Advanced Search

عرض المشاركات

هنا يمكنك مشاهدة جميع المشاركات التى كتبها هذا العضو . لاحظ انه يمكنك فقط مشاهدة المشاركات التى كتبها فى الاقسام التى يسمح لك بدخولها فقط .


مواضيع - مهندس مواد و معادن

صفحات: [1]
1
منتدى علم الكيمياء / البناء البلوري للمعادن
« في: يونيو 24, 2005, 05:41:43 مساءاً »
بسم الله الرحمن الرحيم      

سوف اتكلم في هذا الموضوع عن التركيب البلوري و خصائصه في المعادن
و سوف تكون على  مراحل ان شاء الله .

  البناء البلوري للمعادن
The Structure of Crystalline Solids



 الأجسام البلورية والأمورفية (غير المتبورة )
 Crystalline and Amorphous Solids

 تتكون جميح الأجسام من ذرات . وتسمي الأجسام التى يكون وضع الذرات فيها عشوائيا دون نظام معين بالأجسام الأمورفية (اي غير المتبلورة ) , ومن أمثلة هذه الأجسام الزجاج والشمع والقار. والمواد الأمورفية ذات البنيان الذي لا يتخذ اي شكل معين (أيزو تروبية) الخواص . اي أن خواصها الطبيعية  في جميع الاتجاهات واحدة .

وعلى النقيض من ذلك نجد أن الذرات بالاجسام البلورية تنتظم فيما بينها في نظام دقيق محكم , وقد تختلف الخواص الطبيعية لهذه الاجسام اختلافا كبيرا فى الاتجاهات المختلفة , ويقال أن هذه الاجسام ذات خواص بلورية.

 ومن الصفات المميزة للمعادن بريقها المميز , وعدم شفافيتها , وتوصيلها  للكهرباء والحرارة .
و قد اعطى العلماء تعريفات عديدة للمعادن و من هذه التعريفات :
 (المعادن هى اجسام لامعة يمكن طرقها) وهذه الصفات المميزة للمعادن عبارة عن انعكاس للبناء الذري و تحدد هذه الصفات المميزة للمعادن بخواص العناصر الداخلة بها وبأشكال تجمع الذرات بها في البناء الذري في المعادن .

 و تكون جميع المعادن والسبائك المعدنية فى الحالة الصلبة  مهما كانت طريقة استخلاصها أو  تشغيلها ذات بناء بلوري بارز المعالم . وبما أن ذرات الأجسام البلورية عامة (وذرات المعادن على وجه الخصوص ) توجد فى مستويات واوضاع فراغية مضبوطة تماما لذا فهذه الذرات تكّون فيما بينها ما يعرف بالشبكة البلورية الفراغية.


1 . الشبكات البلورية للمعادن Crystal Structures

 وضعت اساسيات و نظريات علم البلورات و بنائها  في القرن التاسع عشر ,وقد أثبتت الدراسات المتتالية و التي اجريت في مطلع القرن العشرين والتي استخدمت فيها الأشعة السينية أن فرضية وجود الشبكات البلورية صحيح تمام الصحة .  


أ. الشبكة المكعبية متمركزة (مركزية ) الحجم (الجسد) BBC (Body-Centered Cubic)

أكثر انواع الشبكات البلورية انتشارا في المعادن. وهي عبارة عن مكعب مركزي من تسع ذرات : ثمانية منها تقع في اركان المكعب ,  والتاسعة فى مركزه (داخل المكعب ) . وكثير من المعادن ذات شبكة مكعبة متمركزة الحجم , ومن أمثلة هذه المعادن : ~
الليثيوم والصوديوم و البوتاسيوم  و الفاناديوم والكروم والحديد α  والروبيديوم
والمولبدينوم والتنجستن وغيرها.
و تختلف متغيرات الشبكة (ضلع المكعب ) لكل معدن .

وفيما يلى اطوال ضلع المكعب بالأنجستروم (A') لبعض  المعادن :
 
الليثيوم          3.5
البيريليوم      3.04
α الحديد      2.87  
المولبدينوم     3.14  
الكروم          2.89    



ب‌.الشبكة المكعبية متمركزة الوجه FCC  ( Face-Centered Cubic)  :

و تتكون الوحدة الأولية لها من 14 ذرة : ثمانية منها فى أركان المكعب وستة ذرات  منها فى مركز وجه كل من أوجه المكعب الستة .
و المعادن  التالية ذات شبكت مكعبية متمركزة الوجه :
الالومنيوم و الكالسيوم و النحاس والكوبالت والبالاديوم والفضة والبلاتين والذهب والرصاص  وفيما يلي طول ضلع المكعب بالانجستروم ('A) لبعضها :

 الألومينيوم    05. 4
γ الحديد     3.63  
 الذهب         4.08
 النحاس         3.6  
الرصاص      4.94  

جـ.   الشبكة المسدسية  Hexagonal Close-Packed) HCP)
  
وحدتها الأولية ليست مجرد منشور سداسي تقع الذرات فى اركانه الاثنى عشر, بل هي عبارة عما يسمى بالوحدة المسدسية المزدحمة التكديس (المكتظة ) , وفيها بالإضافة إلى الذرات الموجودة فن الأركان وفي  مركزي القاعد تين المسدستين ثلاث ذرات اخرى بداخل الوحدة . وبالإضافة إلى متغيرات الشبكة البلورية يعتبر عدد الذرات الموجودة بالوحدة الأولية والمحيطة بكل ذرة من ذرات الشبكة البلورية من الخواص الهامة للشبكة.
ويسمى هذا العدد بعدد الترابط . وكلما زاد عدد الترابط كلما كانت الشبكة أكثر تكدسا (إكتظاظا) بالذرات. وعلى سبيل المثال للذرة بالوحدة الأولية  المكعبية البسيطة  ستة جارات تقع كلها على أبعاد متساوية عنها , اي أن عدد الترابط لهذه الوحدة 6. ودرجة امتلاء هذه الوحدة بالذرات (معامل التكدس ) تساوى 52ر0 اي أن 52% من فراغ هذه الشبكة تملؤه الذرات و 48% الباقية مسام (فراغ) .

