التآكل واختيار المواد: السبائك والبوليمرات والمركبات
مُقدَّم| English | المعنى |
|---|---|
| corrosion/kəˈrəʊʒn/ | التآكل |
| alloy/ˈælɔɪ/ | سبيكة |
| composite/ˈkɒmpəzɪt/ | مركب هجين |
| sacrificial protection/ˌsækrɪˈfɪʃl prəˈtekʃn/ | الحماية التضحية |
| carat | قيراط |
| thermosoftening polymer | بوليمر حراري لاصق |
| thermosetting polymer/ˈθɜːməsɪtɪŋ ˈpɒlɪmə/ | بوليمر حراري التصلب |
| matrix/ˈmeɪtrɪks/ | المتجه (أو المصفوفة) |
| reinforcement/ˌriːɪnˈfɔːsmənt/ | العزّز |
لماذا يمكن أن يفشل طلاءان بطرق مختلفة؟
- يمكن للطبقة الطلائية والزنك كلاهما عزل الحديد عن بيئته. بعد حدوث خدش، قد تختلف حماية كل منهما لأن الزنك يمكن أن يتفاعل بدلاً من الحديد.
- تغطي هذه الدرس مواد الكيمياء المنفصلة: التآكل، والسبائك، والسيراميك، والبوليمرات، والمركبات. اختر مادة بناءً على الخصائص المطلوبة لعملها، مستخدماً البيانات الموفّرة فعلياً.
اختبر ما يحتاجه الصدأ
- التآكل هو تدمير ناتج عن تفاعلات كيميائية مع البيئة. يصدأ الحديد عند توفر الماء والأكسجين معاً. قارن المسامير المكافئة خلال نفس الوقت ودرجة الحرارة.
- يوفر الهواء الرطب كلا الشرطين؛ بينما يزيل الهواء الجاف الذي يحتوي على مجفف الماء؛ ويقيّد الماء المغلي تحت الزيت الأكسجين. اترك المسمار الأخير مغموراً بالكامل. تُميّز الضوابط شرطين ضروريين بدلاً من إثبات قاعدة من مسمار واحد مصدأ.
قارن الحواجز بالحماية التضحية
- الطلاء والشحم والكهرباء التحليلية المناسبة تُكوّن حواجز. إذا حدث خدش، يتعرض الحديد للماء والأكسجين. كما يوفر طلاء الزنك (الجلفنة) حماية تضحية لأن الزنك أكثر نشاطاً من الحديد ويتأكسد بشكل انتقائي.
- يمكن أن يظل الحديد المكشوف القريب محمياً طالما بقيت تلامس الزنك المناسب وإمداده موجودين. طلاء أقل تفاعلاً لا يوفر نفس التضحية. طبقة أكسيد الألمنيوم الملتصقة تحمي سطحه؛ وهذا لا يعني أن الألمنيوم لا يتفاعل أبداً.
لماذا يمكن للزنك حماية الحديد المجاور عند وجود خدش؟
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
يوفر الزنك حماية تضحية لأنه أكثر نشاطاً من الحديد، طالما بقيت الاتصال المناسب وإمداد الزنك مستمراً. أما الطلاءات الأقل نشاطاً فتوفر فقط الحماية كحاجز.
صل كل سبيكة بغرضها
- البرونز يحتوي على النحاس والقصدير؛ النحاس الأصفر يحتوي على النحاس والزنك. قد تحتوي مجوهرات الذهب على الفضة أو النحاس أو الزنك لتحسين الصلابة ومقاومة التآكل. يمكن أن تعيق مختلف أحجام الذرات انزلاق طبقات المعدن المنتظمة.
- الفولاذ عالي الكربون قوي/صلب لكنه هش؛ الفولاذ منخفض الكربون أكثر ليونة وأسهل في التشكيل؛ الفولاذ المقاوم للصدأ يحتوي على الكروم والنيكل ومقاوم للتآكل. سبائك الألمنيوم ذات كثافة منخفضة مفيدة للطائرات. استخدم بيانات السبائك غير المألوفة بدلاً من افتراض أن كل سبيكة هي الأفضل في كل شيء.
فسّر القيراطات ككسر كتلي
- الذهب الخالص هو 24 قيراط.petseen قيراط يعني كسر كتلي للذهب $18/24=0.75$، أو $75\%$، وليس百分之petseen.
