اورانوس

اورانوس

اورانوس، نور را به خانه شما می آوریم.
اورانوس

اورانوس

اورانوس، نور را به خانه شما می آوریم.

برنز

::خاستگاه

بر سر اینکه خاستگاه اولیه برنز کجا بوده است بحث است.اما برنزِ قلعی در چندجای مستقل از یکدیگر ساخته می‌شده است. کهن‌ترین جایی که در آن برنز یافت شده است ایران و کشور کنونی عراق می‌باشند و در هزاره چهارم پیش از میلاد. ولی شواهدی مبنی بر بهره‌گیری از برنز در تایلند در هزاره پنجم پیش از میلاد هم به دست آمده است.

برنزهای آرسنیکی در هزاره سوم پیش از میلاد مسیح در آناتولی و قفقاز ساخته‌می‌شد. برخی پژوهشگران برنزهای ساخته‌شده در شمال قفقاز و وابسته به فرهنگ مایکوپ را از نیمه هزاره چهارم پیش از میلاد می‌دانند که اینگونه می‌توان اینها را کهنترین برنزهای ساخته‌شده در جهان دانست. ولی دیگر پژوهشگران این برنزها را ساخته‌شده در نیمه هزاره سوم می‌دانند.
عصر برنز در خاور نزدیک باستان

::عصر برنز در خاور نزدیک به سه پاره بخش‌می‌شود:

    عصر برنز آغازین‎(EBA[۱])، ۳۵۰۰-۲۰۰۰ (پیش از میلاد)
    عصر برنز میانی‎(MBA[۲])، ۲۰۰۰-۱۶۰۰ (پیش از میلاد)
    عصر برنز پایانی‎(LBA[۳])، ۱۶۰۰-۱۲۰۰ (پیش از میلاد)

هر یک از دوره‌های یاد شده خود می‌تواند به زیررده‌هایی بخش‌شوند، برای نمونه EB I، EB II، EB III .متالورژی در آغاز در آناتولی در ترکیه کنونی شکل گرفت. سرزمین کوهستانی آناتولی از دید معادن کانی‌های قلع و مس پربار است. مس همچنین در قبرس، مصر، بیابان نقب(در اسرائیل) و ایران در کناره خلیج فارس استخراج‌می‌شد. در آن زمان مس با آرسنیک آمیخته می‌شد و هنوز هم این فرآیند در آناتولی پایدار است. از راه دریا مس را به مصر باستان و میانرودان نیز می‌بردند.

عصر برنز اولین شواهد شهری‌سازی به سوی سازمان‌دهی دولت شهرها واختراع نوشتن شد(دوره اوروک در هزاره پنجم پیش از میلاد). در عصر برنز میانه سیاست جابه‌جایی مردمان سبب تغییر نقشه خاور نزدیک گردید (آموری‌ها، هیتی‌ها، هوری‌ها، هیکسوس‌ها و شاید بنی‌اسرائیل). دوره برنز پایانی صحنه جنگ قدرت میان پادشاهی‌های نیرومند و خراجگذارانشان بود (مصر باستان، آشور، هیتی‌ها و میتانی). تماس گسترده‌ای با تمدن اژه‌ای پدید آمد که در این میان داد و ستد مس نقش مهمی بازی می‌کرد. این دوره با واژگونی گسترده‌ای که اثر بسیاری بر خاورمیانه و مدیترانه شرقی گذاشت به پایان رسید.با به پایان رسیدن این دوره عصر آهن در ۱۲۰۰ پیش از میلاد مسیح در آناتولی آغاز شد، جایی که پیش از آن آخرین دوران عصر برنز را پشت سر گذاشته‌بود.جابجایی به عصر آهن سبب تحول‌های گسترده‌ای در خاورمیانه بود.
عصر مفرغ
آدمک مفرغی

عصر مفرغ دومین قسمت از عصر فلزات است که پس از دوره مس قرار می‌گیرد. این تقسیم بندی به این جهت است که مصنوعات فلزی این دوره از زندگی بشر بیشتر ترکیبی از مس و قلع است بطوری که کاوشهای دیرین‌شناسی نشان داده ساکنان ایران از پنج هزار سال قبل از میلاد مسیح نیز آلیاژ مفرغ را می‌شناخته‌اند و از آن برای ساختن مصنوعات فلزی خود استفاده می‌کرده‌اند و مصنوعات مفرغی نیز که در سایر نقاط دنیا ضمن حفاری‌ها به دست آمده قدیمی تر از این تاریخ نیست. بنابراین می‌توانیم شروع دوره مفرغ را از پنج هزار سال قبل از میلاد مسیح که شروع دوره آهن است بدانیم.همان طور که گفته شد مفرغ ترکیبی است از مس و روی به رنگ‌های مختلف سرخ، سرخ کم رنگ و نارنجی، که زودتر از مس ذوب می‌شود و در مجسمه سازی و ساختن ادوات دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
نحوه ساخت مفرغ

