نقطه ذوب مس - بدانید که دما شروع به ذوب می کند

ما می توانیم نقطه ذوب هر فلزی را به عنوان آن نقطه خاص تعریف کنیم که وقتی شروع به تبدیل از جامد به مایع می کند. در این دما دقیقاً بین فاز جامد و مایع فلزات تعادل وجود دارد.

این بدان معنی است که شما می توانید گرمای بیشتری را به فلز اضافه کنید بدون اینکه هیچ دمایی فراتر از این نقطه اضافه کنید.

نقطه ذوب مس

پیکربندی مس
پیکربندی مس

از توضیحات بالا می توان گفت که نقطه ذوب مس نقطه تعادلی است که در آن دارای هر دو فاز جامد و مایع است. این یک وجود مجازی در دمایی است که جامد به مایع تبدیل می شود.

توجه داشته باشید که این انتقال تغییرات شیمیایی و ساختاری زیادی بر روی فلز مس ایجاد می کند. نکته دیگری که باید هنگام تجزیه و تحلیل دمای ذوب مس در نظر بگیرید، ویژگی است.

زیرا مس به دو صورت مس خالص و آلیاژ مس وجود دارد. همچنین باید نسبت به واحد اندازه گیری که استفاده می کنید بسیار مشتاق باشید.

حال بیایید به جزئیات نقاط ذوب مس خالص و آلیاژهای مس بپردازیم:

دمای ذوب مس خالص

مس خالص به مسی گفته می شود که چیزی به آن اضافه نشده باشد. نقطه ذوب این مس 1085 درجه سانتی گراد است. در واحدهای دیگر، ما آن را در 1984 درجه فارنهایت و 1357K داریم.

ما همچنین از وجود مس خالص در اشکال دیگر مانند پودر مس یا نانوذرات خسته شده‌ایم. با این حال، نقطه ذوب آنها هنوز در این محدوده دما قرار دارد.

همچنین ممکن است به اندازه گیری های دیگری مانند ژول در مول یا رانکین که برای تعیین نقطه ذوب مس استفاده شده است برخورد کنید. این نباید شما را متعجب کند، آنها به سادگی از واحدهای اصلی دمایی که در بالا آورده ایم مشتق شده اند.

دماهای ذوب آلیاژهای مس

آلیاژهای مس اساساً مس خالص با افزودنی هایی هستند که خواص برتری به آن می دهند. به همین دلیل است که آنها برای بسیاری از کاربردهای مهندسی به جای مس در شکل خالص آن ترجیح داده می شوند.

می دانیم که هر ماده فلزی یا غیرفلزی نقطه ذوب خاص خود را دارد. مفهوم این امر این است که وقتی مس را با هر یک از آنها ترکیب می کنیم، تغییراتی در نقاط ذوب خواهیم داشت.

ترکیب آلیاژ نقطه ذوب جدیدی پیدا می کند و ترکیبات آلیاژ بسیار زیاد است. با این حال، ما فقط بر روی آن دسته از آلیاژهایی تمرکز خواهیم کرد که در بسیاری از کاربردهای صنعتی اهمیت دارند.

آلیاژ مسنقطه ذوب در درجه سانتیگراد
مس آرسنیک685
مس بریلیم870-980
برنج930-940
برنزی913
مس نیکل1170-1240
اسلحه900-1000

 

اکنون می توانید مقایسه ای واضح از نحوه مقایسه نقطه ذوب مس خالص با هر آلیاژ انجام دهید

عوامل موثر بر نقطه ذوب مس

ممکن است مواردی را مشاهده کنید که نقطه ذوب مس در نوسان است. این معمولاً توسط عوامل مختلفی ایجاد می شود که ما می خواهیم در مورد آنها بحث عمیقی داشته باشیم.

آنها عبارتند از:

مس مذاب
مس مذاب

· ناخالصی ها

وجود ناخالصی در مس باعث کاهش نقطه ذوب آن می شود. اما تاثیر آن بر جوشیدن آن متفاوت است زیرا این ناخالصی ها باعث افزایش آن می شود.

علم پشت این موضوع این است که ناخالصی ها یک اثر تثبیت کننده روی فاز مایع فلزات مس دارند. این بدان معنی است که شما نقطه ذوب کمتری را روی هر مس ناخالص یا آلیاژهای مس آن تجربه خواهید کرد.

