الحديد .. أنواعه وخصائصه

 

الفرن العالي

انواعة وخصائصه
• المعـادن الحــديدية
• المعادن غير الحديدية
• تآكل المعـــــادن
• طــلاء المعــــادن
• دهانات الحــــديد
الحـديد ... أنواعه وخصائصه • المعـادن الحـديدية
• تضم المعادن الحديدية كل من الحديد الزهروالحديد المطاوع والصلب والصلب الذى لا يصدأ , وفيمايلى أهم أنواع ومكونات وخواص المعـادن الحديدية :-
أولاً : الحـديد الـزهر :-
وهو عبارة عن سبيكة من الحديد والكربون والماغنسيوم والفسفور ويكون محتوى الكربون من 1.7% إلى4% وتتباين أنواعه تبعاً لشكل وتوزيع جزيئات الكربون فى سـبيكة الحديد الزهـر وينقسم لأربعة أنواع كالتالى :
1 – حـديد زهـر رمـادى
2 – حـديد زهـر أبيــض
3 – حـديد زهـر مطـاوع
4 – حـديد زهـر مــرن 

 ثانياً : الحـديد المطاوع :-
الحديد المطاوع عبارة عن حديد خالص به محتوى يقل عن 0.15% كربون ويصل إجهاد الشد للحديد المطاوع من ( 3000-3400 كجم/سم2 ) ونسبة إسـتطالة تصل إلى 30 – 40 % ، وقد إستبدلت إستخدامات الحديد المطاوع حالياً بإستخدام الصلب المطاوع 

 ثالثاً : الصلــــب :-
وهو عبارة عن سبيكة من الحديد والكربون ( بنسبة تتراوح ما بين 0.50% إلى1.50% كربون ) مع إضافات معينة من السيليكون والمنجنيز والكروم والنيكل والمولبيدنوم والفانديوم وبعض العناصر الأخرى لإنتاج سبائك الصلب لأغراض متعددة المجالات ، والصلب يمكن تصنيفه إلى ثلاثة مجموعات كالتالى :
أ – صلب مطاوع (طرى) ويحتوى على كربون ( بنسبة تصل 0.25% ) وله مجالات واسعة الإستخدام والإنتشار خاصة فى أعمال الحدادة بأشكال قطاعاته المختلفة 
ب- صلب متوسط الكربون ويحتوى على كربون ( بنسبة تصل0.50% ) 
ج_ صلب عالى الكربون ويحتوى على كربون ( بنسبة تصل 1.50% ) ويستخدم نوعىالصلب متوسط الكربون وعالى الكربون فى مجالات متميزة  وخصوصاً فى الأعمال الهندسـية ذات الخدمة الشاقة مثل الأعمال الإنشائية 
 د- الصلب متوسط الكربون ويمكن معالجته بالتسخين والتسقية لإكسابه خواص ذات مجال أوسع عند إستعماله
هـ-كما أن إستخدام إضافات السبائك مثل النيكل والكروم و المولبيدنوم والمنجنيز والسيليكون والنحاس والتنجستين والنيوبيوم والفانديوم يمكن أن ينتج صلب قابل لمقاومة الحرارة المنخفضة والعالية ومقاومة قوى التآكل والبرى ، كما أن الصلب عالىالكربون يستخدم فى إنتاج العدد والآلات  وأهم منتجات الصلب المستعملة فى أعمال الحدادة المعمارية هى ما يأتى :-
أ- قطـاعات الصلب ب- ألواح وشرائح الصلب ج- المواسـير الصـلب
أ‌- قطـاعات الصــلب Steel Striks
- أنظر جـداول قطاعات الحديد الصلب المستعملة فى الحدادة المعمارية 
ب- ألواح وشرائح الصلب Steel Sheets
- وتنتج الألـواح و الشرائح من الصـلب مغطاه بطـبقة من الزنك طـبقاً
للمواصفات البريطانية 2989 لعام 1982
- وتنتج أيضاً الألواح غير مغطاه طبقاً للمواصفات البريطانية رقم 1449
الجزء الأول لعام 01972
- ولهذه الألواح إستخدامات عديدة فى المبانى مثل الشدات الدائمة والمؤقتة
وحلوق الأبواب والشـبابيك وأغطية غرف التفتيش المختلفة والصهاريج
والخزانات والجالترابات والقواطيع بأنواعها وصناديق البريد والحريق 
- ويمكن تثقيب الألواح لتلائم إستخدامات أخرى كذلك يمكن تشطيبها بطرق
مختلفة من الدهانات والتغطيات
ج- المواسـير الصـلب Steel Tubes
- وتنتج هذه المواسير من الصلب الطـرى طبقاً للمواصـفات القياسـية
البريطانـية رقم 1775 لسنة 1964 للأغراض الإنشـائية والميكانيكية
- تتراوح الأقطار من 21 مم إلى 1016 مم ( نمط خارجى ) لثلاثة تخانات
مختلفة خفيفة ومتوسطة وثقيلة 

قطعة من الحديد النقي

رابعاً : صلـب لا يصـدأ ( Stainless Steel ) :- الصلب الذى لا يصدأ ليس معدناً واحداً ولكنه عبارة عن سبيكة من الصلب التى تحتوى على الأقل 12% كروم مع بعض العناصر الأخرى مثل النيكل والمنجنيز  كذلك يمكن إضافة الموليبدنوم وطبقاً للمواصفات القياسية المصرية وتنقسم أنواع الصلب الذى لا يصدأ إلى ثلاثة مجموعات تبعاً للبناء المعدنى لكل منها كالتالى :-
- Martensitic
- Ferritic
- Austenitic
- والتغير فى البنـاء المعدنى يحدث من خلط عناصـر السـبيكة المستخدمة
خصوصاً الكـروم والنيكل ، وكل نوع يتم تطـويره ليعطى مجالاً معيناً من
الخصائص تناسـب الإستخدامات المختلفــة
- يستخدم الصلب الذى لا يصدأ أساساً بسبب مقاومته العالية للتآكل بفعل الصدأ ، كذلك مقاومته العالية لتأثير الكيماويات
- كلما إزدادت نسب الكروم والنيكل والموليبدنوم زادت مقاومة الصلب الذى لا يصدأ للتآكل
- يستخدم فى مجالات واسعة من الناحية المعمارية تشمل التكسيات الداخلية والخارجية والقواطيع والأبواب والشبابيك والسلالم خاصة السلالم البحارى لحمامات السباحة والدرابزينات وتغطية الأسطح والأحواض والتركيبات الخاصة بالتغذية بالمياه
- ولحام هذا النوع من الصلب له إشتراطات خاصة 




 

بالت → حديد ← منغنيز - ↑ Fe ↓ Ru 26Fe
المظهر
رمادي فلزي الخطوط الطيفية للحديد

• المعادن الغير حديدية ( Non Ferrous UserUserUserUserls )
وتشمل المعادن الغير حديدية الشائع إستخدامها فى الأعمال المعدنية المعمارية
النحاس والألمونيوم والزنك والرصاص وسنتكلم عن كل منهم بإيجازفيما يلى:
1- النحـــــــاس ( Copper ) :-
والنحاس المقصود هو النحاس الأحمر ويعتبر من أهم المعادن الغير حديدية الشائع إستخدامها فى الأعمال المعدنية المعمارية لسهولة التشكيل ومقاومته العالية للتآكل ، وجودة التوصيل للحرارة والكهرباء  كذلك يمكن إعداد سبائك من النحاس لها صفات مختلفة لتخدم مجالات عديدة فى التطبيق
سبائك النحاس ( Copper Alloys ) :-
أ – النحـاس الأصــفر ( Brass ) :-
ويمثل قطاعاً عريضاً من سبائك النحاس حيث أنه يحتوى على نسبة تصل حتى 50% من الزنك مع إضافة بسيطة من الرصاص والحديد والألومنيوم والنيكل والمنجنيز لإنتاج سبائك تتباين فى درجات القوة والقابلية للتشكيل والمقاومة للتآكل  ويوجد ثلاثة مجموعات من سبائك النحاس الأصفر تبعاً لنسب الزنك الموجود بها وهى :
أ ) ألفـا ويحتوى حتى (37% زنك ) ويستخدم على البارد 
 ب) ألفـا بيتا ويحتوى من (37% : 46% زنك ) وهو مناسب لأعمال التشكيل
على الساخن والصب
ج) بيـتا ويحتوى من ( 46% - 50% زنك ) ويتمـيز بأنه قوى كما أنه
ذو مقاومة ضد التآكل أقل من باقى الأنواع
ب- البـــــرونز (Bronze) :-
وهو عبارة عن سبائك نحاس وقصدير مع كميات إضافية من الزنك
والفوسفور والرصاص والنيكل لإنتاج سبائك ذات خصائص معينة
- والبـرونز المحـتوى على زنك يعـرف بمـعدن المــدافع 
 - ويمكن أن يكون البرونز أقوى من النحاس الأصـفر ولكن له نفس الطولية
- وتوجد سبائك متتعددة من البرونزكل منها يستخدم حسب الخواص المطلوبة

مسحوق أزرق بروسيا

• 

  كبريتات الحديد الثنائي
• 

  كبريتيد الحديد الثنائي
• 

  ملح موهر

• 

  نترات الحديد الثلاثي
• 

  أكسيد الحديديك
• 

  كلوريد الحديد الثلاثي
• 

  كبريتات الحديد الثلاثي
• 

  فيروسيانيد البوتاسيوم
  

ج- سبائك النحاس والنيكل ( Copper & Nick
el Alloys ) :- ويتم إنتاج مجموعات من السبائك التى يمكن تشغيلها على البارد أو الساخن والسبائك التى تحتوى على ( 70% نيكل ) تتميز بمقاومتها العالية للتآكل من مياه اليحر والكيماويات ( وتعرف بإسم معدن مونل ) كما تتميز أيضاً بسهولة تشكيلها وذات قوة شد تصل إلى 700نيوتن/مم2 ( 1نيوتن = 100جرام ) 0 والسبائك التى تحتوى على ( 15- 25% نيكل ) يصل إجهاد الشد إلى ( 460 نيوتن/مم2 ) وهذا النوع من السبائك له قوة مقاومة عالية لفقد البريق أو اللمعة
1. الألـومنـيوم ( Aluminium ) :-
تصنع معظم القطاعات المستخدمة فى أعمال الألومنيوم بطريقة البثق من سبيكة مكونة من الألومنيوم والماغنسيوم والسيليكون ( لو مع س 0.5 ) طبقاً للمواصفات المصرية رقم 1752 وتعالج حرارياً للوصول إلى أقصى صلابة وتتميز بمقاومة الصدأ والقابلية الممتازة للأنودة والتلوين 0 ويمكن الحصول على سبيكة ذو صلابة أعلى ( لو مع س 0.8- ) وفى الحالات التى تتطلب عمل ستائر معدنية تستخدم شرائح مصنعة بطريقة الدرفلة من سبيكة مكونة من الألومنيوم و الماغنسيوم لمكونات أساسية (لو مع س 2.5 ) طبقاً للمواصفات القياسية المصرية رقم (1752)
2. الـــــــزنك ( Zinc ) :-
معدن الزنك يتميز بمقاومة ضد التآكل تحت ظروف الإستخدام العادية ولكن يتآكل بسرعة بفعل الأحماض أو القلويات والأجواء الملوثة وتحدث ترسبات على هيئة بودرة بيضاء والزنك مادة قابلة للتشغيل فى درجات الحرارة العادية  كما أن إجهاد شد ضعيف وكذلك ضعيف ضد الصدمات ويعتبر الإستخدام الرئيسى للزنك كمادة تغطية كطبقة حماية ضد تآكل الحديد والصلب وذلك بغمر المعدن بأحد الطرق التالية :
أ ) بغمر المعدن فى مصهور الزنك Hot Dip Galvanizing 
ب) الطلاء الكهربى Electroplating 
 ج‌) الرش بمسحوق الزنك والسيليكا تحت حـرارة 400 م لتكون سبيكة سطحية
من الحـديد والزنك Sheradizing 
 د) بمسدس خاص يتم دفع مسحوق الزنك المصهور على سطح الحديد أو الصلب UserUserUserUserl Spraying 
هـ) الدهان الغنى بالزنك Zinc Rich Paints 
 وتعتمد جودة طبقة التغطية على سمك طبقة الزنك وطريقة تنفيذها وكل طريقة لها
مزاياها الخاصة بها
3- الرصــاص ( Lead ) :-
الرصاص وسبائك الرصـاص لديها مقاومة جيدة للتآكل وذلك بسبب تكون طـبقة
سطحية فيلمـية ملتصقة من كربونات الرصـاص أو كبريتات الرصاص من ناتج
عملية التفاعل  والرصاص أكثر المعادن ليونة و يمكن تشكيله بسهولة فى درجات
الحرارة العادية  و الرصاص يمتص الإشعاعات المختلفة  ويتوخى الحـذر التام
عند إستخدام الرصـاص وسبائكه لأنه و أبخرته مادة سامة ، ويستخدم الرصـاص
وسبائكه فى أعمال المبانى مثل الألواح والشرائح والمواسير لتغطية الأسقف النهائية
وأعمال الصـرف و للحماية من الإشعاعات بألواح مختلفة السمك وأعمـال العزل
الصوتى 

