جميع الاقسام
التدوين

تصنيف المواد- المواد المعدنية

الوقت: 2023-12-05 الزيارات: 17

وفقًا للتصنيف التقليدي، يمكن تقسيم المواد إلى مواد معدنية، ومواد غير معدنية غير عضوية (المواد الخزفية)، ومواد بوليمرية، ومواد مركبة. الصلب والذهب والفضة كلها مواد معدنية. تشمل المواد غير المعدنية غير العضوية، بما في ذلك السيراميك والزجاج، الأكاسيد والأملاح غير العضوية وغيرها من حيث التركيب العنقودي. تتكون مواد البوليمر من جزيئات عضوية كبيرة، مثل الألياف والمطاط والراتنجات والبلاستيك. تتكون المواد المركبة من مادتين أو أكثر بطريقة معينة، ويتم تصنيفها إلى عدة فئات. وفقًا للمصفوفة ، يمكن تقسيمها إلى مصفوفة معدنية ، ومصفوفة سيراميك ، ومصفوفة راتنجية ، وما إلى ذلك ، أو وفقًا للتعزيز ، يمكن تقسيمها إلى مواد مركبة معززة بالألياف ، ومواد مركبة معززة بالجسيمات ، وما إلى ذلك ، وهناك أنواع عديدة.

 

فهم المواد المعدنية واتجاهات التنمية. تشير المواد المعدنية إلى المواد ذات الخصائص المعدنية التي تتكون من عناصر معدنية أو تتكون بشكل رئيسي من عناصر معدنية. بما في ذلك المعادن النقية والسبائك والمركبات المعدنية والمواد المعدنية الخاصة.

يجب أن يبدأ فهمنا للمواد المعدنية من الجوانب التالية:

 

1. التصنيف: تنقسم المواد المعدنية عادة إلى معادن حديدية ومعادن غير حديدية ومواد معدنية خاصة.

① تسمى المعادن الحديدية أيضًا بالمواد الفولاذية، بما في ذلك الحديد الصناعي النقي الذي يحتوي على أكثر من 90% حديد، والحديد الزهر الذي يحتوي على 2% إلى 4% كربون، والفولاذ الكربوني الذي يحتوي على أقل من 2% كربون، والفولاذ الهيكلي، والفولاذ المقاوم للصدأ، والمقاوم للحرارة الصلب لأغراض مختلفة. الصلب، وسبائك درجة الحرارة العالية، والسبائك الدقيقة، وما إلى ذلك. تشمل المعادن الحديدية المعممة أيضًا الكروم والمنغنيز وسبائكها.

② تشير المعادن غير الحديدية إلى جميع المعادن وسبائكها باستثناء الحديد والكروم والمنغنيز، والتي تنقسم عادة إلى معادن خفيفة ومعادن ثقيلة ومعادن ثمينة وشبه معادن ومعادن نادرة ومعادن أرضية نادرة. تكون قوة وصلابة السبائك غير الحديدية أعلى عمومًا من تلك الخاصة بالمعادن النقية، كما أنها تتمتع بمقاومة أكبر ومعامل مقاومة لدرجة الحرارة أصغر.

③تشمل المواد المعدنية الخاصة المواد المعدنية الهيكلية والمواد المعدنية الوظيفية للاستخدامات المختلفة. من بينها المواد المعدنية غير المتبلورة التي يتم الحصول عليها من خلال عمليات التكثيف السريع، وكذلك المواد شبه البلورية، والبلورات الدقيقة، والمواد المعدنية البلورية النانوية، وما إلى ذلك؛ هناك أيضًا سبائك وظيفية خاصة مثل التخفي، ومقاومة الهيدروجين، والموصلية الفائقة، وذاكرة الشكل، ومقاومة التآكل، وتقليل الاهتزاز والتخميد، وما إلى ذلك، والمواد المركبة ذات المصفوفة المعدنية، وما إلى ذلك.

 

تنقسم المواد المعدنية إلى معادن مصبوبة، ومعادن مشوهة، ومعادن مشكلة بالحقن، ومواد تعدين المساحيق وفقًا لعملية الإنتاج والقولبة. يتم تشكيل المعدن المصبوب من خلال عملية الصب، بما في ذلك الفولاذ الزهر والحديد الزهر والمعادن غير الحديدية والسبائك.

