اصطلاح "فلزات سنگین" به طور مداوم در تولید، علوم محیطی و مهندسی مواد ظاهر می شود، اما هیچ لیست رسمی جهانی از دقیقاً 23 فلز سنگین وجود ندارد. در بیشتر زمینه های صنعتی و نظارتی، فلزات سنگین به عنوان عناصر فلزی با چگالی تقریبی تعریف می شوند5 گرم در سانتی متر مکعب (g/cm³) یا بیشترو این دسته تقریباً شامل دوجین عنصر مهم تجاری و محیطی است. برای مهندسان، تیمهای تدارکات و متخصصان ساخت فلز، درک طیف کامل فلزات سنگین - و{2}}کاربردهای واقعی جهانی آنها - برای انتخاب صحیح مواد، رعایت مقررات و تولید ایمن ضروری است.
در زیر فهرستی کاربردی و متمرکز بر صنعت از 23 فلز سنگین است که بر اساس نقش آنها در تولید مدرن گروه بندی شده است. ما فلزات پایه صنعتی، فلزات گرانبها، فلزات ویژه نسوز و فلزات سمی تنظیم شده را پوشش میدهیم، خواص و کاربردهای کلیدی آنها را توضیح میدهیم و چگونگی استفاده از آلیاژهای فلزات سنگین را بررسی میکنیم.مهر زنی فلزی دقیقوساخت ورق فلزی.
23 فلز سنگین: فهرست کامل و مصارف صنعتی
تمام فلزات زیر آستانه چگالی استاندارد ~ 5 گرم بر سانتی متر مکعب را دارند و در چارچوب های صنعتی، شیمیایی و نظارتی به عنوان فلزات سنگین شناخته می شوند. آنها بر اساس نقش تجاری اصلی خود گروه بندی می شوند.
1. فلزات سنگین صنعتی پایه (7 فلز)
اینها بالاترین-حجم و از نظر اقتصادی مهمترین فلزات سنگین هستند. آنها ستون فقرات ساخت و ساز مدرن، الکترونیک و صنایع سنگین را تشکیل می دهند.
1. آهن (آهن) - 7.87 گرم در سانتی متر مکعب
- تولید شده ترین فلز سنگین روی زمین با اختلاف بسیار زیاد. به ندرت به صورت خالص استفاده می شود. آلیاژ شده با کربن برای تبدیل شدن به فولاد، ماده اولیه ساختاری جهان. در هر بخش عمده از ساخت و ساز و خودرو گرفته تا تجهیزات حمل و نقل مواد استفاده می شود.
2. مس (مس) - 8.96 گرم در سانتی متر مکعب
- برای هدایت الکتریکی و حرارتی بینظیر و شکلپذیری عالی در سرما جایزه دریافت میشود. مواد غالب برای سیم کشی، شینه،پایانه های PCBو قطعات الکترونیکی مهر دقیق-. یکی از مهمترین فلزات برای صنعت مهر زنی جهانی.
3. روی (روی) - 7.14 گرم در سانتی متر مکعب
- بیشتر به عنوان یک پوشش محافظ در برابر خوردگی-برای فولاد (گالوانیزه) شناخته می شود. تقریباً نیمی از کل تولید روی صرف محافظت از فولاد در برابر زنگ زدگی می شود. همچنین به طور گسترده در تولید سختافزار ریختهگری-و آلیاژ برنج استفاده میشود.
4. نیکل (نیکل) - 8.91 گرم در سانتی متر مکعب
- یک فلز سنگین سخت و مقاوم در برابر خوردگی-که عمدتاً به عنوان یک عنصر آلیاژی استفاده میشود. یک عنصر اصلی در فولاد ضد زنگ و سوپرآلیاژهای{2}}در دمای بالا. دوام و مقاومت شیمیایی را به اجزای صنعتی اضافه می کند.
