المغنيسيوم في الصناعة

المغنيسيوم يعد من اخف المعادن ويحتل المركز الثالث من حيث الوزن بعد الالمونيوم، وان هذا العنصر تم فصله في عام 1808 بواسطة العالم إنجليزي ديفي ولكن ظل حتي عام 1852 حتي تم اكتشاف معدن الماغنيسيوم وتم فصله بواسطة التحليل الكهربائي لمصهور كلوريد الماغنيسيوم اللا مائي بواسطة العالم بانسن ووجد أن الماغنيسيوم ترسب علي الكاثود وان الكلوريد ترسب علي انود الخلية.

ماء البحر

ويكون المغنسيوم إما في صورة كلوريد المغنسيوم (MgCl₂) والذي يحتوي على 21% مغنسيوم. أو في مركب الكارناليت (KMgCl₃-6H₂O) والذي يحتوي على 9% مغنسيوم.

أشهر طريقة لاستخراج عنصر المغنسيوم من البحر هي طريقة داو حيث يؤتى بالجير المستخرج من صخور الدلوميت وتمزج مع ماء البحر المحتوي على كلوريد المغنسيوم فيتفإعلان مع بعض وينتج كلوريد الكالسيوم وكربونات المغنسيوم

MgCl₂ + CaCO₃ → MgCO₃ + CaCl₂

المركب الأخير غير منحل بالماء فيفصل عن المزيج ويصفى ثم يفاعل مع حمض الهيدروكلوريك فيتكون كلوريد المغنسيوم الذي يكون الآن بشكل منفصل عن بقية الأملاح بالإضافة إلى الماء.

MgCO₃ + 2HCl → MgCl₂ + CO₂ + H₂O

يبخر الماء فيتبقى كلوريد المغنسيوم الذي يتم صهره عند درجة حرارة 710 درجة سيليزية ثم تتم عملية تحليل كهربائي للمصهور فنحصل على مغنسيسوم وغاز الكلور.

وجدير بالذكر أن الإمكانية التجارية للطريقة الإلكتروليتية في إنتاج الماغنيسيوم تم اكتشافها عام 1909 بواسطة شركة ألمانية , وفي عام 1920 أصبحت العملية الإلكتروليتية للماغنيسيوم متوافرة في العملية الصناعية بشكل مناسب . الماعنيسيوم يستخدم في السبائك التركيبية المضيئة , وان رمز الماغنيسيوم الرقم الذري له رقم 12 وان الكثافة المطلقة له 1.738 وان نقطة الانصهار له 651 درحة سيليزيوس , وان نقطة الغليان له 1107 درجة سيليزيوس .

التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية التي تصل الي 300 درجة سيليزيوس الاتيريوم الذي يدخل من ضمن السبائك يعمل علي تحسين المقاومة عن السبائك التي تدخل الماغنيسيوم في صناعتها, وان سبائك Electron ® WE43 الذي تستخدم في تطبيقات الفضاء الجوي وكذلك سبائك Elektron ® WE54 تستخدم في الصناعات التي تدخل في تطبيقات اللسيارات .

الماغنيسيوم الآن يستخدم بشكل واسع في كثير من التطبيقات والأسواق التجارية ويستخدم في الصناعات الميكانيكية ويدخل من ضمن عناصر في إنتاج السبائك , وان إنتاج العالم من الماغنيسيوم حوالي 400 الف طن سنويا وان هذا الرقم يزداد سنويا حيث أن الماغنيسيوم يمتاز بالوزن الخفيف وان المنتجات التي يدخل الماغنيسيوم في صناعتها تزداد مثل صناعة السيارات لتقليل وزنها وكذلك تقليل الغازات ذات الاحتباس الحراري . ^[1]

السبائك التي يدخل في صناعتها عنصر المغنيسيوم.

