بشر از دیرباز، و زمانی که خود را شناخت ساخت ابزار را فرا گرفته و به سمت تولید آنها سوق پیدا کرد. در ابتدا از سنگ و چوب و پس از آن با شناختن فلزات، و خواص آن ها ابزار های خود را گسترش داد. ابزار هایی که در ابتدا برای بقا استفاده میشد، به سلاح تبدیل گشته و دیری نپایید تا از آن ها برای کشتن استفاده شود. در این میان صنعت نیز جایگاه خود را پیدا کرد، و چرخ تمدن بشری ساخته شد. آنچه که مسلم و مبرهن است، استفاده از فلزات و فلزکاری بود، که تمدن های بشری را به پیشرفت رساند. شاید بتوان کشف کار با فلزات را تا اندازه کشف آتش برای بشر موثر دانست! هر چه که بشر بیشتر از فلز می ساخت، طبیعت بیشتر آن را می فرسود. اکسایش نام علمی این فرسایش است که بعد ها روی آن نهاده شد. در ادامه این مطلب به بررسی مواردی راجع به فلز برنج و اکسید شدن فلز برنج خواهیم پرداخت. آلیاژی که حتی اکسید آن هم کارایی های خاص خود را دارد.
آیا نحوه اکسید شدن فلز برنج را می دانید!؟
شاید برای شما جالب باشد که بدانید اکسید شدن فلزات همیشه به ضرر آنها نبوده و گاهی همان اکسید نیز کارایی های خود را دارد. اکسید شدن فلز برنج از آن دسته فرسایش هایی است که میتواند مزایایی را با خود به همراه داشته باشد. برای بررسی چگونگی اکسید شدن فلز برنج، اجازه دهید ابتدا اطلاعاتی را درباره این آلیاژ غنی در اختیار شما قرار دهیم. و ببینیم که فلز برنج از کجا آمده است.
نحوه اکسید شدن فلز برنج
پیشینه فلز برنج
اولین منابع فلز کشف شده توسط انسانها، منابع مس بودند. مس عموما به صورت طبیعی، با منابعی مانند قلع همراه هستند. ازینرو آنچه که از معادن استخراج می شد، مفرغ بود. اما در حدود سه هزار سال قبل از میلاد مسیح در ساحل مدیترانه و در سوریه امروزی، به دلیل وجود منابع روی در کنار منابع قلع، آهنگران به صورت ناخواسته آلیاژی جدید را ساخته و پرداخته کردند، که بعد ها برنج نام گرفت.
مطالعه بیشتر در رابطه با فروش مس . . .
کاربرد های فلز برنج
فلز برنج که در انگلیسی به آن Brass گفته میشود، آلیاژی ترکیبی با درصد های مختلف از مس، روی، قلع و مقدار کمی سرب است. این آلیاژ می تواند کاربرد های مختلفی را از خود به نمایش بگذارد. فلز برنج به دلیل وجود سختی مناسب چکش خوار بوده و قابلیت ساخت ظروف و اشیای مختلف را در اختیار انسان قرار داد، همینطور از مفرغ و مس بسیار محکم تر بوده و به همین دلیل باعث شد تا از این فلزات پیشی گرفته و برای ساخت ظروف مقاوم و با طول عمر بالاتر مورد استفاده قرار گیرد.
این فلز همچنین به علت نرم بودن قابل چکش کاری و ساخت زیور آلات نیز هست. و قابلیت هایی تزئینی نیز دارد. ظروف برنجی مختلفی با قلم کاری و طرح های زیبا وجود دارند که گواه قابلیت های این آلیاژ هستند. شاید بتوان فلز برنج را یکی از معدود فلز هایی دانست که از آن برای کشتیرانی و صنایع دریایی نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
برنج در کشتیرانی
نحوه خاص اکسید شدن فلز برنج باعث شده است تا این فلز مقاومت زیادی را در برابر فرسایش در محیط های مرطوب داشته، و برای صنایع کشتی سازی مورد توجه قرار گیرد. آلات موسیقی نیز یکی دیگر از کاربرد های اصلی فلز برنج است که بار دیگر وضعیت خاص اکسید شدن فلز برنج و بیشتر از آن خاصیت آکوستیک این آلیاژ، آن را برای این هدف مناسب می کنند.
