Shaba ni muundo wa aloi. Muundo wa kemikali ya shaba

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Watu wengi wanajua kuhusu shaba tu kwamba sanamu na makaburi huchorwa kutoka kwayo. Kwa kweli, chuma hiki hakistahili kunyimwa tahadhari maarufu. Baada ya yote, haikuwa bure kwamba katika historia ya wanadamu kulikuwa na Umri wa Bronze - enzi nzima ambayo aloi ilichukua nafasi kubwa. Ni moja ya nyenzo chache zinazotumiwa katika tasnia na sanaa. Sifa zinazomilikiwa na aloi ya shaba na bati ni muhimu sana katika tasnia nyingi. Inatumika katika utengenezaji wa zana, katika uhandisi wa mitambo, kupiga kengele za kanisa, na kadhalika. Wakati huo huo, leo kuna idadi kubwa ya alama za chuma, ambayo kila moja ina sifa fulani, zilizopangwa awali.

Matumizi ya shaba hapo awali

Kutajwa kwa kwanza kwa aloi ya shaba na bati kulianza milenia ya 4 KK. Mafanikio haya ya kiteknolojiawanahistoria wanaamini, waliruhusu ustaarabu wa Mesopotamia kuchukua nafasi ya kuongoza wakati huo. Uchimbaji wa kiakiolojia uliofanywa kusini mwa Iran unathibitisha utumizi mkubwa wa shaba kutengeneza vichwa vya mishale, jambia, mikuki, shoka, na panga. Miongoni mwa kupatikana kuna hata vitu vya ndani, kama vile samani na vioo, pamoja na jugs, amphoras, vases na sahani. Aloi hiyohiyo ilitumika kutengenezea sarafu za kale na kutengeneza vito.

Shaba katika Enzi za Kati huanza kutumika kikamilifu barani Ulaya. Vitu vikubwa kama vile mizinga na jumba la kanisa vimetengenezwa kutoka kwayo. Katika kipindi cha baadaye, pamoja na maendeleo ya uhandisi wa mitambo, chuma cha aina nyingi vile pia hakuenda bila kutambuliwa. Ilithaminiwa sana kwa sifa zake za kuzuia msuguano na kutu. Wakati huo huo, ni lazima ieleweke kwamba nyenzo zilizotumiwa hapo awali zilikuwa tofauti na ile ya shaba leo. Muundo wa aloi ulikuwa na uchafu mwingi mdogo, ukishusha ubora wake kwa kiasi kikubwa.

Muundo wa kemikali wa shaba ya kisasa

Leo, katika sayansi ya nyenzo, shaba ni aloi ya metali mbili: shaba na bati, ambayo inaweza kutumika kwa viwango mbalimbali. Ili kutoa chuma sifa zinazohitajika, zinki, fosforasi, magnesiamu, risasi na silicon zinaweza kuongezwa kwa jozi hii. Uwepo wa uchafu wa nasibu kwa msaada wa teknolojia za kisasa umepunguzwa hadi sifuri.

Mara nyingi, uwiano wa shaba na bati katika uwiano wa asilimia 85 hadi 15 huchukuliwa kuwa unakubalika. kupunguzwa kwa hisasehemu ya pili chini ya alama iliyoonyeshwa husababisha idadi ya matatizo, ambayo kuu ni liquation. Neno hili linatumiwa na wataalamu wa metallurgists kurejelea mchakato wa upunguzaji wa aloi na uimarishaji wake usio sawa.

Athari ya rangi ya aloi kwenye ubora wake

Watu walio na taarifa wanaweza kujifunza mengi kuhusu nyenzo kwa kuangalia tu rangi ambayo shaba inayo. Utungaji huathiri moja kwa moja parameter hii. Kama unavyoweza kudhani, shaba huipa aloi rangi nyekundu. Kwa hivyo, kupunguza asilimia yake kwa kupendelea vipengee vingine kutamaanisha mpito wa taratibu wa rangi hadi toni duni.

Kwa usawa wa kawaida wa vipengele (85% ya shaba), shaba hutoa rangi ya njano. Hii ndiyo aina ya kawaida zaidi kupatikana. Aloi nyeupe hupatikana baada ya kurekebisha uwiano kwa uwiano wa 50:50. Lakini ili shaba igeuke kijivu, ni muhimu kupunguza kiasi cha shaba hadi 35%.

Kuhusu mabadiliko katika sifa za vitendo za aloi wakati wa kujaribu muundo wake, hali ni kama ifuatavyo. Ductility ya nyenzo itategemea moja kwa moja maudhui ya bati ndani yake. Kidogo ni, shaba itakuwa rahisi zaidi, lakini taarifa hii ni kweli tu hadi kikomo fulani. Kwa hivyo, alama ya 50% inapofikiwa, aloi inakuwa laini tena.

