ما هي ” أنواع المعادن ؟ ” واستخداماتها

بعض أنواع المعادن واستخداماتها

تم اكتشاف عدة معادن منذ عصر البرونز، وتم تطوير العديد منها لتناسب استخدامات محددة جدا ولاستفادتنا منها. يمكن ملاحظة وجود العديد من المعادن المختلفة التي نستخدمها بشكل شائع في حياتنا اليومية. تختلف هذه المعادن في توصيل الكهرباء واستخداماتها المختلفة. ومن بين أنواع هذه المعادن

الفولاذ Steel

هذا المعدن هو أحد أكثر المعادن انتشارا في العالم، ويتألف الصلب أو الفولاذ من عنصرين، وهما الحديد والكربون، ونسبة الحديد فيه تصل إلى حوالي 99٪، في حين تشكل النسبة المتبقية الكربون بحوالي 1٪، وقد تختلف هذه النسبة في بعض الحالات. ويتم إنتاج أكثر من 1.8 مليار طن من الفولاذ الصلب سنويا، وعادة ما يتم إنتاج نصفه في الصين، وهذا يعتبر كمية كبيرة جدا، فمثلا، يزن متوسط الفيل الأفريقي حوالي 5 أطنان فقط، ولكن الكمية الكبيرة التي يتم إنتاجها من الفولاذ تجعله ما يزال مطلوبا بسبب العديد من الخصائص المفيدة التي يتمتع بها .

أنواع الفولاذ

وللفولاذ أنواع عدة مختلفة منها :

• الكربون الصلب Carbon Steel

ويعتبر أساس الفولاذ حيث يعتمد على الكربون الأولي الجيد وكذلك الحديد حتى وإن تم إضافة بعض العناصر الأخرى فهي تضاف بكميات صغيرة وهناك ثلاث فئات منه هم : الصلب الكربوني العالي والمتوسط والمنخفض وكلما زادت نسبة الكربون به كلما كان أقوى وأصعب وكلما قلت النسبة كلما كان أنعم وأسهل في الإنتاج وكذلك أرخص وينتشر هذا المعدن بصورة كبيرة في العالم فهو موجود كمواد بناء الهياكل وكذلك يتواجد في المكونات الميكانيكية البسيطة والأدوات الأخرى المختلفة .

• الخليط المعدني Alloy Steel

يتكون المعدن الفولاذ المعدل من الصلب وإضافة عناصر أخرى إليه لتعديل خصائصه وجعله أكثر قابلية للتخصيص بسهولة. يعتبر هذا المعدن من بين المعادن الرخيصة جدا، وعادة ما يتم صنع سبائكه من خلال دمجه مع المعادن الأخرى مثل الكروم والمنغنيز والنيكل والفاناديوم والتنغستن. يقوم كل من هذه العناصر بتغيير خصائص المعدن بشكل مختلف عن العناصر الأخرى. يستخدم هذا المعدن في صناعة سبائك تعطي الأداء العالي للتروس، حيث يتمتع بمقاومة للتآكل والتآكل في الظروف الطبيعية ويزيد من قدرة خطوط الأنابيب على تحمل الضغط. يعتبر هذا المعدن أساسا للمعادن المستخدمة وعمودها الفقري .

• ستانلس ستيل Stainless Steel

هو نوع من السبائك الصلبة التي تركز بشكل أساسي على مقاومة التآكل. وهو عبارة عن خليط من الفولاذ والكروم، ويقوم الكروم بإنشاء طبقة رقيقة لمنع التآكل وتباطؤ عملية الصدأ. عند حدوث أي خدش في هذه الطبقة، يتكون حاجز جديد فورا لمنع التآكل والصدأ. يعتبر الإستانلس ستيل من أشهر المعادن، ويستخدم في صناعة العديد من الأشياء مثل المطابخ والسكاكين والأواني والطاولات وأي شيء يتعامل مع الطعام. على الرغم من مقاومته للصدأ، يمكن أن يحدث صدأ نتيجة للتراكيب المختلفة التي يصنع منها ونتيجة الاهمال في التنظيف أو العناية به .

الحديد

يُعَدُّ هذا المعدن أحد المعادن القديمة التي انتشرت منذ عصر الحديد، ومع ذلك، لا يزال منتشراً ومستخدماً في العديد من الأشياء الحديثة، ويعتبر الفولاذ المكوِّن الرئيسي له، ويحتل الحديد المركز السادس من ناحية الانتشار في الكون، ويستخدم الحديد في العديد من الأشياء، مثل:

• تتميّز أدوات الطهي مثل المقالي بسطحٍ مسامي يُتيح لزيوت الطهي الاحتراق حتى يتكوّن سطحٌ طبيعٌ غير قابلٍ للالتصاق .
• يستخدم الحديد أيضًا في صناعة المواقد الخشبية، ويتميز بخاصية الزهر الذي يمتاز بدرجة انصهار عالية جدًا، مما يتيح للمواقد التعامل مع درجات حرارة مرتفعة .
• يستخدم الحديد أيضًا في صناعة إطارات وقواعد الآلات الثقيلة، بسبب صلابته، ولأنه يساعد على تقليل الاهتزازات الناتجة عن وزنه الثقيل .

