ቀላል ክብደት ያላቸው ብረቶች: አሉሚኒየም, ቲታኒየም, እና ማግኒዥየም

ዛሬ በፍጥነት በማደግ ላይ ባሉ ኢንዱስትሪዎች ውስጥ, ጥንካሬን ከተቀነሰ ክብደት ጋር የሚያጣምረው የቁሳቁሶች ፍላጎት ከዚህ በላይ ሆኖ አያውቅም.

ቀላል ክብደት ያላቸው ብረቶች እኛ ምርቶችን በመንደፍ እና በማምረት መንገድ ላይ ለውጥ አድርገዋል, በአየር ላይ ፈጠራን ማንቃት, አውቶሞቲቭ, የሸማች ኤሌክትሮኒክስ, እና ከዚያ በላይ.

እነዚህ ቁሳቁሶች የኃይል ፍጆታን ለመቀነስ ይረዳሉ, አፈጻጸምን ማሻሻል, እና ለፈጠራ ምህንድስና መፍትሄዎች እድሎችን ይክፈቱ.

ከእነዚህ ብረቶች መካከል, አሉሚኒየም, ቲታኒየም, እና ማግኒዥየም በጣም ታዋቂዎች ናቸው. እያንዳንዳቸው በየራሳቸው አፕሊኬሽኖች ውስጥ አስፈላጊ የሚያደርጉትን ልዩ ባህሪያትን ያቀርባል.

በዚህ መመሪያ ውስጥ, ንብረቶቹን እንመረምራለን, ጥቅሞች, እና የእነዚህን ብረቶች አጠቃቀም እና በዘመናዊ ማምረቻ እና ዘላቂነት እያደገ ያለውን ጠቀሜታ ተወያይተዋል.

1. ቀላል ክብደት ያላቸው ብረቶች ለምን አስፈላጊ ናቸው

ቀላል ክብደት ያላቸው ቁሳቁሶች አስፈላጊነት በበርካታ ምክንያቶች ይመራል:

• የነዳጅ ውጤታማነት: በአውቶሞቲቭ እና ኤሮስፔስ ኢንዱስትሪዎች ውስጥ, የተሽከርካሪውን ክብደት መቀነስ የነዳጅ ፍጆታን በእጅጉ ያሻሽላል, ዝቅተኛ የሥራ ማስኬጃ ወጪዎችን እና የአካባቢ ተፅእኖን ይቀንሳል.
• የንድፍ ተለዋዋጭነት: ቀላል ክብደት ያላቸው ብረቶች ለበለጠ ፈጠራ እና ውስብስብ ንድፎችን ይፈቅዳል, የምርት አፈፃፀምን እና ውበትን ሊያሻሽል የሚችል.
• ዘላቂነት: ክብደትን በመቀነስ, እነዚህ ብረቶች የካርቦን ልቀትን ለመቀነስ እና የበለጠ ዘላቂ የማምረት ሂደቶችን ያበረክታሉ.

ክብደትን መቀነስ አፈፃፀምን ከማሻሻል በተጨማሪ ወጪዎችን ይቀንሳል, በዘመናዊ ምህንድስና እና ዲዛይን ውስጥ ቀላል ክብደት ያላቸውን ብረቶች ወሳኝ አካል ማድረግ.

2. አሉሚኒየም: ሁለገብ ቀላል ክብደት ያለው ብረት

ታሪክ እና ግኝት

• 1825: ዴንማርካዊ ኬሚስት ሃንስ ክርስቲያን ኦሬቴድ በመጀመሪያ አሌሙኒየምን በፖታስየም አማልጋም አጸፋዊ ምላሽ በመስጠት አልሙኒየምን አገለለ።.
• 1845: ጀርመናዊው ኬሚስት ፍሬድሪክ ዎህለር አልሙኒየምን ይበልጥ በሚታወቅ የብረት ቅርጽ አምርቷል።.
• 1886: የ Hall-Héroult ሂደት, ራሱን ችሎ በአሜሪካዊው ቻርለስ ማርቲን ሆል እና ፈረንሳዊው ፖል ሄሮልት የተሰራ, በከፍተኛ ደረጃ በኢኮኖሚ አዋጭ በማድረግ የአሉሚኒየም ምርትን አብዮቷል።.

አካላዊ ባህሪያት

• ጥግግት: 2.7 ግ/ሴሜ³, በጣም ቀላል ከሆኑት መዋቅራዊ ብረቶች ውስጥ አንዱ እንዲሆን ማድረግ.
• መቅለጥ ነጥብ: 660° ሴ (1220°ኤፍ).
• የፈላ ነጥብ: 2467° ሴ (4472°ኤፍ).
• የኤሌክትሪክ ማስተላለፊያ: 61% የመዳብ, ጥሩ የኤሌክትሪክ ማስተላለፊያ እንዲሆን ማድረግ.
• የሙቀት መቆጣጠሪያ: 237 ወ/(m·K) በክፍል ሙቀት, ለሙቀት ማስተላለፊያ አፕሊኬሽኖች በጣም ጥሩ.
• ነጸብራቅ: እስከ ያንጸባርቃል 95% የሚታየው ብርሃን እና 90% የኢንፍራሬድ ጨረር, በሚያንጸባርቁ ወለሎች እና ሽፋኖች ውስጥ ጠቃሚ.

