مس، یکی از فلزات گرانبها و پرکاربرد در جوامع بشری است. این فلز، در تمدن‌های باستانی کشف و به کار برده می‌شد و به همین دلیل از آن با عنوان اولین فلزی که کشف شد، نام می‌برند. با توجه به رسانایی الکتریسیته بالا، مقاومت در برابر زنگ زدگی، کاربردهای صنعتی گسترده، خواص زیبایی و قابلیت بازیافت، مس به عنوان یکی از فلزات حیاتی و با اهمیت بالایی در جوامع بشری محسوب می‌شود. مس به صورت طبیعی در خاک و سنگ‌ها وجود دارد و با استخراج از معدن‌های مس به دست می‌آید. مس، یک فلز منعطف و قابل تغییر شکل است و خواص فراوانی دارد که آن را برای مصارف متنوعی، ارزشمند می‌سازد. یکی از ویژگی‌های برجسته مس، رسانایی بالای الکتریسیته و حرارت است. به همین دلیل، مس به عنوان یکی از بهترین مواد برای ساخت سیم‌ها و کابل‌های الکتریکی استفاده می‌شود.
نیکل یک فلز واکنش‌پذیر، به رنگ نقره‌ای سفید و با بازتاب نور بالا است. این فلز در جدول تناوبی با نماد Ni و عدد اتمی 28 قرار دارد. نیکل یکی از فلزات انتقالی است و خواصی مانند مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت مکانیکی بالا دارد و همچنین نقش مهمی در صنایع مختلف دارد.
نیکل یک عنصر فلزی است که بسیار مقاوم در برابر اکسیداسیون و خوردگی است. به عنوان یک فلز مقاوم، نیکل به طور گسترده در تولید فولاد ضد زنگ (استنلس استیل) استفاده می‌شود. نیکل میزان مقاومت و سختی فولاد را افزایش داده و خواص مقاومتی و زیبایی استنلس استیل را بهبود می‌بخشد.
علاوه بر استفاده در تولید استنلس استیل، نیکل نقش مهمی در صنایع دیگر نیز ایفا می‌کند. به عنوان مثال، نیکل در تولید باتری‌های قابل شارژ استفاده می‌شود. باتری‌های لیتیوم – یونی، که در دستگاه‌های الکترونیکی قابل حمل مانند تلفن همراه و لپ‌تاپ استفاده می‌شوند، نیز دارای کاتد حاوی نیکل هستند. همچنین، نیکل در صنعت فلزات پایه و آلیاژهای مختلف استفاده می‌شود و در تولید سکه‌ها، جواهرات، و محصولات دیگر نقش دارد.
در مبحث کاربرد آلیاژها در زندگی، در رابطه با آلیاژها و انواع آن صحبت نمودیم. از ترکیب این دو فلز پرطرفدار (مس و نیکل)، آلیاژی به دست می‌آید به نام آلیاژ مس و نیکل که کاربردهای فراوانی دارد. در این مقاله با صباپروفیل همراه باشید تا به بررسی بیشتر این آلیاژ بپردازیم.
آلیاژ مس و نیکل
آلیاژ مس و نیکل، آلیاژهای فلزی هستند که از ترکیب دو فلز مس و نیکل به صورت ترکیبی خاص ساخته می‌شوند. در این آلیاژ، نسبت مس به نیکل به طور متوسط در محدوده 60 تا 90 درصد مس و 10 تا 40 درصد نیکل متغیر است. آلیاژهای مس و نیکل دارای طیف گسترده‌ای از خواص و کاربردها هستند. این آلیاژها اغلب ترکیبی از خواص مطلوب از هر دو فلز را نشان می‌دهند که آنها را برای کاربردهای مختلف مناسب می‌کند.
خواص آلیاژ مس و نیکل
- مقاومت در برابر خوردگی: آلیاژهای مس و نیکل به دلیل حضور نیکل در ترکیب خود، مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارند. این ویژگی آنها را برای استفاده در بسیاری از صنایعی که با شرایط خوردگی سختی دارند، مناسب می‌کند.
- مقاومت در برابر حرارت: آلیاژهای مس و نیکل به دلیل حضور نیکل در ترکیب خود، مقاومت بالایی در برابر حرارت دارند. این ویژگی آنها را برای استفاده در کاربردهایی که در معرض دماهای بالا هستند، مناسب می‌کند.
- سختی: آلیاژهای مس و نیکل دارای استحکام و سختی قابل توجهی هستند. این ویژگی آنها را برای استفاده در کاربردهایی که نیاز به مقاومت مکانیکی بالا دارند، مناسب می‌کند.
- هدایت الکتریکی و حرارتی: آلیاژهای مس و نیکل دارای هدایت الکتریکی و حرارتی بالایی هستند. این ویژگی آنها را برای استفاده در کاربردهایی که نیاز به انتقال جریان الکتریکی یا گرما دارند، مناسب می‌کند.
کاربردهای آلیاژ مس و نیکل
آلیاژهای مس و نیکل در طیف گسترده‌ای از کاربردها استفاده می‌شوند، از جمله:
- صنایع دریایی: آلیاژهای مس و نیکل به دلیل مقاومت بالای خود در برابر خوردگی، در ساخت قطعات و سازه‌های دریایی مانند بدنه کشتی، مخازن، و پمپ‌ها استفاده می‌شوند.
