المعادن هي نوع من المواد التي استخدمها الإنسان منذ العصور القديمة. هذه المجموعة من المواد كثيرة جدًا ، لكن لها جميعًا خصائص فيزيائية مشتركة ، والتي يطلق عليها عادةً الخصائص المعدنية.
الصلابة بينهم شائعة لكنها ليست حاسمة. أكثر تحديدًا هي الأشياء الأخرى التي يمتلكها أنعم المعادن. يتم تحديد هذه الخصائص من خلال خصائص هيكلها على المستوى الجزيئي.
خصائص المعادن
الحديد وسبائكه (صلب ، زهر) ، نحاس ، ألمنيوم … كان استخدام هذه المواد بمثابة اختراقات في التقدم العلمي والتكنولوجي في مراحل مختلفة من تطور الحضارة. كل من هذه المعادن له خصائص تمنحه قيمة عملية فريدة. السمات المشتركة بالنسبة لهم هي الموصلية الحرارية والكهربائية العالية ، واللدونة - القدرة على الحفاظ على السلامة أثناء التشوه ، واللمعان المعدني.
الشفرة الدمشقية التي تخترق الدروع الحديدية والمعدن الأكثر نعومة ، والتي تبقى آثارها من أدنى تأثير ، لها هيكل داخلي مماثل. وهو يعتمد على شبكة بلورية ، في العقد التي توجد فيها ذراتشحنة موجبة ومحايدة ، يوجد بينها "غاز إلكترون" - جسيمات تركت الأغلفة الخارجية للذرات بسبب ضعف الرابطة مع النواة. يتم إجراء رابطة معدنية خاصة بين الأيونات الموجبة الموجودة في عقد الشبكة البلورية بسبب قوى الجذب التي تنشأ في "غاز الإلكترون". صلابة ، وكثافة ، ودرجة انصهار المعدن تعتمد على تركيز هذا "الغاز".
معايير التقييم
ستكون الإجابة على السؤال عن أي معدن هو الأكثر نعومة موضوعًا للنقاش دائمًا ، ما لم يتم الاتفاق على معايير التقييم ويتم تحديد مفهوم النعومة. سيكون الرأي حول هذه الخاصية للمادة مختلفًا بالنسبة للمتخصصين في الصناعات المختلفة. قد يفهم المتخصص في علم المعادن النعومة على أنها زيادة قابلية التأقلم ، والميل لقبول التشوه الناتج عن المواد الكاشطة ، إلخ.
بالنسبة لعلماء المواد ، من المهم أن يكونوا قادرين على مقارنة الخصائص المختلفة للمواد بشكل موضوعي. يجب أيضًا أن يكون لليونة معايير تقييم مقبولة بشكل عام. يجب أن يكون للمعادن الأكثر نعومة في العالم مؤشرات متعارف عليها بشكل عام تثبت خصائصه "القياسية". هناك عدة طرق لقياس نعومة المواد المختلفة.
طرق القياس
تعتمد معظم الطرق المعتمدة لقياس الصلابة على إجراء التلامس على المادة قيد الاختبار ، والتي يتم قياسها بأدوات دقيقة ، من جسم أكثر صلابة يسمى إندينتر. اعتمادًا على نوع indenter وطرق القياس ، هناك العديد من العناصر الرئيسيةالطرق:
- طريقة برينل. يتم تحديد قطر البصمة التي تتركها كرة معدنية عند ضغطها على سطح مادة الاختبار.
- طريقة روكويل. يتم قياس عمق المسافة البادئة في سطح الكرة أو مخروط الماس.
- طريقة فيكرز. يتم تحديد مساحة البصمة التي يتركها هرم رباعي السطوح.
- صلابة الشاطئ. توجد موازين للمواد شديدة الصلابة واللينة جدًا - يتم قياس عمق غمر إبرة خاصة أو ارتفاع الارتداد من سطح مهاجم خاص.