إلكترون الماغنيسيوم تم تجهيزه وتوفيره في عملية صهر سبائك الماغنيسيوم في عام 1930 وتم تطويره بشكل واسع في سبائك الماغنيسيوم والذي يؤدي الي تحسين الخصائص الميكانيكية للسبائك ودرجات حرارة عالية تصل الي 300 درجة سيليزيوس وان الماغنيسيوم يستخدم في كثير من السبائك ولكثير من التطبيقات مثل (the Mg-Zn-Rare Earth alloys Elektron ® RZ5 (ZE41) , Elektron ® ZRE1 (EZ33 وانه من السهل تحسين خصائص السبائك في الشد الي درجة حرارة 150 درجة سيليزيوس , وان السبائك التي تستخدم بشكل واسع في عملية الفضاء الجوي مثل (Electron® ZRE1(EZ33 وهو يستخدم من ضمن المكونات التي تؤدي الي المقاومة المطلوبة لمحرك الطيارة, وان سبيكة Elektron ® 21 تم تطويرها لتحسين خواص المقاومة لكثير من السبائك , وان المهندسين يستطيعون الآن ان يخصلوا علي مكونات ذات تصميم قوي وذات وزن خفيف بواسطة Electron 21.

في التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية التي تصل الي 300 درجة سيليزيوس الاتيريوم الذي يدخل من ضمن السبائك يعمل علي تحسين المقاومة عن السبائك التي تدخل الماغنيسيوم في صناعتها, وان سبائك Electron ® WE43 الذي تستخدم في تطبيقات الفضاء الجوي وكذلك سبائك Elektron ® WE54 تستخدم في الصناعات التي تدخل في تطبيقات اللسيارات .

أصبح الماغنيسيوم يستخدم بشكل واسع جدا في السيارات التجارية ككونه يدخل من ضمن عناصر السبائك المنصهرة لانه يعطي مقاومة جيدة وكذلك وزن خفيف مثل .

Elektron ® AZ91D, Elektron ® AM50 and Elektron ® AM60 وانها تنتج وتوفر عالميا بشكل واسع لتستخدم في هذه الصناعات. ^[2]

استخدام المغنيسيوم في صناعة الطائرات .

سبائك الماغنيسيوم تستخدم بشكل واسع في طائرات الهيلوكوبتر مثل Elektron®RZ5 (ZE41) وتكون عملية التشغيل تصل درجة حرارتها إلي 150 درجة سيليزيوس والتي تعطي خواص ميكانيكية جيدة والتي تحسن من خواصها مثل Elektron®WE43 , ويوجد كثير من برامج الهيلوكوبتر يحتوي علي MD500 وكذلك Eurocopter EC120, وكذلك NH90 Elektron®WE43 والذي يضاف ليحسن الخواص الميكانيكية إلي (Elektron®RZ5 (ZE41

و في مجال صناعة المحركات الجوية تستخدم سبائك الماغنيسيوم بنجاح في كل من الطيران المدني والعسكري ,حيث تكون التطبيقات المدنية تحتوي علي (Elektron®RZ5/ZE41) وكذلك المحركات تحتوي علي رولز رويس أر بي 211 وتحتوي علي (Elektron®ZRE1/EZ33), Elektron®ZRE1/EZ33) وكذلك (Elektron®ZRE1/EZ33) وكذلك BR710 (Elektron®RZ5/ZE41) أما في الطائرات العسكرية فإنها تستخدم بشكل واسع لتحسين الخواص الميكانيكية مثل في طائرات F16 - new Pratt and Whitney F119 - new American F22 . ^[3]

استخدام المغنيسيوم في صناعة الالمونيوم.

15 مليون طن تقريبا من الالومنيوم تستخدم الماغنسيوم كا عنصر أساسي من مكونات سبائك الالومنيوم ان إنتاج العالم من سبائك الالومنيوم المصنوعة بواسطة الحدادة تقدر ب 80% والمصنوعة بطريقة السباكة تقدرب 60% والعمليتان تستخدمان الماغنسيوم كمكون أساسي في السبيكة .

تاثير اضافة المغنسيوم في سبيكة الالومنيوم وتحسن خواصها .

ان إضافة حوالي 0.1 % الي 4.4 % من الماغنيسيوم لسبائك الالومنيوم يحسن من قابلية الالومنيوم لتشكيل واجراء عملية اللحام عليه بسهولة , وان إضافة نسبة 0.3% الي 1.5% يحسن من مقاومة الالمونيوم للتاكسد والتآكل وكذلك يحسن من خصائص الشد. 1-إن 50% من الصناعات التي يدخل فيها الالومنيوم مثل صناعات ومعلبات المشروبات واغلفة الماكولات يكون فيها الماغنسيوم كا عنصر أساسة في مكون سبيكة الالومنيوم . 2- سبيكة الالومنيوم المستخدمة في صناعة أجزاء السيارات تستخدم حوالى 35% من الماغنسيوم كعنصر أساسي . ^[4]

استخدام المغنيسيوم في صناعة السيارات .