ሜካኒካል ንብረቶች

• የምርት ጥንካሬ: ከ 15 ወደ 70 MPa ለንጹህ አልሙኒየም, ግን እስከ መድረስ ይችላል 240 MPa እንደ 6061-T6 ባሉ alloys ውስጥ.
• ቅልጥፍና: ከፍተኛ ductile, በቀላሉ እንዲቀረጽ እና እንዲፈጠር ማድረግ.
• የዝገት መቋቋም: ቀጭን መፈጠር ምክንያት በጣም ጥሩ, በላዩ ላይ የመከላከያ ኦክሳይድ ንብርብር.
• ድካም መቋቋም: ጥሩ, ተደጋጋሚ ጭንቀትን ለሚያካትቱ መተግበሪያዎች ተስማሚ ማድረግ.
• ብየዳነት: በአጠቃላይ ጥሩ, ምንም እንኳን አንዳንድ ቅይጥ ልዩ ዘዴዎችን ሊፈልጉ ይችላሉ.

ማምረት እና ማቀናበር

• ማውጣት: አሉሚኒየም በዋነኝነት የሚመረተው ከባኦክሲት ማዕድን ነው።, የያዘው 30-60% አሉሚኒየም ኦክሳይድ (አሉሚኒየም).
• በማጣራት ላይ: የቤየር ሂደት ባውክሲትን ወደ አልሙኒየም ለማጣራት ያገለግላል. ይህ በከፍተኛ ሙቀቶች እና ግፊቶች ውስጥ በሶዲየም ሃይድሮክሳይድ መፍትሄ ውስጥ ባኦክሲት መፍታትን ያካትታል, በማጣራት እና በዝናብ ይከተላል.
• ማቅለጥ: የሆል-ሄሮልት ሂደት ኤሌክትሮላይዝስ የቀለጠ አልሙኒን በክሪዮላይት መታጠቢያ ውስጥ ይሰራጫል። (ና₃AlF₆) የአሉሚኒየም ብረትን ለማምረት በ 950 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ አካባቢ.
• ቅይጥ: ንጹህ አልሙኒየም ብዙውን ጊዜ እንደ መዳብ ካሉ ንጥረ ነገሮች ጋር ይደባለቃል, ማግኒዥየም, ሲሊከን, እና ዚንክ ንብረቶቹን ለማሻሻል.
• መመስረት: አሉሚኒየም መጣል ይቻላል, ተንከባሎ, ወጣ, እና በተለያዩ ቅርጾች እና ቅርጾች ተፈጥረዋል, በማምረት ውስጥ በጣም ሁለገብ ያደርገዋል.

ጥቅሞች

• ቀላል ክብደት: አንድ ሶስተኛ የብረት ክብደት, ለክብደት-ነክ መተግበሪያዎች ወሳኝ.
• የዝገት መቋቋም: የመከላከያ ኦክሳይድ ንብርብር ተጨማሪ ኦክሳይድን ይከላከላል, ለረጅም ጊዜ የሚቆይ አፈፃፀም ማረጋገጥ.
• መልሶ ጥቅም ላይ ማዋል: ይህ ጥራት ሳይቀንስ ላልተወሰነ ጊዜ እንደገና ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል።, ከፍተኛ ዘላቂነት እንዲኖረው ማድረግ. አልሙኒየምን እንደገና ጥቅም ላይ ማዋል ብቻ ያስፈልገዋል 5% አዲስ አልሙኒየም ለማምረት የሚያስፈልገው ኃይል.
• ቅርፀት: ከፍተኛ ቅርጽ ያለው, ውስብስብ እና ውስብስብ ንድፎችን መፍቀድ.
• የሙቀት እና የኤሌክትሪክ አሠራር: ለሙቀት መለዋወጫዎች እና ለኤሌክትሪክ አፕሊኬሽኖች በጣም ጥሩ.
• የውበት ይግባኝ: ለስላሳ, በተለያዩ መንገዶች ሊጠናቀቅ የሚችል የሚያብረቀርቅ ገጽ, ምስላዊ ማራኪነቱን ማሳደግ.

መተግበሪያዎች

• አውቶሞቲቭ:

• • የሰውነት ፓነሎች: የተሽከርካሪ ክብደትን ይቀንሳል, የነዳጅ ውጤታማነትን ማሻሻል.
  • መንኮራኩሮች: ቀላል እና ዘላቂ, አፈጻጸምን ማሳደግ.
  • የሞተር እገዳዎች: ሙቀትን ለመቆጣጠር እና ክብደትን ለመቀነስ ይረዳል.
  • ለምሳሌ: የፎርድ ኤፍ-150 የጭነት መኪና, ውስጥ አስተዋወቀ 2015, ሁሉም አሉሚኒየም አካል አለው, ክብደቱን በመቀነስ 700 ፓውንድ እና የነዳጅ ኢኮኖሚን ​​እስከ ማሻሻል 25%.

• ኤሮስፔስ:

• • የአውሮፕላን መዋቅሮች: ከፍተኛ ጥንካሬ-ወደ-ክብደት ሬሾ ወሳኝ ነው.
  • ክንፎች እና ፊውዝላጅስ: የላቀ የአሉሚኒየም-ሊቲየም ቅይጥ, 15% ከባህላዊ የአሉሚኒየም ውህዶች የበለጠ ቀላል, የነዳጅ ውጤታማነትን ማሳደግ.
  • ለምሳሌ: ቦይንግ 787 ድሪምላይነር አፈጻጸምን ለማሻሻል እነዚህን የላቀ ውህዶች ይጠቀማል.