مفرغ یک آلیاژ است . آلیاژ یعنی مخلوطی از چند فلز . فلز اصلی تشکیل دهندهٔ مفرغ، مس است . قلع را معمولاً با قلع و با نسبت شش به یک یا چهار بر یک مخلوط می‌کنند .
مفرغ در ایران

ایران دارای پیشینه بسیار طولانی در امر ذوب سنگ معدن و استخراج فلز مس می‌باشد، آثار بدست آمده از تپه قبرستان دشت قزوین متعلق به نیمه دوم هزاره پنجم پیش از میلاد، تپه علی کش در دهلران، تپه سیلک، تل ابلیس در بخش مرکزی رشته کوههای کرمان و کاوشهای بمپور و شهداد گویای این مطلب است . فلز کاران قدیمی به مرور در جهت بهره گیری از عناصر و ترکیب آنها، به ماده‌ای محکم تر از آلیاژ مس و قلع دست یافتند که اصطلاحاً مفرغ نامیده می‌شود. بدین ترتیب مفرغ بصورت یکی از برجسته‌ترین صنایع فلات ایران در آمد. عصر مفرغ در ایران به سه دوره فرعی تقسیم می‌شود که عبارتند از:

    عصر مفرغ قدیم از ۲۰۰۰ – ۳۰۰۰ پیش از میلاد
    عصر مفرغ میانه از ۱۶۰۰ – ۲۰۰۰ پیش از میلاد
    عصر مفرغ جدید از ۱۲۰۰ – ۱۶۰۰ پیش از میلاد

مفرغهای لرستان
مفرغ لرستان، موزه بریتانیا

یکی از مناطق شاخص ایران در زمینه صنعت مفرغ، ناحیه لرستان است . لرستان در مرکز نوار غربی ایران و از مجموعه دره‌های تنگ و باریک و کوههای مرتفع تشکیل شده‌است . شواهد موجود اشاره به فلزکاری لرستان از هزاره چهارم پیش از میلاد دارد.مجموعه اشیای فلزی منسوب به لرستان از نیمه قرن گذشته توسط محققین و پژوهشگران مختلف بسیار مورد توجه قرار گرفته و زینت بخش اکثر موزه‌های بزرگ جهان می‌باشد. پژوهشگران، هنر مفرغ کاری لرستان را نتیجه کارهای ساده‌ای می‌دانند که بیان کننده چندین قرن انقلاب مادی ملتی کشاورز و جنگجو است. این هنر در هزاره چهارم قبل از میلاد به اوج خود رسید. اهمیت هنر مفرغ کاری لرستان، انتقال هنر و سنن اجدادی، انتقال مفاهیم و موضوعات مشترک مذهبی و بیان قانون مندی‌هایی است که برای همه اقوام سوارکار، جنگاور و کشاورز دنیای قدیم، به نحوی تحسین‌انگیز، دل‌نشین، پسندیده و ستودنی بوده‌است. اشیاء، وسایل و ابزار به جا مانده از هنرمندان خردمند زاگرس، بسیار و بی‌شمار است که از آنها می‌توان به جنگ‌افزارها شامل خنجر، شمشیر، گرز و ... ساز و برگ سوارکاری، وسایل زینتی و انواع ظروف و وسایل پذیرایی مخصوص اشاره کرد.
معادن مس و قلع در ایران باستان

کوههای سهند نزدیک تبریز و حوالی قره داغ، دامنه‌های جنوبی زاگرس نزدیک استرآباد و شاهرود، انارک دراصفهان، رباط الک آباد در نزدیکی مشهد، لرستان و اطراف همدان و در حوالی دریای مازندران معادن سنگ قلع و مس فراوانی وجود داشته‌است. در ارتباط با فلز وارداتی می‌توان به این مسئله استناد کرد که در اوایل هزاره دوم پیش از میلاد تجارت فلز از آناتولی شرقی به آشور وجود داشته و فلز بصورت غنائم جنگی به وسیله حکام آشوری منتقل می‌شده‌است.

