منیزیم در جدول تناوبی عناصر، عنصری با نماد Mg و عدد اتمی 12 می‌باشد، که دارای خواص مشابه با سایر پنج عنصر گروه دوم، یعنی فلزات قلیایی خاکی دارد در این نوشتار شما را با کاربرد این عنصر در صنعت بیشتر آشنا خواهیم کرد. در ادامه این مقاله به موارد زیر خواهیم پرداخت:
- آشنایی با خواص منیزیم
- آشنایی با کاربردهای منیزیم
- استفاده منیزیم در موتور خودروها
- استفاده کلی منیزیم
- خواص فیزیکی
عنصر منیزیم، فلزی به رنگ سفید-خاکستری با وزن کم و چگالی حدود دوسوم آلومینیوم است. در بین فلزات قلیایی خاکی، این عنصر، کمترین نقطه ذوب و جوش را دارد که به ترتیب برابر با 649 و 1089 درجه سانتی‌گراد ذکر می‌شود.
خواص شیمیایی
این عنصر، زمانی که در معرض هوا قرار بگیرد، کمی تیره‌رنگ خواهد شد اما برخلاف سایر فلزات قلیایی خاکی، نیازی به نگهداری آن در محیط بدون اکسیژن (داخل نفت) نیست زیرا در اثر واکنش با هوا، لایه‌ای اکسید بر روی آن تشکیل می‌شود که از پیشرفت واکنش جلوگیری می‌کند.
این عنصر در دمای اتاق با آب واکنش می‌دهد. البته سرعت این واکنش، نسبت به واکنش کلسیم، بسیار آهسته‌تر انجام می‌شود به گونه‌ای که اگر آن را در آب غوطه‌ور کنیم، حباب‌های هیدروژن، به آرامی بر روی سطح فلز تشکیل می‌شوند. با پودر کردن این فلز، سرعت این واکنش سریع‌تر خواهد بود. از واکنش برگشت‌پذیر منیزیم بمنظور ذخیره انرژی در موتورهای منیزیمی استفاده می‌کنند. همچنین، این عنصر در واکنشی گرماده، با اسیدهایی همچون هیدروکلریک اسید واکنش می‌دهد و کلرید فلزی و گاز هیدروژن تولید می‌کند.
اشتعال‌پذیری
این فلز به شدت اشتعال‌پذیر است، به خصوص زمانی که به صورت پودر یا نوار وجود داشته باشد. دمای شعله منیزیم و آلیاژهای آن به 3100 درجه سلسیوس می‌رسد، البته ارتفاع شعله آن کمتر از 30 سانتی‌متر ذکر می‌شود. خاموش کردن شعله منیزیم کار دشواری است زیرا واکنش سوختن آن در حضور اکسیژن، با عوامل مختلف دیگری همچون نیتروژن، دی‌اکسید کربن و آب ادامه می‌یابد. از این خاصیت، برای بمباران شهرها در جنگ جهانی دوم استفاده می‌شد زیرا در آن زمان، تنها را خاموش کردن آتش، استفاده از خاک و ماسه بود.
خواص نوری
زمانی که این فلز را در حضور هوا بسوزانیم، نور شدید سفیدی تولید می‌کند که شامل طول موج‌های قوی از پرتو ماورا بنفش است. در گذشته‌ها از پودر این فلز برای نوردهی به سوژه در عکاسی با فلاش استفاده می‌شد که در ادامه، فیلامنت‌های منیزیمی در فلاش‌های عکاسی رواج پیدا کرد. همچنین، در آتش‌بازی، نورپردازی صحنه تئاتر و شبیه‌سازی شلیک گلوله از این عنصر بهره می‌گرفتند.
کاربردهای منیزیم
بعد از آهن و آلومینیوم، منیزیم بیشترین استفاده را در میان فلزات دارد. اصلی‌ترین کاربردهای این عنصر به ترتیب عبارتست از:
- آلیاژهای آلومینیوم
- ریخته‌گری (دایکاست)
- حذف گوگرد در تولید آهن و فولاد
- تولید تیتانیوم در فرآیند کرال
منیزیم، در تولید آلیاژها و مواد بسیار سبک و مستحکم مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فلز در گذشته، فلز اصلی در ساخت هواپیماهای جنگی آلمان در جنگ جهانی اول را تشکیل می‌داد که تا جنگ جهانی دوم هم استفاده از آن رواج داشت. در صنعت هوافضا، با توجه به خطرات خوردگی و آتش‌سوزی منیزیم، استفاده از آن به قطعات موتور محدود شد. امروزه به دلیل اهمیت صرفه‌جویی در مصرف سوخت، استفاده از آلیاژهای این فلز در صنعت هوافضا رو به افزایش است.
استفاده در موتور خودروها
منیزیم، در ساخت موتور خودروهای سواری نیز کاربرد دارد. شرکت‌هایی همچون مرسدس بنز، پورشه، فولکس‌واگن، میتسوبیشی، ب ام و و شورلت در موتور خودروهای خود از این فلز بهره برده‌اند.
صنایع الکترونیک
به دلیل وزن کم و خواص مکانیکی و الکتریکی مناسب این فلز، از آن در تولید تلفن‌های همراه، لپ‌تاب و تبلت‌ها، استفاده‌های فراوانی می‌شود.
سایر موارد استفاده منیزیم:
به دلیل سهولت دسترسی و سمی نبودن، کاربردهای فراوانی را برای این فلز در نظر گرفته‌اند. منیزیم، بسیار اشتعال‌پذیر است و در دمای حدود 3100 درجه سانتی‌گراد شروع به سوختن می‌کند. لازم به ذکر است، نوار منیزیمی، در دمای 473 درجه سانتی‌گراد، به طور خودکار آتش می‌گیرد و نور سفید شدیدی تولید می‌کند. از این خاصیت برای تولید آتش در مواقع ضروری بهره می‌گیرند. کاربردهای دیگر آن شامل استفاده در عکاسی، فلرها، لوزام آتش‌بازی و… است. از دیگر کاربردهای منیزیم، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- جهت تهیه واکنش‌گر (ریجنت) گرینیارد
- به عنوان آند گالوانی جهت جلوگیری از خوردگی کشتی‌ها، تانکرهای زیرزمینی، خطوط لوله، تاسیسات زیرزمینی، و آب‌گرمکن‌ها
- در ترکیب با روی، برای ساخت آلیاژی بمنظور استفاده در صنعت چاپ، ساخت دیواره باتری‌های خشک و ضد آب کردن سقف منازل
- ساخت آلیاژ آلومینیوم-منیزیم در تولید قوطی‌‌های نوشابه، چوب گلف، قرقره ماهیگیری و تیر و کمان
- تولید رینگ‌های منیزیمی در خودرو
- تولید باتری‌های منیزیمی
منبع: گروه تامین محتوای فولاد 24