پاورپوینت برنز (مفرغ)

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

برنز (مفرغ)

آلیاژی از مس و قلع است که با آن ابزارهای مختلف و مجسمه را تهیه می کنند. برنز قدیمی ترین آلیاژی است که انسان آن را تهیه کرده است، زیرا در معادن مس معمولاً فلز مس به طور طبیعی با قلع به صورت یک آلیاژ طبیعی وجود دارد به همین دلیل معمولاً نخستین ابزارهای مصنوعی فلزی که در قدیم توسط بشر ساخته شده غالباً از برنز است.

این آلیاژ از گذشته تاریخی استثنایی برخوردار است و همچنین کاربرد فراوانی دارد. این فلز پیش از ۳۰۰۰ سال قبل از میلاد ساخته شده است و قدیمیترین آلیاژ ساخته شده توسط انسان است، هرچند استفاده از آن در مصنوعات تا چندین سال عمومیت نداشت. نسبت مس و قلع به طور گسترده ای (از ۶۷ تا ۹۵ درصد مس در مصنوعات باقیمانده) متفاوت بود، اما در قرون وسطی در اروپا، مقادیر معینی از خواص این فلز به دست آمد.

اسلاید 2 :

یک آلیاژ در مقاله یونانی قرن یازدهم در کتابخانه سنت مارک ونیز، در حدود یک پوند مس را به دو اونس قلع (۸ تا ۱) تقسیم می کند و آن را در سال های بعد برای سازه های برنز استفاده می کند. بعضی از این آلیاژهای مدرن حاوی قلع نیستند، جایگزین فلزات دیگر مانند آلومینیوم، منگنز و حتی روی هستند.

اسلاید 3 :

برنز به راحتی قابل تغییر کاربری است (به عنوان مثال، به راحتی ذوب می شود). همچنین سخت تر از آهن خالص و مقاوم در برابر خوردگی است. جایگزینی آهن برای این آلیاژ در ابزار و سلاح از حدود ۱۰۰۰ سال قبل از میلاد، نتیجه فراوانی آهن در مقایسه با مس و قلع بود، نه از مزایای ذاتی آهن.

با افزودن مقدار کمی فسفر به برنز، سختی و قدرت آن افزوده می شود و قدرت آن برای چنین کاربردی مانند پمپ ها، دریچه ها و بوش ها افزایش می یابد. همچنین در مهندسی مکانیک مفید است. در برنزهای منگنز قلع کمتری وجود دارد اما مقدار قابل توجهی از روی و تا ۴٫۵ درصد منگنز در آن موجود است. آلیاژ آلومینیوم، حاوی ۱۶ درصد از آلومینیوم و مقادیر کمی از فلزات دیگر مانند آهن یا نیکل، به ویژه قوی و مقاوم در برابر خوردگی هستند؛ آنها برای اتصالات لوله، پمپ، چرخ دنده ها، پروانه های کشتی و تیغه های توربین به کار می روند.

اسلاید 4 :

خواص برنز:

این آلیاژ معمولاً یک فلز طلایی سخت و شکننده است. خواص آن بستگی به ترکیب خاص آلیاژ و همچنین نحوه پردازش آن دارد. برخی از ویژگی های این آلیاژ شامل:

- برنز اصطکاک کمتری نسبت به فلزات دیگر دارد.
- برای ریخته گری و مجسمه سازی بسیار پر کاربرد است ، زیرا از آن برای پر کردن قالب استفاده میکنند.
- شکننده
- با قرار گرفتن در معرض هوا، این آلیاژ اکسید می شود، اما تنها در لایه بیرونی آن است که این اتفاق می افتد. این پاتین شامل اکسید مس است که در نهایت تبدیل به کربنات مس می شود. لایه اکسید از فلز داخلی از خوردگی بیشتر محافظت می کند. با این حال، اگر کلرید ها (به عنوان آب دریا) وجود داشته باشند، کلرید های مس تشکیل می شوند که می تواند “خوردگی” ایجاد شود و فلز را از بین می برد.
- بر خلاف فولاد، این آلیاژ در برابر یک سطح سخت، جرقه ایجاد نخواهد کرد. این باعث می شود برنز مورد استفاده در اطراف مواد قابل اشتعال یا مواد منفجره مفید باشد.

اسلاید 5 :

تاریخچه برنز:

هزاره چهارم پیش از میلاد در زمان سومر این فلز شروع به کار کرد. شیوع این آلیاژ در چین و هند تقریبا در همان زمان رخ داده است. حتی در دوران پیشرفت این آلیاژ ، چندین مورد از آهن متریوریتی ساخته شد، اما ذوب آهن غیرممکن بود. عصر این آلیاژ به دنبال عصر آهن بود که حدود ۱۳۰۰ سال قبل از میلاد آغاز شد. حتی در طول عصر آهن، این آلیاژ به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفت.
 
