من به عنوان تأمین کننده آهن خالص ، من از دست اول نقش محوری را که ناخالصی ها در تغییر خواص این فلز اساسی بازی می کنند ، مشاهده کرده ام. آهن خالص ، در حالت ایده آل خود ، مجموعه ای از ویژگی های منحصر به فرد را ارائه می دهد که آن را بسیار مورد جستجو قرار می دهد - پس از آن در صنایع مختلف. با این حال ، وجود ناخالصی ها می تواند به طور قابل توجهی این خصوصیات را به طور مثبت یا منفی تغییر دهد.
خصوصیات فیزیکی
یکی از قابل توجه ترین تأثیرات ناخالصی بر روی آهن خالص بر چگالی آن است. ناخالصی ها می توانند باعث تغییر در بسته بندی اتمی در شبکه آهن شوند. به عنوان مثال ، اگر یک اتم ناخالصی از یک اتم آهن بزرگتر باشد ، می تواند ترتیب منظم اتم های آهن را مختل کند و منجر به افزایش حجم کلی مواد و در نتیجه کاهش تراکم شود. در مقابل ، اتم های ناخالصی کوچکتر ممکن است در فضاهای بینابینی بین اتم های آهن قرار بگیرند ، به طور بالقوه چگالی را افزایش می دهند.
نقطه ذوب آهن خالص به خوبی - در حدود 1538 درجه سانتیگراد تعریف شده است. اما ناخالصی ها می توانند این نقطه ذوب را پایین بیاورند یا بالا ببرند. عناصری مانند گوگرد و فسفر به خوبی به دلیل توانایی آنها در شکل گیری کم و ذوب - نقطه با آهن شناخته شده اند. هنگامی که این ناخالصی ها وجود دارند ، مخلوط های eutectic می توانند در دمای بسیار پایین تر از نقطه ذوب آهن خالص ذوب شوند. این می تواند یک نگرانی اساسی در کاربردهای درجه حرارت بالا باشد که در آن یکپارچگی ساختاری ماده مبتنی بر آهن باید حفظ شود.
خصوصیات مکانیکی
قدرت و سختی دو خاصیت مکانیکی بحرانی آهن است. ناخالصی ها می توانند تأثیر عمیقی بر این خصوصیات داشته باشند. به عنوان مثال ، کربن یک ناخالصی مشترک در آهن است. هنگامی که در مقادیر کمی وجود داشته باشد ، کربن می تواند کاربید آهن (Fe₃C) را تشکیل دهد ، همچنین به عنوان سیمان شناخته می شود. وجود سیمانیت در ماتریس آهن ، سختی و استحکام مواد را افزایش می دهد. این اصل تولید فولاد است که در اصل آلیاژ آهن و کربن است. با این حال ، اگر میزان کربن خیلی زیاد باشد ، مواد شکننده می شوند و انعطاف پذیری آن به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.
انعطاف پذیری ، توانایی یک ماده برای تغییر شکل پلاستیکی قبل از شکستگی ، نیز تحت تأثیر ناخالصی ها قرار می گیرد. اجزاء غیر فلزی مانند اکسیدها ، سولفیدها و سیلیکات ها می توانند به عنوان کنسانتره استرس عمل کنند. هنگامی که بار بر روی آهن اعمال می شود ، این اجزاء می توانند ترک ها را آغاز کنند و توانایی مواد در تغییر شکل پلاستیکی را کاهش می دهد. در نتیجه ، انعطاف پذیری آهن کاهش می یابد و مستعد شکستگی ناگهانی می شود.
چقرمگی ، که توانایی یک ماده برای جذب انرژی قبل از شکستگی است ، همچنین تحت تأثیر ناخالصی ها قرار دارد. به طور کلی ، ناخالصی هایی که باعث آغشته شدن می شوند ، مانند مقادیر بیش از حد فسفر یا نیتروژن ، چقرمگی آهن را کاهش می دهند. این عناصر می توانند در مرزهای دانه از هم جدا شوند و پیوند بین دانه ها را تضعیف کرده و مواد را برای انتشار ترک بیشتر مستعد کنند.
خواص شیمیایی
مقاومت در برابر خوردگی آهن خالص نسبتاً ضعیف است. به راحتی با اکسیژن در حضور رطوبت برای تشکیل اکسید آهن (زنگ زدگی) واکنش نشان می دهد. با این حال ، ناخالصی ها می توانند مقاومت خوردگی آهن را تقویت یا کاهش دهند. کروم نمونه ای از ناخالصی است که می تواند مقاومت در برابر خوردگی را بهبود بخشد. هنگامی که به مقادیر کافی به آهن اضافه شود ، کروم یک لایه اکسید منفعل را روی سطح مواد تشکیل می دهد. این لایه به عنوان یک مانع عمل می کند و از اکسیداسیون بیشتر و خوردگی جلوگیری می کند.