- صنایع نفت و گاز: آلیاژهای مس و نیکل به دلیل مقاومت بالای خود در برابر خوردگی و حرارت، در ساخت لوله‌ها، شیرآلات، و سایر تجهیزات مورد استفاده در صنایع نفت و گاز استفاده می‌شوند.
- صنایع شیمیایی: آلیاژهای مس و نیکل به دلیل مقاومت بالای خود در برابر خوردگی، در ساخت مخازن، پمپ‌ها، و سایر تجهیزات مورد استفاده در صنایع شیمیایی استفاده می‌شوند.
- صنایع برق و الکترونیک: آلیاژهای مس و نیکل به دلیل هدایت الکتریکی و حرارتی بالای خود، در ساخت سیم‌ها، کابل‌ها، و سایر قطعات الکترونیکی استفاده می‌شوند.
- لوازم خانگی: آلیاژهای مس و نیکل به دلیل مقاومت بالای خود در برابر خوردگی و حرارت، در ساخت قطعات لوازم خانگی مانند شیرآلات، لوله‌ها، و سایر تجهیزات استفاده می‌شوند.
انواع آلیاژهای مس و نیکل
آلیاژهای مس و نیکل در انواع مختلفی تولید می شوند. برخی از انواع رایج این آلیاژها عبارتند از:
مونل
آلیاژ مونل (به انگلیسی Monel) یک ابر آلیاژ فلزی است که تقریباً حاوی 65-70٪ نیکل، 20-29٪ مس و 5٪ منگنز است. مواد آلیاژی نیکل و مس در مونل، مقاومت بالایی در برابر خوردگی شیمیایی، آب نمک، اسیدها، محلول‌های قلیایی دارند و معمولاً در محیط‌های بسیار خورنده استفاده می‌شوند. آلیاژهای فلزی مونل بیشترین استفاده را در صنایع نفت، دریایی و صنایع شیمیایی دارند.
آلیاژ مونل به عنوان یک اصطلاح، به گروهی از آلیاژهای فلزی اطلاق می‌شود که تحت یک علامت تجاری واحد ثبت شده‌اند. این علامت تجاری که در اصل توسط مهندسان شاغل در شرکت بین المللی نیکل (International Nickel Company) توسعه داده شد، اکنون به شرکت فلزات ویژه (Special Metals Corporation) تعلق دارد. مونل همچنین برای توصیف همه آلیاژهای مشابه، حتی آلیاژهایی که توسط شرکت‌های دیگر تولید می‌شوند، استفاده می‌شود.
پرکاربردترین فلزات مونل آلیاژ 400 (Monel 400، UNS N04400، 2.4360) و آلیاژ K500 (Monel 500، UNS N05500، 2.4375) هستند که دومی یک آلیاژ با مقاومت بالاتر است. هر دوی این آلیاژها به دلیل مقاومت عالی در برابر خوردگی در محیط‌های انتخابی، به طور گسترده در صنایع دریایی و فرآیندهای شیمیایی استفاده می‌شوند. مونل یک آلیاژ دوتایی محلول جامد است که نیکل و مس در هر نسبت به یکدیگر محلول هستند و این آلیاژ را به یک آلیاژ تک فاز تبدیل می‌کند.
کوپرونیکل
آلیاژ کوپرونیکل یک آلیاژ مس و نیکل با خواص مکانیکی و هدایت الکتریکی بالا است. این آلیاژ معمولاً حاوی 80 تا 90 درصد مس و 10 تا 20 درصد نیکل است. این آلیاژ دارای طیف گسترده ای از خواص و کاربردها است. آلیاژ کوپرونیکل در انواع مختلفی تولید می‌شود. برخی از انواع رایج این آلیاژها عبارتند از:
- CuNi80: این آلیاژ حاوی 80 درصد مس و 20 درصد نیکل است. این آلیاژ دارای خواص مکانیکی و هدایت الکتریکی و حرارتی بالایی است.
- CuNi90: این آلیاژ حاوی 90 درصد مس و 10 درصد نیکل است. این آلیاژ دارای مقاومت در برابر خوردگی و حرارت بالایی است.
- CuNi30: این آلیاژ حاوی 30 درصد مس و 70 درصد نیکل است. این آلیاژ دارای مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون بالایی است.
انتخاب نوع آلیاژ کوپرونیکل مناسب برای یک کاربرد خاص، به عوامل مختلفی از جمله شرایط محیطی، نیازهای مکانیکی، و نیازهای الکتریکی بستگی دارد.
آلیاژهای برنج نیکل
آلیاژهای برنج نیکل آلیاژهای مس و نیکل با خواص مکانیکی و هدایت حرارتی بالا هستند. این آلیاژها معمولاً حاوی 50 تا 60 درصد مس و 40 تا 50 درصد نیکل هستند. آلیاژهای برنج نیکل در انواع مختلفی تولید می‌شود. برخی از انواع رایج این آلیاژها عبارتند از:
- C51400: این آلیاژ حاوی 51 درصد مس و 49 درصد نیکل است. این آلیاژ دارای خواص مکانیکی و هدایت الکتریکی و حرارتی بالایی است.
- C52100: این آلیاژ حاوی 52 درصد مس و 48 درصد نیکل است. این آلیاژ دارای مقاومت در برابر خوردگی و حرارت بالایی است.
- C53100: این آلیاژ حاوی 53 درصد مس و 47 درصد نیکل است. این آلیاژ دارای مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون بالایی است.
فلزات, فولاد و آلیاژ, مقالات در گروه صبا | نویسنده : امید مرادی | بروزرسانی : 1 آذر 1402
