معدن النحاس هو أحد سبائك النحاس المعروفة باسم سبائك النحاس والزنك. يستخدم معدن النحاس في العديد من الصناعات بسبب خصائصه الخاصة. التركيب الكيميائي الرئيسي لمعدن النحاس يشمل كمية كبيرة من النحاس والزنك. يمكن أن تختلف النسبة المئوية الدقيقة لهذه العناصر حسب نوع وتطبيقات معدن النحاس المختلفة.
تتكون تركيبة معدن النحاس (بالإنجليزية: Brass) من النحاس والزنك ويتكون من تركيب نسبة معينة من كل منهما، فإذا قمنا بدمج سبيكة النحاس مع معادن أو سبائك أخرى، فعادة ما يتكون معدن البرونز، وفي بعض الأحيان يتم إعطاء اسم عنصر السبائك مع البرونز، على سبيل المثال برونز القصدير أو برونز الفوسفور، وتسمى سبائك النحاس والزنك التي تحتوي على عناصر إضافية مثل القصدير والألمنيوم والسيليكون والمنجنيز والنيكل والرصاص بسبائك النحاس ، ومن المثير للاهتمام معرفة أن ورق الأرز كان من أوائل المركبات التي صنعها الإنسان واستخدمها بدمج المعادن، كما يتم إعادة تدوير هذا المعدن الثمين، واليوم يتم إعادة تدوير ما يقرب من 90٪ من معدن النحاس، لأن معدن النحاس له خصائص مغناطيسية قليلة ويمكن إزالته بسهولة من المعادن المنفصلة التي عادة ما يتم خلطها معها.
سبائك النحاس هي معادن صفراء قريبة من الذهب. تتميز صفائح النحاس بمقاومتها للبقع والتشوه، مما يعني أنها تتأكسد ببطء أكثر، كما تم إنتاج معدن النحاس لأول مرة في الماضي عن طريق صهر خام النحاس والزنك، وهو أكثر قابلية للطرق من صفائح النحاس والزنك. تتراوح درجة انصهار معدن النحاس بين 900 و940 درجة مئوية، مما يغير صلابة ونعومة معدن النحاس عن طريق تغيير نسبة النحاس في تركيبته مع الزنك.
ما هو استخدام معدن النحاس؟
ما هي استخدامات معدن النحاس؟ في هذا النص نحاول أن نتحدث عن معدن النحاس ، فإذا كنت تنوي شراء أو استخدام هذا المعدن فمن الضروري أن تحصل على معلومات كاملة عنه قبل شراء معدن النحاس، ولهذا الغرض نحاول أن نعرّفك على الطبيعة الرئيسية لهذا المعدن المشهور وخصائصه واستخداماته، تابعنا حتى نهاية هذا النص لتحصل على معلومات مفيدة وشاملة في هذا الصدد.
مقدمة عن سبائك النحاس
ما هي المركبات المعدنية للنحاس؟ من أي معادن يتكون سبائك النحاس؟ في الواقع، تشتق سبائك النحاس من معدنين، الزنك والنحاس. وقد أدى الجمع بين هذين المعدنين إلى جعلها أكثر قابلية للطرق مقارنة بصفائح النحاس والزنك . ستكون خيارًا رائعًا لصنع أشياء قوية وصلبة. من الممكن تغيير كمية اللدونة عن طريق تغيير نسبة النحاس.
من المثير للاهتمام معرفة أن معدن النحاس له خاصية مغناطيسية منخفضة. هذه الميزة تسمح لنا بتمييزه بسهولة عن المعادن الأخرى؛ لذلك يمكن إعادة تدويره وإعادة استخدامه.
يتضمن لون معدن النحاس الأصفر الألوان الصفراء (المشابهة للذهب) والفضية والحمراء. لذلك، يمكن استخدامه في إنتاج الإكسسوارات الزخرفية. تظهر الأدوات والمعدات المنتجة من هذا السبائك مقاومة جيدة للأكسدة. نظرًا لأن هذا المعدن يتمتع بمقاومة عالية للتآكل، فسيكون من الحكمة استخدامه في قلب الأقفال.
