Bandorên Nermiyan li ser Taybetmendiyên Metalan
Metal bi hêz, hişkbûn, îhtîmala bilind a elektrîkê û germî, û hêsaniya pêkhatina xwe di nav pêkhateyên cûrbecûr de bi berfirehî têne zanîn. Lêbelê, ev taybetmendî ne tenê ji hêla celebê metalê bixwe ve, lê di heman demê de ji hêla tiştê ku di hundurê wê de "tê hilgirtin" ve jî têne destnîşankirin. Mîqdarên piçûk ên madeyên biyanî - ku jê re nepakî tê gotin - dikarin bi girîngî tevgera metalek biguherînin. Di gelek rewşan de, ev guhertin dikarin zirardar bin, lê di hin mercan de, ew dikarin ji bo baştirkirina performansa materyalê werin bikar anîn. Ev gotar nîqaş dike ka nepakî çawa bandorê li taybetmendiyên berxwedana avahî, mekanîkî, elektrîkî, germî û korozyonê yên metalan dikin, digel mînakên sepandina wan di pîşesaziyê de.
Nepakiyên di Metalan de çi ne?
Nepakî hêman an pêkhate ne ku di metalekê de hene lê ne beşek ji pêkhateya wê ya xwestî ne. Nepakî dikarin ji van werin:
1. Madeyên xav ên madenên ku di dema pêvajoya derxistinê de bi tevahî nehatine veqetandin.
2. Pêvajoyên helandin û rijandinê, bo nimûne metal gazê (hîdrojen, oksîjen, nîtrojen) dikişîne.
3. Gemarîkirina alav û jîngehê, wek perçeyên ji madeyên agirpêketinê yên firnê an jî şelmaqê.
4. Pêvajoyên hilberînê yên pêşketî, wek qayîmkirina ku oksîjen an nîtrojenê tê de heye.
5. Veqetandin di dema cemidandinê de, dema ku hin hêman li sînorên dendikan an deverên diyarkirî kom dibin.
Neqirêjî dikarin bi çend awayan hebin: wekî çareseriyên hişk werin helandin, wekî pêkhateyên ne-metalîk werin girtin, wekî bermayî werin rijandin, an jî li sînorên dendikan werin berhevkirin.
Bandora Nermiyan li ser Mîkroavahîya Metalê
Taybetmendiyên metalan bi giranî ji hêla mîkroava wan ve têne bandorkirin: mezinahiya dendikan, belavbûna qonaxê, dislokasyon û hebûna pêkhateyan. Nepakî dikarin ev bin:
- Guhertina mezinahiya dendikan: hin hêman di dema germkirinê de mezinbûna dendikan asteng dikin, di encamê de dendikên naziktir çêdibin ku bi gelemperî hêzê zêde dikin.
- Avabûna qonaxên nû teşwîq dike: bo nimûne karbona di hesin de qonaxa sementît (Fe₃C) an jî karbîd çêdike.
- Veqetandinê çalak dike: hin hêman meyla kombûnê li sînorên dendikan dikin, ku ev dikarin bibin xalên qels ji bo şikestin û korozyonê.
Bi gotineke din, qirêjî ne tenê "qirêj dikin", lê di heman demê de bandorê li ser awayê hişkbûn, germkirin û reaksiyona metal di dema karanînê de jî dikin.
Bandora li ser Taybetmendiyên Mekanîkî: Hêz, Nermbûn, û Berxwedan
1. Xurtkirina Çareseriya Hişk
Dema ku qirêjî di tora krîstal de dihelin, atomên biyanî yên bi mezinahîyên cuda xirabûnên torê çêdikin. Ev xirabûn tevgera dislokasyonan asteng dikin, hêz û hişkbûnê zêde dikin. Nimûneyek hevpar:
- Karbona di nav hesin de (heta astek diyarkirî) hêza pola zêde dike.
- Çînko di nav sifir de pirinc çêdike ku ji sifira saf xurttir e.
Lêbelê, zêdebûna hêzê pir caran bi bihayê kêmbûna nermbûnê tê. Metal bêyî şikestinê kêmtir şiyana deformasyona plastîk derbas dike.
2. Lawazî (Şikbûn ji ber nepakiyan)
Hin qirêjî, bi taybetî yên ku li sînorên dendikan kom dibin, dikarin hişkbûnê bi awayekî berbiçav kêm bikin. Metalek berê nerm dikare şikestî bibe, bi taybetî di hin germahiyan de. Bo nimûne:
- Fosfor û sulfur di pola de dikarin bibin sedema şikestinê, ji ber ku ew li ser sînorên dendikan pêkhate an jî cudabûnê çêdikin.
- Hîdrojen dikare bibe sedema şikestina hîdrojenê, û di encamê de di pola bihêz, bolt, an pêkhateyên streskirî de şikestinên ji nişka ve çêbibin.
3. Têkelbûn û Berxwedana Westandinê
Têkelên wekî oksîd, sulfîd, an sîlîkat wekî komkerên stresê tevdigerin. Di bin barkirina dubare de, şikestinên westandinê pir caran ji têkelan çêdibin. Di encamê de:
- kêmbûna jiyana westandinê
- rîska têkçûna ji nişka ve zêde dibe
Ji ber vê yekê, pola ji bo şaft, kaniyon, an jî pêkhateyên otomobîlan ên zivirî bi gelemperî kontrolên paqijiyê yên hişk hewce dike.