بسیاری از سازندگان معمولا نقطه ذوب مس خالص را با افزودن آلیاژ به آن کاهش می دهند. این نه تنها کیفیت آن را افزایش می دهد بلکه در هزینه ساخت نیز صرفه جویی می کند.

· فشار جو

نقطه ذوب مس با فشار اتمسفر نسبت مستقیم دارد. این به این معنی است که شما بسته به شرایط محیطی غالب، تغییراتی در دمای ذوب مس خواهید داشت.

دمای ذوب مس با افزایش ارتفاع شما کاهش می یابد. این بدان معناست که در بالای یک کوه، از گرمای بیشتری برای ذوب مس نسبت به سطح زمین استفاده خواهید کرد.

· اندازه و ساختار دانه

اندازه دانه و ساختار معمولاً روی مس با ناخالصی ها یا به عنوان آلیاژ تأثیر می گذارد. ساختار دانه، مثلاً برای مس ناخالص یا آلیاژ برنج، با مس خالص متفاوت است.

اساساً، هر چیزی که به مس خالص اضافه کنید، اندازه و ساختار آن را تغییر می‌دهد، بنابراین نقطه ذوب آن را تغییر می‌دهد. رابطه هال-پچ بیان می کند که هر فلزی با ساختار دانه کریستالی کوچک معمولاً بسیار قوی و سخت است، بنابراین نقطه ذوب کمتری به آن می دهد.

اهمیت دانستن نقطه ذوب مس

ما چندین دلیل داریم که چرا باید از نقطه ذوب مس خود آگاهی داشته باشید:

  • این به شما کمک می کند تا مناسب ترین کوره را برای ساخت مس استفاده کنید. این همچنین منبع انرژی شما و نوع عملیات حرارتی را که در این فرآیند اعمال می کنید تعیین می کند.
  • در صورتی که ساختار مسی شما در معرض دمای بیش از نقطه ذوب قرار گیرد، به شما کمک می کند تا سطح خرابی اجزا را تعیین کنید. باید توجه داشته باشید که شکست‌هایی مانند شکستگی‌های ناشی از کرپ گاهی اوقات بسیار پایین‌تر از نقطه ذوب رخ می‌دهند.
  • این به هر سازنده کمک می کند تا مناسب بودن فلز مس خود را برای پروژه ای که انجام می دهد بسنجد. معمولاً فلزات در حالت مایع بیشترین شکل پذیری را دارند.

راه های ذوب مس

کوره القایی برای ذوب مس
کوره القایی برای ذوب مس

چند راه وجود دارد که می توانید از آنها برای ذوب مس استفاده کنید. می توانید آنها را روی مس به هر شکلی مانند ورق، میله یا فقط میله استفاده کنید.

اجازه دهید به برخی از روش‌های رایجی که می‌توانید اعمال کنید نگاهی کوتاه بیاندازیم.

  •  گرمایش القایی: شما می توانید مس خود را با استفاده از ترکیبی از آهنرباهای الکتریکی و نوسانگرها ذوب یا گرم کنید. اینها توسط یک جریان متناوب با فرکانس بسیار بالا تغذیه می شوند.
  •  گرمایش کوره: می توانید از انواع کوره ها برای ذوب مس خود استفاده کنید. انواع متداول شامل کوره القایی، کوره گازی و کوره گنبدی است
  • ذوب قوس: این استفاده از جریان الکتریکی بسیار بالا برای رساندن فلز مس به نقطه ذوب آن است. اگر جریان به اندازه کافی زیاد باشد، مس را می توان به طور کامل ذوب کرد.
  • ذوب مایکروویو: اینها کوره هایی هستند که از امواج مایکروویو برای گرم کردن مس تا حالت مذاب استفاده می کنند.
  • ذوب لیزری: همانطور که از نام آن پیداست، ما از یک پرتو لیزر بسیار پرقدرت برای ذوب یک فلز مسی به طرح مورد نیاز استفاده می کنیم.
  • گرمایش مادون قرمز: هنگامی که نیاز به کاهش سرعت اکسیداسیون وجود دارد، از مادون قرمز برای ذوب فلز مس در صورت نیاز استفاده می کنیم.
  • ذوب پرتو الکترونی: این روش از یک پرتو الکترونی استفاده می کند که به اندازه کافی قدرتمند است که دمای مس را از نقطه ذوب آن فراتر می برد.
  • ذوب کوره خورشیدی: این فرآیند از انرژی خورشید برای تامین انرژی کوره ها استفاده می کند. این یک فناوری سبز کارآمد است که در صنعت مدرن ساخت فلز محبوبیت پیدا کرده است.
  • پرس ایزواستاتیک داغ: این ترکیبی از فشار و فشار برای رساندن فلز مس به نقطه ذوب آن است.
  • ذوب خلاء: هنگامی که به مس خالص و بدون آلودگی نیاز دارید، ذوب خلاء بهترین گزینه است. این باعث می شود به راحتی به دمای ذوب بالا دست یابید.
  • گرمایش مستقیم الکتریکی: این جایی است که جریان را از فلز مس عبور می دهید. گرمای تولید شده به اندازه کافی برای ایجاد ذوب آن کافی است. این یک روش بسیار سریع و کارآمد است که معمولاً برای اکثر آلیاژهای مس استفاده می شود.
  • ذوب بوته سرد: شما می توانید با حرارت دادن مس با استفاده از القای الکترومغناطیسی به نقطه ذوب مس برسید. این فرآیند به یک بوته خنک شده با آب نیاز دارد.
  • مشعل سوخت اکسی: این یک مشعل شعله ور است که اکسیژن و پروپان را ترکیب می کند که به اندازه کافی داغ است تا فلز مس را ذوب کند.
  • ریخته گری مکشی: این روش بیشتر در هنگام ساخت قطعات پیچیده از مس استفاده می شود. مس با حرارت بسیار بالا ذوب می شود.