۴۵۰۰ قبل از میلاد:

قدیمی ترین آلیاژهای برنزی در محدوده زمانی ۴۵۰۰BC   و در یک سایت باستان شناسی،Pločnik در صربستان یافت شد. قبل از این شایع ترین وسیله مورد استفاده ۶۵۰۰ سال پیش، تبر و سنگ بود. جایگزینی ابزار سنگی با برنز شاخص مهمی برای شروع عصر این آلیاژ در نقاط مختلف جهان بود. فرایند ریخته گری این آلیاژ و قابلیت شکل پذیری این فلز، اجازه ساخت سلاح و ابزار فراهم می آورد.

اسلاید 6 :

استفاده از برنز:

این آلیاژ در معماری برای عناصر ساختاری و طراحی، در بلبرینگ به علت ویژگی های اصطکاک آن و به عنوان فسفر کاربرد این آلیاژ در سازهای موسیقی، تماس های الکتریکی و پروانه های کشتی استفاده می شود. آلیاژ آلومینیومی برای ساخت ابزار و برخی از بلبرینگ ها استفاده می شود.

این آلیاژ برای ساخت سکه هم استفاده میشود. بیشتر سکه های “مس” در واقع برنز هستند، که شامل مس با ۴ درصد قلع و ۱ درصد روی است.

این آلیاژ از دوران باستان برای ساخت مجسمه ها استفاده شده است. سنچیچی، پادشاه آشوری (۷۰۶-۶۸۱ پیش از میلاد) ادعا کرد که نخستین فردی است که مجسمه های برنزی بزرگ را با استفاده از قالب های دو طرفه اختراع کرده است.

اسلاید 7 :

ویژگی و استفاده:

برنز به طور گسترده ای برای بلبرینگ و بوشینگ استفاده می شود و به ویژه در بلبرینگ های کوچک.
مقاومت به خوردگی – با تشکیل یک فیلد سطح محافظتی، اکثر آلیاژهای مس در برابر بسیاری از محیط های عامل خوردگی مقاومت می کنند.
مقاومت در برابر درجه حرارت بالا – چند خانواده از آلیاژهای این فلز در محیط های با درجه حرارت بالا مقاومت می کنند.
اصطکاک – آلیاژهای مس در برابر فولاد مقاوم هستند.
ماشینکاری – به طور کلی، آلیاژهای مس در مقایسه با فولاد بسیار پر استفاده تر است
جوش پذیری – به راحتی قابل جوش دادن است.
ریخته گری و لحیم کاری – تمام انواع آلیاژهای مس را می توان با لحیم کاری مورد استفاده قرار داد.
 از ابزار برنزی گرفته تا کاربرد های روزمره صنعتی و استفاده روزمره آن، می توانیم کاربرد و استفاده این فلز را لمس کنیم.

اسلاید 8 :

مزایا و معایب:

برنز آلیاژی متشکل از مس است اما افزودن فلزات دیگر (معمولا قلع) باعث تولید آلیاژ بسیار سخت تر از مس می شود. این آلیاژ مقاومت در برابر خوردگی فلز را بهتر می کند و گرما و الکتریسیته را بهتر از بسیاری فلز ها میتواند تحمل کند.
برنز معمولا نرمتر، ضعیف تر و گرانتر از فولاد است.

 استفاده های امروزی و مدرن:

تا همین امروز، برنز دارای طیف گسترده ای از کاربردها است که آن را در استفاده روزمره می بینید. آلیاژ آلومینیومی بسیار سخت است و به طور گسترده ای در بلبرینگ های بوشینگ و یاتاقان دنده خودرو استفاده می شود و همچنین در موتورهای الکتریکی کوچکتر مورد استفاده قرار می گیرد. فسفر این آلیاژ (۲٫۵٪ تا ۱۰٪ قلع و تا حدود ۱٪ فسفر) به ویژه برای یاتاقان های پیچیده تر مناسب است.

اسلاید 9 :

مس

این عنصر قدمتی به طول تاریخ بشر دارد.
مس همواره یکی از مهمترین مواد بوده و امروزه یکی از پرکاربردترین فلزات غیرآهنی سنگین می باشد.
مس خالص به دلیل ویژگی هاي فیزیکی و شیمیایی و به خصوص رسانایی الکتریکی (که تنها نقره از آن رساناتر است)، چکش خواري بالا و در نتیجه قابلیت بالاي کار بر روي آن و مقاومت در برابر خوردگی کاربرد وسیعی دارد.
ترکیبات مختلف مس با رنگ هاي روشن به خصوص قرمز، سبز و آبی مشخص می شوند.