وفقًا لكمية النحاس والزنك المستخدمة، يتم تحديد نوع الأرز. تُعرف بعض أنواع هذه السبائك بالبرونز. بالطبع، البرونز مشتق في الواقع من القصدير والنحاس.
معدن النحاس في العصور القديمة وتاريخه
يعد معدن النحاس من أوائل المعادن المستخدمة في حياة الإنسان، وقد كان يلبي احتياجاتنا في جميع أنواع الصناعات منذ قرون. في العصور البعيدة، عندما لم يكن البشر على دراية بمعدن الزنك، تم استخدام طرق أقدم لإنتاج الأرز. على سبيل المثال، قاموا بدمج النحاس + الكالامين (خام معدن الزنك) في حالة منصهرة. يجمع سبائك النحاس بين نقاط قوة كلا المعدنين. يسبب وجود النحاس خصائص مضادة للبكتيريا (مضادة للميكروبات) فيه؛ وبالتالي، فهو مناسب لمقابض المستشفيات والمعدات الخاصة. توجد أيضًا مركبات أخرى مثل السيليكون والفوسفور والمنجنيز والزرنيخ والألمنيوم والرصاص في هذه السبائك بكميات صغيرة.
على الرغم من أننا تعلمنا القليل عن خصائص سبائك النحاس حتى الآن، إلا أن ميزاتها لا تقتصر على هذه. سنناقش هذا الموضوع بمزيد من التفصيل.
أشكال مختلفة من معدن النحاس في الصناعة
يستخدم معدن النحاس في الصناعات بأشكال مختلفة، بما في ذلك عناصر مثل صفائح النحاس، وألواح النحاس، ولفائف النحاس، وشرائط النحاس الصلب ، وشرائط النحاس الناعم . كل من هذه الأشكال تستخدم في صناعات مختلفة ولها استخداماتها الخاصة.
مميزات وخصائص سبيكة النحاس
إن معرفة نقاط قوة وخصائص معدن النحاس تسمح لنا باستخدامه بأفضل طريقة ممكنة، حيث
يمكن صهر هذا المعدن عند درجة حرارة تتراوح بين 900 إلى 940 درجة مئوية، وكما هو متوقع، وفقًا لتركيب معدن النحاس ونسبة الزنك والنحاس المستخدمة، ستكون درجة الانصهار متغيرة، حيث تبلغ كثافته حوالي 8.4 جرام لكل سنتيمتر مربع،
ووفقًا لكمية المعادن المستخدمة، سيختلف نوع الأرز واسمه، وتشمل مركباته المختلفة: القصدير، والوارسو، والرصاص، والسيليكون.
بسبب خصائصه الفيزيائية والكيميائية الفريدة، يستخدم الأرز في العديد من الصناعات. ومن بعض استخدامات معدن النحاس:
- صناعة البلازما: بسبب موصليته الحرارية والكهربائية العالية، يستخدم الأرز في تصنيع أجزاء البلازما مثل الأقراص والأقطاب الكهربائية وأجزاء البلازما الأخرى.
- صناعة السيارات: في صناعة السيارات، يستخدم معدن النحاس في إنتاج أجزاء مثل الأنابيب والمبردات وأنظمة التبريد وأجزاء تكييف الهواء. إن مقاومة الأرز للصدأ جعلته مادة مناسبة للاستخدام في صناعة السيارات.
- صناعة الإلكترونيات: يستخدم معدن النحاس كمادة أساسية لإنتاج المكونات الكهربائية والإلكترونية. وتشمل هذه الأجزاء الموصلات والمقابس والعلب الإلكترونية ولوحات الدوائر المطبوعة.
- صناعة الأنابيب: نظراً لمقاومته العالية للتآكل والصدأ، يتم استخدام الأرز في إنتاج أنابيب المياه وأنابيب الغاز وأنظمة التدفئة والتبريد.
- صناعة البناء: في صناعة البناء، يستخدم معدن النحاس كمواد إنشائية وزخرفية. ومن أمثلة تطبيقات النحاس في هذه الصناعة الأبواب والنوافذ، وواقيات الأبواب والنوافذ، وأنظمة تكييف الهواء، والعناصر الزخرفية.
