كيف نميز البرونز عن النحاس في المنزل؟

في كثير من الأحيان ، عند شراء المجوهرات والأطباق والتماثيل العتيقة من سبائك النحاس ، يصبح من الضروري تحديد المعدن الذي صنعت منه. هذا مهم بشكل خاص للأشخاص الذين يشاركون في صب وصهر المنتجات والمجوهرات عالية الجودة. لكن كيفية التمييز بين البرونز والنحاس في المنزل ، إذا لم يكن من الممكن إجراء فحص في المختبر.

النحاس والبرونز نوعان من السبائك النحاسية المتشابهة ظاهريًا والتي تصنع منها العديد من العناصر الزخرفية والتقنية. كلا المعدنين لهما نقطة انصهار منخفضة ، مما يسمح لك بصنع منتجات مختلفة منهما بيديك. على الرغم من أوجه التشابه ، فإن لديهم تركيبة كيميائية ولون وخواص فيزيائية مختلفة تمامًا. ومع ذلك ، يصعب على شخص عادي لا يعمل في علم المعادن التعرف عليهم.

يعتمد على الزنك وأحيانًا مع إضافة عناصر أخرى (النيكل والقصدير والمنغنيز والرصاص والحديد والبزموت وغيرها). كان المعدن معروفًا قبل وقت طويل من عصرنا. بفضل اللون الذي يذكرنا بالذهب ، تم سك العملات المعدنية الرومانية القديمة والأدوات المنزلية المختلفة والمجوهرات من النحاس الأصفر. في العالم الحديث ، غالبًا ما تستخدم السبيكة للحصول على ثنائية المعدن من الصلب والنحاس ، والتي تُصنع منها المنتجات الفنية والتجهيزات الزخرفية.

النحاس ليس مقاومًا للتآكل ، ولكنه يتميز بالليونة العالية وخصائص مقاومة التآكل الجيدة. تتناسب بسهولة مع أنواع مختلفة من اللحام (الغاز والقوس) ويمكن لفها بسهولة. المنتجات المصنوعة منه لها لون مصفر ومصقول جيدًا. إنه ليس مغناطيسيًا حديديًا.نوع من سبائك النحاس المطاوع يسمى تومباك بشعبية خاصة. يحتوي على 88-97٪ نحاس والباقي زنك. نظرًا لما تتمتع به من مرونة عالية ، فهي تستخدم على نطاق واسع في الصب الفني ، لتصنيع أدوات الريح والشارات.

وهي سبيكة نحاسية ، حيث يكون العنصر الرئيسي فيها هو القصدير أو العناصر الكيميائية الأخرى (النيكل والألمنيوم والسيليكون وما شابه ذلك). لكن البرونز عالي الجودة يتم الحصول عليه فقط مع القصدير. ظهر المعدن في حياة الإنسان في بداية العصر البرونزي. تعود أقدم المنتجات منه إلى الألفية الخامسة قبل الميلاد. كان استخدامه الكلاسيكي في الماضي القريب هو صب الأجراس والمدافع.

في الحالة المنصهرة ، يتمتع المعدن بسيولة جيدة ، مما يجعل من الممكن صب أي أشكال منه ، حتى أكثرها تعقيدًا.... نظرًا لمقاومتها العالية للتآكل الميكانيكي ومقاومة التآكل ، تُستخدم المواد في الهندسة الميكانيكية ، والصواريخ ، والطيران ، وبناء السفن. ونظرًا لحقيقة أن السبيكة لا تتعرض للتأثيرات السلبية لظواهر الغلاف الجوي ، فإنها تستخدم في صب المنحوتات والآثار والعناصر الزخرفية الخارجية.

على الرغم من حقيقة أن هناك معايير واضحة في علم المعادن للتمييز بين هاتين السبيكتين ، إلا أن الشخص غير المطلع بالكاد يتعرف عليهما بدقة في الحياة الواقعية.

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 أمرًا صعبًا. يُشار إلى النحاس بالحرف "L" ، وتشير الأحرف اللاحقة في العلامة إلى وجود العناصر الرئيسية ومتوسط ​​محتوى النحاس بالنسبة المئوية. على سبيل المثال ، L70 تعني 70٪ من النحاس ، و LAZh60-1-1 يتكون من 60٪ نحاس ، 1٪ ألومنيوم و 1٪ حديد.

في سبائك النحاس الأصفر ، يتم الجمع بين النحاس والزنك ، مما يمنح المعدن اللدونة ودرجة منخفضة من مقاومة التآكل. هذا هو العنصر الإضافي الرئيسي ، لكن النحاس يأتي في مكونين ومتعدد المكونات. هناك أنواع مختلفة منه.

• السبائك المشغولة. يتم استخدامها في إنتاج أجزاء الماكينة والأنابيب والينابيع.
• المسابك. يتم استخدامها لصنع المحامل والتركيبات والأجهزة المصممة للعمل في درجات حرارة عالية وبيئات عدوانية.
• مجوهرات نحاسية. يتم استخدامه لصنع الزخارف والميداليات والعناصر الزخرفية والمنتجات الفنية.