خوردگی فلزات دانشگاه شریف


 

دانشگاه صنعتی شریف

دانشکده مهندسی و علم مواد

آزمایشگاه خوردگی و پوشش دادن فلزات

 

آزمایش دو : میزان خوردگی در یک محلول (Immersion Test)

 

محمد شریفی

89105274

 

 

 

 

هدف آزمایش :

بررسی میزان خوردگی در یک محلول و اندازه گیری سرعت خوردگی.

مقدمه :

با توجه به تخصص ها و دیدگاه های مختلف تعاریف مختلفی برای خوردگی ارائه شده است که به طور خلاصه بیان می گردد :

·  خوردگی به فساد مواد ( معمولا آهن ) و تغییر خواص آن گفته می شود که در نتیجه واکنش با محیط حاصل می گردد .

·  خوردگی اکسیداسیون است .

·  خوردگی یک حمله شیمیایی به فلز است .

·  خوردگی پدیده ایست الکتریکی ، بعبارت دیگر الکترولیز است .

·  خوردگی پدیده ایست الکتروشیمیایی .

·  خوردگی عبارت است از تخریب اجسامی که از طریقی، غیر از عمل مکانیکی حاصل می شود .

و تعاریفی دیگر ...

و اما بهترین تعریفی که امروزه مورد قبول همگان است :

خوردگی عملی است شیمیایی یا الکتروشیمیایی که بین فلزات و محیط اطرافشان واقع گشته و موجب فساد و دگرگونی در خواص آنها می شود.

طبق استاندارد ISO – 8044  تعریف بعضی از نظریه های اولیه خوردگی عبارت است از :

برهم کنش فیزیکی و شیمیایی بین فلز و محیط اطراف که نتیجه آن تغییر در خواص فلز است و این اغلب منجر به لطمه به وظیفه فلز، محیط زیست و یا سیستم های فنی که این ها در آن شرکت دارند می شود.

تبصره : این بر همکنش معمولا دارای طبیعت الکتروشیمیایی است.

خوردگی معمولا در هر محیطی صورت می گیرد و بستگی به آن دارد که با چه مصالحی سرو کار داریم. بیش از 57 نوع خوردگی وجود دارد  حتی اجسام غیر فلزی مانند چوب ، پلاستیک ، سرامیک ، لاستیک ، شیشه ، بتن و غیره نیز خورده می شوند -  اما خوردگی و فساد غیر فلزات به شکل های دیگری ظاهر می شود.

 

خوردگی الکتروشیمیایی و شیمیایی

هر چند اغلب فرآیند های خوردگی ماهیت الکتروشیمیایی دارند زیرا شامل یک واکنش اکسایش می باشند .

ولی با وجود این بین موارد زیر تفاوت قائل می شویم.

خوردگی الکتروشیمیایی :

که از طریق یک واکنش الکترودی و معمولا در محیط مرطوب انجام می گیرد. (خوردگی در محلول های آبی، خوردگی اتمسفری در اثر فیلم مرطوب روی سطح فلز و نیز خوردگی در خاک که به کمک رطوبت انجام می گیرد، از این نوع اند.)

خوردگی شیمیایی :

که تحت تاثیر گاز های خشک (مانند اکسایش در دمای بالا) و مایعات آلی بدون آب انجام می گیرد.

زنگ زدگی

به اکسید شدن آهن و آلیاژهایی که با آهن وجود دارد اطلاق می گردد که معمولا در اثر رطوبت یا حتی در هوای خشک نیز حاصل می شود. اصطلاحاتی در این زمینه به کار می روند که از آن جمله اند :

·       فیلم : در خوردگی به لایه نازک پوشیده شده بر سطح فلز را که در آنگسترم باشد.

·       قشر : به لایه نازک در حد میلیمتری گفته می شود.

·      لایه : پوشش ضخیمی که بر روی فلز به وجود می آید و در واقع ضخیمترین پوشش اکسید بر روی فلز محسوب می گردد.

مقیاس اندازه گیری های خوردگی

هنگامی که خوردگی به وقوع می پیوندد وزنی حاصل یا از دست می رود. این وزن در یک واحد سطح و در یک واحد زمانی و اندازه معمولی میلی گرم بر دسی متر مربع در روز است که آنرا با MDD  مشخص می کنند. از دست دادن ضخامت فلز را در سال MPY  (یک میل در سال) نشان می دهند که مناسب ترین واحد جهت میزان خوردگی در طراحی به شمار می آید ( یک میل برابر یک هزارم اینچ می باشد ) که از فرمول زیر به دست می آید .