• ግንባታ:

• • የመስኮት ፍሬሞች: ቀላል ክብደት እና ዝገትን የሚቋቋም.
  • በሮች: ዘላቂ እና በሚያምር ሁኔታ ደስ የሚል.
  • ጣሪያ እና መከለያ: ለረጅም ጊዜ የሚቆይ እና የአየር ሁኔታን የሚቋቋም.
  • ለምሳሌ: በዱባይ ቡርጅ ካሊፋ, የዓለማችን ረጅሙ ሕንፃ, በላይ ይጠቀማል 28,000 የአሉሚኒየም ፓነሎች ለውጫዊው ሽፋን.

• ማሸግ:

• • የመጠጥ ጣሳዎች: ቀላል እና እንደገና ጥቅም ላይ ሊውል የሚችል.
  • ፎይል: የማገጃ ባህሪያት እና ለመመስረት ቀላል.
  • የምግብ ማሸግ: ይዘቶችን ይከላከላል እና በሰፊው እንደገና ጥቅም ላይ ይውላል.
  • ለምሳሌ: አልቋል 200 ቢሊዮን የአሉሚኒየም ጣሳዎች በየዓመቱ ይመረታሉ, ዙሪያውን እንደገና ጥቅም ላይ ማዋል ፍጥነት 70%.

• ኤሌክትሮኒክስ:

• • የሙቀት ማጠቢያዎች: በጣም ጥሩ የሙቀት መቆጣጠሪያ ሙቀትን ለመቆጣጠር ይረዳል.
  • ማቀፊያዎች: ቀላል እና ዘላቂ.
  • የታተሙ የወረዳ ሰሌዳዎች: ለክፍለ አካላት የተረጋጋ መሠረት ይሰጣል.
  • ለምሳሌ: ብዙ ላፕቶፖች እና ስማርትፎኖች የሙቀት አያያዝን እና ዘላቂነትን ለማሻሻል የአሉሚኒየም መያዣዎችን ይጠቀማሉ.

• የሸማቾች እቃዎች:

• • የምግብ ማብሰያ እቃዎች: የሙቀት ስርጭት እና ቀላል ክብደት እንኳን.
  • ዕቃዎች: ዘላቂ እና ለማጽዳት ቀላል.
  • የቤት እቃዎች: ሁለገብ እና ለረጅም ጊዜ የሚቆይ.
  • ለምሳሌ: የአሉሚኒየም ማብሰያ በሼፎች እና በቤት ውስጥ ምግብ ማብሰያዎች ዘንድ ተወዳጅነት ስላለው አፈፃፀሙ እና ለአጠቃቀም ምቹ ነው።.

3. ቲታኒየም: ጠንካራው ግን ክብደቱ ቀላል ተወዳዳሪ

ታሪክ እና ግኝት

• 1791: ዊሊያም ግሪጎር, የብሪታንያ ቄስ, እና የማዕድን ባለሙያ, በኮርንዎል ውስጥ ቲታኒየም ተገኘ, እንግሊዝ, በጥቁር አሸዋ መልክ “ሜናካኒት” ብሎ ጠራው።
• 1795: ማርቲን ሃይንሪች ክላፕሮዝ, የጀርመን ኬሚስት, ራሱን የቻለ በማዕድን ሩቲል ውስጥ ያለውን ንጥረ ነገር አገኘ እና በግሪክ አፈ ታሪክ በታይታኖቹ ስም “ቲታኒየም” ብሎ ሰየመው።.
• 1910: ማቲው ሃንተር እና በጄኔራል ኤሌክትሪክ ያለው ቡድን የሃንተር ሂደቱን ፈጥረዋል።, የተጣራ የታይታኒየም ብረትን ያመነጨ.
• 1940ኤስ: ዊሊያም ጄ. Kroll የፈጠረው Kroll ሂደት, ቲታኒየም ለማምረት የበለጠ ውጤታማ ዘዴ, ዛሬም ጥቅም ላይ የሚውለው.

አካላዊ ባህሪያት

• ጥግግት: 4.54 ግ/ሴሜ³, ከአረብ ብረት ቀላል ነገር ግን ከአሉሚኒየም የበለጠ ክብደት እንዲኖረው ማድረግ.
• መቅለጥ ነጥብ: 1668° ሴ (3034°ኤፍ).
• የፈላ ነጥብ: 3287° ሴ (5949°ኤፍ).
• የኤሌክትሪክ ማስተላለፊያ: በአንጻራዊ ሁኔታ ዝቅተኛ, ስለ 13.5% የመዳብ.
• የሙቀት መቆጣጠሪያ: መጠነኛ, ስለ 21.9 ወ/(m·K) በክፍል ሙቀት.
• ነጸብራቅ: ከፍተኛ, በተለይም በተሸለሙ ቅርጾች, በማንፀባረቅ እስከ 93% የሚታይ ብርሃን.

ሜካኒካል ንብረቶች

• የምርት ጥንካሬ: ከፍተኛ, በተለምዶ ከ 345 ወደ 1200 MPa እንደ ቅይጥ ይወሰናል.
• የመለጠጥ ጥንካሬ: በጣም ጥሩ, ብዙ ጊዜ ይበልጣል 900 MPa በከፍተኛ-ጥንካሬ ቅይጥ.
• ቅልጥፍና: ጥሩ, እንዲፈጠር እና እንዲቀርጽ ማድረግ.
• የዝገት መቋቋም: በላዩ ላይ የፓሲቭ ኦክሳይድ ንብርብር በመፈጠሩ ልዩ.
• ድካም መቋቋም: በጣም ጥሩ, የሳይክል ጭነትን ለሚያካትቱ መተግበሪያዎች ተስማሚ ማድረግ.
• ብየዳነት: ጥሩ, ብክለትን ለመከላከል አካባቢን በጥንቃቄ መቆጣጠር ቢያስፈልግም.