- خاتم كتلته 12 جم يحتوي على $m_{gold}=12\times18/24=9$ جم من الذهب و$12-9=3$ جم من المعادن الأخرى. خاتم مستقل كتلته 8 جم من نفس النقاء يحتوي على 6 جم من الذهب؛ يبقى الكسر ثابتاً عندما تتغير الكتلة الكلية.
خاتم كتلته 8 جم هو ذهب عيار 18. احسب كتلة الذهب.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
كتلة الذهب = الكتلة الكلية × نسبة الذهب = 8 جم × 18/24 = 6 جم. الذهب عيار 18 يحتوي على 75% ذهب وليس 18%. أما المتبقي من 2 جم فهو معادن أخرى.
اصنع الزجاج والسيراميك الطيني
- زجاج الصوديوم-الكلس مصنوع من الرمل وكربونات الصوديوم والحجر الجيري. يستخدم الزجاج البوروسيليكي الرمل وثلاثي أوكسيد البورون وله درجة انصهار أعلى.
- السيراميك الطيني مثل الطوب والفخار يُصنع عن طريق تشكيل الطين الرطب وتسخينه في فرن. تؤثر الصلابة والهشاشة ومقاومة الحرارة على الملاءمة؛ لا يحدد أعلى قوة وحدها أفضل مادة للصدمات.
افرق بين تعبئة البوليمر والتشابك
- بولي(إيثين) منخفض الكثافة وبولي(إيثين) عالي الكثافة يستخدمان نفس مونومر الإيثين. تؤدي ظروف الإنتاج المختلفة إلى اختلافات في التفرع/التعبئة: السلاسل المتفرعة تتعبأ بشكل أقل كثافة من السلاسل الأكثر استقامة.
- بوليمر حراري لينة (thermosoftening) له سلاسل منفصلة يمكن أن تتحرك عند التسخين عند التغلب على التجاذبات بين الجزيئات. بوليمر حراري صلبة (thermosetting) له روابط تساهمية متشابكة تشكل شبكة ولا ينصهر؛ يمكن أن يتحلل بالتسخين القوي. لا يؤدي انصهار السلاسل المنفصلة إلى كسر عظميتها التساهمية.
يتطلب انصهار بوليمر حراري اللدون كسر الهيكل العظمي السلسلي التساهمي له.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
يساعد التسخين في التغلب على التجاذبات بين الجزيئات بما يكفي لتحرك السلاسل المنفصلة. وكسر الهيكل العظمي التساهمي ليس عملية الانصهار. أما الروابط التساهمية المتقاطعة فتُكوّن شبكة صلبة مقاومة للانصهار؛ والتسخين الشديد قد يؤدي إلى تحللها.
صل المصطلح بمعناه الدقيق.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
استخدم البنية الكيميائية أو العملية أو الحدود المقارنة لتمييز المصطلحات.
اختر مركباً مع حد صريح
- المركب له مصفوفة تحيط بالمعزز وتربطه بألياف أو شظايا: ألياف زجاجية في راتنج، ألياف كربون في راتنج بوليمري، أو ركام في رابطة قائمة على الأسمنت. سمّ كلا المكونين؛ "ألياف الكربون" بمفردها غير مكتملة.
- المرشحين الوهميون لديهم قيم كثافة/صلابة A: 7.8/500، B ألياف-راتنج: 1.6/600، C سيراميك: 2.4/650 مع الهشاشة، بوحدات إمداد شائعة. B مبشر لجسم خفيف مقاوم للصدمات، لكن اختبارات الصدمات ودرجة الحرارة والتكلفة وعمر الخدمة لا تزال مطلوبة. لا تخترع اليقين من رقم واحد.
صل البنية أو التفاعل بالخاصية، ثم الخاصية بالاستخدام. حدد شرطاً أو قياساً مفقوداً يحد من التوصية.
أي استنتاجين يستخدمان أدلة المادة بشكل صحيح؟
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
يجب أن تتوافق الخصائص مع الخدمة. يعتمد تفرع السلسلة/التعبئة على ظروف الإنتاج، وأكسيد الحماية للألمنيوم هو بحد ذاته نتاج تفاعل. لا يحدد القوة الأعلى وحدها سلوك الصدمة.
ماذا يُسمى الرابطة المحيطة في مركب مقوى بالألياف؟
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
تُحيط المصفوفة بالمواد المعززة وتربطها. بالنسبة لألياف الزجاج/الراتنج، الراتنج هو المصفوفة والألياف الزجاجية هي المادة المعززة.