 = کمبود وزن نمونه بر حسب میلی گرم                                                

D =  وزن مخصوص فلز

 = سطح کل نمونه بر حسب اینچ مربع

T  = زمان آزمایش بر حسب ساعت

واحد های دیگری نیز به کار برده می شوند که به سهولت قابل محاسبه با واحد های دیگر هستند. از جمله :

گرم بر دسی متر مربع در روز  گرم بر سانتی متر مربع در روز  گرم بر اینچ مربع در ساعت  گرم بر متر مربع در ساعت  اینچ در سال (IPY) و میلی متر درسال

چنانچه خوردگی فلز کمتر از IPY  005/0  باشد، آنرا جز فلزات مقاوم می شناسند و اگر مقدار خوردگی بین  IPY 05/0  تا  IPY 005/0  باشد، جز فلزات معمولی و چنانچه مقدار خوردگی از IPY  005/0  بیشتر باشد، جز دسته فلزات ضعیف در برابر خوردگی محسوب می شود.

مهمترین عواملی که در واکنش های خوردگی دخالت موثر دارند عبارتند از :

 درجه حرارت : افزایش درجه حرارت موجب ازدیاد میزان و سرعت خوردگی می شود . حتی زمانیکه درجه حرارت قسمت های مختلف از قطعه معینی متفاوت باشد. عموما آن قسمت که درجه حرارتش بیشتر باشد نسبت به سایر نقاط آندتر می شود .

اختلاف پتانسیل : در حالیکه فلزات غیر هم جنس و متصل به هم در محیط مشترکی قرار گرفته باشند، به علت اختلاف پتانسیل موجود بین الکترود ها (مثلا دو فلز روی و آهن در آب نمک) فلزی که در جدول سری گالوانیکی بالاتر است، آند بوده خورده خواهد شد. و در نتیجه این عمل فلز دیگر را محافظت خواهد نمود.

عملیات حرارتی : در نتیجه اعمال عملیات حرارتی رفتار خوردگی اغلب فلزات و آلیاژها شدیدا متاثر خواهد شد.

شرایط سطحی : شروع و سرعت خوردگی در مورد سطوح صیقلی و تمیز فلزات نسبت به سطوح زبر و خشن و یا سطوحی که دارای فیلم های سطحی بوده و یا دیگر موارد خارجی در آن حضور داشته باشند به شدت تغییر می کند.

 سرعت : چون فیلم های اولیه خوردگی به دلیل وجود سائیدگی از بین می رود و سطح فلز لخت و فعال مجددا در معرض خوردگی های بعدی قرار می گیرد از این رو مورد بررسی و توجه می باشد.

تشعشع : در این زمینه تحقیقات کمتری صورت گرفته است اما آزمایشاتی که انجام گرفته روشن نموده که در محیط های حاوی تشعشعات اتمی بر روی فلزات میزان و شدت خوردگی تا حدودی افزایش می یابد.

ناخالصی های محیطی : وجود ناخالصی های مختلف در محیط عامل بسیار مهمی بوده و اثرات گوناگونی بر روی خوردگی می گذارند.

 زمان : معمولا پیشرفت خوردگی با زمان افزایش می یابد اما شرایطی وجود دارند که میزان خوردگی نسبت به زمان کاهش می یابد.

تنش : مواد و قطعات در شرایطی که تحت تنش های کششی در معرض محیط های خورنده قرار می گیرند شدیدتر و سریعتر از بین می روند.

فشار : بررسی ها و مطالعات نشان داده که فشار عامل موثری روی واکنش های شیمیایی و اکسیداسیون مواد می باشد.

خواص فلزی : توجه به خواص و مشخصات متالوژی از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است . ساختمان بلوری، مرزدانه ها، خواص مکانیکی اختصاصی فلزات و آلیاژها روش های ریخته گری، عملیات حرارتی  و ترکیب آلیاژها از عوامل مهم و موثری هستند که مد نظر  قرار می گیرند .

سایر عوامل : وجود عوامل مختلف باعث پیچیدگی های زیادی در مطالعات خوردگی می گردند، از جمله :

الف ) وجود اختلاف دمیدگی (هوادهی) در سطوح مجاور با الکترولیت ها که سبب ایجاد مناطق آندی و کاتدی می گردد.

ب ) وجود اختلاف غلظت ( یا اختلاف در PH) در نقاط مختلف از سطح فلزی که در محیط الکترولیت یا خورنده قرار گرفته باشد سبب ایجاد مناطق آندی و کاتدی می شود .

ج ) اثرات بیولوژیکی وجود ماکروارگانیسم ها یا میکرواورگانیسم ها در خوردگی مورد بررسی و آزمایش قرار گرفته و صدمات و خطرات آن ها آشکار شده است.