ማምረት እና ማቀናበር

• ማውጣት: ቲታኒየም በዋነኝነት የሚመረተው እንደ ኢልሜኒት ካሉ ማዕድናት ነው። (FeTiO₃) እና rutile (ቲኦ₂).
• በማጣራት ላይ: ኢልሜኒት ቲታኒየም ዳይኦክሳይድን ለማውጣት ይሠራል (ቲኦ₂), የ Kroll ሂደትን በመጠቀም ወደ ቲታኒየም ስፖንጅ የሚቀነሰው.
• የክሮል ሂደት: የታይታኒየም tetrachloride መቀነስን ያካትታል (ቲሲ.ኤል) በማይነቃነቅ ከባቢ አየር ውስጥ ከፍተኛ ሙቀት ባለው ማግኒዥየም ወይም ሶዲየም.
• አዳኝ ሂደት: ቲታኒየም tetrachloride ለመቀነስ ሶዲየም የሚጠቀም አማራጭ ዘዴ, ዛሬ ብዙም ጥቅም ላይ የማይውል ቢሆንም.
• ቅይጥ: ንፁህ ቲታኒየም ብዙውን ጊዜ እንደ አሉሚኒየም ካሉ ንጥረ ነገሮች ጋር ይደባለቃል, ቫናዲየም, እና ንብረቶቹን ለመጨመር ቆርቆሮ.
• መመስረት: ቲታኒየም መጣል ይቻላል, ተንከባሎ, ወጣ, እና በተለያዩ ቅርጾች እና ቅርጾች ተፈጥረዋል, ምንም እንኳን ከፍ ባለ የሙቀት መጠን ከኦክስጂን እና ከናይትሮጅን ጋር ባለው ከፍተኛ ምላሽ ምክንያት ልዩ መሣሪያዎችን ቢፈልግም።.

ጥቅሞች

• ከፍተኛ ጥንካሬ-ወደ-ክብደት ሬሾ: ቲታኒየም እንደ ብረት ጠንካራ ነው ነገር ግን በጣም ቀላል ነው, ለክብደት-ነክ መተግበሪያዎች ተስማሚ ያደርገዋል.
• የዝገት መቋቋም: የፓሲቭ ኦክሳይድ ንብርብር ለዝገት ልዩ የመቋቋም ችሎታ ይሰጣል, በአስቸጋሪ አካባቢዎች ውስጥ እንኳን.
• ባዮተኳሃኝነት: ቲታኒየም መርዛማ ያልሆነ እና ለሰው ልጅ ሕብረ ሕዋሳት ምላሽ የማይሰጥ ነው።, ለህክምና ተከላዎች ተስማሚ እንዲሆን ማድረግ.
• የሙቀት መቋቋም: ከፍተኛ የማቅለጫ ነጥብ እና ጥሩ የሙቀት መረጋጋት ከፍተኛ ሙቀት ላላቸው መተግበሪያዎች ተስማሚ ያደርገዋል.
• ዘላቂነት: ለረጅም ጊዜ የሚቆይ እና ለመልበስ እና ለመበጥበጥ የሚቋቋም.
• የውበት ይግባኝ: የተጣራ ቲታኒየም አንጸባራቂ አለው።, በእይታ የሚስብ የብር መልክ.

መተግበሪያዎች

• ኤሮስፔስ:

• • የአየር ሞተሮች እና ሞተሮች: በአውሮፕላን መዋቅሮች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል, ሞተሮች, እና ማያያዣዎች በከፍተኛ ጥንካሬ እና ክብደት ጥምርታ እና የዝገት መቋቋም ምክንያት.
  • ለምሳሌ: ቦይንግ 787 ድሪምላይነር ክብደትን ለመቀነስ እና የነዳጅ ፍጆታን ለማሻሻል በአየር መንገዱ ቲታኒየምን እና ሞተሮችን ይጠቀማል.

• ሕክምና:

• • መትከል: ቲታኒየም በኦርቶፔዲክ ተከላዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል, የጥርስ መትከል, እና በቀዶ ጥገና መሳሪያዎች ባዮኬሚካላዊ እና ጥንካሬ ምክንያት.
  • ለምሳሌ: የቲታኒየም ሂፕ መተካት እና የጥርስ መትከል የተለመዱ የሕክምና መተግበሪያዎች ናቸው.

• የባህር ኃይል:

• • የመርከብ ክፍሎች: በመርከቦች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል, ፕሮፐለርስ, እና ሌሎች በውሃ ውስጥ ያሉ ክፍሎች በቆርቆሮ መቋቋም ምክንያት.
  • ለምሳሌ: ቲታኒየም የባህር ውሃ ዝገትን ለመቋቋም በባህር ኃይል መርከቦች ፕሮፐለር እና ዘንጎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል.

• አውቶሞቲቭ:

• • የአፈጻጸም ክፍሎች: እንደ የጭስ ማውጫ ስርዓቶች ከፍተኛ አፈጻጸም ባላቸው ተሽከርካሪዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል, የቫልቭ ምንጮች, እና የማገናኛ ዘንጎች.
  • ለምሳሌ: የፎርሙላ አንድ ውድድር መኪናዎች ክብደትን ለመቀነስ እና አፈፃፀሙን ለማሻሻል ቲታኒየምን በተለያዩ ክፍሎች ይጠቀማሉ.