از طرف دیگر ، گوگرد می تواند تأثیر منفی بر مقاومت در برابر خوردگی داشته باشد. گوگرد می تواند با آهن واکنش نشان دهد تا سولفید آهن تشکیل شود. سولفید آهن متخلخل تر و محافظ کمتری نسبت به لایه اکسید آهن است. همچنین می تواند با ترویج تشکیل سلولهای الکتروشیمیایی موضعی بر روی سطح آهن ، روند خوردگی را تسریع کند.
خواص الکتریکی و مغناطیسی
از نظر هدایت الکتریکی ، آهن خالص یک هادی نسبتاً خوب است. با این حال ، ناخالصی ها می توانند جریان الکترون ها را از طریق شبکه آهن مختل کنند. به عنوان مثال ، عناصر آلیاژ مانند نیکل و سیلیکون می توانند مقاومت الکتریکی آهن را افزایش دهند. این امر به این دلیل است که این عناصر مراکز پراکندگی الکترون ها را معرفی می کنند ، مانع حرکت آنها می شوند و در نتیجه هدایت الکتریکی را کاهش می دهند.
خواص مغناطیسی نیز تحت تأثیر ناخالصی ها قرار می گیرد. آهن خالص فرومغناطیسی است ، به این معنی که می تواند مغناطیس شود و مغناطیس آن را حفظ کند. با این حال ، وجود ناخالصی های خاص می تواند رفتار مغناطیسی آهن را تغییر دهد. به عنوان مثال ، افزودن عناصر غیر مغناطیسی مانند مس یا روی می تواند نفوذپذیری مغناطیسی آهن را کاهش دهد. از طرف دیگر ، مقادیر کمی کبالت می تواند خواص مغناطیسی آهن را تقویت کند و آن را برای کاربردهای موجود در ترانسفورماتورهای برقی و موتورها مناسب می کند.
محصولات ما و تأثیر ناخالصی ها
در شرکت ما ، ما طیف وسیعی از محصولات آهن خالص را ارائه می دهیم ، از جملهyt01 آهن خالصبشر آهن خالص YT01 ما با دقت تصفیه می شود تا به حداقل رساندن وجود ناخالصی ها بپردازد. این تضمین می کند که خواص مطلوب آهن خالص مانند انعطاف پذیری زیاد و هدایت الکتریکی خوب را حفظ می کند. با این حال ، ما همچنین می دانیم که در برخی از برنامه ها ، برای دستیابی به خصوصیات خاص ممکن است به مقدار کنترل ناخالصی نیاز داشته باشد.
به عنوان مثال ، ماASTM A848 ماشینکاریمحصول با یک مشخصات ناخالصی خاص برای تقویت ماشینکاری آن طراحی شده است. با کنترل دقیق نوع و میزان ناخالصی ها ، می توانیم عملکرد برش آهن ، کاهش سایش ابزار و بهبود سطح سطح قطعات ماشینکاری را بهبود بخشیم.
ما نیز تهیه می کنیمپودر آهن خالص، که در کاربردهای مختلفی از جمله متالورژی پودر و مواد مغناطیسی استفاده می شود. خلوص پودر آهن ما در این برنامه ها بسیار مهم است. حتی مقدار کمی از ناخالصی ها می توانند بر روند پخت و پز در متالورژی پودر یا خصوصیات مغناطیسی محصول نهایی تأثیر بگذارند.
پایان
در پایان ، ناخالصی ها تأثیر زیادی بر خواص آهن خالص دارند. آنها می توانند خواص فیزیکی ، مکانیکی ، شیمیایی ، الکتریکی و مغناطیسی مواد را اصلاح کنند و آن را برای طیف گسترده ای از برنامه ها مناسب می کنند. ما به عنوان یک تأمین کننده خالص آهن ، ما متعهد هستیم که محصولات با کیفیت بالا را با سطح ناخالصی کنترل شده با دقت کنترل کنیم. این که آیا شما به آهن خالص با حداقل ناخالصی ها یا ماده ای مبتنی بر آهن با خاصیت ناخالصی خاص نیاز دارید ، ما تخصص و منابع لازم برای برآورده کردن نیازهای شما را داریم.
اگر به محصولات آهنی خالص ما علاقه مند هستید یا در مورد تأثیر ناخالصی ها بر روی خواص آهن سؤالی دارید ، ما شما را ترغیب می کنیم تا برای یک بحث دقیق با ما تماس بگیرید. تیم متخصصان ما آماده هستند تا در انتخاب محصول مناسب برای برنامه خاص خود به شما کمک کنند.
منابع
- Askeland ، DR ، & Wright ، WJ (2011). علم و مهندسی مواد. یادگیری Cengage.
- Callister ، WD ، & Rethwisch ، DG (2014). علوم و مهندسی مواد: مقدمه. ویلی
- Smith ، WF ، & Hashemi ، J. (2012). مبانی علوم و مهندسی مواد. مک گرا - آموزش هیل.