كيف تميز البرونز عن النحاس في المنزل؟

في كثير من الأحيان عند الحصول على المجوهرات العتيقة والأواني والتماثيل المصنوعة من سبائك النحاس ، يصبح من الضروري تحديد المعدن الذي صنعت منه. هذا مهم بشكل خاص للأشخاص الذين يشاركون في صب وصهر المنتجات والمجوهرات عالية التقنية. ولكن كيفية التمييز بين البرونز والنحاس في المنزل ، إذا لم تكن هناك طريقة لإجراء فحص في المختبر.

النحاس والبرونز نوعان من السبائك المتشابهة ظاهريًا تعتمد على النحاس ، حيث يتم تصنيع العديد من المنتجات الزخرفية والتقنية. يحتوي كلا المعدنين على نقطة انصهار منخفضة ، مما يتيح لهم صنع منتجات مختلفة منهم بأيديهم. على الرغم من أوجه التشابه ، إلا أنها تحتوي على تركيبة كيميائية ولون وخصائص فيزيائية مختلفة تمامًا. ومع ذلك ، فإنه من الصعب إلى حد ما على الشخص العادي غير المشارك في علم المعادن التعرف عليهم.

يعتمد على الزنك ، أحيانًا مع إضافة عناصر أخرى (النيكل والقصدير والمنغنيز والرصاص والحديد والبزموت وغيرها). كان المعدن معروفًا قبل عصرنا بوقت طويل. بفضل اللون الذي يذكرنا بالذهب والعملات الرومانية القديمة والعديد من الأدوات المنزلية والمجوهرات صُنعت من النحاس الأصفر. في العالم الحديث ، غالبًا ما يتم استخدام السبائك في إنتاج النحاس الصلب ثنائي المعدن ، والذي يتم من خلاله تصنيع المنتجات الفنية والتجهيزات الزخرفية.

لا يعتبر النحاس مقاومًا للتآكل ، ولكنه يتميز بالليونة العالية والخصائص الجيدة المضادة للتآكل. يفسح المجال بسهولة لأنواع مختلفة من اللحام (الغاز ، القوس) ويتم لفه بسهولة. المنتجات منه لون مصفر ، مصقولة بشكل جيد. إنها ليست مغناطيس حديدي.مجموعة متنوعة من سبائك النحاس المشوهة تسمى tompak تحظى بشعبية خاصة. يحتوي على 88-97٪ من النحاس والباقي زنك. بسبب اللدونة العالية ، يتم استخدامه على نطاق واسع في صب الفن ، لتصنيع شارة ، آلات النفخ.

هذا هو سبيكة نحاسية ، حيث يكون العنصر الرئيسي هو القصدير أو العناصر الكيميائية الأخرى (النيكل والألمنيوم والسيليكون وما شابه). ولكن يتم الحصول على البرونز عالي الجودة فقط مع القصدير. ظهر المعدن في حياة الإنسان في بداية العصر البرونزي. يعود تاريخ أقدم المنتجات إلى الألفية الخامسة قبل الميلاد. النسخة الكلاسيكية لاستخدامها في الماضي القريب هي صب الأجراس والمدافع.

في الحالة المنصهرة ، يتمتع المعدن بسيولة جيدة ، مما يسمح لك بالصب منه ، حتى أكثر الأشكال تعقيدًا. نظرًا لمقاومتها العالية للتآكل الميكانيكي ومقاومة التآكل ، يتم استخدام المواد في الهندسة الميكانيكية وتكنولوجيا الصواريخ والطيران وبناء السفن. وبسبب حقيقة أن السبيكة غير معرضة للتأثيرات السلبية للظواهر الجوية ، فهي تستخدم لصب المنحوتات والآثار والعناصر الزخرفية من الخارج.

على الرغم من حقيقة أن علم المعادن يحتوي على معايير واضحة للاختلاف بين هاتين السبيكتين ، إلا أنه في الحياة الواقعية لا يكاد أي شخص غير مطلع تحديدها بدقة.

لا يمكن تتبع الاختلافات الواضحة بين المعادن إلا إذا كانت السبائك لا تحتوي على شوائب. ومع ذلك ، يوجد الآن عدد كبير من أصنافها ، مما يجعل التعرف عليها صعبًا. يشار إلى النحاس بالحرف "L" ، وتشير الرموز اللاحقة في العلامة إلى وجود العناصر الرئيسية ومتوسط ​​محتوى النحاس في المئة. على سبيل المثال ، يعني L70 نسبة 70٪ من النحاس ، ويتكون LAZH60-1-1 من 60٪ من النحاس و 1٪ من الألمنيوم و 1٪ من الحديد.

في سبائك النحاس ، يتحد النحاس مع الزنك ، مما يعطي ليونة معدنية ودرجة منخفضة من مقاومة التآكل. هذا هو العنصر الإضافي الرئيسي ، ولكن يمكن أن يكون النحاس مكونًا من عنصرين ومتعددين. تختلف أنواعها المختلفة.