  حديد نيزكي

تآكل المعــــادن • يمكن تعربف تآكل المعادن بأنه تأثيرالبيئة المحيطة بالمعدن على المعدن نفسـه
نفسه سواء كان مغموراً فى المياه أو معرضاً للأمطار والندى أو بالتلامس مع
مادة رطبة أو بالإمتصاص من الهواء المحيط
• والمعادن تتآكل فى بيئة رطبة و فى وجود الأوكسجين بميكانيكية كهروكيمـيائية
وذلك بتكوين خلايا أنـودية و كاثـودية على سطح المعدن ثم يحدث الذوبان أو
التحلل بمساعدة بعض الأملاح الرطـبة المترسبة من الجو المحيط على سـطح
المعدن ، وهكذا تتكرر الظاهرة إلى أن يحدث الإنهـيار ، وهذا ما يعرف بصدأ
الحديد ( بارومة ) بالنسبة لمعدن الحديد
• كما أن التآكل يحدث عند تلامـس معدن بمعدن آخـر مخـتلف عنه وكذلك عند
تلامس معدن بمادة من مواد البناء
• كما أن التآكل يحدث عند تلامـس الحديد مع مادة أخرى مثل الخرسانة والبياض والطوب والخشب كالآتى :-
تآكل الحديد عند ملامسته للخرسانة
حيث تتكون طبقة حماية فيلمية على سطح الحديد ولكن عندما يحدث فقد للقلوية نتيجة للكربنة وفى وجود الكلوريدات أو الرطوبة العالية جداً تتكون بقع الصدأ علىسطح الحديد ويمكن أن تحدث شروخ فىقطاعات الخرسانة نتيجة صدأ الحديد
تآكل الحديد عند ملامسته للبـياض
تعمل الكلوريدات الذائبة فى مونة البياض على تآكل الحديد فى الظروف الرطبة فتحدث شروخ فى البياض نتيجة لصدأ الحديد وقد يسقط البياض من على الأسطح
تآكل الحديد عند ملامسته للطـوب
يحدث صدأ الحديد عند تلامس الحديد مع الطوب أو الحجر مما يؤدى إلى حدوث شروخ فى المبانى فى هذه الأماكن نتيجة لصدأ الحديد
تآكل الحديد عند ملامسته للخشـب
يتآكل الحديد عند ملامسته للأخشاب التى بها نسبة رطوبة مرتفعة وبسبب بخار حامض الخليك المنبعث من الأخشاب ونتيجة لذلك يحدث الصدأ وبالتالى يحدث تحلل للأخشــاب الملاصـقة له 