• የሸማቾች እቃዎች:

• • ጌጣጌጥ: ቲታኒየም ቀላል ክብደት ስላለው በጌጣጌጥ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል, hypoallergenic ባህርያት, እና ቀለም የመሆን ችሎታ.
  • የስፖርት መሳሪያዎች: በጎልፍ ክለቦች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል, የብስክሌት ክፈፎች, እና ሌሎች የስፖርት መሳሪያዎች ለጥንካሬው እና ቀላል ክብደት.
  • ለምሳሌ: የቲታኒየም ጎልፍ ክለብ ራሶች ጥንካሬ እና ክብደት ቁጠባ ጥምረት ይሰጣሉ.

• የኢንዱስትሪ:

• • የኬሚካል ማቀነባበሪያ: በኬሚካላዊ ማቀነባበሪያ መሳሪያዎች ውስጥ በቆርቆሮ መቋቋም ምክንያት ጥቅም ላይ ይውላል.
  • ለምሳሌ: ቲታኒየም በኬሚካል ኢንዱስትሪ ውስጥ በሙቀት መለዋወጫዎች እና ምላሽ ሰጪ መርከቦች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል.

4. ማግኒዥየም: በጣም ቀላሉ መዋቅራዊ ብረት

ታሪክ እና ግኝት

• 1755: ዮሴፍ ብላክ, የስኮትላንድ ኬሚስት, በመጀመሪያ ማግኒዚየም ከኖራ የተለየ ንጥረ ነገር እንደሆነ ታወቀ (ካልሲየም ኦክሳይድ).
• 1808: ሃምፍሪ ዴቪ, አንድ እንግሊዛዊ ኬሚስት, ማግኒዚየምን በኤሌክትሮላይዜስ ለመለየት ሞክሯል ግን አልተሳካም።.
• 1831: አንትዋን ቡሲ እና ሰር ሃምፍሪ ዴቪ ማግኒዚየም ክሎራይድን ከፖታስየም ጋር በመቀነስ የማግኒዚየም ብረትን ለብቻቸው በመለየት ተሳክቶላቸዋል።.
• 1852: ሮበርት ቡንሰን እና ኦገስት ቮን ሆፍማን ማግኒዚየም ለማምረት የበለጠ ተግባራዊ ዘዴ ፈጥረዋል።, ለኢንዱስትሪ ምርት መሰረት የጣለው።.

አካላዊ ባህሪያት

• ጥግግት: 1.74 ግ/ሴሜ³, በጣም ቀላል መዋቅራዊ ብረት ያደርገዋል.
• መቅለጥ ነጥብ: 650° ሴ (1202°ኤፍ).
• የፈላ ነጥብ: 1090° ሴ (1994°ኤፍ).
• የኤሌክትሪክ ማስተላለፊያ: መጠነኛ, ስለ 22% የመዳብ.
• የሙቀት መቆጣጠሪያ: ጥሩ, ስለ 156 ወ/(m·K) በክፍል ሙቀት.
• ነጸብራቅ: ከፍተኛ, በማንፀባረቅ እስከ 90% የሚታይ ብርሃን.

ሜካኒካል ንብረቶች

• የምርት ጥንካሬ: ለንጹህ ማግኒዚየም በአንጻራዊ ሁኔታ ዝቅተኛ, በተለምዶ ዙሪያ 14-28 MPa, ነገር ግን በመደባለቅ በከፍተኛ ሁኔታ ሊጨምር ይችላል.
• የመለጠጥ ጥንካሬ: በተጨማሪም ለንጹህ ማግኒዚየም በአንጻራዊነት ዝቅተኛ ነው, ዙሪያ 14-28 MPa, ግን እስከ መድረስ ይችላል 350 MPa በ alloys ውስጥ.
• ቅልጥፍና: ከፍተኛ, በቀላሉ እንዲቀረጽ እና እንዲፈጠር ማድረግ.
• የዝገት መቋቋም: በንጹህ መልክ ድሆች, ነገር ግን በድብልቅ እና በመከላከያ ሽፋኖች በጣም ተሻሽሏል.
• ድካም መቋቋም: ጥሩ, የሳይክል ጭነትን ለሚያካትቱ መተግበሪያዎች ተስማሚ ማድረግ.
• ብየዳነት: ከኦክሲጅን ጋር ባለው ምላሽ ምክንያት ፈታኝ እና የሚሰባበር ኦክሳይድ ንብርብር የመፍጠር ዝንባሌ, ነገር ግን በትክክለኛ ዘዴዎች ይቻላል.

ማምረት እና ማቀናበር

• ማውጣት: ማግኒዥየም በዋነኝነት የሚመረተው እንደ ዶሎማይት ካሉ ማዕድናት ነው። (ካኤምጂ(CO₃)₂) እና magnesite (MgCO₃), እንዲሁም ከባህር ውሃ እና ብሬን.
• በማጣራት ላይ: የዶው ሂደት በተለምዶ ማግኒዚየም ከባህር ውሃ ለማውጣት ያገለግላል. ይህ ማግኒዥየም ክሎራይድ ወደ ማግኒዥየም ሃይድሮክሳይድ መቀየርን ያካትታል, በመቀጠልም ማግኒዥየም ኦክሳይድ እንዲፈጠር እና ወደ ማግኒዥየም ብረት እንዲቀንስ ይደረጋል.
• ፒዲጅን ሂደት: ሌላው ዘዴ ደግሞ ማግኒዥየም ኦክሳይድን በፌሮሲሊኮን በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ በእንደገና ምድጃ ውስጥ መቀነስ ያካትታል.
• ቅይጥ: ንጹህ ማግኒዥየም ብዙውን ጊዜ እንደ አሉሚኒየም ካሉ ንጥረ ነገሮች ጋር ይቀላቀላል, ዚንክ, ማንጋኒዝ, እና ብርቅዬ የምድር ንጥረ ነገሮች ንብረቶቹን ለማሻሻል.
• መመስረት: ማግኒዥየም መጣል ይቻላል, ተንከባሎ, ወጣ, እና በተለያዩ ቅርጾች እና ቅርጾች ተፈጥረዋል, ምንም እንኳን በእንደገና እና ዝቅተኛ የማቅለጫ ነጥብ ምክንያት ልዩ መሳሪያዎችን እና ቴክኒኮችን ቢፈልግም.