مقياس صلابة موس
تم اقتراح هذا المقياس لتحديد الصلابة النسبية للمعادن والمعادن في بداية القرن التاسع عشر من قبل الألماني فريدريش موس. يعتمد على طريقة الخدش ، حيث تترك العينة الأكثر صلابة علامة على قطعة أكثر نعومة ، وهي ملائمة جدًا لمعرفة المعدن الأكثر نعومة. فيما يتعلق بـ 10 معادن مرجعية ، تم تخصيص مؤشر صلابة شرطي لها ، يتم تحديد مكان في المقياس ومؤشر رقمي للمادة المختبرة. أنعم المعادن المرجعية هو التلك. صلابة موس هي 1 ، وأصعبها الماس 10.
يعتمد تقييم الصلابة على مقياس موس على مبدأ "ليونة - أصعب". من الممكن تحديد عدد المرات بالضبط ، على سبيل المثال ، يكون الألمنيوم ، الذي يحتوي على مؤشر على مقياس Mohs 2.75 ، أكثر ليونة من التنجستن (6.0) ، فقط مع نتائج القياس التي تعتمد على طرق أخرى. لكن لتحديد أنعم معدن في الجدول الدوري هذا الجدول يكفي.
أنعم المعادن القلوية
من مقياس موس المعدني ، يمكن ملاحظة أن أنعم المواد المتعلقة بالمعادن القلوية. حتى الزئبق ، المألوف لدى الكثيرين من السائل الموجود في ميزان الحرارة ، له مؤشر صلابة يبلغ 1.5. أكثر ليونة من العديد من المواد ذات الخصائص الفيزيائية والميكانيكية والكيميائية المتشابهة: الليثيوم (0.6 على مقياس موس) ، والصوديوم (0.5) ، والبوتاسيوم (0 ، 4) ، الروبيديوم (0 ، 3). أنعم المعادن هو السيزيوم ، الذي يحتوي على مقياس صلابة موس من 0.2.
يتم تحديد الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمعادن القلوية من خلال تكوينها الإلكتروني. إنه يختلف قليلاً فقط عن هيكل الغازات الخاملة. يمتلك الإلكترون الموجود على مستوى طاقة خارجي قابلية للتنقل ، مما يحدد النشاط الكيميائي العالي. تتميز أنعم المعادن بتقلبات خاصة ، فمن الصعب تعدينها والحفاظ عليها دون تغيير. لديهم تفاعلات كيميائية عنيفة مع الهواء والماء والأكسجين.
البند55
يأتي اسم "السيزيوم" من الكلمة اللاتينية Caesius - "السماء الزرقاء": في الطيف المنبعث من مادة شديدة السخونة ، يظهر خطان أزرقان ساطعان في نطاق الأشعة تحت الحمراء. في شكله النقي ، يعكس الضوء جيدًا ، يشبه الذهب الفاتح ولونه أصفر فضي. السيزيوم هو المعدن الأكثر نعومة في العالم ، حيث يبلغ مؤشر صلابة برينل 0.15 MN / m2(0.015 kgf / cm2). نقطة الانصهار: + 28.5 درجة مئوية ، لذلك في ظل الظروف العادية ، وفي درجة حرارة الغرفة ، يكون السيزيوم في حالة شبه سائلة.
إنه نادرمعدن باهظ الثمن ومتفاعل للغاية. في الإلكترونيات والهندسة الراديوية والصناعات الكيماوية عالية التقنية ، يزداد استخدام السيزيوم والسبائك التي تعتمد عليها وتتزايد الحاجة إليها باستمرار. إن نشاطها الكيميائي ، والقدرة على تكوين مركبات ذات أعلى موصلية كهربائية مطلوبة. يعتبر السيزيوم مكونًا مهمًا في إنتاج الأجهزة البصرية الخاصة والمصابيح ذات الخصائص الفريدة وغيرها من المنتجات عالية التقنية. في نفس الوقت ، النعومة ليست أكثر صفة مرغوبة.