الهيماتيت

الماغنتيت

• 

  البيريت (الذهب الكاذب)
• 

  الليمونيت

  إعتبارات خاصة بطبقات الحماية من تآكل المعادن 1 - لضمان الأمان ، يلزم الحماية من تآكل المعـادن و إختيار طريقة مناسـبة
مع مراعاة الأعتبارات التالية :-
أ – تحديد طبيعة البيئة وظروف الإستخدام التى سيتم التنفـيذ فيها لبيان العوامل
المؤثرة على المعـدن مثل الرطوبة أو أى عوامل تعرية مثل الإحتكاك و البرى
000 إلخ
ب - تحديد العمر الإفتراضى لطبقة الحماية و توقع فترة الصيانة الأولى للأعمال
ج – إختيار الطـريقة المناسـبة للتحكم فى التآكل ومدى جـدواها الإقتصـادية
بالمقارنة مع أنواع أخرى للحماية حسب نوع الإستخدام و التكلفة التقديرية .
2- يراعى إستخدام قطاعات معدنية مطابقة للمواصـفات القياسية من حيث نوع
السبيكة و من حيث إستواء سـطح المعدن وإسـتقامة الأحرف والزوايا والأركان
والأبعاد المنتظمة بكامل القطاع  وأن تكون خالية ونظيفة من عيوب الصناعة ،
حيث أن طـبقة الحـماية ( نوع التغطية المقترح ) لا تغطى هذه العـيوب وإنما
تظهرها بدرحة أقوى ، كما ان إستخدام المعجون لا يعتبر حلاً مرضياً لعلاج عدم
إستواء الأسطح سواء للقطاعات أو الألواح المعدنية 
 طلاء المعــــادن
• الهدف من طلاء المعادن هو تنفيذ طبقة حماية لعدم تآكل المعدن من تأثيرات
العوامل الجـوية بالإضافة إلى إعطاء المعدن رونق ولـون وشكل مناسب
- ويلزم عند تنفيذ طبقة حماية المعادن مراعاة الآتى :-
أ – قوة إلتصاق طبقة الحماية بالمعدن نفسه
ب- مقاومة طبقة الحماية لعوامل التعـرية
ج- الشكل الجمالى و درجة اللون المناسبة
طرق إعداد وتجهيز السطح المعدنى للطلاء بطبقات الحماية
المقصود بتجهيزالسطح للطلاء هو جميع العمليات التى تجرى عليه بهدف إعداده
بطريقة صحيحة لإستقبال طبقات الطلاء لحماية المعدن من التآكل حيث أن كثيراً
ما ترجع أسباب إنهيار طبقات الحماية إلىعدم قوة إلتصاقها بلأسطح المنفذ عليها
أيّا كان نوع طبقة الحماية ويتم التجهـيز بطريقة أو أكثر من الطـرق التالية :-
أ-إزالة الشحـوم والزيوت من سـطح المعـدن :
يتم غسل الأسطح المعدنية بمذيبات عضوية لإذابة الشحوم والزيوت ويتم الغسيل
يدوياً بإستخدام فرشاه خشنة أو يتم بتعريض المشغولات المعدنية لبخار المذيب
العضوى و تسمى هذه الطريقة إزالة الشحم بالبخـار Vapor Degreasing وفى
خطوط الدهان الأتوماتيكية يتم إزالة الشحـوم والزيوت بإستخدام محاليل قلـوية
ومنظفات صـناعية ساخنة و عموماً يلى ذلك الغسـيل بالمياه ثم التجفيف داخل
أفران للتخلص من آثار المياه إذا لزم الأمـر 
 ب-إزالة الصـدأ او القشـور للمعادن الحـديدية :
ويتم بإستخدام مواد كيميائية مثل مزيل الصدأ اومحاليل الأحماض المخففة مثل
محلول حمض الهيدروليك أو الكبريتيك المخفف بتركيز ( من 5-10% ) عند
درجات حرارة 60-80 م لمدة 10-20 دقيقة فى حمام تنظيف كيميائى 
 كما
تتم إزالة الصدأ ميكانيكياً بإستخدام فرش من الصلب أو ورق الصنفرة أوعمليات
السفع بالرمل (الترميل) Sand Blasling وتكون هذه العملية أكثرفعالية فىالأجزاء
المعدنية الثابتة كبيرة الحجم مثل الخزانات (Tanks) ويجب دهان البوادئ المانعة
للصدأ فور الإنتهاء من عمليات الصنفرة لأن السطح الحديدى يكون نشطاً جداً
وقابل لتكوين الصدأ إذا لم يغطى بطبقة برايمر مناسبة .
ويعتمد نجاح تنفيذ طبقات الطلاء المغلقة لوقاية المعادن على العوامل الآتية :
أ - طـبيعة البيئة المحـيطة 
ب- نوع طبقة الطلاء المغلقة 
 ج‌- سمك طبقة الطلاء المغلقة
د- قوة الإلتصاق بين طبقة الطلاء المغلقة والمعدن 
 هـ عدم وجود تنميلات أو شقوقشعرية بطبقة الطلاء المغلقة حتى لا تسمح
بنفاذ الرطوبة إلى سطح المعدن 
طبقات الطلاء الواقية للمعادن
• يمكن تقسيم أنواع طبقات الطلاء المغلقة للمعادن إلى :
1- طبقات الطلاء المغلقة المعــــــدنية UserUserUserUserllic Coatings
2- طبقات الطلاء المغلقة التحــــــويلية Conversion Coatings
3- طبقات الطلاء المغلقة الغيرعضــــوية Inorganic Coatings
4- طبقات الطلاء المغلقة العضوية - الدهانات Organi Coatings
1- طبقات الطـلاء المغلقة المعـدنية UserUserUserUserllic Coatings
ويتم عمل طبقات الطلاء المغلقة المعدنية عن طريق الترسيب الكهربى والجلفنة بالزنك
* الترسـيب الكهـربى :-
* يتم عمل طبقة طلاء مغلقة كاثودية من النيكل أو الكـروم و تتم عن طريق عمليات الترسيب الكهربى ، و تستخدم للمشغولات من الصـلب أو سـبائك الزنك أو سـبائك النحاس أو سبائك الألومنيوم وبسمك 15 ميكرون و تعطى سـطحاً لامعاً مقاوم للبرى والتآكل وتستخدم فى الحليات والخردوات
* الجلفــنة بالــزنك:-
* يتم عمل طبقة طلاء مغلقة من الزنك وتتم من خلال عمليات الغمر الساخن فى حمام مغلى من مصهور الزنك بشرط أن تكون درجة إنصهار المعدن المطلوب طلاؤه أعلى من نقطة إنصهار الزنك وتتم الجلفنة للوحدات المصنعة من الصلب بحيث تكون طبقة الجلفنة ناعمة ومستمرة وخالية من التلوث وملتصقة إلتصاقاً كافياً لمقاومة التقشر أو التسلخ عند تداولها ولا تقل طبقة الجلفنة عن 85 ميكرون 
* كذلك يتم الدهان بطبقتين من دهان يحتوى على بوية زنك غنية ذات نوعية جيدة للأماكن التى تأثرت جلفنتها بأعمال اللحام أو المناولة أو التقطيع وبسمك لايقل عن سمك طبقة الجلفنة الأصلية على أن تكون جميع الأجزاء تامة الدهان ومنتظمة اللون وذات أسطح ناعمة 
 2- طبقات الطلاء المغلقة التحويلية Conversion Coatings
ويتم عمل طبقات الطلاء المغلقة التحويلية بمعالجة المعدن – بالغمر أو بالدهان – بمحلول كيميائى بحيث يتم التفاعل بين المحلول الكيميائى والمعدن بحيث تتكون مادة جديدة شديدة الإلتصاق بالمعدن نفسه وفى نفس الوقت واقـية وحامـية ومغلفـة له
طرق عمل طبقات الطـلاء المغلقـة التحـويلية
1- المعالجة بالكرومات :- UserUserUserUserl Treatment with Chromat
ويتم ذلك بدهان الألمونيوم أو سبائك الألمونيوم أو الكادميوم أو الزنك
2- المعالجة بالأنــودة :- Anodizing
ويتم ذلك بغمر المعدن فى حمام حمضى ونتيجة لعملية التحليل الكهربى يتم زيادة طبقة الأكسيد الفيلمية الموجودة على المعدن  وذلك بالنسبة للألمونيوم وسبائك الألمونيوم
3- المعالجة بالفستقة :-
ويتم ذلك بدهان المعادن مثل الحديد أو الزنك بفوسـفات الحديد أو فوسـفات الزنك أو
فوسـفات المنجنيز 
 3- طبقات الطـلاء المغلقة الغـيرعضـوية Inorganic Coatings
ويتم ذلك بعمل طبقة واقية للمعدن من الخزف والصينى ولاتستخدم كثيراً فى الأعمال المعمارية
4- طبقات الطلاء المغلقة العضوية - الدهانات Organi Coatings
هذا النوع له مجالات إستخدام واسعة للتحكم فى تآكل المعادن الحديدية وغير الحديدية
وتعتبر الدهانات طبقة حماية مغلفة للقطاعات المنفذة فى الأجواء المكشوفة الشائع إستخدامها فى أعمال الحدادة
أعمال دهانات الحدادة المعمارية :-
التنظيف التأسيس البطانة الضهارة
• تنظــيف الأســطح :-
• إزالة الـزيوت والشـحوم
• يجب تنظيف أسطح الحديد بمادة مذيبة وذلك للتخلص من الزيوت والشحومات
ويتم الغسيل يدوياً باستخدام فرشاة خشنة أو يتم بتعريض المشغولات الحديدية لبخار المذيب العضوى – إزالة الشحم بالبخار Vapour Dereasing وفى خطوط الدهن الأوتوماتيكية يتم إزالة الزيوت والشحوم باستخدام محاليل قلوية ومنظفات صناعية ساخنة وفى جميع الأحوال يلى ذلك الغسيل بالمياه ثم التجفيف داخل أفران إذا لزم الأمر للتخلص من آثار المياه
• إزالة الصـدأ والقشــور
• كما يجب تنظيف أسطح الحديد التى يها صدأ أو تحتوى على قشور ناتجة عن الدرفلة أو أى شوائب أو مواد غريبة أخرى أو كانت مدهونة ببوية قديمة من قبل بطريقة أو أكثر من الطرق التالية :-
1- باستخدام ورق صـنفرة حـدادى
2- بالرشـم أى الطــرق الخـفيف
3- التنظيف باستخدام الفرشـاة السلك
4- بالسفع الرملىالرش بمسدس الرمل
5- بتسليط لهب على سـطح الحـديد 
 6- باستخدام مـواد كيميائية كمزيل الصدأ أو محاليل الأحماض المخففة مثل
حمض الهيدروكلـوريك أو الكبريتيك المخفف بتركـيز من 5 –10 % عند
درجات حرارة 60 – 80 درجة مئوية لمدة 10 – 20 دقيقة فىحمام تنظيف
كيميائى
• ويتم تنظيف أسطح الحـديد تنظيفاً جيداً و بعناية حتى ظهور المعدن البراق • فرش السلك المستخدمة فى إزالة القشور أوالصدأ من سطح الحديد من الصلب
• أما أسطح الحديد المجلفن فتنظف بمادة مذيبة ثم تدهن بمادة تنمـيش Etching
Paint قبل الدهان التأسيسى من كرومات الخارصـين أو رصاصات الكالسيوم
• طبقات دهـان الحـديد :-
1- الطبقة التأسيسية Coat Primer
2- طـبقة البطـانة Coat Undercoat
3- طـبقة الضهارة Finishing Coat
• ويتم الدهان بالفرشاة أو بمسدس الرش مثل الدهانات الزيتية أو السينتيتيك أو المستحلبات المادية أو الأيبوكسيات أو البولى بوريثان أو النيتروسيليوز أو المطاط ، وبحيث تكون مقاومة للغسيل والإحتكاك والعوامل وأية متطلبات خاصة مثل مقاومة اللهب والحرارة 0000 الخ طبقا ًللمواصـفات المطلوبة 
• الطبقــة التأسـيسية :-
• تطلىأسطح الحديد بعد التنظيف مباشرة وفى نفس اليوم بدهان تأسيسى مناسب
مانع للصدأ كالسلاقون أوالبريمر وجهين ويفضل أن تطلى هذه الطبقة قبل التركيب فى المصنع أوالورشة التى يجرى فيها التشغيل أو بموقع التركيب والمواد المستخدمة المقاومة للصدأ مثل الدهان الغنى بالخارصين وأكسيد الرصاص الأحمر ( السلاقون ) ودهان كروم الخارصين ودهان الرصاص الفلزى وسنتكلم عنهم بشىء من التفصيل فيما يأتى :-
• أنـواع الدهانات التأسـيسية للحـديد :-
• الدهان الغنى بالخارصين ( Zink - Rich ) :-
• وهو دهان تأسيسى مقاوم للتآكل تطلى به أسطح الحديد والفولاذ يتميز بالقدرة على التوصيل الكهربائى ، ويستعمل فى وسط لا يتفاعل مع معدن الزنك وعادة ما يكون من المطاط المكلور ((Chlorinated Rubber أو الإبوكسى (Epoxy)  ويحتوى على نسبة من معدن الزنك لا تقل عن60% ونعومته لا تزيد عن 5 ميكرون ويستعمل فى المناطق الساحلية أو المعرضة للرطوبة والكيماويات
• دهان الرصاص الأحمـر ( Red Lead ) :-
• يحتوى هذا الصنف من الدهان على خضاب أحمر اللون من أكسيد الرصاص الأحمر فى وسط من زيت بذرة الكتان مع إضافة مواد باسـطة( Extender )
• ويستعمل كطبقة دهان تأسيسية للحديد والفولاذ بهدف وقايتة من الصدأ أو التآكل ، كما يستعمل للأخشاب ويجب أن يكون الخضاب مطابقاً للمواصفات القياسية المصرية رقم (م ق0م555) ويحتوى هذا الدهان على مادة الرصاص السامة،لذا يجب الحرص عند إستخدامه وضرورة تغطيته بالبطانة والضهارة
• دهان كروم الخارصين وكرومات فلزية أخرى (UserUserUserUserllic Chromats ) :-
• تستخدم فى وسط من الزيت أو الزيت الراتنجى (Oleoresinous) أو ألكيدى (Alkyd) مضافاً إليها مواد باسطة وغالباً ما تضاف إليها أنواع أخرى من الخضاب كأكسيد الحديد الأحمر ، ويستعمل كطبقة دهان تأسيسية للمعادن غير الحديدية (Non-Ferrous UserUserUserUserls) كما يستعمل أيضاً للحديد فى الظروف غير القياسية  هذا ويكون مطابقاً للمواصفات القياسية المصرية رقم (م ق0م715)
• دهان الرصاص الفلـزى (UserUserUserUserllic Lead ) :-
• يحتوى هذا الصنف من الدهان على خضاب معدنى ذى لون رمادى معتم ، تضاف إليه عادة أخضبة ومواد باسطة أخرى فى أوساط مختلفة عادة ما تكون راتنجية زيتيه (Oleoresinous) ويستعمل كطبقة دهان تأسيسية مقاومة للتآكل
• وتطلى به أسطح الحـديد و ذلك فى حالة تعرضـها لمهاجمة الكيمـاويات 
 • دهان الأكســيد الأحمــر (Red Oxide ) :-
• يحتوى هذا الصنف من الدهان على خضاب أكسيد الحديد الأحمر ويستعمل كطبقة دهان تأسيس للحـديد فى حالة طلائها فى المصنع قبل نقلها إلى الموقع ويجب أن يكون الخضـاب مطابقـاً للمواصـفات القياسـية المصـرية رقم (م ق0م715)
• البطــانة والضهـارة :-
• تطلىأسطح الحديد بعد التركيب بطبقتين على الأقل بطانة ( الوجه الثالث ) وضهارة ( الوجه الرابع ) بعد الطـبقة التأسـيسية ( وجهين الأول والثانى )
باللون المطلوب ببوية تامة التجهيز من العلب مباشرة ونهو السطح بدون أثر للفرشاة مع عمل المعجون والصنفرة اللازمة للحصول على أسطح ناعمة تماماً وتكون سـمك طـبقة الطلاء بعد جفافها فى حـدود 40 ميكرون _+ 10
أمثلة لبعض أنواع الدهانات التأسيسية المانعة للصدأ
برايمـر – أكسيد أحمر – اى جى
• برايمر مقاوم للصدأ ( بادىء ) من إنتاج شـركة يوتن JOTUN
- يستخدم على الأسطح المعدنية – للإستخدام الداخلى والخارجى قبل الدهان النهائى
اللاكيه ( ذات الأساس اللاكيدى ) وذلك باستخدام الفرشاة أوالرش التقليدى أوالرش
اللاهوائى , ويراعى أنيكون السطح نظيفاً وجافاً أثناء الإستخدام وأن يكون الهواء
خالياً من الأتربة وأن يكون محتوى الرطوبة فىالطبقة السفلية منخفضاً قدرالإمكان
• معدل ما يغطيه كيلو جرام واحد من البرايمر :-
- الكيلو جرام يغطى حوالى 10م2 بسمك طبقة دهان 35 ميكرون بعد جفافه التى
غالباً ما تكون 70 ميكرون غير جاف 
 • يستخدم يوتن تنر رقم2 كمخفف ومنظف , حيث يستخدم فى تخفيف قوام البرايمر
كما يستخدم أيضاً فى تنظيف الأسطح الحديدية من الأتربة والشوائب قبل البرايمر
• وهناك عدة عوامل يجب مراعاتها عند الرش اللاهوائى أهمها :-
- الضغط عند الفونية ... 150ك/ سم2 – 2100 بى. إس. آى
- إتساع الفونية 0.015 – 0.021 بوصة
- زاوية الرش ......... 65 – 85 درجة 
 - يتوقف زمن جفاف البرايمرعلى درجة حرارة السطح كما يتضح من الجدول التالى
درجة حرارة السطح زمن الجفاف الإبتدائى زمن الجفاف النهائى
10 °م 3.50 ساعة 8.00 ساعات
23 °م 2.00 ساعة 4.00 ساعات
35 °م 1.00 ساعة 4.00 ساعات
- يجب حفظ العبوات مغلقة بإحكام فى مكان بارد جيد التهـوية , بعيداً عن الحرارة
وأشعة الشمس المباشرة 
 - الوزن النوعى للبرايمر 1.30 + 1.35 جم/سم2 ونسبة المواد الصلبة 50 + 2 
 كيمابوكسى 131 زد إن بى KEMAPOXY 131 ZNP
دهان إيبوكسى مقاوم للنآكل والصدأ للحديد
• عبارة عن دهان إيبوكسى ملون خالى من المذيبات أساسه راتنج الإيبوكسى ومصلب أمينى خاص ومخضبات من فوسفات الزنك
• من إنتاج شركة كيماويات البناء الحديث CMB
CHEMICALS FOR MODERN BUILDING
• أهم الإستخدامات :-
- يستخدم على الأسطح المعدنية – للإستخدام الداخلى والخارجى قبل الدهان النهائى
- دهان خزانات المياه الحديدية الخاصة بمياه الشرب
- دهان الهياكل الحديدية والصهاريج والمواسير ومحطات المياه والصرف الصحى
والماكينات المعرضة للعوامل الجـوية والكيميائية
- معالجة و حماية حديد التسليح للخرسانة من الصدأ 
- دهان منشآت الطرق والكبارى وأبراج كهرباء الضغط العالى 
 • أهم الممـيزات :-
- ذو صلابة عالية ومقاومة للبرى والإحتكاك 
 - سهل التشغيل سواء بالفرشاة أو الرولة أو مسدس الرش
- ذو مقاومة عالية للكيماويات والأملاح والزيوت والمذيبات 
 - التصاق قوى بين الخرسانة وحديد التسليح المدهون بكيمابوكسى 131زد إن بى 
- يتوفر باللون الأبيض ويمكن إنتاجه بألوان متعددة
- يتحمل درجات الحرارة المرتفعة والمتغيرة حتى 100º س
- ليس له تأثير ضار بالصحة
- خالى من المذيبات • معدل ما يغطيه كيلو جرام واحد :-
- الكيلو جـرام يغطى حوالى 4م 2
• طريقة الإستعمال :-
1 - تنظف الأسطح تماماً من الأتربة والصدأ والشوائب وازيوت والشحومات
2 - يخلط مركبى كيما بوكسى 131زد إن بى خلطاً جيداً 
3 - تدهن الأسطح بالفرشاة أو بالرولة أو بمسدس الرش • فى حالة الدهان وجهان يخفف الوجه الأول بكيم سولف 3 بنسبة 10- 15 %
• المواصفات الفنية :-
- اللون ........................................ رمادى – أبيض
- نسبة المواد الصلبة .......................... 100%
- الكثافة عند 25 °م .......................... 1.3 ± 0.03كجم/لتر
- نسبة خلط المركبين أ + ب بالوزن ........... 3 : 1
- فترة التشغيل عند 25 °م .................... 45 دقيقة
- زمن الجفاف الإبتدائى عند 25 °م ........... 4 ساعات
- زمن الجفاف النهائى عند 25 °م ............. 24 ساعة
- فترة التصلب الكامل ......................... 7 أيام
- وقن دهان الوجه التالى ...................... 18 ساعة
- أقل درجة حرارة للتشغيل ................... 10 °م
- مقاومة الحــرارة ......................... 100 °م
- معل الإســتهلاك ......................... 250جم / م2
• العبـــوات :-
- مجموعة من مر كبين زنة 4 كجم
- يتم الخلط بالوزن طبقاً لما هو مدون على العبوات
• التخـــزين :-
- يمكن تخزينه لمدة 24 شهر فى ظروف تخزين مناسبة وفى عبوات مغلقة كيمابوكسى 100 إس KEMAPOXY 100 S
دهان إيبوكسى من مركبين لحماية المنشآت الحديدية الجديدة والصدئة وذات الدهانات المتآكلة
• عبارة عن دهان إيبوكسى نهائى يستعمل كطبقة دهان أولية وأساسية من مادة الإيبوكسىوالألومنيوم وله خاصية إلتصاق عالية 
 • من إنتاج شركة كيماويات البناء الحديث CMB
CHEMICALS FOR MODERN BUILDING
• أهم الإستخدامات :-
- يستخدم فى دهان جميع المنشآت والأعمال الحديدية الجديدة بعد تنظيفها وتجهيزها
- إعادة دهان المنشآت والأعمال الحديدية التى يعلوها الصدأ وتجديد الدهانات القديمة
- وهو مثالى فى حماية الأسوار والكبارى وأى منشآت الحديدية أخرى معرضة للجو
• أهم الممـيزات :-
- يعطى طبقة عاكسة لأشعة الشمس مما يقلل من الإمتصاص الحـرارى ومقاومة
تأثير الأشعة فوق البنفسجية والتقلبات الجوية
- لا يحدث له أى سيولة أو تفكك عند دهانه فوق الدهانات القـديمة قوية التماسك
• معدل ما يغطيه كيلو جرام واحد :-
- الكيلو جـرام يغطى حوالى 4م
• المواصفات الفنية :-
- اللون ........................................ فضـى
- نسبة المواد الصلبة .......................... 88 %
- الكثافة عند 25 °م .......................... 1.14 ± 0.02كجم/لتر
- نسبة خلط المركبين أ + ب بالوزن ........... 4 : 1
- فترة التشغيل عند 25 °م .................... 3 ساعات وتقل بزيادةالحرارة
- زمن الجفاف الإبتدائى عند 25 °م ........... 8 ساعات
- زمن الجفاف النهائى عند 25 °م ............. 24 ساعة
- فترة التصلب الكامل ......................... 7 أيام
- وقت دهان الوجه التالى ...................... 18 - 24 ساعة
- أقل درجة حرارة للتشغيل ................... 5 °م
- مقاومة الحــرارة ......................... 120 °م
- معدل الإســتهلاك ......................... 250جم / م2 / وجه
بنتريتنج ســيلر
من إنتاج شـركة JOTUN
• برايمر مقاوم للصدأ ( بادىء )
- يستخدم على الأسطح المعدنية – للإستخدام الداخلى والخارجى قبل الدهان النهائى
اللاكيه ( ذات الأساس اللاكيدى ) وذلك باستخدام الفرشاة أوالرش التقليدى أوالرش
اللاهوائى , ويراعى أنيكون السطح نظيفاً وجافاً أثناء الإستخدام وأن يكون الهواء
خالياً من الأتربة وأن يكون محتوى الرطوبة فىالطبقة السفلية منخفضاً قدرالإمكان
• معدل ما يغطيه كيلو جرام واحد من البرايمر :-
- الكيلو جرام يغطى حوالى 10م2 بسمك طبقة دهان 35 ميكرون بعد جفافه التى
غالباً ما تكون 70 ميكرون غير جاف 
• يستخدم يوتن تنر رقم2 كمخفف ومنظف , حيث يستخدم فى تخفيف قوام البرايمر
كما يستخدم أيضاً فى تنظيف الأسطح الحديدية من الأتربة والشوائب قبل البرايمر
• وهناك عدة عوامل يجب مراعاتها عند الرش اللاهوائى أهمها :-
- الضغط عند الفونية ... 150ك/ سم2 – 2100 بى. إس. آى
- إتساع الفونية 0.015 – 0.021 بوصة 
- زاوية الرش ......... 65 – 85 درجة - يتوقف زمن جفاف البرايمرعلى درجة حرارة السطح كما يتضح من الجدول التالى
درجة حرارة السطح زمن الجفاف الإبتدائى زمن الجفاف النهائى
10 °م 3.50 ساعة 8.00 ساعات
23 °م 2.00 ساعة 4.00 ساعات
35 °م 1.00 ساعة 4.00 ساعات
- يجب حفظ العبوات مغلقة بإحكام فى مكان بارد جيد التهوية , بعيداً عن الحرارة
وأشعة الشمس المباشرة 
- الوزن النوعى للبرايمر 1.30 + 1.35 جم/سم2 ونسبة المواد الصلبة 50 + 2 
 قوراتول 1161
بريمر يحتوى على أكسيد الحديد ومواد مانعة للصدأ
• سريع الجفاف ... له قوة التصاق وتغطية عالية ... يخفف بالنفط أو التنر.
• الخــواص
- الجفاف السطحى ............... بعد ساعة واحدة
- الجفاف التــام ............... بعد 24 سـاعة
- اللـــــون ............... أحمـر طـوبى 
 - معدل الإستهلاك .............. 4/1 كـجم / م2
- العــــبوات ........ 25 , 5 , 1 , 2/1 كجم
 