 و في الشبكة البلورية المكعبية متمركزة الحجم  BCC لكل ذرة ثماني جارات قريبة , اي أن عدد الترابط يساوي 8 . ومعامل التكديس لهذه الشبكة 0.68 .

  و في الشبكة البلورية المكعبية متمركزة الوجه  FCC , والشبكة المسدسية المزدحمة التكديس تحيط بكل ذرة إثنا عشرة جارة قريبة , وعدد الترابط لهذه الشبكات 12 لكلتى الشبكتين ومعامل التكدس لكل منهما 0.74.

ومن الصفات الهامة للبنيان البلوري كذلك عدد الذرات التى تعد من نصيب كل وحدة أولية للشبكة .

وعلى سبيل المثال فكل ذرة من الذرات الموجودة بأركان المكعب في الشبكة المكعبية متمركزة الحجم BCC تحتسب كثمن 8/1 ذرة فى الوحدة الأولية وذلك ناشىء عن أن كل ذرة من هذه الذرات توجد فى آن واحد في ثمان وحدات اولية . و عدد مثل هذه الذرات يساوي 8 ,  إذآ فتحتسب جميح هذه الذرات فى الخلية بذرة واحدة
(      8x  8/1 = 1 ) .
أما الذرة الموجودة بالمركز  فتحسب بجملتها  في الوحدة الأولية , وبالتالي فنصيب الوحدة الأولية من الذرات
( 8X  8/1  + 1 = 2 )  ذرتان.


مثال اخر : في الشبكة المكعبية متمركزة الوجه FCC  
نصيب الوحدة الاولية اربع ذرات :    8 ذرات على اركان المعكب نصيبهم ذرة واحده
(    x 8  8/1 = 1 )
 و ستة ذرات على الوجه نصيب كل واحد نصف ذرة فصبح المجموع  ذرتين 3 .
 (      x6   2/1 = 3 )
فيصبح المجموع 4 ذرات .


يتبع...........................................




2
منتدى علم الكيمياء / الخواص العامة للسبائك المعدنية
« في: يونيو 21, 2005, 08:56:12 مساءاً »
بسم الله الرحمن الرحيم

الخواص العامة للسبائك المعدنية

تستعمل .سبائك المعادن المختلفة على نطاق واسع فى الصناعة وذلك لان خواصها الميكانيكية والتكنولوجية اجود من خواص المعادن النقية . كما يمكن ضبط خواص الكثير من السبائك بتغيير التركيب الكيميائي والبنيان الداخلى لها.

  السبيكة عبارة عن جسم مركب يحصل عليه من الاجسام البسيطة بانتشار العناصر بعضها فى الاخر, ويحصل على السبائك احيانا بخلط العناصر فى الحالة السائلة . ولكن بعض السبائك يحصل عليها بتسوية العناصر وانتشار بعضها فى الأخرى فى الحالة الصلبة . وتسمى العناصر اللازمة لتكوين السبيكة  بمكونات السبيكة وتنقسم السبائك حسب عدد مكونتها ال ثنائية وثلاثية وهكذا.

واغلب مكونات السبائك تذوب في بعضها البعض فى الحالة السائلة ولكن بعض ازواج المعادن كالنحاس والرصاص , والحديد والرصاص لا تذوب عمليا حتى فى الحالة السائلة , ويفسر هذا بالفرق الكبير بين أحجام ذراتها ودرجة انصهارها.

يمكن ان  تكون مكونات السبائك عند التجمد اما:
ا) خليطا ميكانيكيا
2) محلول صلب
3) مركبا كيميائيا
وتبعا لذلك يختلف بنيان السبائك المختلفة فى الحالة الصلبة .

1. ان البنيان  عبارة عن خليط من البلورات , أطوار منفصلة للعناصر المكونة لا تذوب فى الحالة الصلبة . ويسمى هذا البنيان عادة بالخليط الميكانيكى. و.من أمثلة هذه السبائك سبائك الرصاص + القصدير  + الزنك والالومينيوم + السليكون وغيرها.


2. المحلول الصلب : ويتميز عن الخليط الميكانيكى بكونه وحيد الطور, وبان له شكبة بلورية واحدة بها ذرات جميع مكونات السبيكة . ويمكن ان يكون وضع الذرات في الشبكة البلورية لمحلول الصلب من نوعين ~ بالاحلال او بالتغلغل .
- فى الحالة الاولى تحل ذرات العنصر المذاب محل ذرات العنصر المذيب كما فى حالة المحلول الصلب للنحاس فى النيكل.
 - فى الحالة الثاية فان ذرات العنصر المذاب تتخذ اماكنها بين ذرات العنصر المذيب التى تستقر فى أركان الشبكة الذرية كما هو الحال مع المحلول الصلب للكربون في الحديد .