في البرونز ، يُصنع النحاس بالقصدير ، مما يجعل المعدن أقوى وأقوى وأكثر متانة. لكن في بعض الأحيان يتم استخدام الألومنيوم أو البريليوم أو المغنيسيوم بدلاً من ذلك. هناك أيضًا عدة أنواع من البرونز.

• البرونز القصدير ، وبعبارة أخرى "الجرس". عنصر السبائك الرئيسي هو القصدير. تتميز السبيكة بمقاومة جيدة للتآكل وخصائص عالية ضد الاحتكاك.
• سبائك عديمة القصدير... يستخدمون مكونات أخرى (الألومنيوم والرصاص والبريليوم والسيليكون وما شابه ذلك). هذه السبائك هي أكثر ليونة وأكثر ليونة. يعتمد لون المادة على المكونات التي تحتوي عليها. على سبيل المثال ، يتميز برونز الألومنيوم باللون الأصفر الذهبي المميز ، ولهذا السبب تم استخدامه منذ فترة طويلة كبديل للذهب لإنتاج العملات المعدنية والمجوهرات.

وأشهر السبائك عديمة القصدير هو كونستانتان. يحتوي هذا المعدن المقاوم للحرارة ذو المقاومة العالية على النحاس (حوالي 59٪) مع إضافة النيكل (39-41٪) والمنغنيز (1-2٪).

بسبب محتواه العالي من الزنك ، فإن النحاس الأصفر يشبه الذهب الحقيقي في اللون. ومع ذلك ، فإن الظل يعتمد بشكل مباشر على النسبة المئوية لعنصر كيميائي معين. لذلك ، يمكن أن تختلف مجموعة الألوان من الأحمر الوردي إلى الأصفر الذهبي. عادة ، يشبه النحاس معدن الذهب الأصفر.

تتميز سبيكة البرونز بدرجة لون أبيض فضي إذا كانت تحتوي على أكثر من 35٪ من القصدير. إذا وصل محتواها إلى 40٪ ، فإن لون المعدن يكون أقرب إلى الأبيض ، يذكرنا بالفولاذ. المنتجات المصنوعة من البرونز فضية مع صبغة ذهبية خفيفة. إذا كانت التركيبة تحتوي على نسبة كبيرة من النحاس (أكثر من 85٪) ، فإن لون هذا المعدن يكون أقرب إلى الأحمر أو البني الداكن.

النحاس مادة أكثر هشاشة وأقل متانة وعرضة للتآكل السريع. لا يتم استخدامه عند الحاجة إلى مقاومة عالية للتآكل. بسبب كثافة الزنك المنخفضة ، فإن النحاس الأصفر أخف بكثير من البرونز. البرونز مادة مقاومة للتآكل ومتينة. بسبب اللدونة ، فهي سبيكة الصب المفضلة للنحاتين. إنه أصلب وأقوى بكثير من النحاس. على سبيل المثال ، تبين أن المعدن الذي يحتوي على نسبة 27٪ من القصدير يكون صلبًا وثقيلًا وهشًا قدر الإمكان. هذا هو تعتمد صلابة البرونز على نسبة القصدير فيه. لكن هذا البيان لا يمكن تطبيقه على السبائك عديمة القصدير.

يحتاج النحاس الأصفر إلى التحسين ، لذلك يتم إدخال مكونات إضافية متنوعة في السبيكة. بفضل هذه السبائك ، تتميز سبائك النحاس المصبوب بمقاومة التآكل ، وانخفاض معامل الاحتكاك ، وزيادة السيولة ، والميل المنخفض للتسييل ، والخصائص التكنولوجية والميكانيكية الممتازة.

يتميز البرونز بخصائص قوة عالية ومعامل احتكاك منخفض. نظرًا لمقاومته الممتازة للتأثيرات السلبية للبيئات العدوانية ، يستخدم المعدن على نطاق واسع في بناء السفن والملاحة. سبائك النحاس لديها مجموعة واسعة من التطبيقات - من العناصر الزخرفية الداخلية إلى الأجزاء الهامة.

تتميز منتجات النحاس الأصفر بتكلفة منخفضة. من المهم بشكل خاص معرفة ذلك عند تسليم الخردة المعدنية إلى نقاط استلام المواد الخام. ومع ذلك ، فإن السعر ليس معيارًا محددًا ، لأنه يعتمد على تركيز النحاس. كلما زاد سعره ، زاد سعره. وبالنسبة للبرونز ، فإن محتوى القصدير هو أيضًا عامل حاسم. على سبيل المثال ، يعتبر البرونز القصدير أكثر قيمة من برونز السليكون.

في الممارسة العملية ، هناك عدة طرق بسيطة ومثبتة للمساعدة في تحديد المعادن.