• سبائك مشوهة. يتم استخدامها في إنتاج قطع غيار الآلات والأنابيب والينابيع.
• المسابك. يتم استخدامها لصنع المحامل والتجهيزات والأجهزة المصممة للعمل في درجات الحرارة العالية والبيئات العدوانية.
• نحاس مجوهرات. يتم استخدامه لصنع المجوهرات والميداليات وعناصر الديكور والمنتجات الفنية.

في البرونز ، يخلط النحاس مع القصدير ، مما يجعل المعدن أقوى وأقوى وأكثر متانة. لكن أحيانًا يظهر الألمنيوم أو البريليوم أو المغنيسيوم بدلاً من ذلك. هناك أيضًا عدة أنواع من البرونز.

• البرونز القصدير ، بطريقة أخرى "على شكل جرس". عنصر السبائك الرئيسي هو القصدير. تتمتع السبيكة بمقاومة جيدة للتآكل وخصائص عالية ضد الاحتكاك.
• سبائك من الصفيح. يستخدمون مكونات أخرى (ألومنيوم ، رصاص ، بريليوم ، سيليكون وما شابه). هذه السبائك أكثر نعومة وأكثر ليونة. يعتمد لون المادة على المكونات التي تحتوي عليها. على سبيل المثال ، يتميز برونز الألومنيوم بلون أصفر ذهبي مميز ، ولهذا السبب تم استخدامه منذ فترة طويلة كبديل للذهب لإنتاج العملات المعدنية والمجوهرات.

الأكثر شهرة من السبائك الخالية من القصدير هي Constantan. يحتوي هذا المعدن القابل للحرارة ذو المقاومة العالية على النحاس (حوالي 59٪) مع إضافة النيكل (39-41٪) والمنغنيز (1-2٪).

نظرًا لمحتواه العالي من الزنك ، فإن النحاس مشابه في اللون للذهب الحقيقي. ومع ذلك ، يعتمد الظل بشكل مباشر على النسبة المئوية للعنصر الكيميائي. لذلك ، يمكن أن تختلف مجموعة الألوان من الوردي الأحمر إلى الأصفر الذهبي. كقاعدة ، يبدو النحاس مثل معدن الذهب الأصفر.

تتميز السبيكة البرونزية بنبرة بيضاء فضية إذا كان أكثر من 35 ٪ من القصدير موجودًا في تكوينها. إذا كان محتواه يصل إلى 40 ٪ ، فإن لون المعدن أقرب إلى الأبيض ، يشبه الفولاذ. العناصر المصنوعة من هذا البرونز لها لون فضي مع لون ذهبي فاتح. إذا لوحظت نسبة كبيرة من النحاس (أكثر من 85 ٪) في التركيبة ، فإن لون هذا المعدن أقرب إلى الأحمر أو البني الداكن.

النحاس مادة أكثر هشاشة وأقل متانة وعرضة للتلف السريع. لا يتم استخدامه عند الحاجة إلى مقاومة عالية للتآكل. بسبب انخفاض كثافة الزنك ، يعتبر النحاس أخف بكثير من البرونز. البرونز مادة مقاومة للاهتراء ودائمة. بسبب اللدونة ، فهي سبائك مسبك النحاتين المفضلة. إنه أصعب وأقوى بكثير من النحاس. على سبيل المثال ، يتم الحصول على معدن يحتوي على 27 ٪ من محتوى القصدير على أنه صلب وثقيل وهش. هذا هو صلابة البرونز تعتمد على نسبة القصدير فيها. لكن هذا البيان لا يمكن أن يتعلق بالسبائك الخالية من الصفيح.

يجب تحسين النحاس ، لذلك يتم إدخال مكونات إضافية مختلفة في السبائك. بسبب هذه السبائك ، فإن سبائك النحاس المصبوب مقاومة للتآكل ، معامل الاحتكاك المنخفض ، السيولة العالية ، الميل المنخفض للفصل ، الصفات التكنولوجية والميكانيكية الممتازة.

يتميز البرونز بخصائص عالية القوة ، ومعامل احتكاك منخفض. نظرًا لمقاومته الممتازة للتأثيرات السلبية لبيئة عدوانية ، يستخدم المعدن على نطاق واسع في بناء السفن والشحن. تحتوي سبائك النحاس على مجموعة واسعة من التطبيقات - من العناصر الداخلية الزخرفية إلى الأجزاء الحرجة.

تتميز منتجات النحاس بتكلفة منخفضة. من المهم بشكل خاص معرفة ذلك عند توصيل الخردة المعدنية إلى نقاط التجميع. ومع ذلك ، فإن السعر ليس معيارًا محددًا ، لأنه يعتمد على تركيز النحاس. كلما كان المعدن أكثر تكلفة. وبالنسبة للبرونز ، يعد محتوى القصدير عاملاً محددًا أيضًا. على سبيل المثال ، يتم تقييم برونز القصدير أعلى من السيليكون.

من الناحية العملية ، هناك العديد من الطرق البسيطة والمثبتة للمساعدة في تحديد المعادن.

