السبائك المعدنية: الأنواع والخصائص والأمثلة - كيمياء - 2025

و السبائك المعدنية هي مواد تتكون من مجموعات من اثنين أو أكثر من المعادن أو المعدنية وغير المعدنية. لذلك يمكن تمثيل هذه المواد من خلال اتحاد معدن أولي (أو قاعدة) ويمكن أن يأتي اسم هذا المعدن ليمثل اسم السبيكة.

يتم إنشاء السبيكة من خلال عملية الانضمام إلى العناصر المنصهرة المختلفة ، والتي يتم فيها ضم العناصر الأخرى أو إذابتها في المعدن الأساسي ، وربط المكونات لتشكيل مادة جديدة ذات خصائص مختلطة لكل عنصر على حدة.

عادة ما يتم إنشاء هذا النوع من المواد للاستفادة من نقاط القوة في المعدن ، وفي الوقت نفسه ، لمكافحة نقاط ضعفه من خلال اتحاده مع عنصر آخر يمكنه تلبية هذه الاحتياجات.

يحدث هذا في أمثلة مثل الفولاذ ، الذي يستخدم الكربون لتقوية البنية البلورية للحديد ؛ أو في حالة البرونز ، والتي تم تسجيلها كأول سبيكة حصل عليها الإنسان والتي تم استخدامها منذ بداية البشرية.

أنواع

عند الحديث عن أنواع السبائك المعدنية ، بخلاف العناصر التي تتكون منها ، يجب دراستها تحت المجهر الإلكتروني للتمييز وفقًا لتركيبها البلوري.

وبالتالي ، هناك نوعان من السبائك المعدنية ، وفقًا لتركيبها البلوري والآلية التي تم إجراؤها لتكوينها: السبائك البديلة والعناصر البينية.

سبائك الاستبدال

هذه السبائك هي تلك التي تحل فيها ذرات عامل صناعة السبائك (المادة التي ترتبط بالمعدن الأساسي) محل ذرات المعدن الأساسي لتشكيل السبيكة.

يتم إنشاء هذا النوع من السبائك عندما تكون ذرات المعدن الأساسي وذرات عامل صناعة السبائك من نفس الحجم. تتميز سبائك الاستبدال بخاصية أن تكون العناصر المكونة لها قريبة نسبيًا في الجدول الدوري.

النحاس هو مثال لسبائك الاستبدال ، الذي يتكون من اتحاد النحاس والزنك. بدورها ، تحتوي هذه الذرات على ذرات ذات أحجام متشابهة وتقارب في الجدول الدوري.

السبائك الخلالية

عندما يكون لعامل أو عوامل صناعة السبائك ذرات أصغر بكثير من ذرات المعدن الأساسي للسبيكة ، فيمكن أن تدخل هذه الذرات في التركيب البلوري للثاني وتترشح بين الذرات الأكبر.

الصلب هو مثال على سبيكة بينية ، حيث يوجد عدد أقل من ذرات الكربون بين الذرات في الشبكة البلورية للحديد.

الخصائص

على عكس العديد من المواد الأخرى ، لا تحتوي السبائك المعدنية على سلسلة من الخصائص الملازمة لهذا النوع من الخليط ؛ يتم تشكيلها عادة لالتقاط الخصائص المرغوبة لكل عنصر وتعزيز فائدته.

لهذا السبب ، تتمتع هذه المواد بطابع فريد عندما يتعلق الأمر بقياس خصائصها العامة ، ولكن من المعروف أنها صنعت لتحسين الخصائص التالية:

مقاومة التشوه أو الصدمات

يمكن زيادة المقاومة الميكانيكية للمعدن من خلال اتحاده مع عنصر معدني أو غير معدني آخر ، كما في حالة الفولاذ المقاوم للصدأ.

يستخدمون الكروم والنيكل والحديد لتشكيل مادة ذات قوة شد عالية لمجموعة واسعة من الاستخدامات التجارية والصناعية.