ጥቅሞች

• ቀላል ክብደት: በጣም ቀላል ከሆኑት መዋቅራዊ ብረቶች አንዱ, ለክብደት-ነክ መተግበሪያዎች ተስማሚ ያደርገዋል.
• ከፍተኛ ልዩ ጥንካሬ: ዝቅተኛ እፍጋት ከተመጣጣኝ ጥንካሬ ጋር ያጣምራል።, ከፍተኛ ጥንካሬ-ወደ-ክብደት ሬሾ በማቅረብ.
• ጥሩ ductility: በቀላሉ የተቀረጸ እና የተቀረጸ, ውስብስብ ንድፎችን መፍቀድ.
• እጅግ በጣም ጥሩ የማዳከም አቅም: ንዝረትን እና ጫጫታውን ውጤታማ በሆነ መንገድ ይማርካል, የድምፅ ቅነሳን ለሚፈልጉ መተግበሪያዎች ተስማሚ ማድረግ.
• መልሶ ጥቅም ላይ ማዋል: በብቃት እንደገና ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል, ለአካባቢ ተስማሚ የሆነ ቁሳቁስ ማድረግ.
• ሊበላሽ የሚችል: አንዳንድ የማግኒዚየም ውህዶች ባዮዲዳዴድ ናቸው, ለጊዜያዊ የሕክምና ተከላዎች ተስማሚ እንዲሆኑ ማድረግ.

መተግበሪያዎች

• አውቶሞቲቭ:

• • የሰውነት ፓነሎች እና አካላት: በመኪና አካላት ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል, ጎማዎች, ክብደትን ለመቀነስ እና የነዳጅ ፍጆታን ለማሻሻል የሞተር አካላት.
  • ለምሳሌ: የማግኒዥየም ውህዶች በተሽከርካሪዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ, የመቀመጫ ክፈፎች, እና የተሽከርካሪ ክብደት ለመቀነስ ሞተር ብሎኮች.

• ኤሮስፔስ:

• • መዋቅራዊ አካላት: ክብደትን ለመቀነስ እና አፈፃፀሙን ለማሻሻል በአውሮፕላኖች እና በጠፈር መንኮራኩሮች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል.
  • ለምሳሌ: ቦይንግ 787 ድሪምላይነር የማግኒዚየም ውህዶችን በተለያዩ መዋቅራዊ ክፍሎች ይጠቀማል የነዳጅ ፍጆታን ይጨምራል.

• ኤሌክትሮኒክስ:

• • ቤቶች እና ጉዳዮች: በላፕቶፕ እና ስማርትፎን መያዣዎች ውስጥ ለቀላል ክብደታቸው እና ጥሩ የሙቀት አማቂነት ጥቅም ላይ ይውላሉ.
  • ለምሳሌ: ብዙ ላፕቶፖች እና ታብሌቶች የማግኒዚየም ቅይጥ መያዣዎችን በመጠቀም የመቆየት እና የሙቀት አያያዝን ለማሻሻል ይጠቀማሉ.

• የሸማቾች እቃዎች:

• • የስፖርት መሳሪያዎች: በብስክሌት ክፈፎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል, የጎልፍ ክለቦች, እና ሌሎች የስፖርት መሳሪያዎች ለቀላል ክብደታቸው እና ጥንካሬያቸው.
  • ለምሳሌ: የማግኒዥየም ቅይጥ ብስክሌት ክፈፎች የጥንካሬ እና የክብደት ቁጠባዎች ሚዛን ይሰጣሉ.

• ሕክምና:

• • መትከል: ባዮግራዳድ ማግኒዥየም ውህዶች በጊዜያዊ የሕክምና ተከላዎች እንደ ስቴንት እና የአጥንት ሰሌዳዎች ጥቅም ላይ ይውላሉ.
  • ለምሳሌ: የማግኒዥየም ስቴንስ በጊዜ ሂደት ሊሟሟ ይችላል, የክትትል ቀዶ ጥገናዎችን አስፈላጊነት መቀነስ.

• ግንባታ:

• • ጣሪያ እና መከለያ: ለህንፃዎች ቀላል የጣሪያ ጣሪያ እና ህንፃዎች ውስጥ ጥቅም ላይ የዋለ.
  • ለምሳሌ: ማግኒኒየም አንደንግ ሉሆች ቀላል ክብደት እና የቆራ መሸፈን ለማቅረብ በጣሪያ ውስጥ ያገለግላሉ.

