پودر منیزیم و شمش منیزیم چیست و از کاربردهای آن چه می دانید؟

پودر منیزیم یک ماده معدنی حیاتی در زندگی مدرن است. استفاده از پودر و فلز منیزیم  بسیار گسترده است از مکمل های سلامتی گرفته تا کاربردهای صنعتی در مقیاس بزرگ از این پودر و فلز استفاده می شود.

این ماده معدنی به صورت مجزا به طور طبیعی کاربردی ندارد و بیشتر اوقات در آلیاژها و در کاربردهایی که آن را با مواد دیگر ترکیب می کنند مورد استفاده قرار می گیرد. فلز منیزیم بسیار سبک وزن و با دوام فوق العاده می باشد که آن را به ماده ای ایده آل برای کاربردهای ساختاری با وزن سبک تبدیل کرده است.

پودر و فلز منیزیم که با فلزات دیگر آلیاژ نشده است بسیار اشتعال پذیر می باشد، با این حال ، وقتی منیزیم با مواد دیگر ترکیب شود این مسئله از بین می رود. علاوه بر این ، پودر و فلز منیزیم می تواند صرفه جویی قابل توجهی در نسبت وزن فلزات خاص به طور جداگانه ایجاد کند. در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک توضیحات بیشتری در این رابطه ارائه می گردد لطفا همراه ما باشید.

معرفی فلز منیزیم

منیزیم در سال ۱۷۵۵ توسط جوزف بلک در ادینبورگ اسکاتلند شناسایی شد و توسط سر همفری دیوی در سال ۱۸۰۸ در لندن تولید شد. منیزیم یک فلز سفید درخشان و نسبتاً نرم است. این فلز یکی از عناصر فراوان در طبیعت است که به میزان ppm 23000 در پوسته زمین وجود دارد. منیزیم به عنوان یک پودر بسیار واکنش پذیر است ، اما به عنوان یک ماده جامد به آرامی در هوا اکسید می شود و به آرامی در آب واکنش می دهد.

این ماده به شکل خالص یافت نمی شود ، اما در ترکیب با عناصر دیگر در مواد معدنی مانند منیزیت (MgCO3 ، در درجه اول) و دولومیت (کربنات مضاعف منیزیم و کلسیم) یافت می شود. همانند سایر عناصر موجود در گروه های ۱ و ۲ جدول تناوبی ، می توان آن را با الکترولیز هالید مذاب تولید کرد.

قیمت خرید و فروش شمش و پودر منیزیم

شمش و پودر منیزیم کاربردهای گسترده ای در صنایع مختلف دارند و بازار خرید و فروش آنها بسیار پر رونق است. قیمت پودر منیزیم بر اساس گرید آن متفاوت است مثلا قیمت پودر منیزیم صنعتی با قیمت پودر منیریم خوراکی یعنی پودر منیزیم سیترات متفاوت است

ایالات متحده به طور سنتی تأمین کننده عمده این فلز در جهان است و حتی در سال ۱۹۹۵ نیز ۴۵٪ از تولید جهانی این فلز را تأمین کرده است . در کشورهایی مانند چین ، ترکیه ، شمال کره ، اسلواکی ، اتریش ، روسیه و یونان ، سنگ های دولومیت و منیزیت به میزان ۱۰ میلیون تن در سال استخراج می شوند.

شمش منیزیم

منیزیم هشتمین عنصر فراوان در طبیعت است و از نظر وزنی حدود ۲٪ از پوسته زمین را تشکیل می دهد و سومین عنصر فراوان است که در آب دریا حل شده است. ماهیت این فلز بسیار فراوان است و در بسیاری از مواد معدنی سنگی مانند دولومیت ، مگنتیت ، الیوین و مارپانتین به مقدار زیاد یافت می شود. همچنین در آب دریا ، آب نمک های زیرزمینی و لایه های شور نیز یافت می شود. این سومین فلز ساختاری فراوان در پوسته زمین است که فقط آلومینیوم و آهن از آن بیشتر هستند.

کاربردهای شمش منیزیم شامل استفاده از آن به عنوان اکسید کننده برای آلیاژهای مس ، برنج و نیکل است و همچنین به چندین آلیاژ پایه آلومینیوم اضافه می شود. این فلز اساس آلیاژهای سبک و محکم مورد استفاده در صنایع هواپیما و اتومبیل است (به عنوان مثال در مجموعه موتور). منیزیم خالص همچنین می تواند به عنوان یک الکترود قربانی برای محافظت از فلزات دیگر استفاده شود.

