مفرغ - ویژگی ها و کاربرد های آن

مفرغ از دیر باز تا کنون کاربرد های زیادی داشته و دارد. در این مقاله از آهن پویا به بررسی و ارائه اطلاعاتی کامل درباره مفرغ می پردازیم. ما را تا انتهای این مقاله از آهن پویا همراهی کنید.

مفرغ چیست

مفرغ ( برنز ) یکی از آلیاژ هایی است که از ترکیب مس و قلع با مقدار مشخص به دست می آید.

تاریخچه عصر مفرغ

دوران تاریخی بشر زمینی به سه دوره تقسیم میشود . این سه دوره عبارتند از : عصر سنگ ، عصرمس و عصرآهن . در عصر مس بشر دست به فلز کاری زد و فلز کاری و آلیاژسازی را شروع کرد . عصر برنز در اغلب نقاط جهان پس از دوران نوسنگی آغاز میشود . بر سر نخستین خاستگاه دقیق پیدایش عصر برنز شباهتی وجود دارد اما دانشمندان دیرین شناسی عمدتا بر این امر اتفاق نظر دارند که ایران و بین النهرین ( کشورعراق کنونی ) از نخستین خاستگاه های ظهور و پیدایش عصر مفرغ هستند . از این دوره که درحدود چهارهزار سال پیش از میلاد مسیح اتفاق می افتد نخستین و کهن ترین اجسام برنزی ساخته شده توسط بشر به دست آمده است .

آشنایی با مفرغ ( برنز )

برنز آلیاژی از مس وقلع است . در این آلیاژ هرچه مقدار عنصر قلع افزایش یابد نقطه ذوب ودرعین حال انعطاف پذیری آن نیز کاهش می یابد ولی سختی و استحکام آلیاژ افزایش می یابد.

مفرغ از چه چیزی ساخته شده

باتوجه به این وِیژگی باید بدانید که میزان ریختگی قلع 25 درصد است و مضاف بر این به منظور بهبود نرمی آلیاژ برنز قلع به آن عناصرمختلفی من جمله p , pb و zn اضافه میکنند. از ویژگی های منحصر بفردی که به هنگام اضافه کردن ترکیب zn اضافه میشود میتوان به افزایش سیالیت و سهولت در ریخته گری اشاره کرد. درآلیاژ مفرغ حداقل 67 درصد مس وجود داردکه علاوه بر سختی کارزیادآن ، هزاران سال است که افراد گوناگون من جمله چینی ها و مصری ها و اروپایی ها ازآن درموارد زیادی استفاده میکنند .

آلیاژ مفرغ

برنز ها درطبقه ی آلیاژ های نشکن قرار میگیرند که در عین حال مقداری تردی شان کمتر از چدن است .

خواص آلیاژ مفرغ

اکسیداسیون برنز فقط بصورت سطحی و در روی فلز اتفاق می افتد این به این معناست که اگر یک لایه مس اکسید شده باشد به کربنات مس تبدیل می شود و درقسمت های زیرین تغییری ایجاد نمیشود و آنها ازخوردگی محافظت میشوند . این حالت به خوبی در مجسمه های هلنیستیک قابل مشاهده است. اما اگر در هنگام اکسیداسیون عنصر کلر در محیط ایجاد شده باشد ، کلرید مس روی سطح ایجاد میشود . این حالت را بیماری برنز میخوانند که درطولانی مدت باعث ازبین رفتن تمامی جسم فلزی میشود . آلیاژ هایی که برمس مبتنی هستند نقطه ذوب کمتری نسبت به فولاد و آهن دارند و به راحتی ساخته میشوند . باید بدانیدکه برنزهای معمولی به نسبت فولاد چگالی شان بیشتر است اما اگر آلیاژ ها با آلومینیوم وسیلیکون ادغام شده باشند میتوانند کمی ازفولاد چگالی بیشتری داشته باشند. آلیاژ مفرغ رسانای خوبی برای گرما و جریان الکتریسته است ولی ازلحاظ اقتصادی ، کمتر مقرون به صرفه هستند. نقطه ذوب هرکدام از آلیاژ های مفرغ بسته به مواد ترکیبی شان متفاوت است اما عمدتا در دمای 950 درجه سلسیوس ذوب میشود که باعث میشود مفرغ آلیاژی غیر مغناطیسی باشد .

کاربرد مفرغ

جالب است بدانیدکه در انگلستان قدیم از مفرغ در موارد گوناگونی مانند : ساخت ظروف مورداستفاده در کلیسا ، برای نیازهای روزمره و برای ساخت ظروف پذیرایی مانند کاسه و بشقاب برای قشر متوسط استفاده میشده است . ظروف پذیرایی قشر مرفه همواره نقره وبده است . از ابتدای قرن چهاردهم به بعد درفرانسه برای ساخت ظروف نوشیدنی و پذیرایی و در آلمان وکشورهای اروپایی ازمفرغ برای ساخت قابلمه استفاده میکردند.

