۰۶ آذر ۱۳۹۸ / ۱۵:۵۸:۰۱
۴۰


فلزی زیبا، دارای بیشترین رسانایی بین فلز ها و میلیارد ها استفاده!

مس نام یک عنصر در جدول تناوبی با نماد شیمیایی Cu (برگرفته از واژهٔ لاتین cuprum) است عدد اتمی آن ۲۹ و عنصری فلزی با ویژگی‌های شکل پذیری و رسانایی گرمایی و الکتریکی بالا است. مس خالص، نرم و چکش خوار است بخشی از آن که در برابر هوای آزاد قرار دارد به رنگ قرمز مایل به نارنجی است.

فلز مس نسبتاً قرمز رنگ است که از خاصیت هدایت الکتریکی و حرارتی بسیار بالایی برخوردار است.(در بین فلزات خالص، تنها خاصیت هدایت الکتریکی نقره در حرارت اتاق از مس بیشتر است) چون قدمت مصنوعات مسی کشف شده به ۸۷۰۰ سال قبل از میلاد برمی گردد، احتمالاً فلز مس قدیمی‌ترین فلز مورد استفاده انسان می‌باشد. مس علاوه بر اینکه در سنگ‌های معدنی گوناگون وجود دارد، به حالت فلزی نیز یافت می‌شود. براساس تحقیقات زمین شناسی ایالات متحده ، مس پس از آهن و آلومینیوم به عنوان سومین فلز صنعتی پر مصرف  در جهان قرار دارد. حدود سه چهارم از این فلز برای ساختن سیم های برقی ، کابل های ارتباطی و الکترونیک می رود.

حدود دو سوم مس موجود در زمین در سنگهای آذرین (آتشفشانی) یافت می شود و حدود یک چهارم در سنگهای رسوبی رخ می دهد. این فلز انعطاف پذیر و قابل انعطاف است و گرما و برق را به خوبی هدایت می کند  به همین دلیل به طور گسترده ای در الکترونیک و سیم کشی استفاده می شود.

فلز مس، کاربرد و مصارف:

 

  • مصارف برقی فلز مس

صنعت برق یکی از بزرگ‌ترین مصرف‌کنندگان مس است زیرا بهترین فلز ارزان برای انتقال برق است، همچنین در مقایسه با سایر انتقال‌دهنده‌ها از استاندارد خاصی برخوردار است. علاوه براین، قدرت استثنایی فلز مس، انعطاف پذیری‌اش و مقاومت‌اش در برابر وادادگی و خوردگی، آن را به ارجح‌ترین و ایمن‌ترین انتقال‌دهنده برای ساخت سیم تبدیل کرده است.
مس همچنین در کابل‌های برق، به صورت عایق‌بندی شده یا نشده، و برای کاربردهای ولتاژ پایین، متوسط یا بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فلز بخش اصلی موتورها و تبدیل‌کننده‌های کارآمد است.

  • مس در الکترونیک و ارتباطات

سیم ها:ازکاربرد مس که رسانای عالی برق است در سیم ها استفاده می شود. این سیم ها می توانند در لوازم الکترونیکی خانگی مانند توسترها یا مایکروویو و همچنین وسایلی مانند ماشین لباسشویی و یخچال به پایان برسند. همچنین در سیم کشی الکتریکی منزل و همچنین به عنوان سیم در اسباب بازی های الکترونیکی مانند ارقام اکشن و اتومبیل های کنترل از راه دور استفاده می شود.

کاربرد فیبر نوری در خطوط اصلی ارتباطات به انقلابی در صنعت ارتباطات از راه دور منجر شده است. علی‌رغم کنار گذاشتن مس در بخشی از نظام توزیع، نیاز به مس در اجتماعاتی که با سیم به هم متصل می‌شوند افزایش یافته است. این فلز هنوز انتقال‌دهنده‌ی مناسبی برای بخش‌های انتهایی مسیر انتقال است. همچنین خطوط اشتراک داخلی، شبکه‌های محلی، کامپیوترهای شخصی و سایر سخت‌افزارها همگی به مس و آلیاژهای آن، بخصوص اتصال‌دهنده‌ها نیازمندند.
(فن‌آوری خط اشتراک‌دهنده‌ی دیجیتالی) به زیرساخت‌های مسی و موجود سیم‌های تلفن معمولی این امکان را می‌دهد تا اطلاعات را با سرعت بالا انتقال دهند. این فن‌آوری برای کاربران اینترنت به معنای اتصال به ۵/۱ بیت در ثانیه به جای ۵۶ هزار بیت در ثانیه است.

  • مس در پزشکی

خاصیت ضد میکروبی مس آن را به یک فلز محبوب در زمینه پزشکی تبدیل کرده است. چندین بیمارستان با پوشاندن سطوح  لمس شده مانند ریل های تختخواب و دکمه های تماس با آلیاژهای این فلز  در تلاش برای کاهش سرعت عفونت های به دست آمده از بیمارستان آزمایش کرده اند. کاساندرا سالگادو ، استاد بیماریهای عفونی و اپیدمیولوژیست بیمارستان در دانشگاه پزشکی کارولینای جنوبی گفت: این فلز  با دخالت در بار الکتریکی غشاهای سلولی موجودات زنده میکروب ها را می کشد.

