عمومی

هر آنچه باید در مورد فلز مس و کاربردهای آن بدانید!

مس (copper)  یک عنصر شیمیایی با نماد cu و عدد اتمی ۲۹ با قابلیت انعطاف پذیری و رسانایی حرارتی – الکتریکی بسیار بالا است. مس به عنوان مصالح ساختمانی و ماده سازنده آلیاژهای فلزی مختلف از قبیل نقره استرلینگ مورد استفاده قرار می گیرد.

این عنصر یکی از معدود فلزاتی است که  در طبیعت به شکل فلزی قابل استفاده وجود دارد  به همین در طول تاریخ در مناطق مختلف توسط انسان ها مورد استفاده قرار گرفته است. البته این مسئله نه تنها به دلیل منابع فراوان آن در طبیعت بلکه به دلیل خواص عالی آن است.

در حال حاضر این فلز در برق ، الکترونیک ، انرژی ، پتروشیمی ، حمل و نقل ، ماشین آلات ، متالورژی  و سایر صنایع جدید و برخی از زمینه های پیشرفته کاربرد دارد. برای آگاهی بیشتر در این زمینه با ما در نشریه جهان شیمی فیزیک همراه باشید.

ویژگیهای فلز مس

مس ، نقره و طلا در گروه ۱۱ جدول تناوبی قرار دارند. این سه فلز دارای خاصیت انعطاف پذیری بالا و هدایت الکتریکی – حرارتی هستند. این فلز معمولاً به شکل پلی کریستال ریز دانه تهیه می شود که استحکام بیشتری نسبت به اشکال تک کریستالی دارد.

نرمی این فلز تا حدودی میزان هدایت الکتریکی و حرارتی بالای آنرا توضیح می دهد طوریکه بعد از نقره در دمای اتاق بالاترین هدایت دمایی را دارد. این امر به دلیل مقاومت کم الکترون های آن در برابر تحرک پس از گرم شدن است.

مس یکی از معدود عناصر فلزی با رنگ طبیعی غیر  خاکستری یا نقره ای است. مس خالص به رنگ نارنجی قرمز است و هنگام قرار گرفتن در معرض هوا لکه های مایل به قرمز در آن ایجاد می شود. رنگ این فلز از انتقال الکترونیکی بین پوسته های اتمی پر شده d3 و ۴S   نیمه خالی ناشی می شود زیرا تفاوت انرژی بین این پوسته ها با نور نارنجی مطابقت دارد. مانند سایر فلزات ، اگر این عنصر با فلز دیگری در تماس باشد خوردگی گالوانیک رخ خواهد داد.

این فلز با آب واکنش نشان نمی دهد  اما به آرامی با اکسیژن اتمسفر واکنش نشان می دهد تا لایه ای از اکسید مس قهوه ای- سیاه ایجاد شود که برخلاف زنگ زدگی آهن از فلز زیرین  در برابر خوردگی  بیشتر محافظت می کند.

لایه سبز رنگی (کربنات مس) که اغلب در سازه های قدیمی  مانند بام بسیاری از بناهای قدیمی  و مجسمه آزادی دیده می شود همان اکسید مس است. این فلز هنگامی که در معرض برخی از ترکیبات گوگرد قرار می گیرد با آنها واکنش نشان می دهد تا سولفیدهای مختلف تشکیل شود.

آلیاژهای مس

آلیاژهای زیادی برای این فلز فرموله شده است که بسیاری از آنها دارای کاربردهای مهم هستند. به عنوان مثال برنج آلیاژ مس و روی است. برنز معمولاً به آلیاژهای قلع مس گفته می شود  اما می تواند به هر آلیاژ دیگری مانند برنز آلومینیوم نیز اشاره کند.

این فلز یکی از مهمترین ترکیبات لحیم کاری طلا و نقره است که در صنعت جواهرات مورد استفاده قرار می گیرد و باعث تغییر رنگ ، سختی و نقطه ذوب آلیاژهای حاصل می شود. بعضی از لحیم های بدون سرب از قلع آلیاژ شده با مقدار کمی از مس و سایر فلزات تشکیل شده است.

آلیاژ مس و نیکل در سکه های کم ارزش اغلب برای روکش بیرونی استفاده می شود. آلیاژ ۹۰٪ مس و ۱۰٪ نیکل  به دلیل مقاومت در برابر خوردگی بسیار قابل توجه است و برای اشیاء مختلفی که در معرض آب دریا قرار دارند ، استفاده می شود . اگرچه در برابر سولفیدهای آلاینده که گاها در بنادر یافت می شود  ،آسیب پذیر است. علاوه بر این آلیاژهای مس با آلومینیوم (حدود ۷٪) رنگ طلایی دارند و در تزئینات استفاده می شوند.

هر آنچه باید در مورد فلز مس و کاربردهای آن بدانید!
هر آنچه باید در مورد فلز مس و کاربردهای آن بدانید!

کاربردهای متنوع فلز مس

عمده کاربردهای مس عبارتند از تولید سیم برق (۶۰٪) ، سقف سازی و لوله کشی (۲۰٪) و ماشین آلات صنعتی (۱۵٪). مس بیشتر به عنوان یک فلز خالص مورد استفاده قرار می گیرد  اما هنگامی که سختی بیشتری لازم است  آن را در آلیاژهایی مانند برنج و برنز قرار می دهد.