قورا بريمر سلاقون 1166
بريمر يحتوى على أكسيد الرصاص ومواد مانعة للصدأ
• سريع الجفاف ... له قوة التصاق وتغطية عالية ... يخفف بالنفط .
• الخــواص
- الجفاف السطحى ............... بعد ساعة واحدة 
 - الجفاف التــام ............... بعد 24 سـاعة
- اللـــــون ............... برتقــــالى
- معدل الإستهلاك .............. 4/1 كـجم / م2
- العــــبوات ........ 30 , 5 , 1 , 2/1 كجم
 
قورا لاك 110
لاكيه للحديد والخشب والحوائط
• سريع الجفاف ... له قوة تغطية عالية ... لايصفر ... مقاوم للعوامل الجوية ...
شديد اللمعان ... له قوة صلابة عالية ... يخفف بالنفط .
• الخــواص
- الكثــــــافة ............... 1.3 مم / سم3
- الجفاف السـطحى ............... 3 - 4 ساعات
- دهان الوجه التالى .............. بعد 24 سـاعة
- اللــــــون ............... أبيض وأصفر وأحمر
- العــــبوات ............... 5 , 1 , 2/1 كجم
- معدل الإستهلاك .............. 100- 200 جم / م2
أى أن الكيلو جرام يسطح من 5 إلى 10 متر مسـطح
• التخــزين
- العبوات المقفلة التى لم تستخدم قط تخزن لمدة طويلة غير محدودة
- العبوات التىاستعملت يغطى السطح بقليل من الماء ثم تقفل بإحكام

التجليخ

رسم توضيحي لدولاب الجلخ حيث تزيل الجزيئات الحاكة أجزاءً من المشغولة

التجليخ (بالإنجليزية: Griding) هي عملية تشغيل بالحك تستخدم عجلة تجليخ كأداة للقطع. يستخدم للمشغولات التي تتطلب جودة سطحية فائقة ودقة عالية في الشكل والأبعاد كما يصلح التجليخ اقتصاديًا للأشغال التي لا تستوجب دقة عالية، كتشذيب حواف المسبوكات مثلا تتكون العدد الحاكة من حبيبات دقيقة من مواد حاكة ذات صلادة عالية جدًا (2200-3100 كغ/مم²) ومقاومة حرارية عالية وترتبط مع بعضها البعض بواسطة مادة رابطة لتشكل جسمًا متماسكًا.
تقطع الحبيبات الناتئة للمادة الحاكة في عجلة التجليخ (أحد أنواع العدد الحاكة) طبقة من مادة المشغولة على شكل رايش دقيق أثناء دوران العجلة بسرعة عالية تصل حتى 75 م/ثا
تشبه عملية تشكل الرايش في التجليخ إلى حد كبير عملية القطع بواسطة سن مقطع التفريز ومع أن صغر حجم الطبقة المقطوعة في التجليخ فإن للرايش البنية والظواهر نفسها التي تحدث للرايش في عملية التفريز حيث يوجد هنا تشوه مرن ولدن وتولد وتقسية للمشغولة، وتآكل.
إلا أن جميع الحبيبات لا تشترك معًا على نحوٍ متساوٍ في عملية التجليخ لأن قسمًا منها يقوم بقطع المادة المراد تجليخها في حين أن القسم الآخر بالكاد يقوم بالاحتكاك أو الخدش. لذلك بالإضافة إلى الرايش الدقيق نحصل أيضًا على غبار معدني يتلبد عند درجة الحرارة العالية الناشئة عن احتكاك دولاب التجليخ مع سطح المشغولة. يزداد ارتفاع درجة حرارة التجليخ مع ازدياد التآكل في الحبيبات وهذا قد يؤدي إلى تشوه المشغولة واحتراقها وحدوث تغيرات في بنيتها وتشكل تشققات في السطح المجلوخ. لهذا السبب يشيع استعمال تيار وافر من سائل التبريد (10-60 ليتر/دقيقة) عند جلخ حديد الصب.

أنواع التجليخ

تتعدد أنواع التجليخ وفقًا لطبيعة السطح المجلخ وتقسم إلى:

1. تجليخ سطحي.
2. تجليخ أسطواني مركزي.
3. تجليخ أسطواني لامركزي.
4. تجليخ داخلي.
5. تجليخ مقاطع التفريز وأدوات القطع.

التجليخ السطحي

تجليخ سطحي

يستخدم التجليخ السطحي على نحو أساسي في تشغيل السطوح المسطحة التي تثبت ميكانيكًا أو مغناطيسيًا. ويمكن أن تقسم عمليات التجليخ السطحي تبعًا لوضع عمود التجليخ إلى:

• تجليخ محيطي بعمود دوران أفقي.
• تجليخ جبهي بعمود دوران رأسي.

ويكون لآلات التجليخ السطحي طاولات ترددية تتحرك طوليًا ذهابًا وإيابًا، أو طاولات دوراة تتحرك دائريًا.

التجليخ الاسطواني المركزي

يستخدم في تشغيل السطوح الاسطوانية الخارجية. وهناط طرق للتجليخ الاسطواني:

• التجليخ المستعرض (بالإنجليزية: Traverse grinding): في هذه الطريقة يتحرك دولاب الجلخ حركتين، حركة دورانية حول محوره، وحركة عرضية عمودية على محور المشغولة (تغذية عرضية من أجل إزالة تسامح التشغيل باستمرار). كما تتحرك المشغولة حركتين أيضًا، حركة دورانية حول محورها، وحركة انتقالية على مدى محورها (تغذية طولية من أجل تشغيل كامل طول المشغولة). وفي بعض آلات التجليخ الاسطوانية تدور المشغولة فقط ويتحرك القرص ثلاث حركات، دورانية حول محوره وانتقالية في اتجاه التغذية العرضية، وانتقالية على جول محور المشغولة أي في اتجاه التغذية الطولية. يستخدم التجليخ الاسطواني المستعرض للمشغولات الطويلة والمستديرة.
• التجليخ العميق (بالإنجليزية: Full-depth grinding): في التجليخ العميق يتحرك دولاب التجليخ حركتين، حركة دورانية جول محوره وحركة طولية على طول محور المشغولة وتتحرك المشغولة فقط حول محورها. يستخدم التجليخ العميق للمشغولات القصيرة.
• التجليخ الغاطس (بالإنجليزية: Plung-cut grinding): في التجليخ الغاطس لا توجد حركة طولية للدولاب أو للمشغولة ويغطي دولاب التجليخ كامل طول السطح المراد تجليخه على المشغولة التي تدور حول محورها. يدور قرص التجليخ وبنفس الوقت يتحرك في الاتجاه العرضي. يستخدم التجليخ الغاطس في تجليخ المشغولات غير الطويلة نسبيًا (وخاصة في تجليخ التشكيل) وله إنتاجية عالية جدًا.أما بالنسبة لآلات التجليخ الاسطوانية فتنتج على نوعين: البسيطة والعامة (متعددة الأغراض) ولكن أساسيات التصميم واحدة في كلتا الحالتين. وتستخدم الآلة البسيطة في التجليخ بين محورين أما الآلة العامة (متعددة الأغراض) فلها عدة حركات وكثير من القطعه الإضافية لتزيد من حدود استخداماتها.

التجليخ الاسطواني اللامركزي

رسم تخطيطي للتجليخ اللامزكزي. إلى اليسار عجلة التجليخ، وفي الوسط المشغولة مستندة إلى مسند ارتكاز، وإلى اليمين عجلة الضبط المنحرفة بزاوية 1-4.5° عن محور عجلة التجليخ

آلة التجليخ الاسطواني اللامركزي

في هذا النوع من التجليخ تبقى المشغولة حرة دون تثبيت وتستند على مسند ارتكاز بين عجلة التجليخ وعجلة الضبط (المعايرة) اللتان توضعان بحيث يفصل بينهما مسافة أقل من قطر المشغولة بمقدار يساوي تقريبًا (2t) أي ضعف الطبقة المراد تجليخها في شوط واحد.
يضمن استناد المشغولة على مسند الارتكاز عدم انحنائها أثناء التجليخ مما يتيح أيضًا تجليخ المشغولات ذات الأقطار الصغيرة (1 مم) والأطوال الكبيرة (1.5 م).
تدور العجلات باتجاه عقارب الساعة في حين أن المشغولة تدور بعكس اتجاه عقارب الساعة بواسطة عجلة الضبط وتبلغ السرعة المحيطية لعجلة الضبط 10-90 م/د في حين أن سرعة عجلة التجليخ تكون أعلى بكثير : 30-35 م/ثا.
تمتد عملية التجليخ فوق كامل المشغولة بواسطة الحركة المحورية البطيئة بمحاذاة عجلة التجليخ وتعطى هذه الحركة للمشغولة بواسطة عجلة الضبط التي تنحرف قليلًا بزاوية 1-4.5° عن محور عجلة التجليخ.
تستعمل آلات التجليخ الاسطواني اللامركزي على نطاق واسع في مصانع الإنتاج الكبيرة والجملة لتجليخ مختلف الأجزاء الاسطوانية. كما يمكن استعمالها، بعد إجراء بعض الإضافات عليها كزيادة عدد مساند الارتكاز، في تجليخ أنابيب طويلة جدًا.

التجليخ الداخلي

يستعمل التجليخ الداخلي لتشغيل ثقب في مشغولة ولا يجوز أن يتجاوز قطر قرص التجليخ ثلثا القطر الداخلي للثقب المطلوب تجليخه وذلك حتى لا تزداد مساحة التلامس بين قرص التجليخ والمشغولة أكثر من اللازم مما قد يؤدي إلى تسخين شديد للمشغولة وإلى سوء عملية إزالة الرايش. ويجب أن تكون شياقات أقراص التجليخ في آلات التجليخ الداخلي قصيرة ومتينة ما أمكن.
يدور قرص التجليخ والمشغولة عادة في اتجاهين متعاكسين وبالإضافة للحركة الدورانية لقرص التجليخ فإنه يتحرك حركة ترددية على مدى محور الثقب في المشغولة.
تستعمل هذه الطريقة عادة في جلخ المشغولات الصغيرة نسبيًا لإمكانية تدويرها. أما المشغولات الثقيلة التي يصعب إمساكها وتدويرها فيجري تجليخها بالطريقة الكوكبية حيث تكون المشغولة مستقرة وثابتة في حين أن القرص يدور ليس فقط حول محوره وإنما حول محور الثقب المراد تجليخه أيضًا. وبالإضافة إلى هاتين الحركتين يتحرك القرص حركة ترددية على مدى طول محور الثقب.

تجليخ مقاطع التفريز وأدوات القطع

للحصول على سطوح ملساء في عمليات التشغيل يجب أن تكون أدوات القطع حادة لذلك يجب تجليخ هذه الأدوات كلما تثلمت. ويجب هنا الحفاظ على زاويتي الجرف والخلوص وإعادة تصحيح الحواف المثلمة لأدوات القطع في الوقت المناسب لأن زمن التجليخ يزداد بازدياد كمية المعدن المزالة.
تستخدم لتجليخ أدوات القطع آلات متنوعة مختلفة الأشكال بدءًا بآلة التجليخ الثابتة وانتهاءً بآلة التجليخ العامة.
توفرآلة التجليخ الثابتة –التي يمكن فيها تحريك الغطاء الواقي ومسند المشغولة بآن واحد- أعلى قدر من السلامة عند تجليخ الأدوات الكربيدية وأقلام الخراطة. وتؤمن آلة التجليخ العامة –المزودة بتجهيزات مناسبة للتثبيت والتغذية والاقتراب- ترتيب أقراص التجليخ ومقاطع التفريز فيما بينها في جميع الأوضاع المطلوبة وبالتالي الحصول على دقة فائقة في التجليخ عند تجليخ مقاطع التفريز الحلزونية. عند تجليخ مقاطع التفريز يسند كل سن أثناء تجليخه على مسند خاص مثبت في جسم الآلة ثم يحرك قرص التجليخ على حافته. ومن الممكن أن يجلخ بدوران قرص التجليخ ضد اتجاه القطع أو مع اتجاه الحد القاطع.
وكثيرًا ما تستخدم في الصناعات المعدنية آلة تجليخ يدوية لأشغال التجليخ الثانوية كتجليخ وتنعيم درزات اللحام والمصبوبات وحواف ألواح الصاج. كما تستخدم بعد تزويدها بأقراص فصل لدائنية في فصل المشغولات أو قطع أطوال الجانبيات بالإضافة إلى استخدامها لإزالة الصدأ عن المشغولات.