اسلاید 11 :

برخی از ویژگی هاي فلز مس عبارتست از:

قابلیت خارق العاده هدایت جریان برق و گرما، قابلیت چکش کاري، مقاومت در برابر خوردگی، قابلیت ماشین کاري، استحکام کششی، خاصیت آلیاژي و و قابلیت چشمگیر شکل پذیري، مس را فلزي مطلوب جهت بهره برداري در مصارف گوناگون نشان می دهد.
فلز مس توانسته در بسیاري از بخش ها هم به عنوان یک کالاي واسطه اي، کاربردهاي متنوعی پیدا کرده و هم در بعضی از حیطه ها نیز به عنوان یک کالاي نهائی مورد استفاده قرار گیرد. به خصوص در زمینه هنر به دلیل رنگ سرخ جذاب آن، موارد استفاده زیادي دارد.

اسلاید 12 :

مهم ترین موارد مصرف فلز مس:

مهم ترین موارد مصرف فلز مس در صنایع برق و الکترونیک (حدود 46 درصد) می باشد.
از مس و آلیاژهاي آن در دیگر صنایع همچون صنایع مکانیکی، متالورژي، فلز کاري، شیمیایی و …
نیز استفاده می شود.
فلز مس در صنایع دارویی، رنگ سازي و صنعت پوست و چرم نیز کاربرد دارد.
کاربرد فلز مس در صنعت کاغذسازي نیز قابل توجه است. همچنین از فلز مس در کشاورزي، حمل و نقل (هواپیما و کامیون و …)، صنایع نظامی (پوکه فشنگ، گلوله توپ و …)، صنایع کشتی سازي، مصارف ساختمانی مانند انواع لوله هاي مسی در لوله کشی، انواع دستگیره هاي درب و سایر اثاثیه ثابت خانه ها استفاده می گردد.

اسلاید 13 :

همچنین از مس در ساخت انواع مجسمه ها، مصارف الکتریکی شامل انواع دستگاه هاي تقویت کننده الکتریکی و کلید انتقال برق الکتریکی (به عنوان سیم گرد یا میله، به صورت عایق دار یا لخت، در تولید
جریان، انتقال جریان و رسانایی)، الکترومغناطیس و در انواع موتورها، ژنراتورها، ترانسفورمرها و سایر دستگاه هاي الکتریکی، موتورهاي الکترومغناطیس و ماشین بخار وات، لوله هاي خلاء، لوله هاي اشعه کاتدي، در اجاق میکروویو، هدایت موج براي اشعه میکروویو، به عنوان یک سطح بیواستاتیک در بیمارستان ها، به عنوان ماده مرکب به صورت محلول (سولفات مس به عنوان یک ماده سمی و یا خالص کننده آب و …) نیز استفاده می شود.

اسلاید 14 :

مصارف الکترونیکی:

تقریباً نیمی از مصرف مس دنیا به اهداف الکتریکی اختصاص می یابد.
به دلیل رسانایی دمایی بالا، فلز مس در لوله و مجراها، به ویژه جهت گرم کردن، سرد کردن و انتقال حرارت بسیار مناسب است. همان گونه که مس با رسانایی بالا در کاربردهاي الکتروتکنیک و الکترونیک مورد احتیاج است، ترکیبات ویژه اي از مس جهت سایر کاربردها انتخاب می شوند.

آلیاژهاي فلز مس:

آلیاژهاي متداول فلز مس، به خصوص برنج، برنز، مس نیکل و مس نیکل نقره از اهمیت کاربردي بالایی
برخوردارند. تقریباً 30 درصد تولید مس جهان در آلیاژسازي به کار برده می شود. به علت مقاومت بالاي فلز مس در مقابل خوردگی، از این فلز به وفور در صنایع غذایی و شیمیایی استفاده می شود. در مهندسی، برای ساخت ابزارهاي دقیق، ساخت خودرو و کشتی سازي کاربرد فراوان دارد.

