ساختار فلزات در صنایع

ساختار فلزات در صنایع:
حالت جامد یا مایع فلزات تا حد زیادی به ظرفیت اتم های فلز مربوط می شود تا الکترون های پوسته بیرونی خود را به راحتی از دست بدهند.

به طور گسترده، نیروهایی که الکترون های پوسته بیرونی یک اتم را در محل خود نگه می دارند، ضعیف تر از نیروهای جذاب موجود در همان الکترون ها هستند که از تعاملات بین اتم ها در فلز جامد یا مایع ناشی می شوند. الکترون های درگیر از محل خارج می شوند و می توان ساختار اتمی یک فلز را به صورت مجموعه ای از اتم های جاسازی شده در ابر الکترون های نسبتاً متحرک تجسم کرد، به این نوع تعامل پیوند فلزی گفته می شود.

مقاومت پیوندهای فلزی برای فلزات بنیادی مختلف در اطراف مرکز سری فلزات انتقالی به حداکثر می رسد، زیرا این عناصر دارای تعداد زیادی الکترون جدا شده هستند.

اگرچه اکثر فلزات اساسی چگالی بالاتری نسبت به بیشتر فلزات نافلزات دارند، در چگالی آن ها تنوع زیادی وجود دارد، لیتیوم کمترین چگالی (0.534 گرم در سانتی متر مکعب) و اوزمیوم (59/22 گرم بر سانتی متر مکعب) بیشترین چگالی را دارد.

منیزیم، آلومینیوم و تیتانیوم فلزات سبکی از اهمیت تجاری قابل توجهی برخوردار هستند. چگالی متناظر آن ها با 7/1، 7/2 و 4/5 گرم در سانتی متر مکعب را می توان با فلزات ساختاری قدیمی مانند آهن با 7/9 و مس با 9/8 گرم در سانتی متر مکعب مقایسه کرد. وزن یک توپ آهنی تقریباً به اندازه سه توپ آلومینیومی است.

فلزات به طور معمول قابل انعطاف و شکل پذیر هستند. این مواد تحت تنش و بدون شکافتگی تغییر شکل می دهند. تصور بر این است که ماهیت بدون جهت پیوند فلزی به شکل پذیری اکثر مواد جامد فلزی کمک می کند. در مقابل، در یک ترکیب یونی مانند نمک سفره، هنگامی که صفحات یک پیوند یونی از کنار یکدیگر بلغزانند، تغییر حاصل شده در محل باعث انتقال یون های همان بار به مجاورت نزدیک و در نتیجه شکاف کریستال می شود.

چنین جابه جایی در کریستال پیوند کووالانسی، مانند الماس، که شکستگی و تکه تکه شدن کریستال اتفاق می افتد، مشاهده نمی شود. تغییر شکل الاستیک برگشت پذیر در فلزات را می توان با قانون هوک برای بازیابی نیروها توصیف کرد، جایی که تنش به طور خطی با فشار متناسب است.

گرما یا نیروهای بزرگ تر از حد الاستیک فلز ممکن است باعث تغییر شکل دائمی یا برگشت ناپذیر شوند که به عنوان تغییر شکل پلاستیک شناخته می شوند. یک نیروی اعمال شده ممکن است یک نیروی کششی، تحت فشار یا یک نیروی برشی، خمشی یا پیچشی باشد. تغییر دما ممکن است بر حرکت یا جابه جایی نقص ساختاری فلز در فلزات بلوری و غیر بلوری تأثیر بگذارد.

فلزات، به عنوان عناصر شیمیایی، 25% از پوسته زمین را تشکیل می دهند و در بسیاری از جنبه های زندگی مدرن وجود دارند. مقاومت برخی از فلزات منجر به استفاده مکرر آن ها از جمله در ساختمان های بلند مرتبه و ساخت پل و همچنین بیشتر وسایل نقلیه، بسیاری از لوازم خانگی، ابزارها، لوله ها و مسیرهای راه آهن شده است. از فلزات گرانبها در طول تاریخ به عنوان ضرب سکه استفاده می شد، اما در دوران مدرن، فلزات سکه ای حداقل تا 23 عنصر شیمیایی گسترش یافته است.

تصور می شود تاریخچه فلزات تصفیه شده با استفاده از مس در حدود 11000 سال پیش آغاز می شود. طلا، نقره، آهن (به عنوان آهن شهاب سنگ)، سرب و برنج نیز به همین ترتیب قبل از اولین ظهور برنز قبل از میلاد مورد استفاده قرار می گرفتند.

تحولات بعدی شامل تولید اشکال اولیه فولاد است. کشف سدیم اولین فلز سبک در سال 1809 بوده است سپس ظهور فولادهای آلیاژی مدرن، پس از پایان جنگ جهانی دوم و درنهایت توسعه آلیاژهای پیچیده تر صورت پذیرفت.