يتم تشكيل المعدن المشوه عن طريق معالجة الضغط مثل الحدادة، والدرفلة، والختم، وما إلى ذلك، ويختلف تركيبه الكيميائي قليلاً عن المعدن المصبوب المقابل. يتم تصنيع معدن التشكيل بالحقن إلى أجزاء وفراغات ذات أشكال وخصائص هيكلية معينة من خلال عملية التشكيل بالحقن.

يمكن تقسيم أداء المواد المعدنية إلى نوعين: أداء العملية وأداء الاستخدام.

 

2. الأداء: 

من أجل استخدام المواد المعدنية بشكل أكثر عقلانية وإفساح المجال كاملاً لدورها، من الضروري إتقان الأداء (أداء سهولة الاستخدام) الذي يجب أن تتمتع به الأجزاء والمكونات المصنوعة من مواد معدنية مختلفة في ظل ظروف العمل العادية واستخدامها أثناء المعالجة الساخنة والباردة . الأداء الذي يجب أن يمتلكه (أداء العملية). يشمل أداء المواد الخواص الفيزيائية (مثل الثقل النوعي، ونقطة الانصهار، والتوصيل الكهربائي، والتوصيل الحراري، والتمدد الحراري، والمغناطيسية، وما إلى ذلك)، والخصائص الكيميائية (المتانة، ومقاومة التآكل، ومقاومة الأكسدة)، والخواص الميكانيكية. يشير أداء عملية المواد إلى قدرة المادة على التكيف مع طرق المعالجة الباردة والساخنة.

 

3. عملية الإنتاج: 

في إنتاج المواد المعدنية، يتم بشكل عام استخلاص المعدن وصهره أولاً. تحتاج بعض المعادن إلى مزيد من الصقل وتعديل التركيب المناسب قبل معالجتها إلى منتجات ذات مواصفات وخصائص مختلفة. لاستخراج المعادن، يستخدم الفولاذ عادة عمليات التعدين الحراري، أي المحولات، وأفران الموقد المفتوح، وأفران القوس الكهربائي، وأفران الحث، والقباب (صناعة الحديد)، وما إلى ذلك تستخدم في الصهر والصهر؛ تستخدم المعادن غير الحديدية كلاً من العمليات المعدنية الحرارية والمائية. معادن عالية النقاء بالإضافة إلى المعادن التي تتطلب خصائص خاصة، يتم أيضًا استخدام عمليات صهر المنطقة والصهر الفراغي وتعدين المساحيق. بعد صهر المواد المعدنية وتعديل تركيبها، يتم صبها وتشكيلها، أو تحويلها إلى سبائك وقضبان من خلال عمليات الصب وتشكيل تعدين المساحيق، ثم معالجتها بالبلاستيك إلى منتجات ذات أشكال ومواصفات مختلفة.

 

4. اتجاه التنمية:

لقد ابتعد تطوير المواد المعدنية عن المعادن النقية والسبائك النقية. مع تقدم تصميم المواد وتكنولوجيا العمليات واختبار الأداء، تطورت المواد المعدنية التقليدية بسرعة، وتم تطوير مواد معدنية جديدة عالية الأداء بشكل مستمر. الهياكل ذات درجة الحرارة العالية مثل المواد غير المتبلورة والبلورية الدقيقة سريعة التكثيف، وسبائك الألومنيوم والليثيوم ذات القوة النوعية العالية والوضع النوعي العالي، والمركبات المعدنية المرتبة وسبائك السبائك الميكانيكية، والسبائك المعززة بتشتت الأكسيد، والبلورات العمودية الصلبة اتجاهيًا والسبائك البلورية المفردة. تم تطبيق المواد المركبة المصفوفة والمواد المعدنية الوظيفية الجديدة مثل سبائك ذاكرة الشكل وسبائك المغناطيس الدائم من حديد النيوديميوم والبورون وسبائك تخزين الهيدروجين في مجالات مختلفة مثل الفضاء والطاقة والميكانيكا الكهربائية.


السابق: بدون اضاءة

التالي: ما هي المواد؟