منیزیم از نظر شیمیایی بسیار فعال است ، جای هیدروژن را در آب جوش می گیرد و تعداد زیادی فلز می تواند با کاهش حرارتی نمک ها و فرم های اکسید شده آن با منیزیم تولید شوند. این ماده با اکثر غیر فلزات و تقریباً با هر اسیدی پیوند می خورد. منیزیم با اکثر مواد قلیایی و بسیاری از مواد آلی ، مانند هیدروکربن ها ، آلدئیدها ، الکل ها ، فنل ها ، آمین ها ، استرها و اکثر روغن ها فقط کمی یا اصلاً واکنش نشان نمی دهد. همچنین منیزیم به عنوان کاتالیزور نیز استفاده می شود و بازدهی واکنش های آلی چگالش ، کاهش ، افزودن و از هالوژنیزه شدن را افزایش می دهد.

کاربردهای شمش و پودر منیزیم

برای درک تقاضای مداوم منیزیم، سرمایه گذاران باید از موارد استفاده بی شمار منیزیم در محیط های صنعتی آگاه باشند. در زیر برخی از کاربرد های این فلز آورده شده است.

پودر اکسید منیزیم

پس از سوزاندن فلز منیزیم ، یک پودر سفید برجای می ماند ، این پودر به اکسید منیزیم معروف است و در بسیاری از کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.

پودر اکسید منیزیم دارای نقطه ذوب فوق العاده بالایی است ، که آن را به عنوان یک پوشش برای بوته ها ، کوره ها و سایر اشیا صنعتی که به طور منظم تحت گرمای شدید قرار می گیرند ، ارزشمند می کند . خواص نسوز پودر اکسید منیزیم به دفع گرما و مهار آتش بسیار کمک می کند ، به همین دلیل ، از پودر اکسید منیزیم در تولید پلاستیک ، لاستیک ، سیمان و فلزات استفاده بسیار می شود. پودر اکسید منیزیم همچنین به عنوان یک ضد اسید عمل می کند  که یکی از مزایای بی شمار سلامتی است که توسط عنصر منیزیم ارائه می شود.

آلیاژهای هوا فضا

هواپیماها و فضاپیماها حتی از کمترین کاهش وزن نیز بهره مند می شوند و از آلیاژهای منیزیم در کل صنایع هوافضا برای ساخت اجزای قوی تر و سبک تر از اجزای ساخته شده از فلزات دیگر استفاده می شود. در گذشته به دلیل نگرانی از اشتعال ، آلیاژهای منیزیم در فضای داخلی هواپیما به ندرت مورد استفاده قرار می گرفتند ، اما بهبود آلیاژها و درک بیشتر از خصوصیات این فلز باعث افزایش استفاده از آن  در فضای داخلی هواپیما شده و به تولیدکنندگان هواپیما این امکان را می دهد تا از نقاط قوت بی نظیر پودر و فلز منیزیم بهره مند شوند.

در فضای خارجی هواپیما از آلیاژهای منیزیم استفاده می شود ، اما تغییر قوانین و تحولات مربوط به ایجاد آلیاژ به این معنی است که این فلز به احتمال زیاد در سالهای آینده به یک قسمت اصلی در فضای داخلی هواپیما تبدیل خواهد شد.

بهبودهای کاهش وزن که توسط آلیاژهای منیزیم تهیه می شوند ، احتمالاً وارد بسیاری از زمینه های دیگر نیز خواهند شد. از چرخ های اتومبیل گرفته تا  قاب های دوچرخه  می تواند از گنجاندن آلیاژهای منیزیم بهره مند شود ، گرچه هزینه های زیاد و مشکلات تولید باعث کاهش علاقه به این فلز در گذشته شده است اما تکنیک های جدید تولید ، از جمله سیستم های قالب گیری تزریقی ، احتمالاً باعث افزایش ماندگاری آلیاژهای منیزیم در این نوع کاربردها خواهد شد .

قطعات خودرو

از دهه ۱۹۲۰  تا حال حاضر در صنعت خودرو از پودر و شمش منیزیم بسیار استفاده شده است و به دلیل صرفه جویی در وزن ، یک مزیت رقابتی به اتومبیل های مسابقه می دهد. همانطور که انجمن بین المللی منیزیم  متذکر شده است ، به دلیل افزایش سخت گیری قوانین زیست محیطی پیرامون انتشارات اتوماتیک ، علاقه به استفاده از پودر و فلز منیزیم برای کاربردهای خودرو افزایش یافته است.

منیزیم در حال حاضر در جعبه دنده ، ستون فرمان و محفظه های کیسه هوای راننده و همچنین در فرمان ها ، قاب های صندلی و روکش مخزن سوخت استفاده می شود.

