منیزیم
منیزیم یک فلز خاکی قلیایی مایل به سفید، براق و نقره ای با نماد Mg و عدد اتمی 12 است.
صنعت منیزیم یک حوزه جذاب است که در طول سال ها به سرعت در حال رشد بوده است. *تولید جهانی* منیزیم اولیه تحت سلطه چین است، که از فرآیند Pidgeon استفاده می کند، روشی که هم انرژی و هم کار فشرده است. این فرآیند به دلیل منابع فراوان و هزینه کم نیروی کار برای چین بسیار مناسب است. با این حال، با افزایش نرخ نیروی کار و هزینه های انرژی، هزینه های تولید منیزیم احتمالاً افزایش می یابد و حفظ سلطه خود در بازار را برای چین چالش برانگیزتر می کند.
منابع منیزیم فراوان هستند و به اشکال مختلف از جمله آب دریا، آب نمک و مواد معدنی مانند منیزیت و دولومیت یافت می شوند. بزرگترین منابع منیزیم در چین، روسیه و کره یافت می شود که چین 21 درصد از کل منابع منیزیت جهان را به خود اختصاص داده است. کشوری که دومین منبع فراوان منیزیت را دارد روسیه و پس از آن کره است.
تولید منیزیم یک فرآیند پیچیده است که شامل چندین مرحله است، از جمله استخراج منیزیم از مواد خام، پالایش و ریختهگری ³. دو روش اصلی تولید منیزیم فرآیند پیجون و فرآیند الکترولیتی است. فرآیند Pidgeon شامل حرارت دادن سنگ معدن دولومیت در یک کوره برای تولید ترکیبی از اکسیدهای منیزیم و کلسیم است که سپس با استفاده از فروسیلیکون به منیزیم تبدیل می شود. از طرف دیگر، فرآیند الکترولیتی شامل الکترولیز کلرید منیزیم ذوب شده برای تولید منیزیم است.
کاربردهای منیزیم متنوع است و شامل تولید آلیاژهایی است که در صنایع مختلفی مانند هوافضا، خودروسازی و الکترونیک استفاده می شود. آلیاژهای منیزیم به دلیل نسبت استحکام به وزن بالای خود شناخته شده اند، که آنها را به یک ماده ایده آل برای کاربردهایی تبدیل می کند که کاهش وزن ³ حیاتی است.
چالش های پیش روی صنعت منیزیم شامل هزینه های بالای انرژی مرتبط با تولید منیزیم و همچنین نگرانی های زیست محیطی مربوط به فرآیند Pidgeon است. با این حال، محققان در حال توسعه فناوریهای جدیدی هستند که میتوانند اثرات زیستمحیطی تولید منیزیم را کاهش داده و آن را پایدارتر کنند.
صنایع منیزیم
منیزیم یک فلز همه کاره با کاربردهای گسترده در صنایع مختلف است. در اینجا برخی از مهمترین کاربردهای منیزیم در صنایع مختلف آورده شده است:
صنعت هوافضا
- آلیاژهای منیزیم به دلیل نسبت استحکام به وزن بالا، مقاومت در برابر خوردگی و توانایی مقاومت در برابر دماهای شدید در هواپیماها و فضاپیماها استفاده می شوند.
- منیزیم در اجزای موتور مانند میل لنگ، بلوک سیلندر و گیربکس استفاده می شود.
- همچنین در اجزای ساختاری مانند قاب بدنه، پوسته بال ها و سطوح کنترل استفاده می شود.
صنعت خودرو
- آلیاژهای منیزیم در قطعات خودرو مانند بلوک موتور، سرسیلندر و گیربکس به دلیل سبکی و مقاومت بالا مورد استفاده قرار می گیرند.
- منیزیم در تولید صندلی ماشین، ستون فرمان و سایر اجزای داخلی استفاده می شود.
- همچنین در ساخت چرخ ها، اجزای ترمز و سیستم های تعلیق استفاده می شود.
صنعت الکترونیک
- منیزیم در تولید قطعات الکترونیکی مانند قاب لپ تاپ، قاب گوشی هوشمند و سایر محفظه های دستگاه های قابل حمل استفاده می شود.
- آلیاژهای منیزیم به دلیل رسانایی الکتریکی بالا و مقاومت در برابر خوردگی در ساخت کانکتورها، کلیدها و سایر قطعات الکترونیکی استفاده می شوند.
- همچنین در تولید چراغ های LED، تلویزیون های صفحه تخت و سایر وسایل الکترونیکی استفاده می شود.
صنعت پزشکی
- منیزیم به دلیل زیست سازگاری و مقاومت در برابر خوردگی در تولید ایمپلنت های پزشکی مانند تعویض مفصل ران و زانو استفاده می شود.
- آلیاژهای منیزیم در ساخت ابزارهای جراحی مانند فورسپس، چاقوی جراحی و سایر ابزارهای پزشکی استفاده می شود.
- همچنین در تولید تجهیزات پزشکی مانند دستگاه های MRI و سایر تجهیزات تشخیصی استفاده می شود.
صنعت ذخیره سازی انرژی
- منیزیم در تولید باتری ها از جمله باتری های یون منیزیمی استفاده می شود که پتانسیل جایگزینی باتری های لیتیوم یونی را در آینده دارند.
- آلیاژهای منیزیم در ساخت پیل های سوختی استفاده می شود که برای تولید برق در نیروگاه ها و سایر کاربردهای صنعتی استفاده می شود.
صنعت ساختمان
- منیزیم در تولید سیمان، بتن و سایر مصالح ساختمانی به دلیل توانایی در بهبود مقاومت و دوام استفاده می شود.
- آلیاژهای منیزیم در ساخت ویژگی های معماری مانند چارچوب در و پنجره و سایر اجزای تزئینی استفاده می شود.
صنعت دفاعی
- منیزیم به دلیل داشتن نسبت استحکام به وزن بالا و مقاومت در برابر خوردگی در تولید تجهیزات نظامی مانند هواپیما و اجزای موشک استفاده می شود.
- آلیاژهای منیزیم در ساخت زره پوش، پوشش بمب و سایر کاربردهای نظامی استفاده می شود.
صنعت چاپ سه بعدی
- منیزیم به دلیل نسبت استحکام به وزن بالا و مقاومت در برابر خوردگی در تولید مواد پرینت سه بعدی مانند پودرها و رشته ها استفاده می شود.
- آلیاژهای منیزیم در ساخت قطعات پرینت سه بعدی مانند قطعات و لوازم جانبی چاپگر استفاده می شود.
صنعت تجهیزات ورزشی
- منیزیم در تولید تجهیزات ورزشی مانند قاب دوچرخه، چوب گلف و سایر اجزای سبک وزن استفاده می شود.
- آلیاژهای منیزیم به دلیل داشتن نسبت استحکام به وزن بالا و خاصیت ضربه گیر در ساخت کفش های ورزشی استفاده می شوند.
سایر صنایع
- منیزیم به دلیل داشتن نسبت استحکام به وزن بالا و خاصیت آکوستیک در تولید آلات موسیقی مانند گیتار و ویولن استفاده می شود.
- از آلیاژهای منیزیم در ساخت اجزای دوربین مانند پایه لنز و بدنه دوربین استفاده می شود.
- همچنین در تولید ماشین آلات مانند ماشین تراش و فرز استفاده می شود.