهكذا ، يتم استخدام البلاديوم لصك الهدايا التذكارية والمقتنيات ، وهي وسيلة للاستثمار. ولكن لأغراض أكثر عملية ، يتم استخدامه لإنشاء معدات طبية. يعتبر الروثينيوم مفيدًا كأحد عناصر تنقية المياه ، ويقوي الإيريديوم السبائك للمنتجات التي ستتعرض لدرجات حرارة عالية بشكل لا يصدق.

يتم استخدام العديد من المعادن غير الحديدية كوسيلة لكسب رأس المال وادخارها ، والمشاركة في تداول السوق في كل من التبادلات الرسمية وكونها إحدى وسائل معاملات الظل والتسويات المتبادلة.

سبائك النحاس

يعتبر النحاس من أشهر المواد في إنتاج الأسلاك الكهربائية وأنابيب المياه والإلكترونيات. إنه شديد المقاومة للحرارة ، ويوصل الحرارة والكهرباء جيدًا ، في حين أنه ليس قويًا بدرجة كافية ويصعب إلقاءه. للقضاء على هذا العيب ، تتم إضافة شوائب مختلفة إلى المعدن النقي ، مما يجعل النحاس نفسه أكثر متانة. القصدير الناتج لا يخضع للتآكل والتآكل ، بفضل هذه الخصائص ، نطاق تطبيقه واسع بشكل لا يصدق.

مادة مضافة أخرى شائعة هي الزنك ، ونسبة معينة من هذا المعدن تجعل من الممكن الحصول على النحاس. في مثل هذه التركيبة ، يكون محتوى مادة السبائك مهمًا جدًا ، فكلما زادت نسبة المحتوى الإضافي ، كان المعدن أكثر صلابة ، ولكنه أيضًا أكثر عرضة للتلف بسبب التآكل.

لكن سبائك النحاس والنيكل غالبًا ما تستخدم في صناعة المجوهرات ، حيث تعطي المادة المضافة لونًا وقوة أكثر إمتاعًا للمنتجات.

سبائك الألومنيوم

الألومنيوم هو أحد المعادن غير الحديدية الرائدة. ترجع هذه الشعبية إلى التكلفة المنخفضة للإنتاج ، وسهولة المعالجة ، والخفة النسبية للمعدن ، وإمكانية استخدام المواد المعاد تدويرها.

كما هو الحال مع المعادن الأخرى ، تتم إضافة العديد من الإضافات إلى الألومنيوم النقي أثناء صناعة السبائك ، بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تحتوي السبائك نفسها على تقنيات تصنيع مختلفة ، مقسمة إلى تلك التي يتم تقويتها للمعالجة الحرارية ، وليس الصلابة ، وهناك أيضًا منفصلة ، فئة ثالثة تسمح بالتمثيلالأجزاء والمنتجات الضرورية.

تفترض المعادن غير الحديدية المدلفنة أن المادة بعد المعالجة تأخذ شكل قضبان ، وأسلاك من أقسام وأغراض مختلفة ، وصفائح ، وأنابيب ، وسبائك ، وبطانات.