تثبيت الشغلة في عملية التجليخ

تثبيت الشغلة من أكثر الطرق أستخداما لتثبيت الشغلة على ماكينة التجليخ  :

 تثبيت الشغلة مباشرة على الظرف أوالتثبيت بالمنجلة 

أو التثبيت بطرق خاصة والتثبيت المغناطيسي

أول ثلاث طرق هي في حالات التجليخ للأسطح التي لا توازي آداة التجليخ، أما الوسيلة الرابعة فتستخدم في الشغلات الحديدية ونتيجة لأنتشار هذا النوع والإنتاج الضخم لماكينات التجليخ بطريقة التثبيت المغاناطيسي. أصبح التثبيت ممزوجا في تصميم الماكينة نفسها ويكون جزئا رئيسيا منها لا ينفصل. وإذا دعت الحاجة لاستخدام منجلة للتثبيت أو وسيلة أخرى يتم تثبيتها عن طريق القوة المغناطيسية. المنجلة : تصميم المنجلة في ماكينة التجليخ يناظر تصميمه السطحي في ماكينة التفريز, ولكنها أصغر في الحجم ولا تحتوي على قاعدة متصلة كما إن الثبات وقلة الاهتزاز ضروريان لعملية التجليخ. الظرف المغناطيسي : يكون دائريا أو مستطيلاً، ويتراوحطول القطرما بين 150 مم و 2 متر بالنسبة للأنواع الدائرية أما وبالنسبة للأنواع للمستطيلة يكون الطول بنفس الأبعاد تقريباً. المغناطيس في الأحجام الصغيرة نوعين : دائم أو كهربي ونوع كهرومغناطيسي الظروف الكهرومغناطيسية تستخدم الظاهرة الكهرومغناطيسية بواسطة قضيب معدني يدخل في ملف من الأسلاك ويتمغنط عندما يمر التيار الكهربي خلال الملف وفي النهاية يكون لدينا قطب شمالي وقطب جنوبي على حسب أتجاه السريان الكهربي في الملف. عند تصنيع جسم الظرف يتم دمجه بقطع من معدن مغناطيسي قوي. هذه الأقطاب الصغيرة تحيط الملف المصنوع من النحاس لكي يحمل التيار الكهربي. لترتيب اتجاه الدوران يكون رأس ونهاية المغناطيس باٌقطاب شمالية وجنوبية متغيرة. يكون وجه قطب الظرف مصنوع من معدن منظم إفرادياَ وشرائح غير مغناطيسية.

التحكم في التيار المار في الظرف يجب اي يكون بمحول خاص. الظرف يمكن ان يحول عن طريق تحريك المقبض من جهة للجهة المقابلة وعندما نقوم بالإغلاق تعكس لتعود للجهة الأولية لها. يجب مسك المكون على الظرف عن طريق حشو ما بين الشغلة وووجه الظرف وذلك في حالة كان التيار المعكوس يعطي تاثير لا مغناطيسي كامل يكون الحشو صلباً من معدن عديم الفائدة وكذلك يمتص كل الفيض المغناطيسي ويمكن استخدام حشو مكون من قطع من معادن مغناطيسية ومعادن غير مغناطيسية مثل النحاس. الظروف الكهرومغناطيسية يجب أن تكون متصلة بدعم كهربي ويكون غالبا مترواح ما بين 100 – 110 فولت و 200 -250 فولت ظرف المغناطيس الدائم: الشكل العام له وو مظهره شبيها بالظرف الكهرومغناطيسي والتغيير في مبدأ العمل يكون في أن القوة المغناطيسية المتولدة من التيار تكون بطريقة دائمة. و لذلك يصنع من سبيكة خاصة لها القدرة على الوصول بالمغناطيسية لمرحلة عالية مع بقاء المغناطيسية لفترة طويلة

ظرف الإكليبس عبارة عن مغناطيس مخلوط بشبكات من السيليكون على نفس شكل الحزمة المغناطيسية هذه الشبكات تشكل وحدة القوة والظرف يتكون عن طريق تقريب هذه الشبكات إلى معدن غير مغناطيسي والذي يتم تجمعيه بين القاعدة واللوحات العلوية. الشبكات لها حركة استطالية بسيطة يتم التحكم بها عن طريق محور مركزي يعمل على نفس الخط. و من الأشياء الشيقة في دراسة الظرف هي طريقة غلق وفتح المحول عن طريق حركة بسيطة من الشبكة. عندما تكون على الوضع المفتوح الاجزاء الصلبة من الشبكة ترتفع بواسطة العمود إلى أعلى اللوحة. وفي الوضع مغلق يكون الحشو المغناطيسي قد تحرك وهكذا الشبكة تكون خارج الخط.

جزء هام جدا في تثبيت الشغلة هو الظرف 

الثانوي, سطحه  أبعاده 125*62 مليمتر

 وكتلته حوالي 4 كجم، ووجهيه العلوي 

والسفلي لهم قابلية المغنطة، كما أنه 

يتمتع بالقدرة على تشغيل السطح العلوي

 أو السفلي أو كلاً من السطح العلوي والسفلي

 في آن واحد

الظرف ليس مهما فقط في عمليات التجليخ ولكنه مهم أيضا في علام الشغلة والبرد والمئات من الحالات التي يجب أن تكون فيها الرقائق الهشة الرفيعة مرفوعة. و بمقارنة مزايا النوعين : الظرف ذو المغناطيس الدائم والظرف الكهرومغناطيسي فالمغناطيس الدائم يعتمد على تيار كهربي ثابت وتصحيح الجهاز للتيار في المصنع ضروري لانه يستخدم فقط تيار متغير. عندما يكون الظرف بذاته بدون أي دعم كهربي يكون محمولا وقد يوضع على اي ماكينة إذا كان مفيدا ان يتم وضعه عليها. لصالح النوع الكهربي لا يوجد عمليا حدود للحجم والشكل بالنسبة للظرف الذي يمكن وضعه. وشريطة ان يكون الفولت يظل لا يتعدى 10% من قيمته الصحيحة لن تتغير القدرة للظرف. مع الوقت يخسر الظرف بعضا من قدرته المغناطيسية ونتيجة للصدمات والاهتزازات يتطلب اعادة مغنطة الظرف كل عدة سنوات

إزالة المغنطة عن الشغلة: بعد تثبيت الجزء على سطح الظرف، والانتهاء من العمل عليه، لابد من إزالة المغنطة المتولدة فيه، حيث يتولد فيه أثناء التثبيت مجالات مغناطيسية، ومن الممكن ظهورها لاحقاً عند استخدام الجزء أو عمل عملية أخرى. المعادن الأكثر صلابة تتأثر بالتثبيت المغناطيسي أكثر من الصلب الطري والحديد الزهر، ولكنهم جميعاً لابد أن يتم معالجتهم. يتم إجراء العملية عن طريق تثبيت الجزء على مجال مغناطيسي متفاوت (متغير). والذي بدوره يتخلل كل المجالات المغناطيسية الداخلية الموجودة داخل الجزء. وفي نوع اللوحات يتم وضع الجزء على اللوح وبعد ذلك تبدأ عملية المعالجة الغناطيسية له أما في النوع الذراعي فيتم إزالة المغنطة عن طريق قطبين خارجيين ويتم وضع الجزء في المساحة بينهم ومن ثم تبدأ عملية المعالجة. ولكن يتميز هذا النوع في الشغلات الكبيرة والغير تقليدية والتي يصعب وضعها على نوع اللوحات أو نقلها على اللوح.

ماكينات التجليخ السطحي من أقدم التصميمات في ماكينات التجليخ السطحي تلك التي يكون فيها حجر التجليخ فوق السط الموضوع عليه الشغلة وتصميم تلك الماكينة مر بمراحل تطوير تدريجية في السنين الأخيرة ومن أمثلة تطور الماكينات تلك المشروحة في الشكل تحتوي على ظرف عمل سطحي ذات مقاس 457 * 152 مليمتر والمشاوير العرضية والطولية للظرف تتم عن طريق اليد أو عن طريق تصميم هيدروليكي والحركة الهيدروليكية تتم عن طريق مضخة موجودة بداخل الماكينة. أما عمود الدوران فهو يعمل عن طريق رولمان بلي لتقليل الاحتكاك، والذي بدوره يحمل حجر التجليخ ذات القطر ال178 مليمتر والذي يدور بآخره عن طريق حزام ينقل الحركة من الموتور الموجود على العمود وباستخدام الحد الأقصى للقطر (178 مليمتر) في حجر التجليخ فيكون الحد الأقصى لارتفاعه عن منضدة العمل هو 240 مم
مع عمليات التقدم والطرق الأفضل في علميات التجليخ أصبحت التطبيقات لهذه الماكينة تقتصر على وجه الحصر تقريبا للعمل على التشطيب الجيد والدقة مطلوبة. وهو أساسا جهاز حساس وملائم لعميات التشطيب للأدوات المهمة والمقاييس والتي لها قيمة عالية. الفتحة الامامية تمكن المشغل لعمل الضبط ومتابعة سير عملية التجليخ بدون اي صعوبة. عندما يتم استخدامه للحد الاقصي في الورشة سيكون التعامل مع التجليخ عندئذ باستخدام جانب العجلة مثل الوجه. فهي تمكن الوجه الرأسي ليكون على مستوى الأرض مثل الوجه الأفقي والماكينات الأسطوانية ومن الضروري تحضير جانب العجلة لما تم مناقشته سابقا

ومن أمثلة الماكينات التي تستخدم طرف حجر التجليخ المثبت فوق منضدة العمل تلك الموجودة في شكل المقابل. حيث أن التثبيت مكون من ظرف مغناطيسي ويمكن أيضاً تزويد الماكينة بمنضدة تثبيت مستوية وطبيعة العمل بصفة عامة هو الاستفادة الأكثر من الظرف حيث أن عمود دوران التجليخ يدور بواسطة حزام نقل الحركة والذي يكون مربوطاً في الموتور على الجانب الاخر وله إمكانية الدوران بسرعة 1.17 متر/ دقيقة أو 1.7 متر/ دقيقة ويسمح مشوار لحجر التجليخ من المركز إلى نهاية الظرف والماكينة التي في الشكل تحتوي على ظرف 305 مليمتر ولذلك فإن الحد الأقصى للمشوار الواحد يكون في حدود 155 مليمتر والظرف به ثلاث سرعات هي 54 و 95 و 150 لفة / دقيقة من موتور متغير السرعات والذي تم رفعه عن طريق عجلة يدوية ضخمة وبتغذية 0.0025 مليمتر/ سنة من أسنانه وفي عمليات تجليخ الأسطح المتوازية يكون وضع الحجر أفقيا ولكن من باب الأحتياط يتم صنعه لكي يميل ب3 درجات على الجانب الآخر من السطح الأفقي كي يتيح التجليخ على الأسطح ذات الشكل المحدب أو المقعر وهذه العملية مفيدة عندما يتم تجليخ أجزاء ذات شقوق صغيرة، حيث أن المنضدة يمكنها التغير باحداثيات صغيرة جدا، وغرض تلك الماكينة لا يكون فقط تجليخ الأسطح الدورانية ولكن للأسطح الآخرى المتاحة ة من الظرف فالماكينة توفر طرق جيدة للعمل الجيد على الألواح والمكابس الحلقية والقطع في ماكينات التفريز

النوع الثالث من الماكينات الغرض من توضيح استخدامه كتشكيلة من الماكينات والتي توظف عجلة حلقية أو على شكل كوب على المحور الرأسي والذي يقع أعلى المنضدة الترددية وفي الشكل المقابل المحور هو عمود ينقل 30 KW على سرعة 960 لفة/دقيقة من موتور رأسي. وفي نهايته يحمل شفة على مكان العجلة الحلقية. المنضدة العكسية تعمل بنظام هيدروليكي وتكون سرعتها بحيث لا تتخطى 30.5 متر/الدقيقة. على الماكينات الخاصة الموضحة تكون أبعاد العجلة 457 مليمتر للقطر وكبيرة كفاية ليغطي عرض العمل المطلوب ويكون سطح العمل عرضه 420 مليمتر. وعلى بعض الماكينات التي من هذه النوعية تكون التغذية مدرجة بحيث تعطي القابلية لتغطية السطح حتى وان كان اعرض من العجلة. و تكون هذه التغذية مفيدة أحيانا لإنتاج سطح مستوى عندما يكون محور العجلة منحدر قليلا عن الرأسي. وهذه أحيانا يحدث لتقليل مساحة العجلة المتصلة بالشغلة ولتقليل الحرارة أيضاً.

القيادة الهيدروليكية كل الأنواع من ماكينات التجليخ بها منضدة تتحرك عن طريق القيادة الهيدروليكية، وهذه الطريقة تطورت منذ حوالي أربعين سنة، ويتم تطبيقها الآن على معظم ماكينات التجليخ، ولكن في بعض الماكينات الأخرى يتم استخدام طرق أخرى لتحريك المنضدة، كما أن تلك الطريقة تستخدم في في تحريك بعض الأجزاء الأخرى كما أنها تستخدم في تحريك أجزاء أخرى في ماكينات أخرى ولها تطبيقات منتشرة أخرى، وفكرة عملة بسيطة جدا بل أن بساطة فكرته هو عامل مهم واحد أسباب انتشاره فنجد أنه تحت منضدة العمل وفي مكان ملائم للحركة النسبية لها ويوجد أسطوانة طويلة ومكبس متصلة بالمنضدة أو الجزء الذي يتحرك وعن طريق وجود زيت في الأسطوانة يؤدي إلى تحريك المكبس ومن ثم تتحرك المنضدة أو الجزء عن طريق استخدام الصمامات وضغط الزيت فيؤدي ذلك حاجة المكبس وبالتالي حركة المنضدة ويمكن التحكم في سرعتها من الصفر إلى السرعة القصوى والشكل الآتي يوضح فكرة العمل.