5. کروم (کروم) - 7.19 گرم در سانتی متر مکعب
- عنصر کلیدی آلیاژی که به فولاد ضد زنگ مقاومت در برابر خوردگی می دهد. همچنین برای آبکاری تزئینی و کاربردی و پوششهای مقاوم در برابر سایش استفاده میشود. سخت ترین فلز عنصری خالص.
6. قلع (Sn) - 7.31 گرم بر سانتی متر مکعب
- یک فلز سنگین نرم و کم ذوب-. جزء اصلی لحیم کاری الکترونیک و مواد پوششی برای بسته بندی مواد غذایی ورق قلع. همچنین یک عنصر آلیاژی مهم در برنز و فلزات یاتاقان.
7. سرب (Pb) - 11.34 g/cm³
- یک فلز سنگین بسیار متراکم و نرم. به طور تاریخی در ده ها صنعت استفاده می شود. امروزه استفادههای مشروع اصلی آن، باتریهای سرب-اسید و محافظ تشعشع، تحت کنترلهای نظارتی دقیق است.
2. فلزات سنگین گرانبها (8 فلز)
این فلزات سنگین متراکم و کمیاب دارای ارزش اقتصادی بالایی هستند و پایداری و رسانایی شیمیایی استثنایی را ارائه می دهند.
8. طلا (طلایی) - 19.32 گرم در سانتی متر مکعب
- یکی از متراکم ترین فلزات رایج. از نظر شیمیایی بی اثر، بسیار رسانا، و برای تماس های الکتریکی با قابلیت اطمینان بالا، ایمپلنت های پزشکی و اجزای هوافضا استفاده می شود.
9. پلاتین (Pt) - 21.45 گرم در سانتی متر مکعب
- فلز سنگین بسیار متراکم و مقاوم در برابر خوردگی-. بزرگترین کاربرد صنعتی آن مبدل های کاتالیزوری خودرو است. همچنین در تجهیزات آزمایشگاهی و تجهیزات پزشکی استفاده می شود.
10. نقره (Ag) - 10.49 گرم در سانتی متر مکعب
- دارای بالاترین رسانایی الکتریکی و حرارتی نسبت به سایر فلزات است. برای کنتاکت های برقی ممتاز، تابلو برق و آبکاری الکترونیکی با کارایی بالا استفاده می شود.
11. پالادیوم (Pd) - 12.02 گرم در سانتی متر مکعب
- یک فلز گروه-پلاتین که عمدتاً در مبدلهای کاتالیزوری، آبکاری الکترونیک و سیستمهای تصفیه هیدروژن استفاده میشود.
12. رودیوم (Rh) - 12.41 گرم در سانتی متر مکعب
- یکی از کمیاب ترین و گران ترین فلزات سنگین. برای پوششهای کاتالیزور خودرو و تماسهای الکتریکی با قابلیت انعکاس بالا استفاده میشود.
13. روتنیوم (Ru) - 12.37 گرم در سانتی متر مکعب
- یک فلز سخت و شکننده از جنس پلاتین-. در درجه اول به عنوان یک افزودنی آلیاژی برای تقویت پلاتین و پالادیوم برای کاربردهای الکتریکی و شیمیایی استفاده می شود.
14. ایریدیوم (Ir) - 22.56 گرم در سانتی متر مکعب
- دومین-چگالترین فلز طبیعی. بسیار مقاوم در برابر خوردگی-حتی در دماهای شدید. برای الکترودهای شمع و بوته های رشد کریستال نیمه هادی استفاده می شود.
15. اوسمیوم (Os) - 22.59 گرم در سانتی متر مکعب
- چگال ترین فلز جامد طبیعی روی زمین. یک فلز سخت و شکننده از جنس پلاتین-که برای تماسهای الکتریکی با سایش فوقالعاده-و یاتاقانهای ابزار دقیق استفاده میشود.
3. فلزات سنگین نسوز و تخصصی (5 فلز)
این فلزات سنگین با ذوب فوق العاده{{0}در-در دماهای شدید و کاربردهای صنعتی تخصصی استفاده میشوند.