تجهیزات ورزشی

منیزیم در تجهیزات ورزشی بسیار مورد استفاده قرار می گیرد زیرا سبک است و مقاومت خوبی در برابر ضربه دارد. فلز منیزیم همچنین می تواند به اشکال پیچیده ای ساخته شود  و از آن برای ساخت راکت های تنیس ، چوب های گلف ، کمان های تیراندازی  و سایر موارد ایده آل می کند. آلیاژهای منیزیم همچنین اثرات میرایی مطلوبی دارند و به همین دلیل در اسکیت ها و دوچرخه ها استفاده می شود.

باتری های منیزیم

با قابلیت حمل و نقل بیشتر در فناوری ، ظرفیت باتری به یکی از زمینه های مهم نوآوری تبدیل شده است. در حال حاضر باتری های پایه یون لیتیوم اولین انتخاب هستند ، اما به دلیل  گرم شدن بیش از گاه به گاه منجر به آتش سوزی های خطرناک می شوند. باتری های پایه منیزیم کمتر گرم می شوند و ظرفیت ذخیره انرژی را نیز بهبود بخشیده اند ، این باتری یک مزیت مهم برای کاربردهای صنعتی و مصرفی ایجاد کرده است ، اما قیمت و در دسترس بودن پودر و شمش منیزیم همچنان مشکل ساز است.

مقاومت در برابر خوردگی

علی رغم صرفه جویی گسترده در وزن ارائه شده توسط آلیاژهای منیزیم ، آنها هنوز در برخی از برنامه هایی که در حال حاضر تحت سلطه فلز آلومینیوم هستند ، کاربرد گسترده ای پیدا نکرده اند . این تا حدی به دلیل نگرانی در برابر خوردگی این آلیاژ ها می باشد،  آلیاژهای منیزیم به طور کلی دارای فلزاتی هستند که پس از قرار گرفتن در معرض محیط مستعد زوال هستند ، که در شرایطی که دوام  بسیار مهم است می تواند مشکل ساز باشد.

اما با تولید آلیاژهای جدید که حضور عناصر خورنده را به حداقل می رساند می توان این مشکل را از بین برد. این فلزات جدید می توانند باعث صرفه جویی در وزن منیزیم و افزایش ماندگاری این فلز شوند.

برخی دیگر از کاربردهای این فلز در صنایع

از ترکیبات منیزیم به عنوان ماده نسوز در کوره های آهن و فولاد ، فلزات غیر آهنی ، شیشه و سیمان استفاده می شود. پودر منیزیم به طور گسترده ای در صنعت  کشاورزی برای تولید کود استفاده می شود.حذف ترکیبات گوگرد از آهن و فولاد ، تولید اورانیوم خالص و سایر فلزات از نمک آنها ، ساخت صفحات حکاکی شده برخی دیگر از کاربردهای شمش و پودر منیزیم است.

عوارض پودر منیزیم بر سلامتی

انسان بین ۲۵۰ تا ۳۵۰ میلی گرم در روز منیزیم مصرف می کند و حداقل به ۲۰۰ میلی گرم نیاز دارد ، اما بدن با این عنصر بسیار موثر برخورد می کند و آن را در صورت امکان به عنوان ماده غذایی در می آورد.

هیچ مدرکی وجود ندارد که پودر منیزیم مسمومیت سیستمیک ایجاد می کند ، اگرچه زیاده روی در مصرف مکمل های منیزیم و داروها می تواند منجر به ضعف عضلانی ، بی حالی و گیجی شود.

بر روی پودرمنیزیم آزمایشات عمده ای صورت نگرفته است ، اما گمان نمی رود که سرطان زا ، جهش زا یا تراتوژنیک باشد. قرار گرفتن در معرض بخار اکسید منیزیم پس از سوختن می تواند منجر به تب بخار فلز با علائم موقتی ، تب ، لرز ، حالت تهوع ، استفراغ و درد عضلانی شود. این موارد معمولاً ۴-۱۲ ساعت پس از مواجهه رخ می دهد و تا ۴۸ ساعت ادامه دارد. بخار اکسید منیزیم محصول جانبی سوزاندن منیزیم است.

اثرات منیزیم بر محیط زیست

اطلاعات بسیار کمی در مورد اثرات محیطی بخار اکسید منیزیم در دسترس است. اگر سایر پستانداران بخار اکسید منیزیم را استنشاق کنند ، ممکن است اثرات مشابه انسان را متحمل شوند. گمان نمی رود که پودر منیزیم برای محیط زیست بسیار مضر باشد.