ومن الخصائص الأخرى للمعدن النحاسي ما يلي:
- طرق مقبولة
- موصل
- مستقر ضد التآكل والأكسدة
- لا يتلاشى اللون ويبقى ثابتا
- مقاومة للتآكل
- يمكن استخدامها في صناعات المعادن المنصهرة
- له خصائص مضادة للبكتيريا
- قابلة للفصل وإعادة التدوير
- يأتي بمجموعة من الألوان من الأصفر والفضي إلى الأحمر (حسب نسبة المعادن)
مقدمة لأنواع مختلفة من سبائك النحاس
يمكن تقسيم أنواع سبائك النحاس إلى أنواع مختلفة. وهنا نقدم بعض أنواعها الشائعة: أرز ألفا، وأرز ألفا بيتا، وأرز بيتا، وأرز جاما.
1. أرز ألفا
تحتوي أرز ألفا على 67-72% نحاس و28-33% زنك. وهي قابلة للطرق وتستخدم في الضغط والتشكيل وغيرها من التطبيقات ذات الصلة. يحتوي أرز ألفا على طور واحد وبنية بلورية مكعبة. نظرًا لمحتوى النحاس العالي، فإن هذه النحاسيات لها نغمة ذهبية أكثر من المعادن الأخرى. يشير طور ألفا إلى المحلول الصلب الذي يحل محل الزنك في النحاس. له خصائص مماثلة للنحاس. لذلك، سيكون قويًا ومتينًا ويصعب تصنيعه نسبيًا. يتم الحصول على أفضل مرونة لأرز ألفا عند 32% زنك. تنتمي الأرز الأحمر المقاوم للتآكل (بمحتوى زنك بنسبة 15% أو أقل) إلى هذه الفئة.
2. أرز ألفا بيتا
يحتوي أرز ألفا بيتا على 55-65% نحاس و35-45% زنك. هذه الأنواع من الأرز، والتي تُعرف أيضًا باسم أرز الدوبلكس، مناسبة للعمل الساخن والحراري. تحتوي على كل من الطورين α وβ. الطور β مكعب مركز الجسم، مع ذرات الزنك في وسط المكعبات، وهو أكثر صلابة وقوة من α. عادةً ما يتم العمل على أرز ألفا بيتا الساخن. نظرًا لمحتوى الزنك الأعلى، فإن هذه النحاسيات أكثر لمعانًا من النحاسيات ألفا ولديها أعلى قوة بنسبة 45% من الزنك.
3. أرز بيتا
تحتوي أرز بيتا على 50-55% من النحاس و45-50% من الزنك. لا يمكن تقديم هذه الأرز إلا ساخنة. وهي أكثر صلابة وقوة ومناسبة للصب. ونظرًا لمحتواها العالي من الزنك والنحاس، فهي من بين ألمع أنواع النحاس الشائعة ذات اللون الذهبي الأقل. غالبًا ما تُستخدم أرز بيتا في التطبيقات ذات القوة العالية مثل الصمامات والتروس والمحامل.
4. أرز جاما
تحتوي أرزات جاما على 33-39% نحاس و61-67% زنك. وهناك أيضًا نحاسات جاما المحتوية على فضة-زنك وذهب-زنك بنسبة 30-50% فضة و41% ذهب. الطور جاما عبارة عن مركب بين معدني ببنية شبكية مكعبة من Cu5Zn8. تُستخدم نحاسات جاما بشكل شائع في التطبيقات المتخصصة، بما في ذلك جهات الاتصال الكهربائية عالية القوة والمثبتات.
درجات مختلفة من معدن النحاس
توجد عدة تركيبات مختلفة لسبائك النحاس. ومع ذلك، تختلف هذه التركيبات قليلاً من حيث التركيب العنصري. فيما يلي 5 أنواع من سبائك النحاس المستخدمة بشكل شائع في النماذج الأولية السريعة:
- سبيكة 260 (خرطوشة نحاسية)
يُعرف السبائك 260 أيضًا باسم نحاس الخرطوشة . تحتوي سبائك النحاس هذه على حوالي 70% من النحاس و30% من الزنك، بالإضافة إلى الشوائب. تتمتع سبائك 260 بقدرة جيدة على التشكل ويمكن معالجتها بسهولة في البرد. يُستخدم هذا النوع من السبائك في السيارات والذخيرة والأجهزة وأدوات التثبيت، من بين أشياء أخرى.