16. تنگستن (W) - 19.25 گرم در سانتی متر مکعب
- سنگین ترین فلز صنعتی به طور گسترده در دسترس، با بالاترین نقطه ذوب تمام عناصر (3422 درجه). برای وزنه های تعادل، ابزارهای برش، محافظ تشعشع و قطعات سایش استفاده می شود.
17. تانتالوم (Ta) - 16.65 گرم در سانتی متر مکعب
- یک فلز نسوز متراکم و بسیار مقاوم در برابر خوردگی-. ماده اولیه برای خازنهای{2}}با ظرفیت بالا در تلفنهای هوشمند، لوازم الکترونیکی خودرو، و ایمپلنتهای پزشکی.
18. مولیبدن (Mo) - 10.28 گرم در سانتی متر مکعب
- یک فلز نسوز با دمای بالا-که عمدتاً به عنوان یک عنصر آلیاژی در فولادها و سوپرآلیاژهای با استحکام بالا استفاده میشود. مقاومت حرارتی و سختی آلیاژهای ساختاری را بهبود می بخشد.
19. رنیم (Re) - 21.02 گرم در سانتی متر مکعب
- یکی از کمیاب ترین فلزات پایدار. به سوپرآلیاژها برای پره های توربین موتور جت اضافه شده و به عنوان کاتالیزور در پالایش نفت استفاده می شود.
20. وانادیوم (V) - 6.0 گرم بر سانتی متر مکعب
- تقریباً منحصراً به عنوان یک عنصر آلیاژی در فولاد استفاده می شود. استحکام، چقرمگی و مقاومت در برابر سایش را در فولادهای HSLA و فولادهای ابزار{1} با عملکرد بالا افزایش میدهد.
4. فلزات سنگین سمی تنظیم شده (3 فلز)
این فلزات سنگین بسیار سمی هستند و به شدت توسط مقررات جهانی محیط زیست و ایمنی شغلی کنترل می شوند. آنها کاربردهای صنعتی مشروع بسیار محدودی دارند.
21. جیوه (Hg) - 13.53 گرم در سانتی متر مکعب
- تنها مایع فلزی در دمای اتاق. یک نوروتوکسین قوی استفاده صنعتی تحت کنوانسیون میناماتا به شدت کاهش یافته است. کاربردهای باقی مانده شامل تولید مواد شیمیایی تخصصی است.
22. کادمیوم (Cd) - 8.65 گرم در سانتی متر مکعب
- یک فلز سنگین بسیار سمی که باعث آسیب کلیه می شود و به عنوان سرطان زا طبقه بندی می شود. به طور تاریخی در باتری ها و آبکاری استفاده می شود. اکنون به شدت محدود شده است.
23. آرسنیک (As) - 5.73 گرم در سانتی متر مکعب
- از نظر فنی یک فلز به جای یک فلز واقعی است، اما به طور کلی با فلزات سنگین در مقررات صنعتی و محیطی گروه بندی می شود. یک سرطان زا شناخته شده با کاربردهای صنعتی مدرن بسیار محدود.
فلزات سنگین در مهر زنی و ساخت فلزات صنعتی
در ساخت{0}}در دنیای واقعی، قطعات بسیار کمی از فلزات سنگین خالص ساخته میشوند. در عوض، فلزات سنگین تقریباً تمام ارزش عملی خود را ارائه می دهندعناصر آلیاژیکه عملکرد مواد پایه را افزایش می دهد.
اینجاست که 23 فلز سنگین ملموس ترین ارزش صنعتی را ایجاد می کنند.
- قطعات ساختاری و باربر-برای ایجاد فولادهای با استحکام بالا به آهن آلیاژ شده با کربن، کروم، مولیبدن و وانادیم تکیه کنید.
- اجزای{0}مقاوم در برابر خوردگیاز آهن آلیاژ شده با کروم و نیکل برای تشکیل فولاد ضد زنگ استفاده کنید.
