انواع فلزات نقش بسزایی در انقلاب صنعتی داشت و منجر به رشد تصاعدی تمدن بشری شد و باعث شد ما به جایگاه امروزی برسیم. امروزه انواع فلزات در اطراف ما وجود دارند، از رایانه و گوشی که برای خواندن این اطلاعات استفاده می کنید تا تمام تجهیزاتی که به صورت روزانه با آن سر و کار دارید.
5 فلزات شکننده؛ یکی دیگر از انواع فلزات
7 فلز سفید؛ دسته خوش رنگ فلزات
فلز چیست؟
در علم فیزیک، فلز به طور کلی به هر ماده ای گفته می شود که بتواند الکتریسیته را در دمای صفر مطلق هدایت کند. بسیاری از عناصر و ترکیباتی که به طور معمول به عنوان فلز طبقه بندی نمی شوند تحت فشارهای زیاد به فلز می شوند.
به عنوان مثال، ید غیرفلزی به تدریج در فشاری بین ۴۰ تا ۱۷۰۰۰۰ اتمسفر به فلز تبدیل می شود. به همین ترتیب، برخی از موادی که فلز در نظر گرفته می شوند، می توانند به غیر فلز نیز تبدیل شوند. به عنوان مثال، سدیم با فشاری تقریباً دو میلیون برابر فشار اتمسفر به یک نافلز تبدیل می شود.
تقریباً ۹۵ عنصر از ۱۱۸ عنصر جدول تناوبی فلز هستند. این عدد دقیق چرا که مرزهای بین فلزات، نافلزات و نیمه فلزات به دلیل فقدان تعاریف پذیرفته شده عمومی از دسته‌های درگیر، کمی در نوسان است.
لازم به ذکر است هزاران نوع مختلف فلز وجود دارد و هر کدام برای کاربردهای بسیار خاص ساخته شده اند.
طبقه بندی انواع فلزات
فلزات را می توان بر اساس خواص فیزیکی یا شیمیایی آن ها دسته بندی کرد. دسته بندی های شرح داده شده عبارتند از:
- فلزات آهنی و غیر آهنی
- فلزات شکننده
- فلزات نسوز
- فلزات سفید
- فلزات سنگین و سبک
- فلزات پایه، نجیب و گرانبها
فلزات آهنی و غیرآهنی
فلزات آهنی حاوی آهن هستند و فلزات غیرآهنی حاوی آهن نیستند. پاسخ عمیق تر این است که فلزات آهنی و فلزات غیرآهنی هر کدام ویژگی های متمایز به خود را دارند. این ویژگی ها باعث متمایز ساختن کاربردهایی آن ها شده است.
فلزات آهنی
آهن خالص به عنوان یک ماده مهندسی کاربرد کمی دارد؛ زیرا بسیار نرم و انعطاف پذیر است. هنگامی که آهن سرد می شود و از مایع به جامد تبدیل می شود، بیشتر اتم های موجود در لایه های منظمی به هم نزدیک می شوند.
اما با افزودن کربن به آهن، می‌توانیم طیف وسیعی از آلیاژها را با خواص کاملاً متفاوت تولید کرد که به آن ها فولادهای کربنی گفته می شود. آلیاژ مخلوطی از دو یا چند عنصر شیمیایی و عنصر اولیه فلز است.
فلزات آهنی دارای محتوای کربن بالایی هستند که به طور کلی آن ها را در معرض زنگ زدگی در معرض رطوبت قرار می دهد.
بیشتر فلزات آهنی مغناطیسی هستند که آنها را برای کاربردهای موتوری و الکتریکی بسیار مفید می کند. استفاده از فلزات آهنی در درب یخچال به شما این امکان را می دهد که لیست خرید خود را با آهنربا روی آن سنجاق کنید.
کاربرد فلزات در صنایع
برخی از فلزات آهنی رایج عبارتند از فولاد آلیاژی، فولاد کربنی، چدن و آهن فرفورژه. این فلزات به دلیل استحکام کششی و دوام ارزشمند هستند. فلزات آهنی همچنین در کانتینرهای حمل و نقل، لوله کشی صنعتی، خودروها، خطوط راه آهن و بسیاری از ابزارهای تجاری و خانگی استفاده می شود.
فلزات غیر آهنی
فلزات غیرآهنی شامل آلومینیوم، مس، سرب، روی و قلع و همچنین فلزات گرانبها مانند طلا و نقره است. مزیت اصلی آن ها نسبت به مواد آهنی، چکش خواری آن هاست. همچنین فلزات غیرآهنی فاقد محتوای آهن هستند و همین امر به آن ها مقاومت بیشتری در برابر زنگ زدگی و خوردگی می دهد. همین ویژگی باعث شده این فلزات برای ناودان ها، لوله های مایع، سقف ها و تابلوهای بیرونی ایده آل باشند.