- سبيكة 280 (معدن مونتز)
يحتوي السبائك 280 على حوالي 60% من النحاس و40% من الزنك وكمية صغيرة من الحديد. كان معدن مونتيز يستخدم بشكل شائع كبديل فعال من حيث التكلفة للصفائح النحاسية التي كانت تُطبق سابقًا على هياكل القوارب لمنع الكائنات البحرية مثل القشريات من التكون على الهياكل.
- سبيكة 360 (نحاس معالج)
يحتوي سبيكة 360 على حوالي 60% من النحاس و35.5% من الزنك وما يصل إلى 3.7% من الرصاص وكميات صغيرة من الحديد. هذا النوع من السبائك هو أحد أسهل المواد التي يمكن معالجتها بين جميع أنواع النحاس مع إمكانية تصنيعه بنسبة 100%. كما تعد سبيكة 360 خيارًا ممتازًا لعمليات اللحام. يستخدم المصممون وعمال الماكينات هذه السبائك لإنشاء التركيبات والموصلات والصمامات ومكونات الأجهزة.
- سبيكة 385 (برونز معماري)
يتكون السبائك 385 من حوالي 59% من النحاس و42% من الزنك وما يصل إلى 3.5% من الرصاص. تزيد هذه المادة من قابلية التصنيع والتشكيل بشكل كبير. ولأن هذه السبائك يتم تشكيلها بسهولة، فهي مادة معمارية جيدة لبثق الألومنيوم.
- سبيكة 464 (أرز بحري)
يُعرف السبائك 464 أيضًا باسم النحاس البحري. تحتوي سبائك النحاس هذه على ما يقرب من 59% من النحاس و40% من الزنك و1% من القصدير مع بعض الرصاص. ونتيجة لذلك، فهي معدن يتمتع بمقاومة عالية للتآكل. ويمكنها أيضًا تحمل مجموعة واسعة من التغيرات في درجات الحرارة. إن قدرتها على التكيف مع عمليات التشكيل والثني واللحام على البارد والساخن تجعلها مثالية لمجموعة متنوعة من التطبيقات. تشمل تطبيقات النحاس البحري تركيبات مختلفة لسطح القارب.
ما هي مميزات وعيوب ورق الأرز؟
يتمتع ورق الأرز بمجموعة واسعة من الفوائد التي تجعله خيارًا شائعًا لمجموعة متنوعة من التطبيقات. في هذا القسم، سنلقي نظرة عامة على مزايا وعيوب صفائح النحاس:
ما هي مميزات وخصائص معدن النحاس؟
- 1. مقاومة عالية للتآكل: عند تعرضها للهواء، تشكل صفائح النحاس طبقة أكسيد واقية تمنع المزيد من التآكل. تتمتع بعض أنواع الأرز بمقاومة لمياه البحر والملوثات الصناعية. تسمح هذه الميزة باستخدامها في السباكة والهندسة المعمارية والمكونات الإلكترونية والمعدات البحرية.
- 2. معامل احتكاك منخفض: يتميز الأرز بمعامل احتكاك منخفض. ونتيجة لذلك، فهو مثالي للتطبيقات الانزلاقية.
- 3. الصب والتشغيل الجيد: يمكن صب النحاس وختمه وتشغيله وتلميعه بسهولة. يتمتع بخصائص تآكل جيدة في أدوات القطع ويقلل من تكاليف التصنيع والمشاكل. تتيح هذه الميزة إنتاج أجزاء وهياكل نحاسية بكميات كبيرة بتكلفة فعالة.
- 4. مظهر جذاب: تتميز صفائح النحاس بمظهر معدني ذهبي لامع للعناصر المعمارية الزخرفية والأعمال الفنية والأدوات الموسيقية والسلع الاستهلاكية. وعند تلميعها وتلميعها، تخلق النحاس لمسة نهائية جذابة ومتينة للأثاث والمعدات.