 3. تكون بعض العناصر التى توجد عادة فى اماكن متباعدة من جدول منديلييف الدوري, مركبات كيميائية تختلف فى خواصها عن العناصر المكونة . فالمركبات الكيميائية يمكن ان تكون إما ذات تكافؤ معتاد, مثل Mg2Sn, Mg2Si, Mg3Bi2 أى ذات تركيب محدد ثابت , او ان تكون من النوع الالكترونى الذى يتميز بالنسبة الثابتة بين عدد الكترونات التكافؤ وعدد الذرات في المركب , مثلCuZn3  وبه تكون هذه النسبة كنسبة 2:3 او مثل Cu5Zn8 و النسبة به كنسبة 13:21 او CuZn3 حيث تساوي هذه النسبة 4:7.




3
منتدى علم الفيزياء العام / physical Merallurgy(*)
« في: يناير 20, 2005, 02:21:45 مساءاً »
السلام عليكم اخواني الاعزاء كل عام وانتم بخير

  هل هناك احد مهتم او عنده اي معلومات عن موضوع

 physical Metallurgy

  او ان كان لديه كتب على شكل ملف pdf   باللغتين العربية او الانجليزية


و شكرااااااااا

4
منتدى علم الكيمياء / ما هو الصدأ ( تآكل المعدن ) ؟؟؟
« في: يناير 04, 2005, 01:43:17 صباحاً »
بسم الله الرحمن الرحيم

اخواني في قسم الكيمياء
سؤال يبحث عن جواب

ما هو الصدأ او ما يعرف بتآكل المعدن  (corrosion) ؟

5
منتدى علم الكيمياء / السبائك المسحوقية
« في: يناير 02, 2005, 05:25:28 مساءاً »
السبائك المسحوقية  او ما يعرف بأسم Powder Metallurgy

تسمى السبائك التي يحصل عليها من مسحوقات المعادن بالكبس ثمل التلبيد sintering process دون عملية الصهر بالسبائك المسحوقية . و قد استعملت هذه الطريقة منذ زمن بعيد  سنة 1827 للحصول على مصنوعات (قطع النقد) من مسحوق البلاتين بالكبس ثم التلبيد و الطرق.

امثلة لاستعمال السبائك المسحوقية :

تصنع من السبائك المسحوقية اجزاء عديدة مثل شعيرة المصابيح الكهربائية المتوهجة الصعبة الانصهار المصنوعة من التنجستن . و قطع التماس و اجزاء الاجهزة المصنوعة من المولبدنيوم و غيره من المعادن الصعبة الانصهار.

و المغناطيسات الدائمة من مساحيق الحديد و النيكل و الالمنيوم و الكوبالت , و ايضا السبائك القاسية (الصلدة) او ما يعرف باسم الكاربيدات للآلات المستخدمة في قطع المعادن و ماكنات الخراطة و الثقب المصنوعة من مساحيق كاربيدات التنجستن و التيتانيوم و الكوبالت و غيرها.

تكنولوجيا صناعة السبائك المسحوقية

تبداء عملية الصناعة بالحصول على المسحوق ( بمعنى اخر مسحوق المعادن) ثم يتم خلط المساحيق حسب المراد و اضافة المقادير حسب نسب المعادن التي نريدها . و من ثم تقليبها و مزجها.
في مايلي يتم كبس المساحيق . عادةأ يكون هناك قالب مصنوع من الفولاذ ليتحمل الضغط العالي و هذا القالب يعطيني الشكل الذي نريده من عملية التصنيع و يكون الغط عالي جدا من 10-100 كغم/مم مربع.
بعد عملية الكبس يتم تلبيد القطع المكبوسة  sintering process . و تجري هذه العملية في داخل افران كهربائية ذات المقاومة و ذات التردد العالي و تكون معزولة عن الهواء الجوي .
تعادل درجة حرارة التلبيد ثلثين درجة انصهار المكون الاساسي للسبيكة المسحوقية.
فعلى سبيل المثال تكون الدرجة للنحاس ما بين 800-850 و للحديد 1050-1150 درجة مؤوية . و مدة التلبيد من ساعة الى ثلاث ساعات.
يزيد التلبيد من سطح التلامس بين الجزيئات و يساعد على اعادة التبلور. و يمكن ان تتكون في السبائك المسحوقية محاليل صلية و مركبات كيميائية.

و من التكنولوجيا الحديثة في صناعة السبائك المسحوقية ان نمج عملية الكبس و التلبيد في خطوة واحدة او ما يسمى الكبس على الساخن . و فيه تتوحد عمليتا الكبس و التلبيد. و من مزايا هذه الطريقة انقاص الضغط المطلوب بنسة 5-10% من الضغط الذي كان يلزم في حالة الكبس البارد. و الحصول على اجزاء ذات شكل معقد و مقاسات دقيقة. و هذه الطريقة من انجح الطرق لتصنيع المسننات الدقيقة و قطع االالات الصغيرة.