الألومنيوم

يعد الألمنيوم من المعادن الحديثة التي تم تصنيعها لأول مرة في عام ١٨٢٥م، ومنذ ذلك الحين أصبح أحد العناصر الأساسية في العديد من الإنجازات الهائلة. يتميز الألمنيوم بقوته العالية بالنسبة لوزنه، ويعتبر العنصر الرئيسي في صناعة الطائرات وحتى نقل البشر إلى القمر. إنه معدن غير قابل للصدأ ومرن، مما يسهل تشكيله. على الرغم من أنه يعد واحدا من المعادن المعقدة في الصناعة، إلا أنه لا يزال منتشرا وشائعا بشكل كبير. يعد الألمنيوم أحد أكثر المعادن انتشارا في الكون والتي لا تحتوي على الحديد. وعلى الرغم من أنه لا يصدأ، إلا أنه يمكن أن يتأكسد ويتعرض للتآكل عند تعرضه للملح. ومع ذلك، فإنه معدن مفيد في صناعة قوارب الشحن، حيث لا يتأثر بملامسته للماء. يستخدم الألمنيوم أيضا في صناعة علب الصودا، ويمكن تحويل هذه الألواح الرقيقة واستخدامها في الشواء، خاصة شواء الأسماك الطازجة، حيث يمنحها رطوبة مثالية .

المغنيسيوم

يبلغ وزن المغنيسوم ما يقرب من ثلثي وزن الألومنيوم وهو ما يجعله عنصر هائل وذلك يجعله من العناصر الأكثر شيوعًا وعادة ما ينتشر كسبيكة وهو ما يعني إنه يدخل في الصناعات كخليط مع العناصر الأخرى والتي تجعله هجين له خصائص محددة وذلك من مميزاته التي تجعله يسهل  عمليات التصنيع الخاصة به ويعتبر من عيوب المغنسيوم إنه سهل التآكل مقارنة بالألومنيوم حيث يتآمل عند ملامسته للماء وكذلك سعره يعتبر ضعف سعر الألمنيوم ولكنه أسرع وأسهل في التصنيع كثيرًا ويعتبر المغنسيوم من المعادن القابلة للإشتعال والإحتراق وهو ما يجعل التخلص من الرقائق المعدنية والمسحوق وتلبرادة الخاصة به أمر يتم بعناية حتى لا يحدث أي إنفجارات ومن إستخدامات المغنيسيوم المتنوعة :

• يدخل في صناعة السيارات .
• بسبب خفة وزنه وقوته الفائقة، يعتبر المغنسيوم عنصرًا مهمًا في علم الفلك وصناعته، حيث يزن أقل من الألومنيوم .
• يتواجد المغنيسيوم في أجزاء مختلفة من السيارات عالية الأداء مثل كتل المحرك ونوابض الصمامات وناقل الحركة وحتى جنوط العجلات .

النحاس Copper

يعتبر النحاس من المعادن القديمة التي لا تزال موجودة بصورتها النقية أو كجزء من سبائك، وتختلف توافر المعادن في المملكة العربية السعودية حسب نوع المعدن، ويمكن استخدام النحاس في العديد من الأغراض

• يدخل في صناعة الإلكترونيات .
• أنابيب المياه .
• يتم استخدام النحاس مع الزنجار أو الطبقة المؤكسدة في صنع التماثيل العملاقة مثل تمثال الحرية، وذلك لمنع حدوث التآكل. فعندما يتأكسد النحاس، يتحول إلى اللون الأخضر ويتوقف التآكل، مما يساعد على الحفاظ على جودة التمثال لفترات طويلة تصل إلى قرون دون تغير أو تآكل .

النحاس الأصفر Brass

النحاس الأصفر أو البراس هو سبيكة مكونة من النحاس والزنك، ويُعتبر هذا الخليط من المعادن المفيدة للغاية والمعادن المرنة، كما أنه من المعادن التي لا تشتعل بسهولة، وتشمل استخدامات النحاس الأصفر على العديد من الأغراض

• يستخدم بكثرة في الديكور والأثاث العتيق وحتى المقابض بسبب لونه الذهبي الرائع .
• يستخدم النحاس بشكل رئيسي في آلات الموسيقى النحاسية مثل الترومبون والتوباس بسبب سهولة تشكيله ومرونته وقوته العالية .
• يستخدم هذا المعدن في صناعة المحامل بسبب قدررته الجيدة المقارنة بباقي المعادن، مما يجعله ينزلق بسهولة .
• يستخدم المعدن غير القابل للاشتعال في صناعة المطارق الفولاذية لأنه لا يحدث أي شرر أو اشتعال عند ضربه .
• يتم استخدامه أيضًا حول المناطق التي تحتوي على سوائل أو غازات أو مساحيق قابلة للاشتعال .