تحقیق درباره برنج آلیاژی از مس و فلز روی

مقدمه
مس و آلیاژهای آن به دلیل مقاومت نسبت به زنگ زدگی در بسیاری از صنایع ساختمانی، هواپیمایی، صنایع دریائی از جمله مخازن ضد زنگ، لوله کشی در آب شور دریا، قطعات و ملخ هواپیما، خطوط آب و بخار در ساختمانها، روکش پشت بام، ناودان ها، آب روها، روکش بدنه کشتی ها، دکل های نفت و شیرین کننده های آب شور مصرف می شود. مس به طور گسترده در تولید قطعات وماشین آلات صنعتی غیر الکتریکی، لوازم خانگی، تجهیزات تهویه هوا و ماشین آلات کشاورزی به مصرف می رسد.

در صنایع نظامی در تهیه فشنگ تفنگ های کوچک، خشاب ها، خازن ها و فیوزها و همچنین تجهیزات و ماشین آلات ارتباطی، اجزاء الکتریکی و قطعات کامپوتر کاربرد دارد. بعلاوه در سلاح های تاکتیکی و استراتژیک مانند زیردریائی های اتمی، در موشک ها، هواپیماهای نظامی، کنترل های الکتریکی در هواپیما و کابل موشک استفاده می گردد.

برنز
برُنز، آلیاژی از مس و قلع می باشد. برخی از انواع برنج ها برنز هم نامیده می شوند. بطور کلی آلیاژ CU و Sn برنز قلع و در اصطلاح عامیانه برنز نامیده می شود این آلیاژ در زمانهای قدیم در ایران بنام مفرغ مشهور بوده است اما از لحاظ کلی برنز به آلیاژهای مس به علاوه یک عنصر غیر از روی اطلاق می شود. مانند آلیاژ مس و آلومینیوم که به آلومینیوم برنز مشهور است.

یا مس و نیکل که به نیکل برنز مشهور است. بررسی نمودار تعادلی آلیاژ Cu و Sn نشان می دهد که با افزایش عنصر قلع نقطه ذوب کاهش و فازهای گاما و ε در ساختار ظاهر می گردد لذا با افزایش عنصر قلع سختی و استحکام آلیاژ افزایش و انعطاف پذیری آن کاهش میابد، لذا برنزهای قلع ریختگی حداکثر ۲۵٪ قلع دارند علاوه برای به منظور بهبود نرمی از خواص آلیاژ برنز قلع به آن عناصر مختلفی اضافه می شود که مهمترین آنها عبارتند از Zn , Pb , P اضافه نمودن Zn به آلیاژ برنز قلع باعث افزایش سیالیت مذاب و سهولت ریختگری می گردد.

برنج آلیاژی از مس و فلز روی می باشد که نسبت آن دو در آلیاژ تعیین کننده نوع برنج با توجه به مورد استفاده آن است. برخی از انواع برنج ها برنز هم نامیده می شوند هرچند برنز آلیاژی از مس و قلع می باشد.

از این فلز به خاطر کاربردهای خاص و شکل و رنگ آن در جاهای مختلفی استفاده می کنند: مثلاً در دکوراسیون به خاطر رنگ تقریباً طلایی رنگش، در مهمات جنگی، در جاهایی که به اصطکاک کم نیاز باشد (مثل مغزی قفل ها)، و مخصوصاً بخاطر خاصیت آکوستیکی در سازهای موسیقی (مثل هورن).

برنج رنگی تقریباً زرد دارد که شبیه به رنگ طلا است. برنج در برابر کدر شدن و لکه دار شدن هم مقاومت دارد، یعنی دیرتر اکسایش می یابد.
برنج از مدتها پیش حتی قبل از تاریخ شناخته شده بود؛ در آن زمان که انسان هنوز فلز روی را نمی شناخت با ذوب کردن مس همراه با کالامین (سنگ معدن فلز روی) برنج تولید می کرد.

برنج معمولاً قابلیت چکش خواری بیشتری نسبت به مس و روی دارد و تقریباً دمای ذوب آن بین ۹۰۰ تا ۹۴۰ درجه سانتی گراد است . البته سختی و نرم بودن آن می تواند با تغییر نسبت مخلوط مس و روی تغیر کند.

مس داخل برنج (از طریق اثر اولیگودینامیک) خاصیت میکروب کشی به آن می دهد. به همین خاطر از برنج به عنوان دستگیره و دیگر فلزات رایج در بیمارستان ها استفاده می کنند.

امروزه تقریباً ۹۰٪ از فلزات برنج بازیافت می شوند، چون فلز برنج خاصیت مغناطیسی کمی دارد و به راحتی می توان آن را از فلزاتی که معمولاً با آنها مخلوط می شود جدا کرد. بدین ترتیب برنج جدا شده را دوباره بازیافت می کنند.

چگالی متوسط برنج ۸٫۴ گرم بر سانتی متر مربع است .

انواع برنج
برنج دریاسالار: شامل ۳۰٪ روی همراه با ۱٪ قلع (در فارسی مِفرَغ نیز خوانده می شود)
برنج آلفا: شامل کمتر از ۳۵٪ روی، که از آن می توان برای کارهایی با فشار بالا، ضربه و سرد استفاده کرد. ساختار کریستالی این نوع برنج FCC است .
برنج بتا: شامل ۴۵٪ تا ۵۰٪ روی که سختی و مقاومت بیشتری نسبت به گرما و فشار و ضربه دارد.
برنج آلفاـبتا: شامل ۳۵٪ تا ۴۵٪ روی مناسب برای گرما
برنج آلومینیومی: که شامل آلومینیوم است و مقاومت زیادی در برابر خوردگی دارد که از آن در ساخت سکه های اروپایی استفاده می کنند .
برنج آرسنیکی: شامل آرسنیک. آلومینیوم است که در ساخت دیگ های بخار کاربرد دارد .
برنج فشنگی: شامل ۳۰٪ روی
برنج معمولی: شامل ۳۷٪ روی، ارزان و مناسب برای کارهای بدون گرما (سرد)
برنج عالی: شامل ۳۵٪ روی و ۶۵٪ مس، با قابلیت انعطاف پذیری بالا، استفاده شده در ساخت فنر و پیچ ها.
برنج سربی: همان برنج آلفاـبتا همراه با مقداری سرب است.
برنج پست: شامل ۲۰٪ روی است، با رنگ زرد نزدیک به طلا
برنج دریایی: شبیه به برنج دربا سالار با ۴۰٪ روی و ۱٪ قلع (در فارسی مِفرَغ نیز خوانده می شود)
برنج سفید: شامل بیش از ۵۰٪ روی ، بسیار شکننده
برنج طلایی: که نرم ترین فلز برنج است با ۹۵٪ مس و ۵٪ روی که در ساخت مهمات جنگی کاربرد دارد