5. የአሉሚኒየም ማነፃፀር, ቲታኒየም, እና ማግኒዥየም

የኬሚካል ስብጥር

ንብረት	አሉሚኒየም (አል)	ቲታኒየም (የ)	ማግኒዥየም (ኤም.ጂ)
የአቶሚክ ቁጥር	13	22	12
የአቶሚክ ክብደት	26.9815386 u	47.867 u	24.305 u
የኤሌክትሮኒክ ውቅር	[አዎ] 3ss 3P¹	[አር] 3D² 4s²	[አዎ] 3s²
ኦክሳይድ ግዛቶች	+3	+4, +3, +2	+2
ተፈጥሮአዊ ክስተት	Bauxite, ክሊፕሌይ	ኢልሜንቴ, ራይሌ, leucoxeone	ዶሎማይት, ማግንዲኔቴ, የባህር ውሃ, ብሩሾች
የተለመዱ ቅይጥ	6061, 7075	ቲ-6 አል-4 ቪ, ቲ-3አል-2.5 ቪ	AZ31, AE44
ምላሽ መስጠት	የመከላከያ ኦክሳይድ ሽፋን ቅጾች	የመከላከያ ኦክሳይድ ሽፋን ቅጾች	በጣም ምላሽ ሰጪ, ቅጾችን ያነሰ ውጤታማ የኦክሳይድ ንብርብር ነው
አሲዶች እና መሠረቶች	ለብዙ አሲዶች የመቋቋም ችሎታ, ከጠንካራ መሠረቶች ጋር ምላሽ ይሰጣል	ለአብዛኞቹ አሲዶች እና መሠረቶች መቋቋም	በ ACIDS እና መሠረቶች ጋር በኃይል ምላሽ ይሰጣል

አካላዊ ባህሪያት

ንብረት	አሉሚኒየም	ቲታኒየም	ማግኒዥየም
ጥግግት (ግ/ሴሜ³)	2.7	4.54	1.74
መቅለጥ ነጥብ (° ሴ)	660	1668	650
የፈላ ነጥብ (° ሴ)	2467	3287	1090
የኤሌክትሪክ ማስተላለፊያ (% cu)	61	13.5	22
የሙቀት መቆጣጠሪያ (ወ/(m·K))	237	21.9	156
ነጸብራቅ (%)	95 (የሚታየው ብርሃን), 90 (ተሰብስበዋል)	93 (የተወለወለ)	90 (የተወለወለ)

ሜካኒካል ንብረቶች

ንብረት	አሉሚኒየም	ቲታኒየም	ማግኒዥየም
የምርት ጥንካሬ (MPa)	15-70 (ንፁህ), 240 (6061-T6)	345-1200	14-28 (ንፁህ), 350 (ቅይጥ)
የመለጠጥ ጥንካሬ (MPa)	15-70 (ንፁህ), 310 (6061-T6)	900+	14-28 (ንፁህ), 350 (ቅይጥ)
ቅልጥፍና	ከፍተኛ	ጥሩ	ከፍተኛ
የዝገት መቋቋም	በጣም ጥሩ (ኦክሳይድ ንብርብር)	ልዩ (ኦክሳይድ ንብርብር)	ድሆች (በአልሎዎች ተሻሽሏል)
ድካም መቋቋም	ጥሩ	በጣም ጥሩ	ጥሩ
ብየዳነት	በአጠቃላይ ጥሩ	ጥሩ	ፈታኝ

ማምረት እና ማቀናበር

ሂደት	አሉሚኒየም	ቲታኒየም	ማግኒዥየም
ማውጣት	Bauxite (30-60% አል ₃)	ኢልሜንቴ (FeTiO₃), ራይሌ (ቲኦ₂)	ዶሎማይት (ካኤምጂ(CO₃)₂), ማግንዲኔቴ (MgCO₃), የባህር ውሃ, ብሩሾች
በማጣራት ላይ	Bayer ሂደት	Kroll ሂደት, አዳኝ ሂደት	DOW ሂደት, ፒድጎን ሂደት
ቅይጥ	መዳብ, ማግኒዥየም, ሲሊከን, ዚንክ	አሉሚኒየም, ቫናዲየም, ቆርቆሮ	አሉሚኒየም, ዚንክ, ማንጋኒዝ, አልፎ አልፎ የምድር አካላት
መመስረት	በመውሰድ ላይ, ማንከባለል, ማባከን, ማስመሰል	በመውሰድ ላይ, ማንከባለል, ማባከን, ማስመሰል	በመውሰድ ላይ, ማንከባለል, ማባከን, ማስመሰል (ልዩ መሣሪያዎች)

ጥቅሞች

ጥቅም	አሉሚኒየም	ቲታኒየም	ማግኒዥየም
ቀላል ክብደት	አንድ ሶስተኛ የብረት ክብደት	ከአረብ ብረት ይልቅ ቀለል ያለ, ከአሉሚኒየም የበለጠ ከባድ	በጣም ቀለል ያለ መዋቅራዊ ብረት
የዝገት መቋቋም	በጣም ጥሩ	ልዩ	ድሆች (በአልሎዎች ተሻሽሏል)
መልሶ ጥቅም ላይ ማዋል	በከፍተኛ ሁኔታ እንደገና ጥቅም ላይ ሊውል የሚችል (5% የሚያስፈልገውን ኃይል)	እንደገና ጥቅም ላይ ሊውል የሚችል (ግን የበለጠ ኃይል-ተኮር)	በከፍተኛ ሁኔታ እንደገና ጥቅም ላይ ሊውል የሚችል
ቅርፀት	ከፍተኛ ቅርጽ ያለው	ጥሩ	ከፍተኛ ቅርጽ ያለው
የሙቀት መቆጣጠሪያ	በጣም ጥሩ	መጠነኛ	ጥሩ
ባዮተኳሃኝነት	ኤን/ኤ	በጣም ጥሩ	ጥሩ (ሊበላሹ የሚችሉ ውህዶች)
የሙቀት መቋቋም	ጥሩ	ከፍተኛ	ጥሩ
የውበት ይግባኝ	ለስላሳ, የሚያብረቀርቅ ገጽ	አንጸባራቂ, የብር መልክ	ከፍተኛ አንጸባራቂ, የብር መልክ

6. ቀላል ክብደት ያላቸው ብረቶች ዘላቂነት

አሉሚኒየም

• መልሶ ጥቅም ላይ ማዋል: አልሙኒየም ጥራቱን ሳይቀንስ ላልተወሰነ ጊዜ እንደገና ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል, ከፍተኛ ዘላቂነት እንዲኖረው ማድረግ.
• የኢነርጂ ፍጆታ: የመጀመሪያው ምርት ጉልበት-ተኮር ቢሆንም, የረጅም ጊዜ ጥቅሞችን እንደገና ጥቅም ላይ ማዋል እና የመጓጓዣ ወጪዎች መቀነስ ለአካባቢ ተስማሚ ያደርገዋል.

