المعادن هي مجموعة من المواد التي لديها ميل لإعطاء الإلكترونات. المعادن هي ناقلات كبيرة للحرارة والكهرباء.
تتميز المعادن بالمرونة والليونة واللمعان، ويمكن أن تتحد مع معادن مختلفة لتكوين ملغم. للمعادن فائدة كبيرة في حياتنا، فهي موجودة في كل مكان سواء في المطبخ أو ديكور المنزل أو المصانع وغيرها.
في هذه المقالة سوف نناقش الألومنيوم و الحديد الزهر التي يشيع استخدامها في حياتنا اليومية.
الوجبات السريعة الرئيسية
- الألمنيوم خفيف الوزن ومرن للغاية ومقاوم للتآكل ، في حين أن الحديد الزهر أثقل وأكثر هشاشة وعرضة للصدأ.
- يتميز الحديد الزهر باحتباس حراري أفضل وتوزيع متساوي للحرارة مقارنة بالألمنيوم ، مما يجعله مثاليًا لتطبيقات الطهي.
- يعتبر الألمنيوم أكثر ملاءمة لتطبيقات التصنيع والبناء نظرًا لطبيعته خفيفة الوزن ومقاومته للتآكل.
الألمنيوم مقابل الحديد الزهر
الفرق بين الألمنيوم والحديد الزهر هو أن استخدام الألمنيوم في أدوات المطبخ جديد للغاية ، حيث ظهر في القرن العشرين كنتيجة لإنشاء طلاء التفلون الاصطناعي. الألومنيوم هو العنصر الأكثر انتشارًا على سطح الأرض ، ويستخدم لإنتاج ما يقرب من نصف جميع أدوات الطهي في جميع أنحاء العالم. من ناحية أخرى؛ يتم استخدام أدوات المطبخ المصنوعة من الحديد الزهر على مر العصور. تم استخدامه لأول مرة في الغرب في القرن السابع ، وفقًا للسجلات التاريخية. لقد تم استخدامه في آسيا لفترة أطول. بدأت شهرة الحديد الزهر في أواني الطهي تتلاشى في منتصف القرن العشرين ولكنها عادت إلى الظهور مؤخرًا.
من بين جميع المعادن ، يعتبر الألمنيوم أكثر المعادن غير الحديدية شيوعًا والمكون المعدني الأكثر وفرة في قشرة الأرض.
لا يوجد الألومنيوم في حالته المعدنية في الطبيعة بسبب تأثيره الجزيئي ، ولكن يمكن العثور على مشتقاته بدرجات متفاوتة في جميع المعادن والنباتات والمخلوقات تقريبًا.
الألومنيوم معدن خفيف متلألئ. إنه مرن ومرن. . العلب ، رقائق الألومنيوم ، أواني الطهي ، الألواح الزجاجية ، بيرة البراميل وأجزاء الطائرات كلها مصنوعة من الألمنيوم.
الحديد الزهر عبارة عن ملغم حديدي يحتوي على 2 إلى 4٪ كربون ، بالإضافة إلى مستويات مختلفة من السيليكات والحديد ، فضلًا عن بقايا الكبريت والفوسفور. يتم تصنيعها في فرن صهر عن طريق صهر خام الحديد.
يتم صب الحديد السائل أو تفريغه وتصلبه ، إلى سبائك خام تعرف باسم الخنازير ، والتي يتم إعادة صهرها بعد ذلك في مواقد مخروطية مع الخردة ومواد السبائك المعدنية وإعادة تشكيلها في قوالب لصنع مجموعة من العناصر.
جدول المقارنة
| معلمات المقارنة | الألومنيوم | الحديد الزهر |
|---|---|---|
| صلابة | أقل صعوبة | أكثر صرامة |
| الوزن | أخف من الحديد الزهر | ثقيل |
| متحمل | أقل متانة | أكثر متانة من الألومنيوم |
| عام الاكتشاف | 1825 | القرن الخامس قبل الميلاد |
| طلاقة الحركة | أقل تنوعًا مقارنةً بحديد الزهر | أكثر تنوعا |
ما هو الألمنيوم؟
الألومنيوم عنصر فضي لامع وخفيف الوزن ووزنه الذري 26.98 amu ينشأ بشكل طبيعي في القشرة الأرضية.
نظرًا لأنه يتحد مع الأكسجين وعناصر أخرى من بيئة الأرض ، نادرًا ما يوجد الألمنيوم في شكله الأصلي. لذلك ، تمثل 8 ٪ من القشرة الخارجية للأرض ، وتوجد في الغالب على شكل خام يعرف باسم البوكسيت.
على الرغم من أن الألومنيوم معدن غير مكلف (ضع في اعتبارك مدى سهولة شراء رقائق الألومنيوم أو علبة الصودا) ، فإن تحويل البوكسيت إلى ألومنيوم نقي يعد مهمة شاقة ومعقدة.
يعد الألمنيوم من أكثر المعادن المفيدة التي يمكن صبها وخلطها واستخلاصها بطرق مختلفة ، وخصائصه فريدة وتجعله من أكثر المواد مرونة. بعض خصائصه مذكورة أدناه:
- بصرف النظر عن المغنيسيوم ، فإن الألمنيوم أقل وزنًا من أي معدن صناعي آخر. الألومنيوم هو عاكس رائع ، خاصة بالنسبة لضوء الأشعة فوق البنفسجية ، عندما يتم تغطيته بنوع مناسب من السطح.