كمان أنه هناك طرق أخرى لتحريك المنضدة وإجراء هذه العملية، كاستخدام التروس، والأحزمة، وغيرها من الطرق، ولكن لاستخدام الزيت أفضلية بسبب عدة ة أسباب : تغير السرعة بطريقة عشوائية حيث أنه يمكن اختيار أي سرعة ما بين الصفر والسرعة القصوى وتحتوي على سرعات ممكنة أكبر لها سهولة نسبية في السرعة العكسية ولها تحكم أسهل وأقل تعرض للتآكل كما انها أكثر أمنا وأنعم أثناء الحركة وبالتالي يقلل من الاهتزاز فيعطي سطح أنعم.

طريقة تجليخ الأسطح في عمليات التجليخ يجب أخذ كامل الأحتياط - أكثر من العمليات الأخرى – وذلك حتى لا تتشوه الشغلة عند لقطها. وقوة القطع هنا اقل من نظيرتها في التفريز وغيرها من العمليات ولذلك الضغط العادي كاف ليحمل الشغلة. وعندما نستخدم الظرف المغناطيسي يجب أن نضع في اعتبارنا ان الظرف قد يعتمد على وضع الشغلة اسفل وبالإضافة لذلك التوقفات قد تكون مهمة لتجنب ان يُدفع شكلها على طول وجه الظرف بواسطة جانب العجلة. وإذا كان وجه المرفوع خشنا وغير منتظم فالجانب الاخر يجب أن يكون ناعما بالقطع الخفيف وذلك قبل ازالة اي جزء من المعدن. عند ضبط وضع العمل يجب وضع العجلة بالقرب من العين وبعد ذلك إذا كان هناك طول كبير أرضي فالشغلة يستحسن ان تكون معكوسة على طولها الكلي والعجلة تدريحيا إلى الأسفل. التغذية الأتوماتيك قد ترتبط هي وبعض الزيادات على الوضع والقطع. قبل البدء في عملية التجليخ يجب أن يكشف على السطح للتاكد من نظافته وان عمليات التشغيل السابقة كانت صحيحة ام لا وان عملية التجليخ ستقوم بتغطيتها أم لا.

نحاس

29 نيكل → نحاس ← زنك - ↑ Cu ↓ Ag الجدول الدوري
صفات عامة
الإسم, الرقم, الرمز	نحاس, Cu, 29
سلاسل كيميائية	فلز انتقالي
المجموعة, الدورة, المستوى الفرعي	d , 4 , 11
المظهر	بني معدني
كتلة ذرية	63.546(3) g/mol
شكل إلكتروني	[Ar] 3d10 4s1
عدد الإلكترونات لكل مستوى	2, 8, 18, 1
خواص فيزيائية
الحالة	صلب
كثافة عندح.غ.	8.96 ج/سم³
كثافة السائل عند m.p.	8.02 ج/سم³
نقطة الإنصهار	1357.77 ك 1084.62 م ° 1984.32 ف °
نقطة الغليان	2835 ك 2562 م ° 4643 ف °
حرارة الإنصهار	kJ/mol 13.26
حرارة التبخر	kJ/mol 300.4
السعة الحرارية	(25 24.440 C (م) ° ( J/(mol·K
ضغط البخار P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T/K 1509 1661 1850 2089 2404 2836
الخواص الذرية
البنية البللورية	وجه مكعّب موسطن
حالة التأكسد	2, 1 (mildly basic oxide)
سالبية كهربية	1.90 (مقياس باولنج)
طاقة التأين (المزيد)	1st: 745.5 kJ/mol
	2nd: 1957.9 kJ/mol
	3rd: 3555 kJ/mol
نصف قطر ذري	135 pm
نصف قطر ذري (حسابيا)	145 pm
نصف القطر التساهمي	138 pm
نصف قطر فان دير فال	140 pm
متفرقة
الترتيب المغناطيسي	diamagnetic
مقاومة كهربية	20 °C 16.78 nΩ·m
توصيل حراري	(300 K ك ) 401 (W/(m·K)
تمدد حراري	(25 °C) 16.5 µm/(m·K)
سرعة الصوت (قضيب رفيع)	(ح.غ.) (annealed) 3810 م/ث
معامل يونج	130 GPa
معامل القص	48 GPa
معاير الحجم	140 GPa
نسبة بواسون	0.34
صلابة موس	3.0
رقم فيكرز للصلادة	369 MPa
رقم برينل للصلادة	874 MPa
رقم التسجيل	7440-50-8
النظائر المهمة
المقالة الرئيسية: نظائر النحاس نظ ت.ط. عمر النصف طر.إ. طا.إ.MeV ن.إ. 63Cu 69.17% Cu يكون ثابت وله 34 نيوترون 65Cu 30.83% Cu يكون ثابت وله 36 نيوترون

النحاس يرمز له (نح) فلزCopper يرمز له بـ (Cu) عدده الذري 29, ووزنه الذري 63,54 ، كثافته 8,95 ، ونقطة أنصهاره 1083 درجة مئوية, ونقطة غليانه 2310 درجة مئوية, وتكافؤه 1و2.
يوجد في الطبيعة بصورة منفردة او متحدة على شكل أكاسيد, ينقى بالتحليل الكهربائي, والنحاس مادة لينة القوام قابلة للطرق تتفاعل مع الجو مكونة نوع من الصدأ يعرف بأوكسيد النحاس لونها أخضر وهي مادة سامة, والنحاس عموما بطئ التفاعل مع الحوامض المخففة.
يعتبر النحاس من اقدم المعادن التي اكتشفها الانسان القديم و طوعا لاستخداماته المختلفة.
النحاس مادة جيدة للتوصيل الحراري والتوصيل الكهربائي, لذا تصنع منه المبادلات الحرارية والاسلاك والتوصيلات الكهربائية, كذلك يستخدم النحاس في صنع البطاريات والعدات الكهربائية والصناعية وأوعية الطهي.
يدخل النحاس في تركيب العديد من السبائك حيث يضاف مثلا للذهب بكميات قليلة لاعطاء الذهب الصلادة الكافية في تصنيع المخشلات, وتصنع منه العملات المعدنية كعملة نحاسية أو يدخل ضمن السبائك, يدخل في صناعة البرونز (سبيكة), وكذلك قي صناعة الأعتدة الحربية, وبعض الأجهزة والمعدات الموسيقية.

الوصف

معدن ذو لون أصفر ضارب إلى الحمرة, وهو يقع في الفصيلة IB (أو الفصيلة 11) في الجدول الدوري. وتشمل هذه الفصيلة معدني الفضة والذهب إضافة إلى النحاس[الجدول الدوري]؛ تحوي ذرته في طبقتها الإلكترونية الخارجية إلكتروناً S واحداً مع إشباع المدارات d في الطبقة الداخلية، فيكون أحادي التكافؤ، مثل عناصر الفصيلة IA إلا أن إلكتروناً من الطبقة d ما قبل الأخيرة يصبح إلكترون تكافؤ لتقارب سويات طاقة الإلكترونات d والإلكترونات الخارجية S، فيأخذ النحاس إضافة إلى درجة الأكسدة +1 درجة الأكسدة +2 وهي درجة الأكسدة الأثبت، وتصبح عندئذ الطبقة الداخلية فيه غير مكتملة، ويدخل في عداد المعادن الانتقالية[[[ر:]] المعدن].

تاريخ إستعمال النحاس

استُحصِل النحاس منذ عصور ما قبل التاريخ، ومن المحتمل أن يكون من بين أول العناصر التي استخدمها الإنسان، ويعود ذلك لعدّة أسباب:
ـ وجوده حراً ونقياً في الطبيعة.
ـ الألوان البراقة والمميزة لفلزات النحاس التي لا يمكن تجاهلها، ويسهل تعرّفها.
ـ سهولة إرجاع فلزاته إلى معدن النحاس.
ـ وجوده في بقاع كثيرة من الأرض.
ـ ليّن يمكن بسهولة تشكيله لأغراض منزلية أو لصناعة الحلي.
ـ استعمل الإنسان القديم البرونز bronze وهو سبيكة (خليطة) قصدير ونحاس.
وكان النحاس أول معدن يلين لإستخدام الإنسان فيما نعلم ؛ فنجده في مسكن من مساكن البحيرة عند روبتهاوزن في سويسره ، ويرجع ذلك إلى سنة 6000 ق.م تقريباً. ونجده أيضاً في أرض الجزيرة بين دجلة والفرات من عهد ما قبل التاريخ ، ويرجع إلى سنة 4500 ق.م تقريبا ؛ ثم نجده في مقابر البداري في مصر ، ويرجع عهده إلى ما يقرب من سنة 4000 ق.م ، ونجده كذلك في آثار أور التي ترجع إلى سنة 3100 قبل الميلاد تقريباً ، وفي آثار بناة الجبال في أمريكا الشمالية ، التي ترجع إلى عصر لا نستطيع تحديده. وليست تقع بداية عصر المعادن عند تأريخ إكتشافها بل يبدأ ذلك العصر بتحوير المعادن بواسطة النار والطَّرق بحيث تلائم غايات الإنسان ؛ ويعتقد علماء المعادن أن أول إستعدان للنحاس من مناجمه الحجرية جاء بفعل المصادفة حين أذابت نارُ أوقدها الناس ليستدفئوا، نحاساً كان لاصقا بالأحجار التي أحاطوا بها النار ؛ ولقد لوحظت أمثال هذه المصادفة مراراً في اجتماعات البدائيين حول نارهم في عصرنا هذا؛ ومن الجائز أن تكون هذه الحادثة العابرة هي التي أدت بالإنسان الأول في نهاية الأمر- بعد تكرارها مرات كثيرة- ذلك الإنسان الذي لبث أمداً طويلا لا يساوره القلق في إستعمال الحجر الأصم الصليب ، أن يجعل من هذه المادة المرنة عنصراً يتخذ منه آلاته وأسلحته ، لأنها أيسر من الحجر صياغة وأدوم بقاء ؛ والأغلب أن يكون المعدن قد أستعمل بادئ ذي بدء بالصورة التي قدمته عليها يد الطبيعة ، وإنها لَيَدٌ فيها سخاء وبها إهمال في آن واحد؛ فكان نقيا حينا، مشوبا في معظم الأحيان ثم حدث بعد ذلك بزمن طويل- وربما كان ذلك حول سنة 3500 ق.م- في المنطقة التي تحيط بالطرف الشرقي من البحر الأبيض المتوسط ، أن وقع الناس على فن صهر المعادن وإستخراجها من مناجمها؛ ثم بدءوا في صبهّا نحو سنة 1500 ق.م "كما تدل على ذلك النقوش البارزة في مقبرة رخ- مارا في مصر)؛ فكانوا يصبّون النحاس المصهور في إناء من الطين أو الرمل ، ثم يتركونه يبرد على صورة يريدونها ، مثل رأس الرمح أو الفأس ؛ فلما أن كشف الإنسان عن هذه العملية في النحاس ، استخدمها في مجموعة منوَّعة من المعادن الأخرى ؛ وبهذا توفر للإنسان من العناصر القوية ما إستطاع به أن يبني أعظم ما يعرف من ضروب الصناعة ، وتهيأ له الطريق إلى غزو الأرض والبحر والهواء؛ ومن الجائز أن تكون كثرة النحاس في شرقي البحر الأبيض المتوسط هي التي سبَّبَت قيام ثقافات جديدة قوية في الألف الرابع من السنين قبل الميلاد ، في عيلام وما بين النهرين ومصر ، ثم إمتدت من هاتيك الأصقاع إلى سائر أجزاء المعمورة فبدّلتها حالا بعد حال.
جاء العصر البرونزي بعد العصر الحجري. واستخدم المصريون القدماء مركّبات النحاس لتلوين الزجاج منذ 15000 عام قبل الميلاد، ومن المعتقد أنهم أول من استخلص النحاس منذ خمسة آلاف سنة على الأقل. فقد وجد بالتحليل أن الآنية القديمة التي صنعوها كانت من النحاس الخالص، وليس من سبائكه. وفي عام 400 ق.م انتقلت هذه المعلومات إلى أوربا وخاصة في منطقة سوانزي جنوب مقاطعة ويلز بالمملكة المتحدة.
غير أن النحاس وحده ليّن ، فهو على الرغم من شدة صلاحيته للتشكيل مما ينفع في تحقيق طائفة من أغراضنا "ماذا كان يصنع عصرنا الكهربائي بغير نحاس؟" إلا أنه أضعف من أن يحتمل مهام السلم والحرب التي تتطلب معدنا أقوى ؛ لهذا كان لابد من عنصر آخر يضاف إلى النحاس ليشدّ من صلابته ؛ ورغم أن الطبيعة قد أشارت إلى الإنسان بما عسى أن يضيفه إلى النحاس لهذه الغاية من مواد كثيرة الأنواع ، بل إن الطبيعة كثيراً ما قدمت له نحاسا تم بالفعل خلطه وإشتدت صلابته بما فيه من قصدير وزنك ، مكونّةً بذلك برونزاً طبيعيا أو نحاسا أصفر ، على رغم هذه المعونة من الطبيعة ، فقد لبث الإنسان- فيما نظن- قرونا قبل أن يخطو الخطوة الثانية في هذا الصدد ؛ وأعني بها خلط معدن بمعدن خلطا مدبرَّا مقصودا للحصول على مركبات أصلح لأغراضه.

الأهمية الغذائية للنحاس

يحتوي الجسم على كمية من النحاس لا تقل عن 100 ملجم؛ تساعد في الوقاية من فقر الدم المعروف بالأنيميا ، كما يدخل في تركيب بعض الأنزيمات ، ونقصه يؤدي إلى اضطراب النمو ، وفقر الدم ويمكن الحصول عليه من اللحوم وصفار البيض والفواكه والخضار. 