6
منتدى علم الفيزياء العام / المجهر الضوئي
« في: ديسمبر 29, 2004, 08:48:29 مساءاً »
المجهر الضوئي

لقد مر علينا أن الضوء هو موجات كهرومغناطيسية من حيث طبيعته فهو اذن ينتقل بسهولة في الفراغ و كذلك في الأوساط الشفافة كالهواء و الماء , لكنه يعاني من الانعكاس و الانكسار عند انتقاله من وسط الى آخر . يخضع الضوء الى قوانين ثابتة في الانعكاس و الانكسارشأنه في ذلك شأن بقية الامواج الاخرى.
ان الطول الموجي للضوء المرئي يقع بين 4000 انجسترم للضوء البنفسجي و 7000 انجسترم للضوء الأحمر.
فالضوء الأبيض هو مزيج من سبعة الوان رئيسية هي الوان الطيف الشمسي السبعة المعروفة وهي الاحمر و البرتقالي و الاخضر و الازرق و النيلي والبنفسجي و حسب الطول الموجي ابتداء من الاكبر الى الاصغر.

سمي المجهر الضوئي بهذا الاسم لانه يستخدم الضوء في انارة النموذج المراد فحصه.
و حيث ان ا غلب المواد و المعادن , معتمة (غير شفافة للضوء) وجب لذلك ان يتم فحصها بواسطة الضوء المنعكس عنها بحيث ان مصدر الضوء يجب ان يكون داخل انبوب المجهر نفسه. و يتحقق هذا عادة بوضع عاكس من لوح زجاجي بسيط و رقيقو صغير داخل الانبوب. و لانه من الضروري للضوء الراجع ان يمر خلال العاكس فالعاكس يجب ان يصنع من زجاج  غير مفضض (او مفضض جزئيا) و هذا يعني ان اغلب كمية  الضوء المتوفرة سوف تفقد , بالنفاذ خلال الزجاج عندما يسقط الضوء على اللوح و بالإنعكاس عندما يسقط الشعاع الراجع من النموذج على اللوح مرة ثانية. و مع ذلك فمصباح صغير ذو فولتية حوال 6 فولت يعطي اضاءة كافية. و تتم السيطرة على قطر الشعاع الضوئي بواسطة حاجز الفتحة القزحية الذي يجب ان يكون مغلقا جزئيا حتى يكون القطر كافيا ليغطي الجزء الخلفي من العدسة الشيئية فقط.
ان الضوء الزائد المنعكس من جانب انبوب المجهر يسبب تشتت الضوء و كنتيجة لذلك يحدث توهج في مجال الرؤية مؤدي الى فقدان تباين الصورة و دقتها.

انواع المجهر الضوئي

يقسم المجهر الضوئي الى نوعان حسب طبيعة عملهما

1-المجهر الضوئي النافذ Transmission Optical Microscope
2-المجهر الضوئي العاكس Reflected Back Optical Microscope

يستخدم النوع الأول في حقول علم الاحياء و احيانا في الجيولوجيا و البولمير. و يستخدم النوع الثاني في حقل هندسة المعادن و المواد في الغالب.




7
منتدى علوم الحاسب / مطلوب برنامج هل من مساعد ؟؟
« في: ديسمبر 27, 2004, 07:30:00 مساءاً »
السلام عليكم

اريد المساعدة منكم اخواني هل يعرف احدكم اسم برنامج او ان كان لديه  يقوم برسم المنحنيات اي بمعنى اخر اذا دخلت له قيم متغيرة س و ص ويقوم برسم النقاط و قابلية اشتقاق الرسمة
المشتقة الاولى و الثانية وحساب المساحة تحت المنحنى area under curve

و شكرا

8
منتدى علم الكيمياء / اللدائن (البلاستيك) Polymers
« في: ديسمبر 17, 2004, 10:08:38 مساءاً »
بسم الله الرحمن الرحيم

اللدائن (البلاستيك) Polymers

   اللدائن او ما يطلق عليها اسم المبلمرات هي  مواد ذات بنية عالية الجزيئية من اصل عضوي و تتحول هذه المواد عند تسخينها الى الحالة اللدنة و تتخذ عند الضغط عليها الاشكال المطلوبة للاجزاء المراد صنعها.
 تتكون الدائن من سلسلة طويلة من الجزيئات المترابطة
(Very long molecular chanins) .
لهذا السبب يطلق عليها اسم (ploymers)  ,
و  الجزء الاول من الاسم  (ploy = many) يعني متعدد .
و الجزء الثاني  (mers) اصله من الكلمية (monomer)و المقصود به هنا الجزيء الواحد .

يعتبر النفط و الغاز الطبيعي المصدر الاساسي للدائن . و السبب في ذلك على احتوائها على عنصر الكربون و  الكربون العنصر الاساسي في المبلمرات (اللدائن) حيث تتسكل سلاسل من الكربون في عملية تسمى البلمرة , و البلمرة هي عملية اتحاد عدة جزيئات لتكوين جزيئ واحد كبير.
 نظرياً ممكن ان نستخدم  الخشب و الفحم او حتى ثاني اكسيد الكربون الجوي كمصدر للكربون و صناعة المبلمرات  و لكن هذه  المصادر مكلفة جدا .

تصنيف البلاستيك و خصائصه

يصنف البلاستيك تحت عدة مقاييس اعتمادا على الصفات الكيميائية و الفيزيائية.
يمكن تقسيم البلاستك الى ثلاث مجموعات رئيسية
1-   البلاستيك المصنع و المشكل بالطرق الحرارية و القابل للصهر و استخدامه مرة اخرى  Thermoplastics
2-   البلاستيك المصنع و المشكل بالحرارة و  غير قابل للصهر و اعادة تشكيله او استخدامه مرة اخرى Thermosets
3-   البلاستيك المرن Elastomers  لا نستطيع صهره او اذابته مثل المطاط.