- پایانه ها و کانکتورهای برقاز مس آلیاژ شده با قلع، روی یا نیکل برای متعادل کردن رسانایی با استحکام مکانیکی و مقاومت در برابر سایش مهر و موم شده اند.
درفلزکاری جویر، ما هر روز با آلیاژهای فلزات سنگین در طیف کامل محصولات خود کار می کنیم:
- ماقطعات مهر زنی دقیق آلیاژ مس - از جمله پایانههای جوش PCB و اتصالات مسطح نر - از رسانایی و شکلپذیری عالی مس برای-کاربردهای الکترونیکی و الکتریکی با حجم بالا استفاده میکنند.
- مالولای پیانو از جنس استیل 72 اینچیو لولاهای فلزی بلند با دقت-از آلیاژهای فولاد ضد زنگ با استفاده از خواص مقاوم در برابر خوردگی-فلزات سنگین کروم و نیکل برای عملکرد بادوام در محیطهای صنعتی خشن تشکیل شدهاند.
- وظیفه سنگین ما- چنگال های لیفتراک و ملحقات حمل مواد از فولادهای آلیاژی{0} با استحکام بالا که حاوی کروم، مولیبدن و سایر عناصر آلیاژی فلزات سنگین هستند، ساخته شدهاند که به گونه ای طراحی شده اندISO 2330وANSI/ITSDF B56.11.4استانداردهای ایمنی بین المللی
- مانمونه اولیه مهر زنی ورق فلزیاین سرویس از اعتبارسنجی طراحی سریع در تمامی گریدهای رایج آلیاژ فلزات سنگین پشتیبانی می کند.
برای کشف قابلیت های کامل مهر زنی و ساخت ما، از Joyear Metalwork دیدن کنید.
باورهای غلط رایج درباره 23 فلز سنگین
بحث عمومی در مورد فلزات سنگین اغلب تحت سلطه نگرانی های زیست محیطی است که منجر به سوء تفاهم های مداوم می شود.
تصور غلط 1: هر 23 فلز سنگین سمی هستند.
- نادرست بسیاری از فلزات سنگین - از جمله آهن، مس، روی، و کروم سه ظرفیتی - مواد مغذی ضروری مورد نیاز برای سلامت انسان هستند. سمیت کاملاً به شکل شیمیایی، دوز و مسیر قرار گرفتن در معرض آن بستگی دارد.
تصور غلط 2: محصولات حاوی فلزات سنگین ناایمن هستند.
- هنگامی که فلزات سنگین در داخل یک ماتریس آلیاژ جامد متصل می شوند، از نظر بیولوژیکی بی اثر و برای استفاده عادی بی خطر هستند. ظروف پخت و پز از جنس استنلس استیل، لوله کشی مسی و تیرهای ساختمانی فولادی همگی حاوی فلزات سنگین هستند و به عنوان ایمن شناخته می شوند. خطرات مربوط به گرد و غبار، دود، و ترکیبات شیمیایی محلول - بدون دست نخورده است.
تصور اشتباه 3: فلزات سنگین همگی کمیاب و گران هستند.
- نه اصلا. آهن و فولاد تولید شده ترین و مقرون به صرفه ترین فلزات در جهان هستند. مس، روی و قلع همه-مواد صنعتی ارزان قیمت هستند. فقط فلزات نسوز گرانبها و ویژه دارای برچسب قیمت بالایی هستند.
تصور غلط 4: فلزات سنگین تر همیشه قوی تر هستند.
- چگالی و استحکام خواص مستقلی هستند. سرب بسیار چگال تر از فولاد است اما بسیار نرم تر و ضعیف تر است. تیتانیوم نسبتا سبک است اما نسبت استحکام به وزن بسیار خوبی دارد.
مسئول تولید فلزات سنگین
کار با مواد فلزی سنگین نیازمند مدیریت دقیق محیطی است. تولیدکنندگان مسئول سیستمهای بازیافت قراضه حلقه بسته را راهاندازی میکنند، تمام فاضلاب فرآیند را قبل از تخلیه تصفیه میکنند، و سیستمهای مدیریت زیست محیطی تایید شده را حفظ میکنند.