ቲታኒየም

• ረጅም የህይወት ዘመን: የታይታኒየም ከፍተኛ ጥንካሬ እና የዝገት መቋቋም ማለት ከእሱ የተሰሩ ምርቶች ረዘም ላለ ጊዜ ይቆያሉ, በተደጋጋሚ የመተካት ፍላጎት መቀነስ.
• ኢነርጂ ኢንቲቭ: የቲታኒየም ምርት ከአሉሚኒየም ጋር ሲነፃፀር የበለጠ ኃይል-ተኮር ነው, ግን ዘላቂነቱ ይህንን ጉድለት ያስወግዳል.

ማግኒዥየም

• የክብደት መቀነስ: የማግኒዚየም ቀላል ክብደት ተፈጥሮ በተሽከርካሪዎች እና በኤሮስፔስ መተግበሪያዎች ውስጥ የኃይል ፍጆታን ይቀንሳል, ወደ ዝቅተኛ የካርቦን ልቀቶች ይመራል.
• እንደገና ጥቅም ላይ ማዋል: ማግኒዥየም በቀላሉ እንደገና ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል, ለክብ ኢኮኖሚ አስተዋፅኦ ማድረግ.

7. በቀላል ክብደት ብረቶች ላይ የወደፊት አዝማሚያዎች

በ alloys ውስጥ ፈጠራዎች

• የተሻሻለ ጥንካሬ እና ዘላቂነት: ቀላል ክብደት ያላቸው ብረቶችን ሜካኒካዊ ባህሪያትን ለማሻሻል አዲስ አሊዎች እየተገነቡ ናቸው, ለተጨማሪ ፍላጎት ማመልከቻዎች ተስማሚ እንዲሆኑ ያደርጋቸዋል.
• የዝገት መቋቋም: የላቁ ነጠብጣቦች እና የትርጉም ህክምናዎች የእነዚህ ብረቶች መቋቋም እንዲችል የቆራቸውን ለማጎልበት ይመራራሉ.

የላቀ የማምረት ሂደቶች

• 3D ማተም: የተጨማሪ ማኑፋክቸሪንግ ቀላል ክብደት ያላቸው ብረቶች የሚያገለግሉበትን መንገድ ይመላለስባል, ውስብስብ የጂኦሜትሪዎች እና ብጁ ክፍሎች እንዲፈጠሩ መፍቀድ.
• የላቁ የመነሻ ቴክኒኮችን: አዳዲስ የመጠያ ዘዴዎች የብርሃን ክብደት መብረቶችን እና ጥንካሬን እያሻሻሉ ናቸው.

ፍላጎት እያደገ

• የኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎች: የባትሪ ተሽከርካሪዎች ሽግግር የባትሪ ውጤታማነትን እና አጠቃላይ የተሽከርካሪ አፈፃፀምን ለማሻሻል ቀለል ያሉ ቁሳቁሶች ፍላጎቶችን እየነዳ ነው.
• ታዳሽ ኃይል: ቀላል ክብደት ብረት በነፋስ ተርባይኖች ውስጥ ማመልከቻዎችን እያገኙ ነው, የፀሐይ ፓነሎች, እና ሌሎች ታዳሽ የኃይል ቴክኖሎጂዎች.

8. ማጠቃለያ

አሉሚኒየም, ቲታኒየም, እና ማግኒዚየም ልዩ ባህሪያት እና ጥቅሞች የሚያቀርቡ አስፈላጊ ቀላል ክብደት ያላቸው ብረቶች ናቸው.

ሁለገብነታቸው, ጥንካሬ, እና ዘላቂነት በዘመናዊ ኢንዱስትሪዎች ውስጥ አስፈላጊ እንዲሆኑ ያደርጋቸዋል።.

ቴክኖሎጂ እያደገ ሲሄድ, እነዚህ ብረቶች ፈጠራን ለመንዳት እና ዓለም አቀፍ ችግሮችን ለመፍታት ወሳኝ ሚና መጫወታቸውን ይቀጥላሉ።.

ንግዶች እና መሐንዲሶች የወደፊቱን የንድፍ እና ዘላቂነት ሊቀርጹ የሚችሉ ቆራጥ መፍትሄዎችን እነዚህን ቁሳቁሶች እንዲመረምሩ ይበረታታሉ.

ቀላል ክብደት ያላቸውን ብረቶች አቅም በመቀበል, የበለጠ ውጤታማ መፍጠር እንችላለን, የሚበረክት, እና በፍጥነት እያደገ ላለው ዓለም ፍላጎቶች የሚያሟሉ ለአካባቢ ተስማሚ ምርቶች.

ማንኛውም አሉሚኒየም ካለዎት, ፕሮጀክትዎን ለመጀመር የታይታኒየም ወይም የማግኒዚየም ምርት መስፈርቶች, እባክህ ነፃነት ይሰማህ አግኙን።.