و نوع رابع وهو    Elastomers Thermoplastics   اي انه يحمل صفات المجموعة الاولى و في نفس الوقت المجموعة الثالثة.


من خصائص البلاستيك في شكل عام انها مواد خفيفة الوزن تترواح كثافة البلاستيك ما بين 0.5-2 غم/سم مربع لهذا تستخدم في الصناعات بشكل كبير لتخفيف وزن المصنوعات و تقليل الكلفة.
ويمكن اعطاء اللدائن الوانا مختلفة وقد تكون هذه اللوان على شكل اضافات عضوية او غير عضوية او صناعية.
وا يضا تتمتع بعض انواع البلاستك بتحملها لدرجات الحرارة العالية و مقاومتها للاحتراق وهذه الخاصية تجعلها مفيدة في تطبيقات عديدة. و هي ايضا غير موصلة للكهرباء لهذا يستخدم البلاستك في عزل الاسلاك و الدوائر الكهربائية. كما تمتلك بعض انواع البلاستك خاصية الشفافية لهذا اصبحت بديل عن الزجاج في الكثير من التطبيقات.
وهناك الكثير من انواع البلاستك الخاصة تستخدم للاغراض الطبية في صناعة الادوات الطبية او حتى تدخل في الصناعات الدوائية.

هذه مقدمة عن اللدائن او ما يعرف بالبلاستك بشكل عام
لمزيد من التفاصيل الرجاء اخباري و شكرا


مهندس مواد و معادن

9
منتدى علم الكيمياء / التيتانيوم Titanium
« في: ديسمبر 16, 2004, 08:44:02 مساءاً »
التيتانيوم Titanium

من اهم المعادن المستخدمة في مجال صناعة الطائرات و المركبات الفضائية و وفي العديد من الصناعات الدقيقة و المتطورة و الاسلحة . تم اكتشاف التيتانيوم عام 1791 م  و تمت تسميته عام 1795م  و تم تحضير التيتانيوم سنة 1887م , ولم يحصل عليه على صورة معدن نقي 99.9% لغاية سنة 1910 م و وجوده كان مقتصر في المختبرات لغاية سنة  1946 و بعدها اصبح بالامكان استخلاص التيتانيوم تجارياً عن طريق استخدام المغنيسيوم لاختزال رباعي كلوريد التيتانيوم.

مصادر التيتانيوم

تعد الشهب مصدر من مصادر التيتانيوم حيث تحتوي صخور الشهب المتجمدة على اكسيد التيتانيوم, و يوجد التيتانيوم في قشرة الارض موجود على شكل اكسيد مرتبط مع عناصر و مركبات كثيرة و يحتل التيتانيوم المركز الثامن  من بين المعادن في توافره  في القشرة الارضية و عادة يوجد في الصخور البركانية و بعض الصخور الروسبية. وفي الكثير من خامات الحديد. هناك الكثير من الصعوبات التي تواجه العاملين في استخلاص التيتانيوم  اهما التكلفة الاقتصادية.

صفات معدن التيتانيوم النقي

معدن لامع ابيض, كثافته قليلة و قوته عالية سهل التشكيل و له مقاومة ممتازة للكسدة و الصداء, يكون مرن عند خلوه من الاكسجين . التيتانيوم مقاوم للمحاليل المخففة من الحوامض dilute sulfuric and hydrochloric acid .  وغاز الكلورين   gas  chlorine

 
العدد الذري 22               الرمز Ti
الوزن الذري 47.9
درجة الانصهار 1668 درجة مئوية
درجة الغليان 3287 درجة مئوية

يعد التيتانيوم اقوى من الفولاذ و بنفس الوقت اخف منه بحوالي 45%  و اثقل من الالمنيوم بحوالي 60% وضعفه بالقوة.
يعد التيتانيوم من المعادن غالية الثمن يبلغ سعر ال واحد lb تقريبا 100$ دولار امريكي.

استخدام التيتانيوم

يعد التيتانيوم مهم جدا في عمل السبائك المعدينة باضافته الى الالمنيوم و الملبديوم و المنغنيز و الحديد و غيرها من المعادن . و بشكل اساسي تستخدم سبائك التيتانيوم في صناعت الطائرات لخفة و زنه و قوته و تحمله درجات حرارة عالية .

يستخدم ثاني اكسيد التيتانيوم بشكل واسع في طلاء المنازل و المسارح لدائميته و قدرته الجيدة على التغطية. و تعتبر دهانات التيتانيوم من العواكس الجيدة لها القدرة العالية على عكس الاشعة تحت الحمراء infrared .
و تتدخل بعض مركبات التيتانيوم مثل كلوريد التيتانيوم في صناعة الزجاج.


            
                           ترجمة مهندس مواد و معادن

                                                                                                 مع  تحيات مهندس مواد و معادن
 ':cool:'  '<img'>




10
منتدى علم الكيمياء / السبائك الذكية ( الذاكرة للشكل)
« في: ديسمبر 16, 2004, 02:14:00 صباحاً »
السبائك الذكية ( الذاكرة للشكل) memory shape alloy

   من الانجازات الحديثة في عالم المعادن و السبائك؛ (السبيكة عبارة عن خليط من معدنين او اكثر) السبائك الذاكرة للشكل او (الهيئة). تعتبر هذه السبائك فريدة من نوعها لما تتمتع به من خصائص تختلف بها عن اي سبيكة او معدن اخر .