 

انواع مس و آلیاژهای آن

۱-مس خالص: که حاوی ۹۹.۳% و یا بیشتر مس می باشد.

۲-آلیاژهای با درصد مس بالا: دارای درصد مس بین ۹۶% تا ۹۹.۳% می باشند و برای دستیابی به خواص ویژه ممکن است نقره نیز افزوده شود.

۳- برنج ها: دارای روی به عنوان عنصر آلیاژی اصلی می­ باشند، همچنین عناصر دیگری مانند آهن، آلومینیوم ، نیکل و سیلیسیوم برای بهبود خواص آلیاژ ، افزوده می ­شوند. برنج ها دارای مقاومت به خوردگی و استحکام کششی بالایی هستند.

افزودنی های برنج

افزودن سرب به ترکیبات فلز برنج می تواند سبب بهبود خواص ماشین کاری شده، همچنین موجب سایش کمتر ابزار شود. افزودن آلومینیوم ، آهن ومنگنز به برنج سبب افزایش استحکام، افزودن سیلیسیوم سبب بهبود مقاومت به سایش می­ شود.

خانواده های فلز برنج:

  • آلیاژهای CU-Zn
  • آلیاژهای CU-Zn-Pb ( برنج های سرب دار)
  • آلیاژهای Cu-Zn-Sn ( برنج های قلع )

۴- برنزها: دارای قلع به عنوان تنها عنصر آلیاژی و یا عنصر آلیاژی اصلی می­ باشند. امروزه برنز به آلیاژ های مس که عنصر آلیاژی اصلی آنها غیر از نیکل و روی می­ باشد اطلاق می شود.

خانواده برنزها شامل:

  • آلیاژ های Cu-Sn-P (برنز های فسفر)
  • آلیاژ های CU-Sn-Pb-P (برنز های فسفر سرب دار)
  • آلیاژ های Cu-Al (برنز های آلومینیوم )
  • آلیاژ های CU-Si (برنز های سیلیسیوم)

مس های سرب دار : مس های سرب دار آلیاژهای مس ریختگی هستند که دارای ۲۰% و یا بیشتر افزودنی سرب می­ باشند. همچنین آنها حاوی مقادیر کمی نقره هستند اما عناصر قلع و یا روی در آنها وجود ندارد.

هدایت الکتریکی:

هدایت الکتریکی این محصول در دومین مرتبه پس از نقره قرار دارد و ۹۷% آن می­ باشد. بعلت قیمت کمتر و فراوانی بیشتر، بطور سنتی بعنوان ماده استاندارد برای کاربردهای انتقال الکتریسیته استفاده می­شود. اگرچه از نقطه نظر وزنی، سهم بزرگی از خطوط نیروی ولتاژ بالا هم اکنون از آلومینیوم بیشتر از مس استفاده می شود، هدایت آلومینیوم حدود دو برابر مس می­ باشد. این آلیاژهای آلومینیوم ، دارای استحکام پایین بوده و نیاز به بهسازی با گالوانیزه کردن و یا پوشش دهی آلومینیوم با سیم­ های فولاد ی با استحکام کششی بالا در هر لایه دارند. اگر چه افزودن سایر عناصر خواصی نظیر استحکام را بهبود می­ بخشد، ولی مقداری کاهش در هدایت الکتریکی ایجاد می­ کند. بعنوان مثال افزودن ۱% کادمیم می­ تواند باعث افزایش استحکام به میزان ۵۰% شود ولی هدایت الکتریکی به میزان ۱۵% کاهش می­ یابد.

هدایت حرارتی:

هدایت حرارتی این فلز در حدود دو برابر آلومینیوم و ۳۰ برابر فولاد زنگ نزن است. از این رو مس برای کاربردهایی که به انتقال حرارت سریع نیاز دارند، از قبیل ظروف آشپزخانه، مبدل حرارتی، رادیاتور های ماشین و وسایل نقلیه و انباره های حرارتی در کامپیوتر، دیسک چرخان و مجموعه­ های تلویزیون، استفاده می­ شود.

مقاومت به خوردگی:

همه آلیاژ های این فلز دارای مقاومت به خوردگی در برابر آب و بخار می ­باشند. در بیشتر اتمسفر های صنعتی و دریایی، آلیاژهای این محصول دارای مقاومت به خوردگی هستند. این فلز در محلول­های نمکی، خاک ها، کانی های غیر اکسیدی، اسید های آلی و محلول های سوز آور، مقاوم است. محلول آمونیاک مرطوب، هالوژن­ ها، سولفید ها، محلول­های حاوی یون های آمونیاک و اسیدهای اکسیدی، مانند اسید نیتریک، به مس حمله خواهند کرد. مقاومت به خوردگی آلیاژهای مس به دلیل تشکیل فیلم های به هم چسبیده روی سطح مواد می ­باشد. این فیلم ها نسبتا غیر قابل نفوذ در مقابل خوردگی هستند بنابراین فلز پایه را از حمله بیشتر محافظت می­ کنند. آلیاژهای Cu-Ni ، برنج های آلومینیوم و آلومینیوم مقاومت عالی در برابر خوردگی در آب نمک از خود نشان می­ دهند.

 

 

 

منابع و مآخذ:




برای درج دیدگاه باید ابتدا به عنوان کاربر به سایت وارد شده باشید.