تاثیر نقطه ذوب مس بر کاربردهای عملی

هنگامی که مس به نقطه ذوب خود می رسد، تغییرات زیادی مانند تغییر خواص فیزیکی و مکانیکی آن رخ می دهد. این بدان معنی است که هر جزء ساخته شده از آن مس در آن محیط ناکام می ماند.

تعیین نقطه ای که در آن جزء مس شما شروع به ذوب شدن می کند به شما در استراتژی این کاربرد عملی کمک زیادی می کند. می‌توانیم نگاهی به برخی از این برنامه‌ها بیندازیم:

· برنامه های کاربردی برق

ما مس را به عنوان یکی از بهترین هادی های الکتریکی موجود در بازار می شناسیم. علاوه بر استفاده از آن در سیم های برق، در سیستم های گرمایش و سینک های حرارتی، ساخت قطعات ترانسفورماتور و بسیاری موارد دیگر نیز استفاده می شود.

همه این اجزا و طرح های آنها باید به طور موثر در حوزه های کاربردی مربوطه کار کنند. این تنها در صورتی امکان پذیر است که درک دقیقی از خواص حرارتی فلز داشته باشید.

· جوش و لحیم کاری

ما از میله های مسی در بسیاری از کاربردهای لحیم کاری مانند جوشکاری و لحیم کاری استفاده می کنیم. با دانستن خواص حرارتی مس، مشخص می کنیم که در چه نقطه ای در حین جوشکاری ذوب می شود تا به اتصال نهایی کمک کند.

· ریخته گری و قالب گیری

ریخته گری مس می تواند برای شما محصولات بسیار باشکوهی مانند مجسمه ها، جواهرات نفیس یا حتی قطعات خودرو تولید کند. برای اینکه بتوانید روی مناسب ترین کوره برای این کار مستقر شوید، باید دمای ذوب مس را بدانید.

هنگامی که به دنبال ابزار ابزاری هستید که استفاده خواهید کرد، این نیز به کارتان خواهد آمد. آنها باید به اندازه کافی انعطاف پذیر باشند تا در برابر مس داغ در نقطه ذوب مقاومت کنند.

نتیجه

ما تعیین کرده‌ایم که مس در دمای 1085 درجه سانتی‌گراد یا در نتیجه بسته به عوامل دیگری مانند ناخالصی‌ها ذوب می‌شود. این دانش برای سازندگان فلز و هر کسی که با فلز مس کار می کند بسیار مهم است.

چنین اطلاعاتی به شما کمک می کند تا بفهمید که آیا مس بهترین ماده برای پروژه شما است یا خیر.

نقطه ذوب آلیاژهای فلزی – منبع: جعبه ابزار مهندسی

مس – منبع: Science Direct

نقطه ذوب فلزات – منبع: سوپرمارکت فلزی

تنظیمات برگزیده کوکی ها را به روز کنید
رفته به بالا