 المميز في هذه السبائك الذاكرة للشكل قدرتها على الرجوع الى شكلها الاصلي عندما تتعرض للتشكيل؛ (التشكيل تغير دائم في الشكل مثل الثني او اللي) في درجة حرارة الجو الطبيعية.
وهذه السبائك الذكية عندما نريد ارجاعها الى شكلها الاصلي  فقط نقوم بتسخين هذه السبائك لدرجات حرارة قليلة نسبيا  فتعود الى شكلها الاصلي. فمثلا لو اخذنا قطعة من سلك مكون من سبيكة ذاكرة للشكل و شكلناه لولبيا (حلوزونيا) وقمنا بتسخينه سوف يرجع السلك الى شكله الاصلي (يصبح مستقيم).

تتكون السبائك الذاكرة للشكل بشكل عام من 55% نيكل و 45% تيتانيوم.
وهناك سبائك اخرة مماثلة وقريبة للسبائك الذاكرة الشكل منها :
نحاس- المنيوم-نيكل  و   نحاس-زنك-المنيوم  و حديد-مغنيسيوم-سيليكون

وبشكل عام تتمتع السبائك الذاكرة للشكل بالعديد من الخصائص المميزة مثل قابلية السحب العالية (المرونة) و مقاومة الاكسدة (الصدأ)، وتوصيلها الجيد للكهرباء .

استخدامات السبائك الذاكرة للشكل

من استخدامات هذه السبائك توليد الحركة عند التأثر الحساس للحرارة ، يمكن استخدام هذة الظاهرة في صناعة الصمامات و مفاتيح الاغلاق والفتح في عدة مجالات فمثلا تستخدم هذه السبائك في صناعة صمامات المياه الساخنة في الحمامات المنزلية لمنع حدوث الحروق واللسعات من الماء الساخن، فعندما تصل درجة حرارة الماء الى 47 درجة مؤية  يقوم الصمام باغلاق الماء الساخن وكل هذه العملية تتم عن طريق سبيكة ذاكرة للشكل وعندما تبرد الماء يقوم بفتح صمام الماء الساخن لمعايرة التغير  وكل هذه العملية لا تستغرق اكثر من 3 ثواني . وكل هذه العملية تتم بشكل ميكانيكي اعتماداً على حركة المعدن التلقائية وليست كهربائية او الكترونية.
وتدخل السبائك ذاكرة الشكل في المجالات الطبية و تصنيع قطع الغيار الاصطناعة لجسم الانسان و عمليات القلب . و ايضا في  صناعة اطارات النظارات ،و الموصلات و صناعات اخرى تدخل في مجال الالكترونيات.


                                                 ترجمة مهندس مواد و معادن




11
منتدى علم الفيزياء العام / الأشعة السينية
« في: ديسمبر 15, 2004, 09:04:55 مساءاً »
بسم الله الرحمن الرحيم

الأشعة السينية

    لقد تم اكتشاف الاشعة السينية سنة 1895 م من قبل العالم الفيزياوي الالماني رونتكن
(Roentgen) و سميت بهذا الاسم لان طبيعتها كانت مجهولة في ذلك الوقت.
تختلف هذه الاشعة عن الضوء الاعتيادي من حيث كونها غير مرئية , لكنها تسير بخطوط مستقيمة و تؤثر على افلام التصوير كما هي الحالة في الضوء. و من الجانب الاخر فإن لها قدرة اكبر بكثير من الضوء على الاختراق فتخترق جسم الانسان و الخشب و حتى قطع المعادن السميكة و الاجسام المعتمة الاخرى بسهولة نسبياً.

  لقد تم تحديد طبيعة هذه الاشعة سنة 1912 م وفي هذه السنة بالذات تم اكتشاف ظاهرة حيود الاشعة السينية بواسطة البلورات , و هذا الاكتشاف أثبت الطبيعة الموجية لهذه الاشعة و زودنا بطريقة جديدة لدراسة بنية المادة.

 طبيعة الاشعة السينية : ان الطول الموجي للاشعة السينية قصير جداً لذلك يستعمل الانكستروم
 (Angestrom) عادة كوحدة لقياس طولها الموجي, و هو يساوي 10E-8 cm , و الطول الموجي للاشعة السينية المستخدمة في الحيود يقع بين 0.5-.25 Angestrom بينما يكون الطول الموجي للضوء المرئي بحدود 6000 Angestrom.

تتولد الاشعة السينية عندما تتباطأ سرعة اي جسيم (دقيقة) مشحون له طاقة عالية. تستخدم الالكترونات عادة لهذا الغرض حيث تتولد الاسعة في انبوبة تحتوي على مصدر للالكترونات مع قطبين معدنيين . يتم تسليط فرق جهد عالي على طرفي القطبين  بحدود 03000 الى 50000 لاغراض الحيود.  يسحب فرق الجهد هذا الالكترونات بسرعة نحو المصعد (Anode) او الهدف (Target), حيث تصطدم به الالكترونات بسرعة عالية جداً فتتولد الاشعة عند نقطة الاصطدام بكل الاتجاهات.
  بناءا على ذلك يجب ان تشتمل اي انبوية لتوليد الأشعة السينية على الاتي:
1- مصدر لإطلاق الالكترونات
2- فرق جهد عالي لتعجيل الالكترونات
3- هدف معدني

تتحول اغلب الطاقة الحركية للالكترونات القاصفة للهدف الى حرارة و اقل من 1% من هذه الطاقة تتحول الى اشعة سينية.