Bandora li ser Rêveçûna Elektrîkî û Germahî
Metalên saf xwedî îletrariyeke bilind in ji ber ku elektron dikarin bi awayekî nisbeten azad bimeşin. Nepakî belavbûna elektronan zêde dikin, ji ber vê yekê:
- berxwedana laş zêde dibe
- guhêzbariya elektrîkê kêm dibe
- bi gelemperî guhêzbariya germî jî kêm dibe
Mînaka herî berbiçav sifir e: sifira paqijiya bilind ji bo kabloyan û pêçên motorê tê bikar anîn, lê sifira ku qirêjiyên wê zêdetir in ji bo sepanên elektrîkê yên rast kêmtir guncaw e. Heta mîqdarên piçûk ên elementên wekî oksîjen an fosforê jî dikarin guhêzbariyê bi girîngî kêm bikin.
Lêbelê, ev bandor dikare were bikar anîn. Alavên wekî nîkromê (Ni-Cr) bi zanebûn ji bo hêmanên germkirinê berxwedêrtir têne çêkirin, ku elektrîkê bi bandortir vediguherînin germê.
Bandora li ser Berxwedana Korozyon û Oksîdasyonê
Korozyon reaksiyoneke elektroşîmyayî ye ku bi giranî ji hêla pêkhateya kîmyewî û mîkroavahîyê ve tê bandorkirin. Nepakî dikarin:
- Di nav metalê de cotên mîkrogalvanîk çêdike, anod û katodên herêmî diafirîne ku korozyonê leztir dikin.
- Ger hin hêman li sînorên dendikan bar bibin, korozyona navdanî zêde dibe.
- Guhertina aramiya qata parastinê ya pasîf, bo nimûne li ser pola zengarnegir.
Bo nimûne, di pola zengarnegir de, divê belavbûna karbon û kromê were kontrol kirin. Ger karbîdên kromê li sînorên dendikan bibarin (hesasiyet), deverên derdorê kêmasiya kromê dibin û ji korozyonê re hesas dibin. Ji aliyekî din ve, lêzêdekirina kontrolkirî ya hin hêmanan (wek molîbden) di rastiyê de berxwedana li hember korozyona çalan zêde dike.
Bandora li ser Taybetmendî û Reftarên Germahî di Germahiyên Bilind de
Nexşe dikarin biguherin:
- xala helandinê û rêjeya cemidandinê
- aramiya qonaxê li germahiyên bilind
- creep (deformasyona hêdî ji ber barê li germahiyên bilind)
Hin qirêjî bi qelskirina sînorên dendikan berxwedana li hember şikestinê kêm dikin, di heman demê de hin hêmanên alloykirinê dikarin metalê di germahiyên bilind de bi çêkirina bermayiyên stabîl xurt bikin. Di sepanên turbîn, kazan, an motorê de, kontrolkirina pêkhateyê dibe krîtîk.
Rola Nepakiyan: Zirardar an Sûdmend?
Girîng e ku meriv cudahî di navbera nepakiyên nexwestî û elementên alloykirinê yên bi zanebûn lê zêdekirî de bike. Carinan heman element dikare di çarçoveyekê de "nepakî" û di çarçoveyek din de "alloy" be. Bo nimûne:
- Karbon di hesinê saf de "nepakiyek" e, lê di pola de hêmana sereke ye.
- Oksîjena di sifir de dikare hin pêvajoyên baştir bike, lê ji bo hin serîlêdanên elektrîkê zirardar e.
Kilît di kontrolkirina astan, şêweyên hebûnê (heliyayî, tevlîbûyî, pêkhatî) û belavkirinê de ye.
Meriv Çawa Dikare Nepakiyan Di Pratîkên Pîşesaziyê de Kontrol Bike
Ji bo ku taybetmendiyên metal li gorî hewcedariyan bin, pîşesazî teknîkên cûrbecûr bikar tîne:
1. Paqijkirin û rafinkirin (mînak, bêsulfurkirin, bêoksîdasyon).
2. Paqijkirina valahiyê ji bo kêmkirina gazên heliyayî yên wekî hîdrojen û nîtrojenê.
3. Bikaranîna kontrolkirina herikîn û şelmê ji bo girêdana oksîd an pêkhateyên nexwestî.
4. Dermankirina germê ji bo kontrolkirina barîn û veqetandinê.
5. Pêvajoya avêtinê kontrol bikin da ku têkelbûn û porozîtî kêmtirîn bibe.
6. Standardên pêkhateyê (ASTM, JIS, ISO) ku sînorên herî zêde yên nepakiyê diyar dikin.
Xelasî
Nepakî di diyarkirina taybetmendiyên metalan de roleke girîng dilîzin. Di mîqdarên piçûk de, ew dikarin bi rêya xurtkirina çareseriya hişk an jî rafinandina dendikan hêzê zêde bikin, lê ew dikarin li gorî celeb û belavbûna wan, nermbûn, hişkbûn, temenê westandinê, guhêzbarî û berxwedana korozyonê jî kêm bikin. Ji ber vê yekê, teknolojiya metalurjîk a nûjen li ser kontrola nepakiyê ya hişk, hem bi rêya paqijkirinê û hem jî bi rêya pêvajoya mîkrostrukturê, disekine. Di dawiyê de, têgihîştina bandorên nepakiyan alîkariya me dike ku em materyalê rast ji bo serîlêdanek taybetî hilbijêrin: ji têlên sifir ên guhêzbar bigire heya pola avahiyên hişk û heya alloyên berxwedêr ên germê ji bo jîngehên dijwar.
Heke hûn bixwazin, ez dikarim vê gotarê biguherînim guhertoyek akademîktir (bi îqtibasan), an jî lêkolînên dozên taybetî yên wekî bandora sulfur li ser pola, hîdrojen li ser pola bi hêza bilind, an oksîjen li ser sifir ji bo sepanên elektrîkê lê zêde bikim.