در Joyear، تمام تولیدات زیر نظر ما انجام می شودسیستم مدیریت زیست محیطی دارای گواهی ISO 14001:2004. ما 100٪ از ضایعات تولید فلز خود را بازیافت می کنیم، تمام آب فرآیند را برای حذف فلزات محلول تصفیه می کنیم و قابلیت ردیابی کامل مواد را در هر سفارش حفظ می کنیم. این تضمین می کند که اجزای فلزات سنگین به طور ایمن، مسئولانه و در انطباق کامل با مقررات جهانی زیست محیطی تولید می شوند.
سوالات متداول
س: 23 فلز سنگین چیست؟
- A: فهرست صنعتی که بیشترین ارجاع به 23 فلز سنگین را دارد شامل آهن، مس، روی، نیکل، کروم، قلع، سرب، طلا، پلاتین، نقره، پالادیوم، رودیوم، روتنیوم، ایریدیم، اسمیم، تنگستن، تانتالم، مولیبدن، رنیم، وانادیم سنگین، رنیم، وانادیم، مرکور متالوئید).
س: آیا فهرست رسمی 23 فلزات سنگین وجود دارد؟
- پاسخ: هیچ فهرست استاندارد شده جهانی دقیقاً از 23 فلز سنگین وجود ندارد. این عدد از شمارش مهم ترین عناصر فلزی از نظر تجاری و محیطی بدست می آید که آستانه چگالی ~ 5 گرم بر سانتی متر مکعب را برآورده می کنند. نهادهای نظارتی مختلف ممکن است شامل عناصر کمی متفاوت باشند.
س: آیا فولاد ضد زنگ یک ماده فلزی سنگین در نظر گرفته می شود؟
- ج: بله. فولاد ضد زنگ در درجه اول آهن است - یک فلز سنگین - آلیاژ شده با کروم و نیکل، که هر دو نیز فلزات سنگین هستند. محصولات ساخته شده از فولاد ضد زنگ برای استفاده عادی بی اثر و بی خطر هستند.
س: آیا قطعات فلزی سنگین مهر و موم شده سمی هستند؟
- A: خیر. اجزای مهر شده تمام شده ساخته شده از فولاد، فولاد ضد زنگ، مس و برنج جامد، بی اثر و ایمن هستند. خطرات سلامتی فلزات سنگین با گرد و غبار تولید، دود و ترکیبات شیمیایی محلول مرتبط است که به شدت توسط تولیدکنندگان مسئول کنترل می شود.
س: مهمترین فلزات سنگین برای صنعت چیست؟
- ج: از نظر حجم تولید و تاثیر اقتصادی، مهمترین فلزات سنگین آهن (فولاد)، مس و روی هستند. این سه پایه و اساس ساخت، ساخت و ساز و الکترونیک مدرن را تشکیل می دهند.
افکار نهایی
23 فلز سنگین نشان دهنده یک خانواده متنوع از مواد است که از رایج ترین فولادهای ساختاری گرفته تا کمیاب ترین فلزات گرانبها، از مواد معدنی ضروری تا عناصر سمی بسیار تنظیم شده را شامل می شود. آنچه همه آنها را متحد می کند، تراکم - و نقش ضروری آنها در قدرت بخشیدن به تمدن مدرن است.
برای خریداران صنعتی و طراحان محصول، نکته کاربردی واضح است: فلزات سنگین در محصولات نهایی ترسناک نیستند. وقتی به درستی آلیاژ شوند و مسئولانه تولید شوند، مواد ایمن، بادوام و{1}}با کارایی بالا هستند که تجهیزات، الکترونیک و زیرساخت ما را ممکن میسازند. کار با یک شریک ساخت فلز دارای گواهی ISO{3}} تضمین میکند که قطعات آلیاژی فلزات سنگین شما مطابق با بالاترین استانداردهای کیفیت، ایمنی و زیستمحیطی تولید میشوند.