بهذه الطريقة ، تعتبر سبائك الألومنيوم (مع النحاس أو الزنك أو المغنيسيوم أو معادن أخرى) نوعًا آخر من السبائك التي تضاف فيها المكونات الثانية لتحسين مقاومة الألومنيوم ، وهو معدن نقي بطبيعته.

نقطة الانصهار

تختلف نقطة انصهار السبائك عن تلك الخاصة بالمعادن النقية: فهذه المواد ليس لها قيمة ثابتة ، ولكنها تذوب في نطاق درجة حرارة تصبح فيه المادة خليطًا من الأطوار السائلة والصلبة.

تسمى درجة الحرارة التي يبدأ عندها الذوبان الصلب ، وتسمى درجة الحرارة التي ينتهي عندها السائل.

مقاومة التآكل

يمكن تشكيل السبائك لغرض تعزيز قدرة المعدن على مقاومة التآكل ؛ في حالة الزنك ، له خاصية المقاومة العالية لعملية التآكل ، مما يجعله مفيدًا عند مزجه مع معادن أخرى مثل النحاس والفولاذ.

المظهر واللون

هناك سبائك صنعت لتجميل المعدن وإعطائه استخدامات زخرفية. الألبكة (أو الفضة الجديدة) هي مادة مصنوعة من الزنك والنحاس والنيكل ، لها لون ولمعان شبيه بالفضة يمكن أن يربك الأشخاص الذين ليسوا على دراية بهذه المادة. علاوة على ذلك ، يتم استخدامه للعديد من التطبيقات.

توصيل الحرارة

يمكن تقليل أو زيادة التوصيل الحراري مع الاتحاد بين معدن وعنصر آخر.

في حالة النحاس ، فهو موصل جيد جدًا للحرارة ومفيد لإنتاج المشعات المحلية والمبادلات الحرارية في الصناعة. أيضًا ، تتميز سبائك النحاس بتوصيل حراري أقل من المعدن النقي.

التوصيل الكهربائي

يمكن أيضًا تعزيز التوصيل الكهربائي أو إضعافه عن طريق ربط معدن بمادة أخرى.

يعتبر النحاس بطبيعة الحال أحد أفضل المواد الموصلة للكهرباء ، لكنه سيعاني في هذا الصدد من خلال الجمع بينه وبين مواد أخرى لتشكيل السبائك.

أمثلة

حديد نيزكي

إنها تلك السبيكة التي تحدث بشكل طبيعي ، والتي يتم الحصول عليها من النيازك التي تتميز بتكوينها من النيكل والحديد ، والتي سقطت على الأرض في الماضي وسمحت للبشر الأوائل باستخدام هذه المادة لتزوير الأسلحة والأدوات.

برونزية

يمثل سبيكة النحاس والقصدير ، ويمثل السبائك الأساسية لصنع الأسلحة والأواني والمنحوتات والمجوهرات في العصور المبكرة للبشرية.

نحاس

سبيكة من النحاس والزنك. تُستخدم هذه المادة بسبب احتكاكها المنخفض لتشكيل جزء من الأقفال ومقابض الأبواب والصمامات.

المنغنيز

لم يتم العثور على هذا العنصر في شكل حر في الطبيعة. عادة ما يكون عامل صناعة السبائك للحديد في أشكال معدنية متعددة وقد يكون له استخدامات مهمة في الفولاذ المقاوم للصدأ.

المراجع

1. ويكيبيديا. (سادس). سبيكة. تم الاسترجاع من en.wikipedia.org
2. موسوعة ، شمال غرب (سادس). سبيكة. تعافى من newworldencyclopedia.org
3. ماتويب. (سادس). كيف تؤثر عناصر صناعة السبائك على خصائص سبائك النحاس. تعافى من matweb.com
4. وودفورد ، سي (بدون تاريخ). تعافى من explainthatstuff.co
5. رايت ، أ. (بدون تاريخ). سبائك معدنية. تعافى من azom.com