الاستخدامات الصناعية للنحاس ومركباته

من استخدامات النحاس المهمة صناعة أسلاك الكهرباء إذ يستهلك حوالي 40% من النحاس المنتج في العالم سنوياً في هذا المجال ، ونظراً لارتفاع الحرارة النوعية للنحاس فإنه يستعمل كوسيط لنقل الحرارة في عمليات التسخين والتبريد.

سبائك النحاس

الصفر (النحاس الأصفر)
يدخل النحاس في صناعة أنواع متعددة جداً من السبائك منها ما يلي:

• النحاس الأصفر (Brass): وهو سبيكة من النحاس والخارصين أو يسمى الزنك ، والنحاس الأصفر مقاوم للعوامل الجوية والمواد الكميائية ويمكن صبه وتلميعه، كما أن له ألواناً تتراوح من الأحمر إلى الأصفر إلى الأبيض حسب نسبة الخارصين فيه ، ويستخدم في التوصيلات الكهربائية وفي صنع السخانات والغلايات.
• البرونز ( Bronze ): وهو سبيكة من النحاس والقصدير ، ويتميز بأنه مقاوم للمواد الكميائية وشديد الصلابة، وتتكون بإضافة القصدير بنسبة 40% مما يجعلها تتصف بالمرونة.

هناك سبائك نحاسية كثيرة يختلف تركيبها باختلاف الوظائف التي تصنع لتأديتها والتي تختلف خصائصها حسب العناصر المكونة للسبيكة.

الانتاج

Chuquicamata (Chile). The largest open pit copper mines in the world.

Copper output in 2005

World production trend

Evolution of the historical copper price
source : minerals.usgs.gov (XLS)

Copper Prices 2003 - 2008 in USD

يتم تنقيب 10 ملايين طن متري من النحاس تقريبًا كّل عام في كل أنحاء العالم. وفي كل قارة مناجم (ترسبات) نحاس. وأغلب النحاس العالمي يأتي من سلسلة الجبال الممتدة من ألاسكا إلى طرف أمريكا الجنوبية. وفي بعض الأماكن، يستخرج عمال المناجم خام النحاس من مناجم بعيدة عن سطح الأرض، وفي أماكن أخرى، يزيحونه من حفر كبيرة مكشوفة على السطح. وفي التعدين المكشوف تزيح الجرافات الضخمة أو آلات أخرى الخام من "درجات" واسعة، ترتفع إلى 12 أو 21 مترًا. وتعدُّ تشيلي أكبر دولة منتجة للنحاس في العالم، حيث المناجم الضخمة بالقرب من سانتياجو وفي صحراء أتاكاما، تمثل المصدر لأغلب الناتج الوطني الإجمالي. وتنتج تشيلي نحو ربع إنتاج العالم من النحاس. وتأتي الولايات المتحدة في المرتبة الثانية حيث تنتج نحو خمس إنتاج العالم من النحاس. ويأتي ثلثا الناتج للولايات المتحدة من أريزونا. وتستورد الولايات المتحدة النحاس إذ إنها تستهلك من النحاس أكثر مما تنتجه. وتأتي كندا في المرتبة الثالثة من حيث الإنتاج، حيث تنتج أقل من عُشْر إنتاج العالم من النحاس. ويأتي أغلب نحاسها من كولومبيا البريطانية، وأونتاريو.
وتعتبر بيرو وبولندا وزامبيا من أهم منتجي النحاس. وتوجد ترسبات هائلة من خام النحاس في أستراليا والصين والمكسيك والكونغو الديمقراطية (زائير سابقًا).

للمزيد من المعلومات: Peak copper

In 2005, Chile was the top mine producer of copper with at least one-third world share followed by the USA, Indonesia and Peru, reports the British Geological Survey.


كيف ينتج فلز النحاس

يتم استخلاص النحاس من خاماته بالطرق الحرارية كما هو موضح فى شكل 12، ويتم ذلك على مراحل: تركيز معادن النحاس الموجودة فى الخامة، والتحميص إن كانت له ضرورة، والصهارة (الصهر) إلى مخلوط كبريتيدى، ثم تحويل المخلوط الكبريتيدى إلى نحاس مُبَثَّر. وينقى النحاس المبثر زيادة على ذلك لإنتاج الرُتَب التجارية. وقد استدعت معدلات الإنتاج المتزايدة استخدام درجات حرارة تشغيل أعلى، وصاحب ذلك ارتفاع فى فاعلية التفاعلات الكيميائية، وكبر أحجام الفلز والخبث والغازات الناتجة.^[1]


في موقع المنجم، تحمل الجرافات خام النحاس غالبا في شكل صخور جلمودية كبيرة في الشاحنات، وعربات السكة الحديدية. وتحمل هذه الناقلات الخام إلى المطاحن، أو المصاهر. ولايعامل كل الخام بالطرق نفسها؛ فهناك اختلافات تعتمد على نوعية الخام. وعلى كل حال، فإن طرق استخلاص النحاس قد صممت لفصل مواد المعادن النفيسة من الخام، ونفايات الصخور، ولاستخلاص النحاس، وأي فلزات أخرى قد توجد في الخليط الناتج، وكذلك لتنقية الفلزات المنتجة. والطريقة المتبعة أن يرسل الخام إلى المطحنة، حيث تفتت وتزال النفايات الصخرية، وترسل المواد الناتجة إلى المصهر، حيث يفصل النحاس الفلزي الذي قد يحتوي على فلزات أخرى، مثل الذهب، والفضة والنيكل التي يجب أن تزال بالتنقية.

الطحن

يـبدأ الطحن في الكسارة حيث يجرش الخام إلى قطع صغيرة، ثم يضاف الماء إلى الخام المجروش ليكون خليطاً شبيهاً بالحساء يسمى رزغة. وتمرر الرزغة في مطاحن الكرات وهي أسطوانات في شكل براميل دوارة ممتلئة إلى نصف سعتها بكرات حديدية. وأثناء دوران الأسطوانات، فإن الكرات تجرش الخام إلى جسيمات بحجم صغير كاف لتمريرها من خلال غربال به 1,600 فتحة لكل سم². وتعرض الرزغة بعد ذلك لعملية التعويم التي تقوم بتركيز الجسيمات الحاملة للمادة المعدنية. وتمر الرزغة أولاً في حاويات تسمى خلايا التعويم وهناك تضاف الكيميائيات والزيت ويحرك الخليط كله بوساطة مجاديف أو بالهواء المنبثق من خراطيم ضيقة لتجعله مثيراً للفقاقيع. وأحد الكيميائيات يثبت الفقاقيع، بينما تغطي مادة كيميائية أخرى جسيمات المعدن، بحيث تمكنها من الالتصاق بالفقاقيع. وتطفو الفقاقيع مع جسيمات المعدن إلى سطح الخلية مكونة رغوة. ثم تقشط هذه الرغوة، وتجفف ويسمى الناتج بركازة النحاس، وربما تحتوي ما بين 15 و33% من وزنها نحاسًا. أما النفايات، وتسمى بقايا، فلا تلتصق بالفقاقيع وتفرغ من الجزء الأسفل للخلية.

الصهر

يزيل الصهر أغلب الشوائب المتبقية بعيداً عن النحاس. في عملية الصهر، تذهب ركازة النحاس (في وجود الهواء والأكسجين النقي) أولاً خلال فرن عاكس. وهذا النوع من الأفران قد يعالج ما مقداره 2700 طن متري من خلاصة النحاس في اليوم. وتسلط حجرة وقود في طرف الفرن اللهب على الخلاصة لتحولها إلى كتلة تغلي. وتساعد الحرارة في التخلص من بعض الشوائب في شكل غاز ثاني أكسيد الكبريت وتترسب المادة المنصهرة في قاع الفرن. أما الشوائب الأخرى فترتفع إلى أعلى هذه الكتلة المنصهرة، مكونة خبثاً يتألف أساساً من أكسيد الحديد والسليكا ثم يقشط الخبث ويتخلص منه. أما الخليط الجديد المسمى المت فيحتوي على 50 إلى 75% نحاسًا. ويظل محتوياً على شوائب في شكل كبريتيد الحديد وفلزات أخرى.
ويؤخذ المت في المرحلة الثانية إلى محول، حيث تعمل مضخات على ضغط الهواء خلال المت المنصهر، وتضاف السليكا التي تأتلف مع الشوائب لتكوّن خبثاً. هذا الخبث يقشط من الطبقة العليا، ويسمى الخليط الجديد نحاسًا منفطًا، وذلك بسبب أن سطح النحاس يتنفط أثناء تبريده. ويحتوي هذا النحاس على 97 إلى 99,5% من النحاس النقي.
وتتم تنقية النحاس المنفط في فرن تنقية. وهذا الفرن يزيل أغلب الشوائب المتبقية وخاصة الأكسجين. وفي العملية المسماة بالتنقية بالصُّعد أو الإرجاع، فإن غازات طبيعية تدفع إلى داخل الفرن المحتوي على النحاس المنصهر. وعندما تحترق الغازات الطبيعية ينزع الأكسجين والغازات الأخرى من النحاس الناتج عن هذه العملية فيكون بنقاوة 99,9%.
أما الأفران العاكسة المستخدمة فى صهارة خامات النحاس فيصل طولها ~ 30 م وتتفاوت فى عرضها من 7,5 إلى 10,5 م. وتتكون شحنتها فى العموم من رُكُزات محمصة أو غير محمصة، ويضاف إليها على فترات خبث منصهر من المحول ويضاف أيضاً صهور مناسب. والوقود المستخدم قد يكون غاز طبيعى أو زيت أو فحم مسحوق حسب المتاح والتكلفة. تتراوح درجة الحرارة ما بين 1480 و1650 ْم فى منطقة الصهر، وعلى الأقل ما بين 1090 و1260 ْم فى موضع القشد. والناتج من الفرن هو مخلوط النحاس الكبريتيدى، الذى يتكون فى أكثره من كبريتيد نحاسوز به نسب كبيرة من كبريتيد الحديدوز، وبه نسب أقل من كبريتيدات أخرى. وفى وقت من الأوقات استخدم طوب السليكا للتبطين، واستبعدت تقريباً كل الحراريات الأخرى فى البناء بأكمله، شاملاً سقوف العَقْد الكَتِفِى للفرن. وقد أدت معدلات الإنتاج العالية إلى تزايد الظروف القاسية على الحراريات، وأدى ذلك إلى الاستخدام المتزايد للطوب القاعدى لكامل بناء الفرن.
ويستخدم أسلوب العُقَد المعلقة للسقوف المبنية من الطوب القاعدى. وفى درجة حرارة تشغيل الفرن، يتأكسد الفلز عند النهايات المتعرضة للهواء، ويتحد مع المغنسيا الموجودة فى الطوب مكوناً رابطة مغنسية فرايتية. وعندما تشحن رُكَازات رطبة إلى داخل الفرن فإنها تسبب تصدع أو تَمَيُّه للطوب القاعدى حول الفجوات والعيوب، فإن ذلك يستدعى استخدام طوب حرارى لا يتميه بسبب الرطوبة مثل الطوب عالى الألومينا. وتبنى جدران الفرن الأعلى من خط الخبث كاملة من طوب المغنسيا. أما الجدران تحت خط الخبث فتبنى من طوب قاعدى محروق (مُكَلّس)، مُدعَّم من الخلف بطوب طين حرارى. وتتكون بطانة قاع الفرن عادة من خليط دَّك من المغنسيا، مدعم من الخلف بطوب طين حرارى أو طوب قاعدى.
وفى المحول يتم تحويل المخلوط الكبريتيدى الخارج من الفرن العاكس، الذى يحتوى على 20-50% نحاس، إلى نحاس مَُبَثَّر نقاوته من 96 إلى 99%. تتكون شحنة المحول من المخلوط الكبريتيدى، وصهور سليكى أو أى صهور آخر حسب الحاجة، وتشحن فى بعض الأحيان رُكازات خام أو خردة نحاس. وأثناء عملية التحويل يدفع هواء من خلال فتحات فى المحول تسمى القصبات فيمر مباشرة خلال الشحنة المنصهرة. والخبث المتكون خلال هذه العملية يتكون من أكسيد حديد وسليكا بالإضافة إلى نسبة قليلة من النحاس. يعاد هذا الخبث مرة أخرى إلى الفرن العاكس. تترواح درجة الحرارة فى المحول ما بين 1150 و1315 ْم، ويبطن قاعه ومنطقة القصبات، وهى المنطقة المعرضة للبِلَى، بطوب من مغنسيا-كروم تُصب مصهورة.
أما أفران التخزين التى يحفظ ساخناً فيها النحاس المبثر الناتج من المحول قبل سبكه إلى بلاطات أو كتل، فإنها إما أن تكون أفران برميلية يمكن إمالتها أو أفران عاكسة ثابتة. ويتسعمل طوب قاعدى محروق (مكلس) لتبطين كلا النوعين من الأفران.
يحتوى النحاس المبثر على كميات كافية من الفلزات الثمينة تجعل عملية استعادتها عملية مجدية. وتتم عملية تنقية النحاس المبثر أولاً فى فرن عاكس، ويسمى هذا الفرن بفرن الأنودات، لأن النحاس يصب فى شكل أنودات. توضع الأنودات بعد ذلك فى خلايا إلكتروليتية، حيث يترسب النحاس النقى على الكاثودات (المهابط). وتتجمع الفلزات الثمينة من الذهب والفضة والبلاتين والبلاديوم وغيرها فى قاع الخلية، مكونة حمأة أو طَثْرَة. تسترد هذه المواد وتفصل منها الفلزات المتنوعة. تصهر الكاثودات الناتجة عن عملية التنقية فى أفران تسمى أفران الأعواد، ثم تصب فى شكل صبات، أم يمكن معالجتها بعد ذلك فى فرن كهربائى للحصول على نحاس خالى من الأكسجين أو على نحاس فسفورى.
أما الأفران المستخدمة لصهر النحاس الثانوى فهى أفران عاكسة تشبه فى التصميم أفران الأنودات وأفران الأعواد السابقة الذكر، ولكنها أصغر أحجاماً. تستخدم حراريات كربيد السليكون على نطاق واسع فى مسابك النحاس وسبائكه. أما المصاهر الومضية فتستخدم الحرارة الناتجة من أكسدة الكبريت الموجود فى خامة النحاس لتوفير الطاقة اللازمة للصهارة. الغازات العادمة المنبعثة من هذه العملية غنية بالكبريت مما يسهل عملية استرداده فى صورة عنصرية (حرة) أو فى صورة حمض كبريتيك. وتوجد عدة أساليب للصهارة الومضية، تتغير بتغير الحاجات إلى الوقود والأكسجين الإضافيين.
يوجد العديد من الأساليب المستمرة الحديثة لإنتاج النحاس المبثر مباشرة من الرُكازات المعدنية. وتتميز هذه الأساليب بتوفير الطاقة وسهولة مناولة المواد أثناء العمليات وانخفاض التكلفة الرأسمالية. وفى هذه العمليات المستمرة يتم اختيار الحراريات وفقاً لنفس الأسس المستخدمة فى عمليات الصهارة المعتادة. ومن هذه الأساليب الحديثة أسلوب نورندا، ويستخدم فيه محول عادى طويل يدفع فيه بهواء غنى بالأكسجين إلى طبقة المخلوط الكبريتيدى من خلال 50 قصبة أو أكثر من أحد جوانب المحول.تبقى هذه القصبات مغمورة فى المصهور طوال العملية ولا تُخرَج منه إلا فى حالات الطوارئ.
أسلوب وركرا لا يختلف كثيراً عن أسلوب نورندا إلا أنه تستخدم فيه مفاعل مكون من فرن ذو مجمرة يشبه إلى حد كبير الفرن العاكس. والعملية التقليدية من هذا الأسلوب تدفع بالأكسجين إلى المخلوط الكبريتيدى المنصهر خلال مواسير ممتدة من السقف أو من الجدران الجانبية، مكونة منطقة استقرار داخل الفرن تنفصل فيها المكونات السائلة غير الممتزجة عن بعضها البعض، بحيث يمكن تفريغ الخبث مباشرة. وأسلوب متسوبيشى أسلوب آخر مستمر لإنتاج النحاس ولكنه مرحلى: حيث توصل ثلاثة أفران توصيلاً متعاقباً، بحيث يتدفق المخلوط الكبريتيدى والخبث وفى النهاية النحاس المبثر بالجاذبية من فرن إلى آخر خلال مجموعة الأفران. والأفران الثلاثة هى فرن الصهارة وفرن كهربائى للترسيب وفرن التحويل.