اسلاید 15 :

مصارف ساختمانی:

گرایش به سمت کاربرد فلز مس در ساختمان سازي به عنوان ماده نصب، دیوارسازي و سقف سازي رو به فزونی است.
در مهندسی هیدرولیک، مس در گرفتن روزنه هاي سدها، دریچه سد و پل ها کاربرد دارد.
بعد از طلا، مس تنها عنصر فلزي است که داراي رنگی غیر از خاکستري می باشد.
مس موجود در خاك عنصر ردیابی جهت مسیریابی بسیاري از مخلوقات از جمله انسان است.
این فلز به عنوان یکی از مهمترین و مفیدترین فلزات است و می تواند تشکیل آلیاژ دهد.
مس با قلع مخلوط می شود و تشکیل bell Metal و با نسبت کوچکتري تشکیل برنز می دهد.

اسلاید 16 :

مس با روي مخلوط شده و تشکیل آلیاژ برنج و آلیاژهاي دیگر را می دهد.
این فلز می تواند به علت قابلیت انعطاف پذیري به صورت ورقه اي، سیم و لوله اي درآید.
مس به شکل تصفیه شده نیز توسط تولیدکنندگان شمش هاي مس، ریخته گری ها، واحدهاي مفتول سازي، واحدهاي تولیدکننده فرآورده هاي برنجی و سایر بخش ها مورد مصرف قرار می گیرد و تبدیل به فرآورده هایی نظیر سیم بدون پوشش، کابل و سیم پوشش دار، نوار و تسمه، لوله، میله، محصولات ریخته گري و… می شود.
مصرف نهایی یا End –Uses:
استفاده از این فرآورده ها در صنایع مختلف اصطلاحاً مصرف نهایی مس و یا End –Uses نامیده می شود.

اسلاید 17 :

این صنایع به ترتیب اهمیت عبارتند از :

صنایع برق و الکترونیک، صنایع ساختمانی، صنایع کالاهاي مصرفی، صنایع تولید ماشین آلات صنعتی، صنعت حمل و نقل و صنایع نظامی
روی
روی یا زینک دارای عدد اتمی ۳۰ است.Zn علامت اختصاری آن است. روی فلزی است به رنگ سفید متمایل به آبی که بر اثر رطوبت هوا تیره رنگ می شود و در حین احتراق رنگ سبز براقی تولید می کند. روی بعد از آهن، آلومینیوم و مس، چهارمین فلز مورد استفاده (مصرفی) در دنیا می باشد. از موارد استفاده روی می توان آلیاژهای مختلف از جمله برنج و فولاد گالوانیزه را نام برد.

اسلاید 18 :

تاریخچه:

روی بیست و سومین عنصر در پوسته زمین از نظر فراوانی می باشد. بسیاری از سنگ های معدنی سنگین استخراج شده حاوی ۱۰ ٪ آهن و 40 تا۵۰ ٪ روی می باشند. آلیاژهای روی از قرن ها پیش استفاده می شده است. کالاهای برنجی که به ۱۰۰۰ تا 1400 سال پیش بازمی گردند در فلسطین پیدا شده اند و اشیاء رویی با ۸۷ ٪ روی در ترانسیلوانیای (رومانی کنونی) ما قبل تاریخ یافت شده اند. به خاطر نقطه جوش پایین و واکنش شیمیایی این فلز (روی جدا شده دود شده و قابل دست یابی نبود)، خصوصیات واقعی این فلز در زمان باستان مشخص نشده بود. ساخت برنج به رومی ها نسبت داده شده و مربوط به ۳۰ سال پیش از میلاد مسیح می باشد. آن ها، کالامین و مس را با یکدیگر در بوته آهنگری حرارت می دادند که در این عمل، اکسید روی در کالامین کاهش میافت و فلز روی آزاد شده توسط مس به دام انداخته می شد و به شکل آلیاژ در می آمد.

اسلاید 19 :

برنج به دست آمده یا در قالب ریخته می شد یا با چکش به شکل های مختلف در می آمد.
استخراج و تصفیه روی ناخالص در ۱۰۰۰ سال پیش از میلاد مسیح در هند و چین صورت می گرفته است. در غرب نیز کشف فلز روی به Andreas Marggraf آلمانی در سال ۱۷۴۶ بر می گردد.

اسلاید 20 :

این فلز در قرن ۱۶ میلادی به میزان قابل توجهی شناخته شد. Agricola در سال ۱۵۴۶ اعلام کرد که وقتی که سنگ معدن روی گداخته می شود فلز سفید می تواند منقبض شود و دیواره کوره را بتراشد. نتیجه آن است که فلز روی زمانی شناخته شده که Margaraf کشفیاتش را شروع کرد و در حقیقت فلز روی دو سال زودتر توسط شیمیدان دیگری به نام Anton Von Swab تجزیه شده و به دست آمده بود.
اما تحقیقات Margraaf جامع تر بود و بخاطر تحقیقات این دو شخص آن ها به عنوان کاشفین روی شناخته می شوند.