تستخدم الاشعة السينية في الوقت الحاضر في مختلف المجالات الطبية او الهندسية, فمثلا تستخدم في الطب لتصوير الاعضاء الداخلية لجسم الانسان . و ايضا تستخدم بشكل واسع جدا في فحصوات المعادن و المواد للكشف عن طبيعة المادة وغيرها من الخصائص. و في مجالات اخرى متعددة.

مخاطر الاشعة السينية

هناك نوعان من انواع المخاطر الي قد يتعرض لها العاملون في مجال الاشعة السينية هما :

1- مخاطر الصعقة الكهربائية الناتجة من العمل عند فولتيه تعجيل عالية جداً, و من الممكن تقليل من هذا الخطر بتصميم المعدات بصورة سليمة و ذات تقنية عالية.

2- مخاطر التعرض لجرعات عالية من الأشعة . لا يوجد عند الانسان حاسة لتحسس مثل هذه الاشعة ( كالاشعة السينية و اشعة غاما و الاشعة فوق البنفسجية و غيرها) حيث انها اشعة مؤينة اي انها تقتل الخلايا الحية و لذا تتم مراقية العاملون في هذا المجال بفحص الدم بصورة دورية للكشف عن كريات الدم البيضاء لان تعرض الجسم لجرعات عالية تفوق المسموح به سيقتل هذه الكريات و من ثم يقلل عددها.  



مع تحيات مهندس مواد و معادن
 ':cool:'

12
منتدى علم الكيمياء / الحديد
« في: ديسمبر 14, 2004, 11:55:38 مساءاً »
بسم الله الرحمن الرحيم

    نحن اصحاب سورة الحديد التي انزلها الله تعالى في كتابه الكريم اليوم غارقين في سبات عميق , فتقدم الدولة عالميا يقاس على استهلاكها او انتاجها لمادة الحديد و سبائكها و اشهرها الفولاذ و هي اكثر مادة شيوعا و استخداما في كافة المجالات لما لها من خصائص عالية و مميزة.

 احببت في هذا الموضوع ان اشرح و اوضح ولو بجزء بسيط عن الحديدلنعرف بعض خصائصه و كيفية استخلاصه و ما هي سبائك الحديد. و لمن يريد الاستزادة يمكنه اخباري وان شاء الله انا على استعاد كامل.


- الحديد

   المعادن الحديدية هي سبائك من الحديد مع الكربون و عناصر اخرى منها السليكون و المنجنيز و الفوسفور و الكبريت و غيرها .و تنقسم سبائك الحديد و الكربون حسب نسبة الكربون فيها, الى صلب (الفولاذ)(steel)   او  (حديد السكب) (cast iron).

-فالسبائك التي تحتوي على كربون بنسبة لا تزيد عن 2% تعد صلب (فولاذ)(steel).
- اما التي تحتوي على نسبة كربون اعلى تسمى (حديد السكب) (cast iron).

ان نسبة الكربون في انواع الفولاذ (steel) عمليا يندر ان تتجاوز 1.4% و كذلك فنسبة الكربون في انواع حديد السكب (cast iron) عمليا تترواح بين 2.5-4.5% و يستخلص حديد السكب (cast iron) في الافران العالية او بمسمى اخر الفرن اللافح (Blast furnace) , اما الفولاذ فيحصل عليه بعمليات التحويل من حديد الزهر بما يسمى (steel making).

1- المواد الاولية لاستخلاص حديد الزهر (pig iron). بالافران العالية (الفرن اللافح) :
المواد الاولية هي خامات الحديد و الوقود وهو عبارة عن الفحم و الفلكس (flux)

خامات الحديد (Ore) :

هي خامات طبيعية تحتوي على مختلف انواع أكاسيد الحديد و مواد اخرى  تتكون عادة من السليكا و الالومينا و اكسيد الكالسيوم و اكسيد المغنسيوم و شوائب مثل الكبريت و الفسفور و الزرنيخ.
و تحدد صلاحية خام الحديد للاستخلاص بنسبة الحديد فيه و نسبة الشوائب فلا بد ان تكون نسبة الحديد في الخام عالية لتكون عملية الاستخلاص ناجحة و مجدية اقتصاديا.

* من اهم خمات الحديد الغنية :
- الهماتيت  (hematite) تترواح نسبة الحديد فيه من 50-60% و اختزاله اسهل من خام الحديد المغنطيسي , لونه احمر داكن Fe2O3.  
- خام الحديد المغنطيسي (magnatite) تترواح نسبة الحديد فيه بين 45-70% شديد الكثافة اسود اللون FeO4.
- يوجد العديد من الخامات الاخرى لكن نسبة الحديد فيهم اقل.

* تحضير و تركيز المادة الخام :

  من عمليات تحضير الخام و تركيزه التكسير و الفرز و التحميص و الغسل و التركيز الكهرومغناطيسي و التلبيد. و يتوقف سير عملية الاستخلاص في الفرن اللافح و استهلاك الوقود و جودة الحديد المستخلص على حسن تحضير المادة الخام .