Shaba katika sanaa

Nyenzo imara na zinazodumu, huku ikiwa na kiwango cha chini cha myeyuko na udugu mzuri, haingeweza ila kuvutia watu wabunifu, hasa wachongaji. Tayari katika karne za V-IV KK huko Ugiriki, ilifanyiwa kazi kwa maelezo madogo kabisateknolojia ya kutengeneza sanamu za shaba, ambayo bado inafaa hadi leo.

Inajumuisha ukweli kwamba sanamu ya nyenzo zinazostahimili moto hubadilishwa na nta, ambayo huharibiwa moja kwa moja wakati wa kutupwa. Kwa kufanya hivyo, kwa mujibu wa kuchora, mfano wa plaster lazima kwanza ufanywe, na kisha mold kwa kutupwa. Yaliyomo ya nta huyeyuka tu inapofunuliwa na halijoto, na shaba huchukua mahali pake, ambayo hupoa na kuwa ngumu. Baada ya hapo, inabakia tu kuchakata na kuleta ukamilifu.

Madini ya silaha

Kwa utengenezaji wa mizinga, na baadaye vifaa vingine vya kijeshi, shaba imekuwa ikitumika kila wakati. Muundo wa aloi ambayo hutumiwa kwa madhumuni haya, kama sheria, ina 90% ya shaba na bati 10% tu.

Hii ni kutokana na ukweli kwamba nyenzo za zana lazima ziwe na nguvu sana na ziwe na upinzani mkubwa wa machozi. Brand ya shaba BraAZhMts10-3-1.5 ina sifa hizo. Kando na viambajengo vikuu, ina 1-2% ya manganese, ambayo huboresha sifa za kuzuia msuguano na halijoto.

kutengeneza kengele ya kanisa

Mlio wa kengele lazima uwe wa sauti, na sauti yake lazima ifurahishe sikio kwa mbali sana. Oddly kutosha, lakini shaba ina vipaji kama muziki. Ili kuboresha sauti ya kengele, inafanywa kutoka kwa alloy yenye maudhui ya juu ya bati (kutoka 20 hadi 22%). Wakati mwingine fedha zingine huongezwa kwake. Chapa za shaba, ambazo hutumiwa katika utengenezaji wa kengele na vyombo vingine vya sauti;hazifai kabisa kwa matumizi ya vitendo katika tasnia zingine. Hii ni kutokana na ukweli kwamba aloi kama hiyo ina muundo mzuri na kuongezeka kwa brittleness.

Fosforasi na shaba ya aluminium

Aloi ya kwanza iliyojumuisha 90% ya shaba, 9% ya bati na 1% ya fosforasi ilitumiwa na Künzel mnamo 1871. Iliitwa shaba ya phosphor, na nyenzo zimepata matumizi yake hasa katika uhandisi wa mitambo. Sehemu mbalimbali za mashine hutupwa kutoka humo, ambazo zinakabiliwa na msuguano ulioongezeka. Phosphorus ni muhimu ili kuongeza elasticity na kuboresha mali ya kupambana na kutu. Faida kuu ya chuma hiki ni kwamba inajaza sehemu yoyote ya siri wakati wa urushaji.

Shaba ya alumini, muundo wake ambao una sifa ya maudhui ya juu ya shaba (hadi 95%), inafanana sana kwa kuonekana na dhahabu. Mbali na uzuri, ina idadi ya faida nyingine zisizoweza kuepukika. Kwa mfano, kuongeza 5% ya alumini huruhusu aloi kustahimili mfiduo wa muda mrefu kwa mazingira fujo kama vile asidi nyingi.

Kama nyenzo ya utengenezaji wa sehemu mbalimbali za mashine, chuma hiki karibu kimechukua nafasi ya shaba ya fosforasi kote ulimwenguni katika viwanda vya kusaga karatasi na baruti kutokana na upinzani wake mkubwa wa machozi.

Silicon na shaba ya manganese

Silicon huongezwa kwenye aloi ili kuongeza upitishaji umeme. Ubora huu hutumiwa katika uzalishaji wa waya za simu. Muundo wa marejeleo wa shaba ya silicon ni kama ifuatavyo: shaba 97.12%, bati 1.14%, silikoni 0.05%.

Kigumu zaidimchakato wa uzalishaji unajivunia aloi iliyo na manganese. Utaratibu wote unafanyika katika hatua kadhaa. Kwanza, ferromangan huongezwa kwa shaba iliyoyeyuka. Kisha, baada ya kudumisha utawala maalum wa joto, bati huongezwa, na ikiwa ni lazima, zinki. Kampuni ya Kiingereza ya Bronce Company inatengeneza madaraja kadhaa ya shaba ya manganese yenye mnato na ugumu tofauti. Aloi kama hiyo inaweza kutumika katika takriban tasnia zote.