کاربرد های برنز برحسب مقدار قلع در آن

• دسته بندی اول : حدود 8 درصد قلع وکمتراز یک درصد فسفر – کاربرد: ضرب سکه وپول خرد و فنرهاوچرخ های توربین ها
• دسته بندی دوم : حدود 8 درصد قلع ومقداری سرب و روی _ کاربرد: مدال های برنزی و لوله های برنزی و دریچه سازی
• دسته بندی سوم : مابین 8 تا 10 درصد قلع _ کاربرد : ساخت یاتاقان و چرخ دنده
• دسته بندی چهارم: مابین 6تا 14 درصد قلع و مقادیر ناچیزی از نیکل و سرب و فسفر _ کاربرد: درصنایع کشتی سازی
• دسته بندی پنجم : مابین 0 تا 10 درصد قلع و نیز مابین 0تا 30 درصد سرب _ کاربرد:ساخت یاتاقان
• دسته بندی ششم : مابین 0تا30 درصد قلع و مقادیر ناچیزی از سرب و روی _ کاربرد : ساخت ناقوس ها و زنگوله ها

تفاوت مفرغ و برنز چیست

برنز یا مفرغ اولین آلیاز کشف شده توسط بشر است که در کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار گرفته است . از کاربردهای این آلیاژ می توان به استفاده در ساخت ظروف و لوازم زینتی تا صنعت خودرو و کشتی سازی اشاره نمود.

تفاوت های اصلی میان برنج و مفرغ

تفاوت های عمده میان برنج و برنز ( مفرغ ) را از سه جنبه میتوان بررسی کرد: از نظر ظاهری، ازنظر قیمت و ازنظر استحکام . در ادامه به توضیح هر کدام می پردازیم.

تشخیص مفرغ

همانطور که اشاره شد برای تشخیص مفرغ از نظر ظاهری، قیمت و استحکام می توان وارد عمل شد. از نظر ظاهری هر دو بسته به ترکیبات شان رنگ قرمز مسی تا زرد دارند ولی درظاهر برنز حلقه های باریکی دیده میشود وسطح آن به نسبت برنج نا همگون تراست . میتوانیم بگوییم سطح برنج بسیار صاف تر و صیقلی تر از برنز است . قیمت کالا های برنزی نسبت به کالا ها و محصولات برنجی بیشتر است . برنز دانسیته ی بیشتری دارد و سنگین تر است وهمینطور در بازار فلزات به نسبت برنج کمیاب تر است و این دلیل محکمی است که از آن در ساخت وسایل تزئینی و مجسمه های دکوری استفاده کنند . ازنظر استحکام نیز همانطور که گفتیم برنز سنگین تر است و چگالی بیشتری دارد و این باعث افزایش استحکام در آن شده است . اما این استحکام زیاد باعث کاهش شکل پذیری آن شده است . برنز در شرایط آب و هوایی مختلف دوام بیشتری دارد وهمچنین مقاومت بیشتری در برابر خوردگی و آسیب های ناشی از ضربه دارد . هر دوی این فلزات به دلیل عدم وجود آن به آهن ربا نمیچسبند و اینگونه به نظر میرسد که افراد در تشخیص این دو ازهم کمی با مشکل رو به رو باشند . در ادامه ی مقاله به راهکار هایی برای تشخیص برنز از برنج خواهیم پرداخت . 

تشخیص برنز از برنج

متاسفانه در بازار فلزات ایران و دیگر کشور ها ، آهن و آلومینیوم و زاماک را آبکاری میکنند و با تغییر رنگ آن به سرخ مسی ، از آن وسایل تزیینی میسازند و دربازار ارائه میکنند !
راه تشخیص آن بسیار ساده است . به راحتی با چسباندن و نزدیک کردن آهنربا میتوانید از اصالت آن اطمینان حاصل کنید .

چگالی مفرغ

فلز دیگری که به صورت جعلی به جای برنز ارائه میشود آلومینیوم است . تنها راه تشخیص آنها چگالی بالای کالای برنزی است . چگالی برنز 8.4 گرم برسانتی متر مکعب و چگالی آلومینیوم 2.70 گرم برسانتی متر مکعب است . یعنی چگالی برنز 3برابر آلومینیوم است . اگر دو کالای یکسان ازبرنز و آلومینیوم در دست بگیرید متوجه خواهید شد که وزن کالای برنزی سه برابر بیشتر از محصول آلومینیومی است .
فلز سومی که بعنوان برنز ارائه میشود زاماک است . زاماک آلیاژی از روی و آلومینیوم و سرب است که رنگ سفید - نقره ای دارد. این فلزبه آهنربا نمییچسبد و چگالی و وزن آن نیز با برنز یکسان است . تنها راه تشخیص زاماک از برنز روش آنالیزی XRD است .

کاربرد های گوناگون مفرغ

زیرلایه ای مناسب جهت ابکاری فلزاتی ازقبیل کروم ونیکل است .
در ساخت وسایل دکوری ،پذیرایی و لوسترها استفاده میشود .
در ساخت ابزار های سوار کاری استفاده میشود .
در ساخت قطعات خودرو مانند یاتاقان و بوشینگ استفاده میشود .
در ساخت مدال های ورزشی و ساز های موسیقی استفاده میشود .
در ساخت پروانه های کشتی ها و مجسمه سازی و در تهیه محصولات الکتریکی استفاده میشود .