ان العملية التجارية في صناعة السيارات استخدمت الماغنيسيوم عام 1920 ولكن صهر ا الماغنيسيوم لم تستخدم بشكل واسع في السيارات التجارية حتي عام 1936 , والسيارة تحتوي علي حوالي 20 كجم من الماغنيسيوم حيث إنتاج الماغنيسيوم وصل الي 42 طن سنويا في عام 1971 .

ان النمو السريع لاستخدام الماغنيسيوم زاد بشكل كبير في صناعة السيارات , في أوروبا الزيادة في استخدام الماغنيسيوم كمادة ذات وزن خفيف تم بواسطة شركات Volkswagen Group وان كثير من الشركات يستخدم الماغنيسيوم بشكل رئيسي مثل شركة Mercedes Benz وكذلك بي إم دبليو , وان حوالي 14 كجم من الماغنيسيوم يستخدم في Audi A4 & A6وكذلك Vw Passatوان استخدام الماغنيسيوم في هذه المركبات يوفر حوالي من 20% الي 25% من وزنها من الالمونيوم ولكنها لا تقتصر فقط في هذه الصناعات بل تستخدم في صناعة غطاء رأس الاسطوانة وكثير من المكونات المعدنية مثل AM50A & AM60B , في شمال أمريكا استخدام الماغنيسيوم زاد وتطور في كثير من التطبيقات .

وفى صناعة سيارات السباقات الرياضية التي تحتوي علي كثير من المميزات حيث أنها تمتاز بخفة الوزن وكذلك المقاومة العالية لانها يتوافر فيها كثير من العناصر مثل Elektron®21 وان هذا العنصر أصبح أكثر انتشارا واستخداما وله تطبيقات واسعة بدلا من ZE41) RZ5 Elektron® وان سبائك Elektron®WE54 وكذلك Elektron®WE43 أصبحوا الأكثر استخداما في محركات موتور السباق حيث انهما يمتازان بتحمل الإجهادات العالية وكذلك درجات الحرارة العالية . ^[5]

استخدام المغنيسيوم في مقاومة التآكل وحماية الأسطح .

ان اغلب سبائك الماغنيسيوم ذات الضغط العالي لا تستخدم بصفة عامة في حماية الاسطح من الصدأ وحسب بل تستخدم في الصناعات التي تدخل في تطبيقات الفضاء حيث تستخدم في حماية الاسطح لتلك التطبيقات , وان سبائك الماغنيسيوم الحديث ذات الضغط العالي تستخدم في مقاومة التاكل مثل سبيكة ( Elektron AZ91D ) وكذلك AM50 Elektronوكذلك AM60Elektron , النقلء العالي لهذه السلائك يؤدي الي حماية السطح لهذه المعادن وانه يوجد سبائك الماغنيسيوم التي تستخدم في تطبيقات الفضاء الجوي حيث تخدم الأحوال البيئية والتي تعمل علي حماية السطح مثل Elektron ® RZ5 (ZE41) وكذلك Elektron 21, Elektron ® WE43

يمكن استخدام الماغنيسيوم خارج صناعة الفضاء الجوي ^[6] حيث يستخدم في كثير من التطبيقات الذي يخدم البيئة الذي يعطي وزن خفيف وكذلك يعمل علي حماية الأسطح مثل (Elektron ® 21 وكذلك Elektron ® RZ5 ZE41), وكذلك( Elektron ® WE43) وكذلك WE54 Elektron ., وانه يوجد تاثيرات لمكونات الماغنيسيوم التي تكون مزودة بمعالجات علي المعدن أو مكونات الالمونيوم التي تعمل علي مقاومة التآكل أيضاً بالإضافة إلي حماية السطح.

للمزيد من التطبيقات عن استخدام الماغنسيوم في الصناعة يرجى زيارة الرابط الآتى

المرجع

http://www.magnesium-elektron.com

موسوعات ذات صلة :

• موسوعة فنون