فلزات پیش ماده‌های مهمی در بیشتر صنایع پیشرو در دنیا هستند. کیفیت فلزات برای تولید محصولات نهایی مرغوب از اهمیت بالایی برخورداراند. هر فلز ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود را دارد و برای کاربردی خاص مناسب است. در این مطلب شما را با فلز منیزیم و ویژگی‌ها و کاربردهایش آشنا می‌کنیم.
فلز منیزیم چیست؟
منیزیم با حرف اختصاری Mg در جدول تناوبی، عنصری شیمیایی و فلزی خاک قلیایی بوده و از نظر ساختاری سبک‌ترین فلز است به‌گونه‌ای که حدود 30 درصد سبک‌تر از آلومینیوم میباشد. نام منیزیم از مگنزیا، ناحیه‌ای از تسالالی (یونان) که برای اولین بار ماده معدنی منیزیم آلبا در آن یافت شده است. این عنصر برای زنده ماندن سلول در بدن ضروری میباشد. این فلز سفید نقره‌ای به صورت خالص در طبیعت وجود ندارد. در ترکیباتی مانند نمک‌های Epsom (سولفات‌ها)، منیزیا ( اکسید منیزیم) و منیزیت (کربنات) منیزیم دیده می شود. منیزیم هشتمین عنصر فراوان در پوسته زمین بوده (حدود 5/2 درصد) و بعد از آلومینیوم و آهن ، سومین فلز ساختاری فراوان است.
منیزیم به‌صورت تجاری توسط الکترولیز کلرید منیزیم مذاب (MgCl2) تولید میشود. عمدتاً از آب دریا و با کاهش مستقیم ترکیبات آن با عوامل احیاکننده مناسب فرآوری می‌گردد. به‌عنوان‌مثال، از واکنش اکسید منیزیم یا دولومیت کلسینه شده با فروسیلیکون. منیزیم در طبیعت به‌صورت مخلوطی از سه ایزوتوپ وجود دارد: منیزیم -24 (79 درصد) ، منیزیم -26 (11 درصد) و منیزیم -25 (10 درصد). سطح بالایی از منیزیم -26 در برخی از شهاب‌سنگ‌ها پیدا شده است. از نسبت منیزیم -26 به منیزیم -24 در تعیین سن آن‌ها استفاده شده است. تولیدکنندگان اصلی منیزیم در قرن 21 چین، روسیه، ترکیه و اتریش بودند.
برخی از ویژگی‌ها
رسانایی گرمایی و الکتریکی منیزیم و نقطه ذوب آن بسیار شبیه آلومینیوم است. درحالی‌که آلومینیوم توسط قلیایی‌ها موردحمله قرار می‌گیرد اما در برابر بیشتر اسیدها مقاوم است. منیزیم در برابر بیشتر قلیایی‌ها نیز از مقاومت بالایی برخوردار می باشد. اما به‌راحتی توسط اکثر اسیدها موردحمله قرار می‌گیرد تا هیدروژن آزاد شود (البته به‌استثنای اسیدهای کروم و هیدروفلوریک). در دمای طبیعی به دلیل تشکیل یک پوست نازک محافظ اکسید، در هوا و آب پایدار است. اما در برابر بخار مقاومتی از خود نشان نمی دهد. منیزیم یک کاهنده قوی بوده و برای تولید فلزات دیگر از ترکیباتشان به کار برده میشود. منیزیم با اکثر مواد قلیایی و بسیاری از مواد آلی مانند هیدروکربن‌ها، آلدئیدها، الکل‌ها، فنل ها، آمین‌ها، استرها و اکثر روغن‌ها فقط کمی یا اصلاً واکنش نشان می‌دهد.
کاربرد فلز منیزیم
منیزیم خالص
زمانی که منیزیم می‌سوزد نور سفیدرنگی ایجاد میشود که از آن برای جرقه‌های آتش‌بازی استفاده می‌گردد. همچنین به‌عنوان عامل تولید اورانیوم از نمک نیز شناخته میشود. یون‌های این عنصر برای هر موجود زنده ضروری است. به همین دلیل نمک منیزیم در کودها و مواد غذایی موجود است. علاوه بر آن، برای حذف گوگرد از آهن و فولاد از این ماده استفاده میشود.