يتم الحصول على المادة الخام على شكل صخور من المنجم و منثم يتم نقلها و تكسيرها في كسارات. و يفرز الخام المكسر على هزازات او في غرابيل خاصة تفصل الاحجار الكبيرة عن الصغيرة .
 تفرز الاحجار ذات قطر ما بين 30- 100 مم النتاجة من عملية التكسير الى الصهر (يعني الى الفرن اللافح). و لجعل الخام مساميا و سهل الاختزال و خاليا من الشوائب الضارة يجرى تحميصه في افران خاصة للتحميص الخام. و يغسل الخام بالماء اذا كان يحتوي على نسبة كبيرة من الطين و الرمل و غيرها من الشوائب. و يركز الخام اذا كان ذا خواص مغناطيسية باستخدام الات خاصة تقوم فيها مغناطيسات كهربائية بالتقاط اجزاء الخام و نقلها الى مكان اخر و الشوائب تلقى. اما الاحجار الصغيرة و غبار الخام فيجمع و يلبد لتكبير حجمه ليصبح مناسب و استعماله كخام.

الوقود :
      الوقود مادة عضوية تتكون من جزء قابل للشتعال و جزء غير قابل للاشتعال. و الاجزاء القابلة للاشتعال هي الكربون و الهدروجين, اما الاجزاءالغير قابلة فهي الرطوبة و الرماد و الكبريت, والكبريت وان كانت تتولد حرارة عن اشتعاله الا انع يعتبر مادة غير مرغوب فيها لانه يؤثر على صفات المعدن.
من اهم الوقود في عملية استخلاص الحديد فحم الكوك  و يحصل على الكوك عن طريق التقطير اللااتلافي للفحم الحجري. و الكوك الجيد لونه رمادي فضي فاتح لا يلوث الايدي مسامي بشكل واضح و القيمة الحرارية لفحم الكوك بين 7000-8000 كيلو كالوري/كغم و يمكن تحضير فحم كوك جيد لتقليل الكبريت الموجود فيه بطرق خاصة.
 و يوجد ايضا الفحم الخشبي الذي يحصل عليه من تقطير الاخشاب في افران خاصة يميز بعدم وجود الكبريت الذي يوثر على المعدن اما عيوبه ارتفاع ثمنه و انخفاض متانته.

الفلكس (flux) :
   عبارة عن مواد توضع في الفرن تتحد مع الخبث (الشوائب للخام) و ايضا تلعب دورا مهما في خفض درجة الانصهار. من اهم انواع الفلكس الحجر الجيري يقطع الى قطع قطرها من 30-80 مم.

* نبذة مختصرة عن الفرن اللافح (Blast Furnace)
  الفرن اللافح بناء ضخم شكله مخروطي متواصل العمل. ارتفاعه يترواح ما بين24-40 متر يعتمد على سعة الفرن و قطره من الجهة العليا الى السفلى يزداد حيث يبخ قطره ما بين 8-10 امتار.
يقسم الفرن الى 5 اقسام رئيسية. قمة الفرن و القصبة و منطقة الصهر و الكور و القعر.

الموقع التالي يبين تفاصيل عمل الفرن اللافح مع الصور
اضغط هنا

يتم تغذية الفرن بالمواد الخام و الوقود (الفحم) و الفلكس. و من ثم تبداء عملية ضخ هواء ساخن من اسفل الفرن تقريبا ومن ثم تبداء عملية الاشتعال , تحتاج الافران الحديثة الى فترة 24 ساعة تقريبا لكي يشتغل و تبداء عملية الصهر للمواد الخام.

- يوجد في الفرن عند عمله تياران متواصلان متضادا الاتجاه فمن الهى الى اسفل ينزل الفحم الكوك و الفلكس و المادة الخام الى الفرن و من الاسفل الى الاعلى تصعد نواتج احتراق الكوك و الهواء الساخن. و يسخن الكوك عند نزوله بواسطة الغازات الساخنة المتصاعدة و عند تلامسه بالهواء المدفوع في الاجزء الاسفل من الفرت حترق حسب المعادلة التالية
C+O2==CO2+ 97,65KCal
و عند احتراق فحم الكوك ترتفع درجة الحرارة الى حوالي 1600-1750 درجة مؤية.
و يتفاعل ثاني اكسيد الكربون مع الكوك المتوهج فيختزل اول اكسيد الكربون حسب التفاعل التالي
CO2+C=2CO-37.71KCa

و يختزل الخام تدريجيا حسب المعادلات التالية :

3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2+8870Cal.
2Fe3O4+2CO=6FeO+2CO2-9980Cal
6FeO+6CO=6Fe+6CO2+19500Cal

و من ثم يبدء الحديد في الانصهار و التجمع في اسفل الفرن العالي تعلوه طبقة من الخبث و هي مجموعة من الاكاسيد مثل اكسيد السليكون و الخبث يخرج من فتحة خاصة و يجمع تقريبا مرة كل ساعة. و الحديد الناتج يسمة حديد الزهر حيث ان نسبة الكربون فيه مرتفعة.

هذا عملية استخلاص الحديد من الخامات بشكل عام للمهتمين في الموضوع ممكن ان نقدم المزيد من المعلومات بعون الله تعالى.

يتبع في الجزء الثاني ان شاء الله عملية تحويل الحديد الزهر الى الفولاذ

اتمنى ان تعم الفائدة على الجميع و شكرا




صفحات: [1]