شرح آزمایش

ابن آزمایش بسیار ساده و البته بسیار دقیق بوده و می بایست شرایطی مورد توجه قرار گیرد از جمله آنکه:

الف)مواد خورنده بایستی به تمام سطوح جسم دسترسی داشته باشند.بنابراین نمونه ها می باید در طول آزمایش در مایع معلق بمانند.

ب)نمونه ها بایستی از لحاظ الکتریکی ایزوله باشند.

ابتدا نمونه ها را با سمباده تمیز می کنیم (دو نمونه از هز آلیاژ پولیش هم می شوند) تا اکسید های سطحی کاملا از بین بروند.

اندازه گیری های وزن و ابعاد را انجام می دهیم و سپس توسط قالب های پلاستیکی درون محلول خورنده (HCl 15%)  می کنیم.

پس از مدت مشخص(96 و 144 ساعت) نمونه ها را خارج نموده و با برس ظریفی تمیز می کنیم و در محلول شستشوی مخصوص هر آلیاژ شستشو می دهیم، تا مواد اکسیدی زائل گردند. سپس آن ها را با آب و استون می شوییم.

نمونه ها را دوباره وزن می کنیم.

 

تحلیل نتایج و خواسته های آزمایش

brass

 

نمونه

W1

L

D

W2

W(gr)

T(h)

A(cm^2)

A(inch^2)

Mpy

1

15.2241

2.38

0.98

15.2219

0.0022

144

8.831564

1.368892

0.405429

2

15.2255

2.3

1

15.2229

0.0026

144

8.792

1.36276

0.481299

3

16.1741

2.5

1

16.1714

0.0027

96

9.42

1.4601

0.699735

4

15.4435

2.38

1

15.4421

0.0014

96

9.0432

1.401696

0.377944

5

15.9707

2.48

1

15.9694

0.0013

96

9.3572

1.450366

0.339171

6

16.6281

2.5

1

16.626

0.0021

96

9.42

1.4601

0.544239

steel

 

1

12.1815

2

1

12.1529

0.0286

96

7.85

1.21675

16.76255

2

12.1984

2

1

12.1618

0.0366

96

7.85

1.21675

21.45138

3

12.3628

1.97

1

12.2903

0.0725

96

7.7558

1.202149

43.00858

4

12.3272

1.98

1

12.3268

0.0004

96

7.7872

1.207016

0.236332

5

12.2636

2

1

12.2102

0.0534

144

7.85

1.21675

20.86527

6

11.1414

2.02

0.96

11.0541

0.0873

144

7.536

1.16808

35.5325

 

همان طور که در مقدمه گفتیم از رابطه ی Mpy میزان خوردگی هر یک از نمونه ها را حساب نموده ایم.

وقتی سطحی زبرتر است به نوعی میزان تماسش با الکترولیت بیشتر بوده و این سبب افزایش نرخ خوردگی با افزایش زبری سطح می گردد و بالعکس با افزایش صافی، در اثر پولیش خوردگی کاهش می یابد.

 

 

 


تصویر 1- نمونه های برنجی زیر میکروسکوپ نوری. همانطور که مشاهده می شود، ردیف دوم که نمونه ها پولیش شده اند خوردگی کمتر است.


 


 


 


تصویر 2- نمونه های فولادی زیر میکروسکوپ نوری. همانطور که مشاهده می شود، ردیف دوم که نمونه ها پولیش شده اند، خوردگی کمتر است.

 

 


همانطور که مشاهده می شود خوردگی در نمونه های برنجی در اثر هیدرو کلریک بسیار بیشتر  است و شیار های به وجود آمده موید این مطلب می باشد. در ضمن به دلایل گفته شده در مقدمه نمونه هاب پولیش شده کمتر دچار خوردگی شده اند.

 

 

منابع

1-   پوشش دادن فلزات، دکتر قربانی.

2-   مهندسی سطح، فانتانو.

ریخته گری شریف ذوب

telegram.me/sharifzob


ریخته گری شریف ذوب


تولید و پخش قطعات لوستر و آینه شمعدان به سراسر کشور

ریخته گری برادران شریفی

تامین قطعات لوسترسازی های سراسر کشور

با تجربه ۵۰ سال فعالیت مستمر در صنعت لوستر.



با مدیریت : احمد شریفی مقدم (احمد ریخته گر)


ثبت سفارش : 09372908786


دفتر : تهران - خ فداییان اسلام - خ زنگنه - پلاک۸۳ - طبقه دوم

کارگاه ۱ :شهرک صنعتی عباس آباد

کارگاه ۲ : اسلام شهر - میدان نماز

کارگاه ۳ : جاده خاوران - خاتون آباد