خاصیت آکوستیک آلیاژ برنج
انواع آلیاژ برنج
انواع مختلف آلیاژ برنج که امروزه برای کاربرد های مهم و مختلف ایجاد می شوند نیز نشان از طیف کاربرد های وسیع این آلیاژ را دارند. با بررسی اجمالی از ساختار این آلیاژ و کاربرد های وفراگیر آن در زمینه های مختلف می توان آلیاژ برنج را به سه دسته کلی تقسیم کرد:
- آلیاژ هایی با درصد روی زیر پانزده درصد: قابلیت حالت پذیری خوبی دارند و بیشتر برای جواهر سازی از آنها استفاده می شود.
- آلیاژ هایی با درصد روی پانزده تا سی و شش درصد: طیف پر کاربرد از فلز برنج که برای سلاح های جنگی نیز مورد استفاده قرار میگیرد و بعلت انبساط بالا توان شلیک گلوله و انفجار را دارد.
- آلیاژ های بالای سی و شش درصد: برنج سخت و نسبتا ارزان، مقاوم در برابر خوردگی و قابل استفاده در موارد کاربرد دریایی.
چگونگی اکسید شدن فلز برنج
اکسید شدن فلز برنج که موضوع اصلی بحث ماست مورد خاصی به شمار می رود. احتمالا تا اینجای کار متوجه شده اید که کمی اسرار آمیز و و به صورت خاصی در رابطه با این موضوع بحث می شود. اجازه دهید تا اکسید شدن فلز برنج را کمی بیشتر بررسی کنیم و با کاربرد های آن بیشتر آشنا شویم.
چگونگی اکسید شدن فلز برنج
اکسید شدن این فلز در محیط های مرطوب و کمی اسیدی، در مجاورت هوا آغاز میشود. تا اینجای کار مانند سایر فلز ها بوده و تفاوتی با سایرین ندارد. اما به محض اکسید شدن لایه سطحی فلز برنج، با تیره شدن رنگ آن یک لایه محافظتی روی فلز برنج را گرفته و از ایجاد آسیب های جدی به آن جلوگیری میکند. به محض تشکیل لایه تیره رنگ اکسید مس روی آن، درصد اکسایش کمتر شده و برای اکسید شدن فلز برنج نیاز به شرایط متفاوتی خواهد بود. در واقع پس از شروع اکسید شدن فلز برنج، سرعت فرسایش آن نسبت به سرعت اولیه کم شده و باعث محافظت از آن می شود. این در حالی است که در فلزاتی مانند آهن با شروع ایجاد شدن زنگ آهن، مناطق زنگ زده، به شدت فرسوده شده و دچار خوردگی شدیدی خواهند شد.
همینطور در صورت گذشت زمان زیادی نیز، لایه ای به نام Patina با مقاومت بالا و سخت روی فلز روی شکل میگیرد که یک رنگ فیروزه ای و دکوراتیو خاص را ایجاد می کند. این رنگ آبی و زیبا به دلیل وجود فلز مس روی سطح خارجی برنج تشکیل شده و به آن میچسبد. کاربرد های تزئینی برنج های اکسید شده که این لایه زیبای فیروزه ای را روی خود دارند را نمیتوان دست کم گرفت. معروفیت این لایه به در تزئینات و طراحی فضا های داخلی به اندازه ای رسیده که اکسید شدن فلز برنج را به یک مزیت برای آن تبدیل کرده است.
Patina در طراحی دکوراسیون
به طور کلی اکسید شدن برنج، می تواند بر کارایی آن بیافزاید. این اصل دقیقا معکوس فلزات دیگر بوده و نقطه تفاوت آن ها است. البته اکسید شدن فلز برنج میتواند باعث کدر شدن و از بین رفتن درخشش طلایی آن شود، و برای زدودن اکسید برنج از سطح آن روش هایی ماننده استفاده از محلول های اسیدی رقیقی از سولفوریک اسید و یا اسید استیک پیشنهاد می گردد.
منابع
- https://www.hunker.com/13411145/about-brass-oxidation
- https://en.wikipedia.org/wiki/Patina
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3587402
- https://monroeengineering.com/blog/what-is-brass-get-the-scoop-on-this-popular-metal-alloy/
