تميل المعادن إلى الحصول على نقطة انصهار أعلى من العديد من المواد الأخرى، و هي قادرة على تغيير الأشكال عند تعرضها للحرارة – على عكس الخشب ، الذي يتحلل ببساطة.

نبذة عن المعادن

– المعدن هو عبارة عن مركب يمتاز بحالته الصلبة، و هو يتكون في الطبيعة بواسطة عمليات جيولوجية، و يطلق مصطلح المعدن على البنية التي يكون عليها المركب الكيميائي، وتختلف خصائص المعادن فيما بينها من حيث التركيب ما بين عناصر نقية وأملاح بسيطة بالإضافة إلى سليكات معقدة، و يطلق على العلم المختص بدراسة المعادن اسم علم العادن.

– و المعادن تنصهر عندما ترتفع درجات الحرارة بدرجة كافية، تهتز الأيونات التي تشكل المعدن أكثر فأكثر، مما يؤدي في النهاية إلى كسر الروابط الموجودة بها وتسمح لها بالحركة بحرية، و عندما يبدأ الهيكل الداخلي للمعادن في التحول وتخفف الروابط، يصبح السائل، حيث إن قوة الرابطة – التي تعتمد على المادة نفسها – هي عادة ما تحدد نقطة انصهار المعدن، و سيكون لبعض السبائك المعدنية نقاط انصهار أعلى أو أقل من المعادن الفردية نفسها، و قد لا تذوب بشكل سلس دائمًا.

جدول لصهر المعادن

– عادة، عندما يسأل شخص ما عن نقاط انصهار المعادن، فإنه يبحث عن درجة حرارة صلبة يحتاج المعدن إلى تسخينها بحيث يؤدي إلى تسييل، و فيما يلي جدول تفاعلي يعتمد على مجموعة متنوعة من المصادر العلمية لنقاط انصهار المعادن المختلفة:

1- الكادميوم 610

2- سبائك الألومنيوم 865

3- الأنتيمون 1170

4- الألومنيوم 1220

5- البريليوم النحاس 1587

6- الأميرالية نحاس 1650

7- نحاس أصفر (1710)

8- نحاس (أحمر) 1832

9- ألومنيوم برونز 1881 – 1900

10- البريليوم 2345

كيفية فهم السبائك

– توجد العديد من السبائك المعدنية في قائمة درجات الحرارة الخاصة بنا، و لكن من المهم أن نعرف أن معظمها يحتوي على نطاق درجة حرارة كبير مطلوب للوصول إليه، و عندما تتغير التركيبة، تتغير نقطة الحرارة و تتوسع النطاقات بنحو 200 درجة فهرنهايت، يعني نطاق سبيكة أنه سيبدأ في حالة سائلة وصلبة، في بعض الأحيان في نفس الوقت، حيث تبدأ في الاقتراب من نطاق الانصهار الكلي.

ذوبان المعادن في وقت واحد

– عند العمل مع المعادن النقية، من المحتمل أن تلاحظ أنه يذوب بشكل منتظم تقريبًا، و هذا على النقيض من العناصر الأخرى مثل الجليد، الذي يذوب تدريجياً، و السائل مرئي بينما لا تزال أجزاء من المواد الصلبة موجودة.

– الموصلية الحرارية هي أحد الأسباب الرئيسية لهذا الانصهار الموحد لأن المعادن استثنائية في نقل الحرارة. مقارنة بالجلي، فإن معدل الموصلية المعدنية أعلى من حيث الحجم، وهذا يعني أن تطبيق الحرارة على جزء واحد من قضيب معدني أو قضيب سيشهد توزيع الحرارة بشكل متساوٍ طوال الوقت.

– كلما كان المعدن أكثر كثافة – عادةً – كانت الموصلية الحرارية أفضل، و هذا يسمح لتشغيل المعادن بتطبيق الحرارة بأمان في مكان واحد و لكن لا يزال تسخين قطعة معدنية بالكامل بشكل صحيح.

التصنيف الكيميائي للمعادن

– يتم تصنيف المعادن كيميائيًا إلى: المعادن العنصرية، ومن الأمثلة عليها الألماس والجرافيت، و الكبريتيدات، ومن الأمثلة عليها الجالينا، و الأكاسيد، ومن الأمثلة عليها الكوارتز، و الهاليدات، ومن الأمثلة عليها الفلوريت، والفوسفات، ومن الأمثلة عليها الأباتيت، والكربونات، ومن الأمثلة عليها الكالسيت، والكبريتات، والسيلكات، ومن الأمثلة عليها الكوارتز.

الخواص الطبيعية للمعادن

– هناك العديد من الخواص التي تميز المعادن عن غيرها، ومنها ما يلي:

خواص بصرية

– و هي تلك الخواص التي يمكن مشاهدتها بالعين المجردة، و هي: اللون، وتكون إما ذات لون متغير أو ثابت، والمخدش، وهو عبارة عن اللون الذي يكون عليه المعدن عندما يكون مسحوقاً، والشفافية: وهي أن يكون المعدن شفافاً أو شبه شفاف أو معتماً، والبريق، وهي مدى القدرة التي يمتلكها المعدن على عكس الأشعة الضوئية، ويقسم البريق إلى نوعين إما فلزي أو لا فلزي.

خواص تماسكية

– وهي تلك الخصائص التي تصف مدى قوة وتماسك المعدن، وتنقسم إلى ما يلي: الصلادة، وهي مدى مقاومة المعدن لأي عامل ممكن يتسبب له بخدش، والانخلاع، ويسمى أيضاً بالتشقق، والانفصال، وهي مدى تأثر المعدن بالعوامل الخارجية التي قد تتسبب بتكسره أو تفتته، وسطح الكسر، وهو الشكل الذي يتخذه الشكل عند تعرضه للكسر الصناعي، وأيضًا القابلية للسحب والطرق، والوزن النوعي، وهناك خواص أخرى، مثل: الإشعاع الذري، والكهربائية، والمغناطيسية، ودرجة حرارة انصهاره…