منیزیم

منیزیم ( به انگلیسی: Magnesium ) فلزی نقره ای رنگ و با نماد شیمیایی اختصاری Mg و عدد اتمی ۱۲ می باشد. نام منیزیم از واژهٔ یونانی Magnesia ( حوضه ای در Thessaly ) یا از نام شهر قدیمی Magnesia در آسیای صغیر گرفته شده است. این فلز، هفتمین عنصر فراوان موجود در پوستهٔ زمین، سومین عنصر فراوان محلول در آب دریا و همچنین یازدهمین عنصر فراوان در بدن انسان است. منیزیم در گروه دوم ( فلزهای قلیایی خاکی ) و دورهٔ سوم جدول تناوبی قرار دارد.
این عنصر به دلیل واکنش پذیری زیاد به صورت خالص در طبیعت یافت نمی شود اما می توان آن را به صورت ترکیب با عناصر دیگر در طبیعت یافت. استخراج منیزیم خالص بیشتر از سنگ دولومیت ( آلیاژی از منیزیم و کلسیم کربنات ) و سنگ منیزیت ( منیزیم کربنات ) می باشد. این فلز به هنگام سوختن کامل، نوری سفید و درخشان ایجاد می کند و عمدتاً از طریق الکترولیز نمک های موجود در آب های شور به دست می آید. با روش برق کافت میتوان آن را پس از گرفتن از آب دریا از صافی عبور داده و با هیدروکلریک اسید ترکیب کرد و به صورت جامد MgCl تبدیل کرده و ذوب کرد حالا با استفاده از برق کافت این فلز را تهیه کرد.
منیزیم یک عنصر اصلی محسوب میشود حضور عنصر منیزیم در بدن انسان برای همهٔ سلول ها و عملکرد حدود ۳۰۰ آنزیم ضروری می باشد و کمبود منیزیم می تواند سبب اختلال عملکرد بخش های مختلف بدن گردد. معمولاً منیزیم از طریق مصرف مواد غذایی مانند موز، آووکادو، سیب و برگه زردآلو تأمین می گردد.
این عنصر دارای دو الکترون در لایهٔ ظرفیت ( والانس ) است و با توجه به خاصیت فلزی آن در واکنش با عناصر نافلزی دو الکترون را از دست می دهد.
منیزیم به عنوان سبک ترین فلز صنعتی با ویژگی های منحصر به فرد متالوژیکی، کاربردهای وسیعی در صنایع مختلف دارد. با وجود محدودیت های ذاتی در تولید و استفاده از منیزیم به دلیل این ویژگی ها روز به روز به کاربرد این فلز در صنایع مختلف افزوده می شود. [ ۲] از ویژگی های منحصر به فرد منیزیم می توان موارد زیر را برشمرد:
• منیزیم با چگالی ۱٫۷ گرم بر سانتی متر مکعب، سبک ترین فلز با قابلیت استفاده صنعتی مانند تولید قطعات است. چگالی منیزیم ۳۰ درصد از آلومینیوم کمتر، ( چگالی آلومینیوم ۲٫۷ گرم بر سانتی متر مکعب ) و تنها ۲۰ درصد چگالی آهن است ( چگالی آهن ۷٫۸ گرم بر سانتی متر مکعب است ) . این ویژگی منحصر به فرد جذابیت فراوانی برای استفاده از این فلز در تولید قطعات متحرک و صنعت حمل و نقل ایجاد کرده است.
• آلیاژهای منیزیم استحکام قابل توجهی از خود نشان می دهند. این ویژگی سبب افزایش نسبت استحکام به وزن این فلز شده است. به عنوان مثال جهت تغییر جنس تیری ۱۰ کیلویی از فولاد، می توان بدون تغییر چقرمگی از تیری منیزیمی با وزن ۳٫۸ کیلوگرم استفاده کرد. نسبت بالای استحکام به وزن سبب شده در بسیاری از قطعات مختلف صنایع هوایی و خودروسازی از منیزیم استفاده شود. نمونه چنین قطعاتی پوسته جعبه دنده بالگرد و بعضی در قطعات و ابزارهای ساخت صنایع دستی است.
• از خواص مکانیکی این فلز می توان به قابلیت جذب ارتعاشات اشاره کرد. این ویژگی سبب شده است که استفاده از آلیاژهای منیزیم برای مدیریت ارتعاشات، مخصوصاً در صنعت خودرو بسیار مورد توجه قرار گیرد. در مقایسه با آلیاژ آلومینیوم A356 با ضریب میرایی ۱٪ در تنش ۱ مگاپاسکال، برای آلیاژ AZ91 منیزیم این ضریب ۲۵٪ است. در تنش ۱۰۰ مگاپاسکال این ضریب برای آلومینیوم A356 ٪۴ و برای منیزیم AZ91 ٪۵۴ است.
• منیزیم سپری قوی در برابر امواج الکترو مغناطیس می باشد. دیواره ای ۱ میلی متری از منیزیم به راحتی می تواند در برابر امواجی با شدت های بالاتر از ۸۵ دسی بل نفوذناپذیر باشد. از این ویژگی منیزیم برای تولید بدنه تلفن های همراه، تجهیزات الکترونیکی، نظامی و تولید سیمهای انتقال اطلاعات پرتوان استفاده می شود.
• یکی دیگر از خصوصیات آلیاژهای منیزیم در مقایسه با آلومینیوم، پایداری ابعادی در برابر تغییرات حرارتی می باشد. در منیزیم، پارامترهای مختلف خواص حرارتی، مانند رسانایی پایین تر و گرمای ویژه بالاتر از آلومینیوم است. از جمله فرایندهای تحت تأثیر خواص حرارتی ماشین کاری دقیق است. آلیاژهای منیزیم حین گرم و سرد شدن سریع در فرایند ماشین کاری، تغییرات ابعادی کمی دارند. این ویژگی ماشین کاری دقیق این آلیاژها را ساده تر می سازد.
• منیزیم در مقایسه با آلومینیوم، سیّالیت بالاتر در ریخته گری، نیاز به فشار کمتر در دایکست و عدم واکنش با فولاد در بوته و قالب دارد. با در نظر گرفتن این مزایا می توان برای دایکست قطعه ای منیزیمی از دستگاه های دایکست با ظرفیت کم تر استفاده نمود و تعداد به مراتب بیشتری قطعه در قالب های مشابه فولادی تولید نمود.