همچنین فلزات غیرآهنی غیر مغناطیسی هستند، که برای بسیاری از کاربردهای الکترونیکی و سیم کشی بسیار مهم و کاربردی است.
فلزات شکننده؛ یکی دیگر از انواع فلزات
در حالی که تقریباً همه فلزات چکش‌خوار یا انعطاف‌پذیر هستند، تعدادی از آنها نظیر بریلیم، کروم، منگنز، گالیوم و بیسموت شکننده هستند. مقادیر پایین نسبت مدول الاستیک حجیم به مدول برشی (معیار Pugh) نشان دهنده شکنندگی ذاتی است.
فلزات نسوز؛ دسته نسوز فلزات
در علم مواد، متالورژی و مهندسی، فلز نسوز فلزی است که در برابر حرارت و سایش فوق العاده مقاوم است. اینکه کدام فلزات به این دسته تعلق دارند متفاوت است. رایج ترین تعریف شامل نیوبیم، مولیبدن، تانتالم، تنگستن و رنیوم است. همه آن ها دارای نقطه ذوب بالای ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد و سختی بالا در دمای اتاق هستند.
فلز سفید؛ دسته خوش رنگ فلزات
فلز سفید به هر طیفی از فلزات سفید رنگ (یا آلیاژهای آن ها) با نقطه ذوب نسبتاً پایین گفته می شود. این فلزات عبارتند از روی، کادمیوم، قلع، آنتیموان (که در اینجا به عنوان یک فلز محاسبه می شود)، سرب و بیسموت که برخی از آن ها کاملاً سمی هستند.
فلزات سبک و سنگین
فلز سنگین هر فلز یا متالوئید نسبتاً متراکمی است. تعاریف خاص تری برای این فلزات نیز ارائه شده است، اما هیچ یک مورد پذیرش گسترده قرار نگرفته است. برخی از فلزات سنگین کاربرد خاصی دارند یا به طور قابل توجهی سمی هستند. برخی از آن ها در مقادیر کمی ضروری هستند. تمام فلزات دیگر جز فلزات سبک هستند.
فلزات پایه، نجیب و گرانبها
در شیمی، فلز پایه به طور غیر رسمی برای اشاره به فلزی استفاده می شود که به راحتی اکسید یا خورده می شود، مانند واکنش آسان با اسید هیدروکلریک رقیق (HCl) برای تشکیل کلرید فلز و هیدروژن که به عنوان مثال می توان به آهن، نیکل، سرب و روی اشاره کرد. از این رو مس به عنوان یک فلز پایه در نظر گرفته می شود؛ زیرا نسبتاً به راحتی اکسید می شود، اگرچه با HCl واکنش نمی دهد.
اصطلاح فلز نجیب معمولاً در تقابل با فلز پایه استفاده می شود. فلزات نجیب برخلاف اکثر فلزات پایه در برابر خوردگی یا اکسیداسیون مقاوم هستند. آن ها معمولاً به دلیل کمیاب بودن، فلزات گرانبها هستند. به عنوان مثال می توان به طلا، پلاتین، نقره، رودیوم، ایریدیوم و پالادیوم اشاره کرد.
در کیمیاگری و سکه شناسی، اصطلاح فلز پایه با فلزات گرانبها، یعنی فلزات دارای ارزش اقتصادی بالا، مقایسه می شود. هدف دیرینه کیمیاگران تبدیل فلزات پایه به فلزات گرانبها از جمله فلزات سکه ای مانند نقره و طلا بود.
از آلیاژها چه می دانید؟
به زبان ساده آلیاژ (Alloy) یا همجوشه یک ماده فلزی است که از ترکیب یک فلز با یک یا چند عنصر دیگر (فلز یا غیر فلز) به وجود می آید. این عناصر به صورت مایع با هم مخوط می‌شوند و خواص بیشتری نسبت به فلز خالص دارند. رایج ترین راه برای ترکیب فلزات و تشکیل یک آلیاژ، ذوب کردن آن ها و مخلوط کردن تمام مواد با هم است.
نکات پایانی
در هر رشته ای که فعالیت داشته باشید، هر روزه با انواع فلزات سر و کار دارید که هر کدام بسته به جنس و به تبع آن ویژگی هایی که دارد، در وسایلی استفاده می گردد.