تساعد المعالجة الحرارية على التمييز بين سبائك النحاس. يتم تنفيذه باستخدام شعلة الموقد القوي. لهذا ، يتم تسخين العينة المعدنية إلى 600-650 درجة مئوية. لا يوفر الحريق أو الموقد على موقد الغاز التقليدي درجة حرارة كافية. إذا ظهرت رواسب الرماد (أكسيد الزنك) على سطح المنتج نتيجة للإجراء ، وأصبحت المادة نفسها بلاستيكية ، فهي نحاسية.

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

يتمثل جوهر الطريقة في تحديد السبيكة بجودة الرقائق المتكونة من نشر منتج معدني. يستخدم المنشار كأداة. يُنشر النحاس في طبقات ، ويشكل نشارة متعرجة. والبرونز ، بسبب هشاشته ، يُنشر على شكل رقائق صغيرة ، أشبه بالغبار.

ليست كل سبائك النحاس مغنطيسية. على سبيل المثال ، يميل القصدير والرصاص إلى الانجذاب إلى المغناطيس ، لكن ليس لهما تأثير على النحاس. لطريقة الاختبار هذه ، يلزم وجود مغناطيس قوي (على سبيل المثال ، نيوديميوم) ، والذي يجب إحضاره إلى العناصر المصنوعة من مواد مختلفة واحدة تلو الأخرى. البرونز ، بسبب القصدير أو الحديد أو النيكل الذي يحتوي عليه ، سوف يلتصق قليلاً.كلما زاد محتوى هذه المكونات في المعدن ، زاد تعرض المنتج البرونزي للمغنطة. على سبيل المثال ، يحتوي المعدن المسمى BrAZHN-10-4-4 ، حيث يشير التعيين الرقمي إلى محتوى Fe (4٪) و Ni (4٪) ، على أقصى حساسية مغناطيسية.

لا يتفاعل النحاس الكلاسيكي مع النيوديميوم بأي شكل من الأشكال. ومع ذلك ، فإن سبائك النحاس الأصفر التي تحتوي على الحديد والنيكل (LAZH و LAN) ، على التوالي ، ستنجذب أيضًا إلى المغناطيس. كل هذه الحقائق تلقي بظلال من الشك على فعالية الطريقة نفسها.

في بعض الأحيان ، عندما يتعذر تحديد المعدن بطرق أخرى ، يمكن القيام بذلك عن طريق الفحص البصري لموقع الكسر. يميل النحاس الأصفر إلى الانكسار مع حبيبات صغيرة بيضاء أو صفراء. تنقسم السبائك البرونزية إلى قطع كبيرة ذات بنية خشنة الحبيبات. اللون الموجود في القسم له صبغة حمراء مميزة.

طريقة أخرى فعالة للتمييز بين سبائك النحاس عن طريق تعريضها لكاشف كيميائي. ما عليك سوى المعدات الخاصة اللازمة و 50٪ حمض النيتريك (HNO3). يتم تسخين الأنابيب التي تحتوي على خليط من الكاشف ونشارة المعدن حتى تظهر ترسبات من القصدير الأبيض ، ويشير وجودها إلى البرونز. إذا ظل السائل شفافًا ، فهذا يعني أنه يحتوي على النحاس.

في النحاس الأصفر ، ستكون عملية اللحام مصحوبة بتكوين دخان أبيض يتشكل بسبب احتراق الزنك. في البرونز ، نتيجة للتلامس مع قوس اللحام ، لن يلاحظ أي دخان.

هذه طريقة أخرى لتمييز المعادن. للكشف عن الفرق ، يكفي أن تزن قضبانًا من نفس الحجم من سبائك مختلفة في يديك. سيكون وزن العينة البرونزية أثقل بكثير من قطعة النحاس.

ومع ذلك ، فإن كثافة المفاصل تؤثر أيضًا على وزن المنتج. لذلك ، لا يوصى دائمًا باستخدام الوزن كمعيار واضح للتمييز بين المعادن. على سبيل المثال ، يختلف البرونز الذي يحتوي على نسبة منخفضة من القصدير (2-8٪) في أنه يزن أخف من نظيره النحاسي.

إذا لم تكن هناك طريقة للتعرف على السبيكة ، فيمكنك التحقق من المنتج المعدني في المراكز المعتمدة - وسيكون هذا هو أفضل اختيار لطريقة تحديد التكوين. توجد في مثل هذه المؤسسات مختبرات مدمجة حيث يتم إجراء التحليل الطيفي على معدات خاصة. تتيح لك هذه الطريقة تحديد التركيب الكيميائي للمادة بأقصى قدر من الدقة. يتم استخدام أداة خاصة للفحص - منظار الصلب. تتميز الطريقة بحساسية عالية والقدرة على تحديد التركيب دون تغيير الهيكل المعدني.

لمعرفة كيفية التمييز بين المعادن ، انظر الفيديو التالي.