تساعد المعالجة الحرارية على التمييز فيما بينها سبائك النحاس. يتم تنفيذه باستخدام لهب الموقد القوي. لهذا ، يتم تسخين العينة المعدنية إلى 600-650 درجة مئوية. لا يوفر حريق أو موقد غاز تقليدي درجة حرارة كافية. إذا ظهر طلاء رماد (أكسيد الزنك) على سطح المنتج نتيجة الإجراء ، وأصبحت المادة نفسها بلاستيكية ، فهذا نحاس.

عند الانحناء ، لا ينكسر المعدن ، بل ينحني. ترتبط هذه الليونة والليونة بوجود الزنك فيها. إذا أصبح المنتج ساخنًا عند تسخينه ، ولكنه لم يغير اللون أو الخصائص الميكانيكية الأخرى ، فهذا يشير إلى البرونز. عندما تنحني ، تميل إلى الانكسار.

جوهر الطريقة هو تحديد السبائك بجودة الرقائق المتكونة عن طريق نشر منتج معدني. يتم استخدام منشارا أداة. يتم قطع النحاس إلى طبقات ، وتشكيل حلاقة مجعد. والبرونز ، بسبب هشاشته ، منشور في رقائق صغيرة ، تذكرنا بالغبار.

ليست كل سبائك النحاس مغناطيسية حديدية. على سبيل المثال ، القصدير والرصاص لهما خاصية الانجذاب إلى المغناطيس ، وليس له تأثير على النحاس. بالنسبة لطريقة التحقق هذه ، يلزم وجود مغناطيس قوي (على سبيل المثال ، من النيوديميوم) ، والذي يجب إحضاره بالتناوب إلى منتجات من مواد مختلفة. سوف يلتصق البرونز قليلاً بسبب القصدير أو الحديد أو النيكل الذي يحتويه.كلما زاد محتوى هذه المكونات في المعدن ، زاد ميل المنتج البرونزي إلى التمغنط. على سبيل المثال ، معدن يحمل علامة BRAZHN-10-4-4 ، حيث يشير التعيين الرقمي إلى محتويات Fe (4 ٪) و Ni (4 ٪) ، لديه قابلية مغناطيسية قصوى.

لا يتفاعل النحاس الكلاسيكي مع النيوديميوم. ومع ذلك ، فإن سبائك النحاس التي تحتوي على الحديد والنيكل (LAZ و LAN) ، على التوالي ، سوف تنجذب أيضًا إلى المغناطيس. كل هذه الحقائق تلقي بظلال من الشك على فعالية الطريقة نفسها.

في بعض الأحيان ، عندما لا يكون من الممكن تحديد المعدن بطرق أخرى ، يمكن القيام بذلك عن طريق الفحص البصري لموقع الكسر. النحاس لديه القدرة على اقتحام حبيبات صغيرة من اللون الأبيض أو الأصفر. يتم كسر سبائك البرونز في قطع كبيرة مع هيكل حبيبي خشن. لون المقطع له لون محمر مميز.

طريقة أخرى فعالة للتمييز بين سبائك النحاس الأخرى هي من خلال التعرض لكاشف كيميائي. مطلوب فقط المعدات الخاصة اللازمة وحمض النيتريك 50 ٪ (HNO3). يتم تسخين أنابيب الاختبار بمزيج من الكاشف والرقائق المعدنية حتى يظهر راسب من الصفيح الأبيض ، يشير وجوده إلى البرونز. إذا ظل السائل شفافًا ، فهذا يعني أنه يحتوي على نحاس.

في النحاس ، ستصاحب عملية اللحام تشكيل دخان أبيض ، يتشكل بسبب حرق الزنك. في البرونز ، نتيجة الاتصال بقوس اللحام ، لن يلاحظ أي دخان.

هذه طريقة أخرى لتمييز المعادن. لتحديد الفرق ، ما عليك سوى أن تزن بين يديك نفس حجم القضبان من سبائك مختلفة. سيكون الوزن البرونزي أثقل بكثير من النحاس الأصفر الفارغ.

ومع ذلك ، فإن كثافة المركبات تؤثر أيضًا على كتلة المنتج. لذلك ، لا يوصى دائمًا باستخدام الوزن كمعيار واضح للفرق بين المعادن. على سبيل المثال ، يختلف البرونز الذي يحتوي على نسبة منخفضة من القصدير (2-8٪) من حيث أنه سيكون أخف وزنًا من نظيره النحاسي.

إذا لم تكن هناك طريقة لتحديد السبائك ، يمكنك التحقق من المنتج المعدني في المراكز المعتمدة - وسيكون هذا أفضل اختيار لطريقة تحديد التكوين. مثل هذه المؤسسات لديها مختبرات مدمجة حيث يتم إجراء التحليل الطيفي على معدات خاصة. تسمح لك هذه الطريقة بتحديد التركيب الكيميائي للمادة بأقصى قدر من الدقة. للتحقق ، يتم استخدام أداة خاصة - منظار الفولاذ. تتميز الطريقة بحساسية عالية والقدرة على تحديد التركيب دون تغيير هيكل المعدن.

شاهد كيفية التمييز بين المعادن في الفيديو التالي.