- الألمنيوم عنصر فضي بدون رائحة أو نكهة. مع إضافة السيليكون ، تصبح المادة أكثر مرونة ونعومة. الشكل المكعب من بلور الألمنيوم متمركز على الوجه.
- يؤدي تكوين طبقات الشوائب إلى تركيز الهيكل في المعدن الأقل نقاء ، وتتأثر الخصائص الفيزيائية للألمنيوم بدرجة كبيرة بنقاوته.
يستخدم الألمنيوم في قطاعات مختلفة لأغراض مختلفة ، وبعض استخداماته مذكورة أدناه:
1) خطوط الكهرباء: بسبب التوصيل الفائق للألمنيوم ، فهو مثالي لكابلات شبكة الطاقة ، وخاصة خطوط نقل الكهرباء العلوية وأسلاك التوزيع الكهربائي الإقليمية.
2) تأطير النوافذ: تعتبر إطارات النوافذ المصنوعة من الألومنيوم حلاً متينًا واقتصاديًا للغاية للأسر وأماكن العمل.
3) الإلكترونيات للمستهلكين: يتم استخدام الألمنيوم بشكل تدريجي في تصنيع الهواتف المحمولة وأجهزة iPod وأجهزة الكمبيوتر المكتبية وأجهزة التلفزيون ذات الشاشات المسطحة وما إلى ذلك.
ما هو الحديد الزهر؟
الحديد الزهر هو فئة من ملغم الحديد والكربون يحتوي على أكثر من 2٪ إلى 4٪ كربون.
العناصر الأخرى التي تمتزج فيه هي السيليكون وتتراوح من 1٪ إلى 3٪ بالكتلة والمنغنيز وبقايا الكبريت والفوسفور موجودة أيضًا.
في فرن الانفجار ، يتم تقليل خام الحديد لاستخراج الحديد الزهر. عندما يتشقق الحديد الزهر ، تؤثر مكونات السبائك على اللون.
يحتوي الحديد الزهر الأبيض على ملوثات كاشطة تمكن الشقوق من الانتقال بسهولة ، ويحتوي الحديد الزهر الرمادي الجرافيت الحبيبات التي تحول الكراك المتحرك وتحدث العديد من الشقوق الجديدة عندما تنكسر المادة ، كما أن الحديد الزهر المرن يحتوي على "زوائد" كروية من الجرافيت تمنع الكراك وتوقفه من الانتشار أكثر.
يعتبر الحديد الزهر معدنًا قويًا ومتينًا وله بعض الميزات والخصائص الفريدة ، ومن بين خصائصه التي تجعله المعادن المستخدمة على نطاق واسع هي كما يلي:
- المتانة: الحديد الزهر مادة صلبة يمكن تقويتها عن طريق تسخينها وتبريدها بسرعة. نتيجة لذلك ، فهو معدن طويل الأمد.
- القابلية للصب: تعتبر عملية صب الأشكال من حديد الزهر أسهل مقارنة بالمواد الأخرى.
- قابلية التشغيل الآلي: الحديد الزهر مرن تقريبًا حتى أقصى قوة شد له ، مما ينتج عنه قطع غير منتظمة يسهل سحبها بسهولة من المواد. نتيجة لذلك ، عندما يتعلق الأمر بالقدرة على التحمل والمتانة ، فإن الحديد الزهر هو المعدن المفضل.
يعتبر الحديد الزهر من أكثر المعادن تنوعًا ومرونة ، ونتيجة لذلك ، يتم استخدامه على نطاق واسع في العديد من المجالات ، وبعض استخداماته مذكورة أدناه:
1) المنتجات الزراعية: يمكن استخدامها لصنع مجموعة متنوعة من الآلات والأدوات الزراعية.
2) مواد البناء: قالب الصب لأعمدة الإنارة والسلالم المعدنية والبوابات والعناصر المعمارية الأخرى.
3) صناعة السيارات: تستخدم في صناعة السيارات لتصنيع أجزاء من المركبات المختلفة.
الاختلافات الرئيسية بين الألمنيوم والحديد الزهر
1. درجة انصهار الألومنيوم هي 660.3 درجة مئوية ، بينما درجة انصهار الحديد الزهر هي 1204 درجة مئوية.
2. الألومنيوم معدن فضي لامع ، بينما يأتي الحديد الزهر باللونين الرمادي والأبيض.
3. كثافة الألمنيوم أخف مقارنة بحديد الزهر.
4. يوجد الألمنيوم بكثرة في القشرة الأرضية بالمقارنة مع الحديد الزهر.
5. يتأكسد الألمنيوم بشكل أبطأ بالمقارنة مع الحديد الزهر.
آخر تحديث: 16 يوليو 2023
لقد بذلت الكثير من الجهد في كتابة منشور المدونة هذا لتقديم قيمة لك. سيكون مفيدًا جدًا بالنسبة لي ، إذا كنت تفكر في مشاركته على وسائل التواصل الاجتماعي أو مع أصدقائك / عائلتك. المشاركة هي ♥ ️
أمضى بيوش ياداف السنوات الخمس والعشرين الماضية في العمل كفيزيائي في المجتمع المحلي. إنه فيزيائي شغوف بجعل العلم في متناول قرائنا. وهو حاصل على بكالوريوس في العلوم الطبيعية ودبلوم دراسات عليا في علوم البيئة. يمكنك قراءة المزيد عنه على موقعه صفحة بيو.