همچنین، منیزیم به دلیل شباهت‌های آن با آلومینیوم ، می‌تواند به‌عنوان جایگزینی برای بسیاری از کاربردهای آلومینیوم مورداستفاده قرار گیرد. اما قیمت این فلز حدود 20 درصد بیشتر از آلومینیوم است. این امر استفاده از آن به‌جای فلز آلومینیوم را محدود می‌کند.
در نیمه اول قرن گذشته ، منیزیم برای اولین بار در صنعت پزشکی به‌عنوان یک ماده بیولوژیکی ارتوپدی معرفی شد. ویژگی‌ها و خصوصیات بسیاری وجود دارد که منیزیم را به گزینه‌ای بسیار جذاب برای استفاده در ایمپلنت و موارد مشابه تبدیل می‌کند. منیزیم همچنین از نظر مقاومت در برابر شکستگی ، مدول الاستیک و مقاومت تسلیم فشاری بسیار شبیه سایر استخوان‌های طبیعی است. منیزیم نه‌تنها خواص مکانیکی و فیزیکی مطلوب در این کاربردها را فراهم می‌کند ، بلکه برخی از ویژگی‌های خاص را نیز به نمایش می‌گذارد.
منیزیم در بدن به واکنش‌های متابولیکی کمک می‌کند ، سازگاری بیولوژیکی خوبی دارد و غیر سمی است. علاوه بر این ، ایمپلنت‌های منیزیم بدون پوشش می‌توانند از طریق خوردگی در مایعات بدن قابل‌تجزیه باشند، این امر نیاز به جراحی بیشتر برای برداشتن ایمپلنت‌ها را از بین می‌برد. استفاده از پوشش‌های محافظ می‌تواند از بروز مشکلات خوردگی در شرایطی که به راه‌حل دائمی‌تری نیاز است جلوگیری کند.
آلیاژ منیزیم
تقریباً 70٪ از تولید جهانی فلز منیزیم در ساخت آلیاژهایی به‌کاربرده میشود که چگالی بسیار کم، نسبتاً مقاومت بالا و قابلیت تراش عالی هستند. این آلیاژها بسته به نحوه پردازش آلیاژ حاوی یک یا چند عنصر آلومینیوم، روی، منگنز یا سیلیسیم اند. نیمی از این آلیاژها برای ساخت ریخته‌گری با حدود 90٪ منیزیم استفاده میشود.
دلیل استفاده از آلیاژهای منیزیم برای کاربردهای خودرو ناشی از خواص استحکام بالا و چگالی کم است. در برنامه‌های کاربردی خودرو ، کاهش وزن با کاهش مقاومت غلتکی باعث بهبود عملکرد یک وسیله نقلیه میشود و در شتاب گیری از انرژی استفاده میشود ، بنابراین مصرف سوخت کاهش می‌یابد و علاوه بر این ، کاهش CO2 گاز گلخانه‌ای نیز حاصل میشود. بسیاری از شرکت‌های بزرگ خودروسازی در بخش‌های مختلف محصولات خود قبلاً منیزیم را جایگزین فولاد و آلومینیوم کرده‌اند مانند آئودی ، دایملر کرایسلر (مرسدس بنز) ، فورد ، جگوار ، فیات و کیا موتورز. منیزیم در حال حاضر در گیربکس‌ها ، ستون‌های فرمان و محفظه‌های کیسه هوای راننده و همچنین در فرمان‌ها ، قاب‌های صندلی‌ها و پوشش مخزن سوخت استفاده میشود.
در پایان
فلز منیزیم نیز مانند بسیاری دیگر از فلزات کاربردهای زیادی در صنعت داشته و ماده اولیه بسیاری از محصولات است.
در تموک مواد فلزی و معدنی مورد نیاز خود را جستجو کنید.