- 5. خصائص مضادة للبكتيريا: تحتوي جميع أنواع سبائك النحاس على نحاس يتمتع بخصائص مضادة للميكروبات بشكل طبيعي. تمنع أسطح النحاس نمو الميكروبات والطحالب والبكتيريا. هذه الميزة تجعل الأرز مناسبًا وآمنًا لأنظمة الأنابيب ومعدات الأغذية والمستشفيات وغيرها من المناطق التي تعتبر النظافة فيها مهمة.
- 6. قابلة لإعادة التدوير: تعتبر مخلفات النحاس قابلة لإعادة التدوير بشكل كبير وهي سلعة ثمينة. يمكن صهر معظم أنواع الأرز وتعديلها إلى أجل غير مسمى. تساهم هذه الميزة في استدامة الأرز واقتصاده كمادة صناعية. تساعد عملية إعادة التدوير في تقليل التكاليف والحاجة إلى موارد معدنية جديدة.
عيوب معدن النحاس
- باهظة الثمن نسبيًا: على الرغم من أن مكونات النحاس والزنك في سبائك النحاس الأصفر قابلة لإعادة التدوير، إلا أنها أغلى من المعادن الأساسية مثل الحديد أو الألومنيوم وبعض المواد البلاستيكية. يمكن أن تكون تكاليف المواد والإنتاج مرتفعة اعتمادًا على سعر النحاس والزنك. قد يحد هذا الضعف من التطبيقات الكبيرة جدًا للأرز.
- ثقيلة: تتمتع سبائك النحاس بكثافة أعلى من معظم المعادن التجارية. وينتج عن هذا أجزاء ثقيلة تتطلب المزيد من العمالة والموارد للتصنيع والنقل والتركيب. ويجب مراعاة عامل الوزن، وخاصة في الهياكل النحاسية الكبيرة.
- عرضة للتشوه: إذا لم يتم العناية بصفائح النحاس بشكل صحيح، فقد تكتسب لونًا أسودًا بسبب الأكسدة. ولمنع ذلك، قد يلزم طلاء الأرز بورنيش شفاف.
- التحسس: بسبب وجود النحاس أو الزنك، يمكن أن يسبب معدن النحاس تهيج الجلد لدى الأشخاص ذوي البشرة الحساسة إذا لم يتم استخدامه بشكل صحيح مع الورنيش.
- أبخرة أكسيد الزنك الخطرة: إن ذوبان أرز الكاري وتسخينه في درجات حرارة عالية قد ينتج عنه أبخرة أكسيد الزنك الخطرة التي تتطلب التهوية وحماية الجهاز التنفسي للعمال. وقد تكون هناك حاجة أيضًا إلى ضوابط بيئية إضافية لاحتجاز وتصفية انبعاثات الزنك ومنع التلوث.
- خطر الاشتعال بسبب التوصيل الحراري: لا يجوز استخدام صفائح النحاس وسبائكه في الأماكن التي قد تتسبب فيها الشرارة في اشتعال الأبخرة أو المواد القابلة للاشتعال. إن التوصيل الحراري والكهربائي العالي للنحاس يشكل خطر ارتفاع درجة الحرارة وظهور الشرارات/القوس الكهربائي في بيئات عمل معينة. يجب استخدام سبائك آمنة لهذه التطبيقات.
تطبيقات واستخدامات معدن النحاس:
بالإضافة إلى خصائص المعدن النحاسي، سنقوم في هذا القسم بدراسة تطبيقاته.
- 1. الملحقات والمعدات الزخرفية: بسبب اللون الجميل واللمعان لسبائك النحاس ، يتم استخدامها في صنع الأدوات المنزلية والتماثيل النحاسية والاكسسوارات، وما إلى ذلك.
- 2. الهندسة المعمارية والتصميم: نظرًا للميزات المذكورة مثل المقاومة العالية، وغياب التآكل والاستقرار ضد الأكسدة، يمكن استخدامه في ترميم الهياكل التاريخية، وبناء رؤوس الأعمدة، وما إلى ذلك.
- 3. التركيبات وخطوط الطاقة: نظرًا لخواصها المغناطيسية المنخفضة ومتانتها العالية، يمكن استخدام هذا السبائك في صناعة الأنابيب والأكواع والوصلات وحتى المقابس.
