به‌طورکلی اکسید های فلزی ترکیباتی غیر آلی هستند که از کاتیون‌های فلز همراه با آنیون اکسیژن تشکیل شده است. اکسید های فلزی گسترده‌ای به‌صورت طبیعی و ساخته‌شده (یا مصنوعی) وجود دارند که ازجمله می‌توان به اکسید منیزیم که با نام منیزیا نیز شناخته میشود، اشاره کرد.
در ادامه مروری بر ویژگی‌ها و کاربردهای این فلز داریم.
اکسید منیزیم چیست؟
منیزیا نام رایجی است که برای اکسید منیزیم (MgO) استفاده میشود. یک ترکیب غیر آلی که در طبیعت به‌عنوان ماده معدنی پریکلاز وجود دارد. در محیط‌های آبی به‌سرعت با آب ترکیب میشود و هیدروکسید منیزیم ایجاد می‌کند. این ماده خواص منحصربه‌فردی دارد که آن را از سایر سرامیک‌ها متمایز می‌کند.
حداکثر دمای استفاده از منیزیا 2200 درجه سانتی‌گراد است که به‌طور قابل‌توجهی بالاتر از بسیاری از دیگر سرامیک‌های صنعتی است. همچنین از مقاومت شیمیایی خوبی برخوردار است و در صنعت فلزات مذاب کاربردهای زیادی پیدا کرده است، زیرا در این شرایط نسبت به آلومینا عملکرد بهتری دارد. منیزیا دارای مقاومت الکتریکی و هدایت حرارتی بالایی است. ازجمله دیگر ویژگی‌های اکسید منیزیم می‌توان به مقاومت بالا در برابر خوردگی در معرض فلزات مذاب نیز اشاره کرد.
با استفاده از یک بوته ساخته‌شده از اکسید منیزیم با خلوص 99.99٪ (از این‌رو ناخالصی‌های کمتری)، از ورود ناخالصی‌های بوته به ماده مذاب موردنظر جلوگیری خواهد شد. این ماده را می توان از آب دریا، ذخایر منیزیت و یا آب‌نمک استخراج کرد و پس‌ازآن از طریق عملیات حرارتی و آسیاب فرآوری نمود. منیزیا در درجه خلوص‌های مختلف با محتوای بین 90 تا> 99٪ تولید میشود.
کاربرد اکسید منیزیم
کشاورزی
حضور اکسید منیزیم سلامت گیاه و دام را افزایش می‌دهد. در حقیقت ، منیزیم یک ماده معدنی ضروری برای هر دوی آن ها است. در گیاهان، منیزیم برای فتوسنتز حیاتی است. در حیوانات، منیزیم برای جلوگیری از یک اختلال کشنده شناخته‌شده به نام هیپو مغناطیسی موردنیاز است.
تصفیه فاضلاب
این اکسید فلزی نقش حیاتی در حفاظت از محیط‌زیست دارد و برای تصفیه فاضلاب صنعتی با حذف سیلیس و رسوب فلزات سنگین به کار برده میشود. همچنین می‌توان از آن برای کاهش آلودگی هوا ناشی از انتشار هوای صنعتی استفاده کرد. از خاصیت جاذب آن برای پاک‌سازی نشت مواد شیمیایی خطرناک استفاده میشود. یکی از بزرگ‌ترین مزایای استفاده از آن حذف مؤثر فسفر و به حداقل رساندن اثرات زیست‌محیطی آن است.
هنگامی‌که اکسید منیزیم وارد فاضلاب میشود، سپس با محلول واکنش داده و به هیدروکسید منیزیم تبدیل میشود و درنتیجه ویژگی های زیر به دست می آید:
- به دلیل قلیایی بودن، کنترل pH آسان است.
- با استفاده از سوسپانسیون در فاضلاب، pH به‌سرعت افزایش می‌یابد و درعین‌حال شرایط رشد باکتری بهینه برای تصفیه بیولوژیکی حفظ میشود.
- در صورت وجود فلزات سنگین در فاضلاب، سیستم تعلیق قادر خواهد بود تا بتواند به‌طور مؤثر برای استخراج از آب رسوب کند.
کاربردهای دیگر
از دیگر کاربردهای صنعتی می‌توان به استفاده از آن در صنعت حفاری نفت در گل‌ولای حفاری و صنایع لاستیک به‌عنوان یک ماده جوشان کننده اشاره کرد. همچنین، مواد اکسید منیزیم به دلیل قابلیت هدایت حرارتی بالا و خصوصیات عایق الکتریکی خوب، به‌ویژه برای کاربردهای مهندسی حرارت و اندازه‌گیری دما، ایده آل هستند. از آن‌ها در ترموکوپل و همچنین در وسایل گرمایشی مختلف استفاده میشود. اکسید منیزیم غلاف فلزی را عایق‌بندی می‌کند، اما درعین‌حال رسانایی گرمایی خوبی را به سمت بیرون تضمین می‌کند.
نانو ذرات اکسید منیزیم
نانو ذرات اکسید منیزیم بدون بو و غیر سمی‌اند. آن‌ها سختی، خلوص و نقطه ذوب بالایی دارند و پودرهایی سفید رنگ‌اند. این نانو ذرات را می‌توان با استفاده از فرآیند رسوب هیدروکسید تهیه کرد همراه با عملیات حرارتی تولید کرد.
کاربرد نانو ذرات اکسید منیزیم
نانو ذرات این اکسید فلزی در الکترونیک، کاتالیز، سرامیک، محصولات پتروشیمی، پوشش‌ها و بسیاری از زمینه‌های دیگر می‌تواند استفاده شود. همچنین از نانو ذرات اکسید منیزیم به همراه تراشه‌های چوب برای ساخت موادی ازجمله ضد صدا، عایق حرارتی، تخته الیاف نسوز و سرامیک‌های فلزی کاربرد دارد.
برخی دیگر از کاربردهای این نانو ذرات عبارت‌اند از:
- ماده خشک‌کننده دمای بالا برای تولید ورق فولاد سیلیکون، مواد سرامیکی درجه بالا، مواد صنایع الکترونیکی، چسب و افزودنی در ماده اولیه شیمیایی
- مواد عایق الکتریکی برای ساخت بتن، ذوب، مجرای عایق، میله الکترود و ورق الکترود
- آنتن میله مغناطیسی با فرکانس بالا، پرکننده دستگاه مغناطیسی، پرکننده مواد عایق و حامل‌های مختلف مورداستفاده در صنعت رادیو
- بازدارنده آتش برای الیاف شیمیایی و پلاستیک
- در الیاف نسوز و مواد نسوز ، آجر منیزیت-کروم ، پرکننده برای پوشش نسوز، ابزار نسوز و عایق، برق، کابل، مواد نوری، مواد برای کوره‌های ذوب فولاد و سایر کوره‌های با درجه حرارت بالا ، مواد گرمایشی و صفحه پایه سرامیک
- افزودنی سوخت، پاک‌کننده، ماده ضد الکتریسیته ساکن و بازدارنده خوردگی
در پایان
اکسید منیزیم ماده‌ای بسیار جالب است که در زمینه‌های مختلف از کشاورزی تا قطعات نظامی کاربرد دارد. در این مطلب سعی کردیم گوشه‌ای از ویژگی‌های اکسید منیزیم و نانو ذرات آن را بیان کنیم.