برای بیش از دو قرن است که از این فلز در بدنه قایق  و کشتی استفاده شده است تا رشد گیاهان و صدف را کنترل کند. بخش کوچکی از منابع مس برای مکمل های غذایی و قارچ کش ها در کشاورزی استفاده می شود. این فلز در ماشین آلات نیز کاربرد دارد ولی بیشتر به صورت آلیاژ استفاده می شود که در ادامه شرح داده شده است.

کاربرد در صنعت برق

از گسترده ترین کاربردهای این فلز در وسایل انتقال برق از قبیل سیم و کابل ، ترانسفورماتور ، سوئیچ ها ، قطعات و اتصالات دو شاخه و غیره است. بعلاوه این ماده در ساخت موتور ، به عنوان مثال به عنوان استاتور ، روتور ، و همچنین سیم توخالی ، کابل های ارتباطی و مدارهای الکتریکی مسکونی کاربرد دارد.

کاربرد در صنعت الکترونیک

وسایل الکترونیکی وکیوم مانند لوله های فرکانس بالا و فوق فرکانس بالا ، کاتترهای متقاطع ، مگنترون و غیره از این فلز استفاده می کنند. مدارهای چاپی مسی نیاز به مقدار زیادی فویل مسی دارند و در مدارهای مجتمع  این فلز جایگزین آلومینیوم در تراشه های سیلیکونی برای اتصالات شده است.

کاربرد در صنایع انرژی و پتروشیمی

لوله ها و صفحات کندانسور اصلی در نیروگاه های زغال سنگ در صنعت انرژی از برنج ، برنز و مس – نیکل  ساخته می شوند. بخاری های خورشیدی نیز اغلب از لوله مسی ساخته می شوند. انواع مختلفی از ظروف برای نگهداری واسطه های خورنده ، سیستم های لوله ای ، فیلترها ، پمپ ها و شیرآلات ، انواع تبخیر کننده ها و کندانسورها و مبدل های حرارتی در صنعت پتروشیمی از آلیاژ این فلز ساخته می شوند.

این ماده به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و به صورت یونهای مس محلول در آب ، دارای خاصیت ضد عفونی کننده  است و می تواند موجودات دریایی را از آلودگی محافظت کند. این عنصر  و آلیاژهای آن به طور گسترده ای در سیستم های آب شیرین کن و حفاری دریایی و سایر تاسیسات زیرزمینی مورد استفاده قرار می گیرد.

کاربرد در صنعت حمل و نقل

آلیاژهای از جمله برنز آلومینیوم ، برنز منگنز ، آلومینیوم ، برنج ، ، قلع ، روی و آلیاژ مس نیکل (مونول) همگی جز مواد استاندارد در ساخت کشتی هستند. چرخ دنده ها ، یاتاقان ها ، لنت های ترمز ، سیستم های برق و قدرت ، واشر و انواع اتصالات و لوازم جانبی و غیره در قطارها ، موتورها ، یکسو کننده ها و کنترل ها ، ترمزها ، برق و سیستم های سیگنال به مس و آلیاژهای آن تکیه دارند. علاوه بر این ، برق رسانی راه آهن منبع بزرگی از تقاضا برای مس و آلیاژهای آن است. سیم کشی ، پنوماتیک هیدرولیک و سیستمهای خنک کننده هواپیماها همگی به این فلز نیاز دارند.

کاربرد در صنایع مکانیزه و ​​متالورژی

انواع قطعات متحرک و ثابت مانند آسترهای استوانه ای ، چرخ دنده ها و اتصالات برای انعطاف پذیری و روغن کاری نیاز به استفاده از مس یا آلیاژ آن دارند.

همچنین بخش مهمی از تجهیزات متالورژی در فناوری ریخته گری مداوم – تبلورساز از مس کروم و مس نقره یا سایر آلیاژهای این فلز  ساخته شده است که از استحکام و رسانایی بالایی برخوردار هستند.

همچنین با افزودن مقدار کمی از این فلز به فولاد سازه ای می توان سختی فولاد و مقاومت در برابر خوردگی آن در هوا و آب را بهبود بخشید. افزودن این ماده به چدن و ​​استیل ضد زنگ به معنی مقاومت بیشتر در برابر خوردگی آنها می باشد.

کاربرد در سیستم بهداشتی

این فلز بیواستاتیک یعنی باکتری کش است و بسیاری از اشکال دیگر زنده روی آن رشد نخواهد کرد. به همین دلیل مدتهاست که از آن برای قسمت هایی از کشتی ها جهت محافظت در برابر جلبک ها و صدف استفاده می شود.

آلیاژهای این فلز به عنوان یک ماده مهم در تولید  توری در صنعت آبزی پروری استفاده می شوند زیرا آنها ضد میکروب بوده و حتی در شرایط سخت از نظر ساختاری در برابر خوردگی مقاوم هستند.

استفاده به عنوان مکمل

مس یک عنصر ضروری برای گیاهان و حیوانات است و بدن انسان حاوی حدود ۱.۴ تا ۲.۱ میلی گرم از این فلز به ازاء هر کیلوگرم از وزن بدن است. کمبود این عنصر به دلیل نقش آن در تسهیل جذب آهن  می تواند علائم شبه کم خونی ، نوتروپنی ، ناهنجاری استخوانی ، کاهش فشارخون ، اختلال در رشد ، افزایش بروز عفونت ها ، پوکی استخوان ، پرکاری تیروئید و ناهنجاری در متابولیسم گلوکز و کلسترول ایجاد کند. در مقابل ، بیماری ویلسون با تجمع زیاد مس در بافت های بدن ایجاد می شود.

برچسب ها

نوشته های مشابه

دکمه بازگشت به بالا
بستن