- 4. الأدوات والمعدات الميكانيكية: تتعرض المعدات الميكانيكية عمومًا للتآكل والاحتكاك بسبب الاستخدام المكثف. ونظرًا لثباتها العالي، فإن المعدن النحاسي يعد خيارًا موصى به لتصنيع المعدات والأجزاء الميكانيكية.
- 5. الآلات الموسيقية: منذ العصور القديمة، تم استخدام هذا المعدن في صناعة الآلات الهوائية مثل الكورس والتوبا والبوق والبوق الكبير. يمكن أن يتمتع هذا السبائك بمرونة جيدة؛ لذلك، فهو مناسب لإنتاج الآلات التي تتطلب مرونة عالية. كما يستخدم هذا السبائك في صناعة الأجزاء الداخلية للآلات الموسيقية مثل الكمان الكهربائي والجيتارات الكهربائية.
- 6. الأدوات والعدد: نظرًا لمقاومته العالية، فهو مفيد في صنع الأدوات مثل المطارق والسكاكين والمفاتيح.
- 7. النحت: يمكن للفنان إنشاء مجموعة متنوعة من المنحوتات الزخرفية بمساعدة قابلية التشكيل العالية واللون الرائع لهذا السبائك.
مقارنة بين النحاس والبرونز
ما هو الفرق بين النحاس والبرونز والنحاس المعدني؟ تُعرف الثلاثة باسم “المعادن الحمراء”. النحاس هو معدن غير حديدي يوجد في حالته النقية. وعلى عكس البرونز والنحاس الأصفر، يوجد النحاس المعدني بشكل طبيعي ويمكن معالجته بشكل مباشر وفوري.
النحاس والبرونز عبارة عن سبائك نحاسية، ولكن النحاس هو العنصر الرئيسي في كل من النحاس والبرونز. غالبًا ما يحتوي معدن النحاس على الرصاص وقد يحتوي على المنجنيز والحديد والألمنيوم والسيليكون وعناصر أخرى. ومع ذلك، يحتوي البرونز على القصدير كعنصر ثانوي رئيسي. بالإضافة إلى ذلك، يحتوي أيضًا على النيكل والألمنيوم والفوسفور والزنك وما إلى ذلك.
يتمتع البرونز بمقاومة عالية للتآكل الناتج عن المياه المالحة، ولكن النحاس الأصفر يتميز بخواص احتكاك منخفضة للغاية. وعلى النقيض من ذلك، فإن الموصلية العالية للنحاس تجعله مثاليًا للتطبيقات الكهربائية.
اتصل بـ Bazarfels للحصول على استشارة وشراء صفائح النحاس Pamnar Rahimi.
يمكنك زيارة المتاجر في بامنار طهران لشراء صفائح النحاس رحيمي بأنواعها الرقيقة والسميكة للاستخدام الذي تريده. متجر Rahimi Metal Bazaar الإلكتروني هو أحد أقدم بائعي صفائح النحاس والنحاس الأصفر في إيران، ويمكنك الاتصال بخبرائنا للاستفسار عن الأسعار أو الاستشارة المجانية. يمكنك أيضًا الاتصال بخبراء المبيعات لدينا عبر WhatsApp.
ملخص
إذا أردنا أن نتحدث عن التركيب المعدني للنحاس، فإن النحاس هو عبارة عن سبيكة من النحاس والزنك، والتي تتميز بلونها الأصفر الذهبي. تتميز صفائح النحاس بمقاومتها للتآكل الناتج عن مياه البحر، كما أن تصنيعها وتشكيلها سهل. كما أن تأثيرها الحيوي يجعلها مادة جيدة للتطبيقات المضادة للبكتيريا. بالإضافة إلى ذلك، يمكن العثور على صفائح النحاس في التطبيقات التي تتطلب احتكاكًا منخفضًا. ومن الأمثلة على هذه العناصر التركيبات والأدوات وأجزاء الأجهزة ومكونات الذخيرة.
اقرأ المزيد:
أنواع معدن النحاس و 4 خصائص لسبائك معدن النحاس
تلميع معدن النحاس؛ تعرف على 6 طرق بسيطة بمكونات غير مكلفة
10 خصائص معدن النحاس للجسم فوائد أدوات وحلي النحاس
كيفية التمييز بين المعدن النحاسي الأصلي والمقلد