الاستخلاص بالإذابة (النض أو التصويل)

تستخدم هذه الطريقة لاستخلاص الفلز من خامه بوساطة مذيب كيميائي. فيتم استخلاص النحاس من الخامات التي لا تتفاعل مع الكيميائيات المستخدمة في عملية الطفو. وفي عملية الاستخلاص بالإذابة هذه، فإن الماء المحتوي على حمض الكبريتيك، أو الكيميائيات الأخرى، ينتشر خلال الخام، ويذيب النحاس. يُمزج المحلول بمذيب من الكيروسين يحتوي بعض المواد الكيميائية التي تستخلص النحاس. ينفصل المزيج ويسيل النحاس مع المواد الكيميائية في محلول حمض الكبريتيك. يتم وضع المحلول في صهريج لإجراء عملية الاستخلاص الكهروكيميائي التي تشبه عملية التنقية الكهربائية. النحاس الناتج من هذه العملية يكون بنقاوة 99,9%.

التنقية الكهربائية

يجب أن يُنقى النحاس المستخدم في الموصلات الكهربائيه إلى درجة نقاء أعلى من 99,9%. ومن أجل ذلك، يصب ويسبك النحاس النفطة في قوالب بمساحة 90سم² وسمك 8سم لقطع كعكية، وتؤدي هذه القطع دور المصعد (القطب الموجب) في العملية الإلكتروليتية. ولمزيد من القواعد الكيميائية الداخلة في هذه العملية،

للمزيد من المعلومات: التحليل الكهربائي

توضع الأقطاب الموجبة داخل أحواض محتوية على محلول كبريتات النحاس، وحمض الكبريتيك، وتفصل تبادلياً بأقطاب سالبة (مهابط)، وهي ألواح رفيعة من النحاس النقي تسمى الألواح البادئة. وعندما يمر التيار الكهربائي من خلال الحوض تذوب المصاعد تدريجياً، مرسبة نحاساً بنقاوة 99,9% على المهابط. وأغلب الشوائب المتبقية في الأقطاب الموجبة تستقر في قاع الحوض مكونة راسباً طينياً. ويستخدم العاملون في تعدين النحاس طرقاً عدة لاستخلاص كميات ضئيلة من الذهب والفضة والبلاتين وفلزات أخرى من الراسب الطيني. وبعد عملية التحليل الكهربائي، تصهر المهابط النحاسية في فرن كهربائي، وتسبك في أشكال وأحجام متعددة مثل، القضبان، والكعكات والقطع والكتل.

الطرق

للمزيد: [[تقنيات استخلاص النحاس]]

وجوده في الطبيعة واستحصاله

يعدّ النحاس من المعادن متوسطة الانتشار في الطبيعة إذ لا تتجاوز نسبته في القشرة الأرضية 0.012% وزناً. ولخموله الكيمياوي يصادف في الطبيعة أحياناً بالحالة الحرة، ويصادف بصورة رئيسية على شكل مركّبات كبريتية، مثل CuS والشالكوسيت Cu2S والشالكوبريت CuFeS2 ومركّبات أكسجينية، مثل الكوبريت Cu2O وCuO والمالاكيت CuCO3Cu(OH)2، وCuSiO3.2H2O، وCu4(OH)6SO4. ويحصل على النحاس من مركّباته الأكسجينية بإرجاعه بالكربون. ولاستحصاله من مركّباته الحديدية الكبريتيه تحرق هذه المركّبات جزئياً، فيتأكسد الحديد بتمامه متحولاً إلى FeO ويفصل بشكل سيليكات الحديد بتفاعله مع أكسيد السيليكون SiO2، ويتحول جزء من Cu2S إلى Cu2O الذي يتفاعل مع Cu2S المتبقّي، فينفصل النحاس، وينطلق غاز ثنائي أكسيد الكبريت:


تبلغ نقاوة النحاس المحضر بهذه الطريقة 98%، وللحصول عليه نقياً جداً تستخدم إحدى الطريقتين الآتيتين:
1- الأكسدة بالهواء الساخن: تتم أكسدة جزء من النحاس (بنقاوة 98%) بأكسجين الهواء متحولاً إلى Cu2O الذي ينحل في النحاس المصهور الذي لم يتأكسد بعد. يتخلى Cu2O عن أكسجينه في هذا المزيج للمعادن المرافقة للنحاس على شكل شوائب سهلة الأكسدة، ويختزل ما تبقى من الأكسيد Cu2O بالفحم. تبلغ نقاوة النحاس الناتج بهذه الطريقة 99.5%.
2- التحليل الكهربائي: تجري هذه العملية في خلية كهربائية التحليل الكهركيمياوي يكون فيها الأنود من النحاس المشوب (98%)؛ والكاتود من النحاس النقي. يغمس الإلكترودان في محلول حمضي (مثل H2SO4) لكبريتات النحاس CuSO4، فينتقل النحاس في أثناء هذه العملية من الأنود إلى الكاتود. أما الشوائب فمنها ما يبقى عالقاً بالأنود (خاصة الحديد)، ومنها ما يترسب على شكل كبريتات عديمة الانحلال. تبلغ نقاوة النحاس المحضّر بهذه الطريقة 99.99%. 

تصنيع المنتجات النحاسية

تنتج المنشآت الصناعية، مثل مصانع النحاس الأصفر (الصفر) والأسلاك، أشكالاً نصف مصنعة منها الألواح والأنابيب، والأسلاك، والقضبان. وتصنع هذه الأشكال من القضبان والكعكات، والكتل والقطع النحاسية، ويشتريها مصنعو منتجات النحاس.

ألواح النحاس

تصنع من كعكات النحاس ذات المقاسات 64 سم عرضًا و20 سم سمكًا و183 سم طولاً. وتسخن هذه الكعكات في فرن عند درجة حرارة 926°م ثم تلف على آلة دوارة على درجة عالية من الحرارة في شكل ألواح بسمك 13ملم، وتقوم آلات بتسوية الألواح للسمك المطلوب. ثم تقطع الألواح قطعًا بالأحجام المطلوبة لصنع منتجات مثل ألواح السقف وأواني الطبخ، وألواح الحفر الضوئي (حفر الكليشيهات). انظر: الحفر. 

أواني المطبخ المصنوعة من النحاس تستخدم على نطاق واسع، فالنحاس موصل جيد للحرارة، ويتحمل درجات حرارة عالية.

أنابيب النحاس

تصنع من كتل النحاس التي تتفاوت في نصف قطرها من ثمانية إلى 23سم، أما طولها فقد يبلغ 132سم. يسخن العمال الكتل في فرن ويثقبونها لتعطي أنبوباً خشناً، وتضغط هياكل الأنابيب خلال قوالب وأجهزة أخرى لصنع أنابيب الحجم المطلوب. وتستخدم هذه الأنابيب لصنع أنابيب الصرف الصحي، وخطوط الغاز بالمنازل والقنوات والأنابيب الكهربائية.

الأسلاك النحاسية

تصنع بعد صب المهابط النحاسية المنصهرة على هيئة قضبان عرضها 10سم وسمكها 7,5سم، تسوى القضبان في آلة دوارة لتكون بسمك 6ملم وتسحب بعد ذلك من خلال قوالب آلات سحب الأسلاك، وتشكل هذه القوالب القضبان إلى الأحجام المطلوبة. وتستخدم أغلب الأسلاك النحاسية لأغراض نقل التيار الكهربائي.

النحاس المنكبس

يكبس (ينبثق) النحاس أحياناً من خلال فتحة في قالب ليكون أشكالاً معينة، ويمكن أن ينبثق أيضاً في شكل قضبان وأنابيب، وأشكال أخرى خاصة، ويصنع منها المفصلات ومقابض الأبواب وأدوات معدنية أخرى.

خواصه الفيزيائية واستعمالاته

النحاس معدن ذو لون أصفر، عدده الذري 29، وزنه الذري 63.54، درجة انصهاره 1083.4 ْ، ودرجة غليانه 2595 ْس، القساوة (للألماس = 10) تساوي 3.0، نصف قطر ذرته 1.28 أنغستروم، المقاومة الحجمية الكهربائية (أي مقاومة مكعب من النحاس طول ضلعه 1سم) هي 1.6730 × 10-6 أوم. سم عند درجة حرارة 20 ْس، وتزداد مقاومة النحاس بارتفاع درجة الحرارة. له نظيران موجودان في الطبيعة هما 63Cu (نواته تحوي 29 بروتوناً و34 نتروناً)، و65Cu (نواته تحوي 29 بروتوناً و36 نتروناً). وله تسعة نظائر مشعة لها الأعداد الكتلية : 58، 59، 60، 61، 62، 64، 66، 67، 68.

"الخواص الفيزيائية للنحاس"

المعدن	الكهربائية	الحرارية
فضة	106	108
نحاس	100
ذهب	72	76
بلاتين	16	18
أنتموان	4.5	5
نيكل	25	15

• (الناقلية النسبية على أساس النحاس 100).

كمون نصف التفاعل (Cu2+/Cu) يساوي 0.34 فولت؛ أي إنه يقع فوق الهدروجين بالترتيب الكهرحركي.
يعدّ النحاس من المعادن القليلة التي تستعمل بشكلها النقي (يعدّ المعدن نقياً إذا كان يحوي 0.5% من عنصر أو عناصر أخرى)؛ ويعود ذلك إلى ناقليته العالية للكهرباء وللحرارة. ويبيّن الجدول (1) الناقلية الكهربائية والحرارية النسبية لعدد من المعادن النقية مقارنة بالنحاس عند درجة الحرارة20 ْس.
وتقلّل الشوائب الموجودة في معدن النحاس كثيراً من ناقليته الكهربائية. والكبريت أشد العناصر ضرراً بالنحاس. وفي الواقع اشتق اسم الكبريت من الكلمة اليونانية Sulvari؛ ومعناها «عدو النحاس».
للنحاس النقي استعمالات كثيرة لما يتميّزبه من ناقلية عالية للحرارة والكهرباء، ومقاومته للتآكل، وقابليته للسحب والطرق، وألوانه الجميلة، ويمكن التحكم بخواصه بالتلدين، وتوصيله ولحامه سهلان. ويستعمل النحاس وبعض مركّباته في تفاعلات الوساطة خاصة تفاعلات الأكسدة. وتدخل بعض مركّباته في تركيب كثير من الأصبغة المعدنية ومبيدات الحشرات والآفات الزراعية. ويأتي النحاس بعد الحديد والألمنيوم في الأهمية الصناعية.
يستعمل منه في التطبيقات الكهربائية 55% من الناتج الكلي و15% في البناء، و12% في صناعة السيارات و9% في صنع «المكنات» والمعدات الصناعية. وتستعمل سبائكه في مختلف الصناعات والانشاءات الهندسية. يراوح عدد سبائكه ما بين 150 و200. وهي ذات استعمالات واسعة، منها البرونز (90% نحاس + 10% قصدير)، والشبه (النحاس الأصفر) brass ت(60% نحاس +40% زنك)، والمنغانين (85% نحاس +12% منغنيز+3% نيكل)، والكونستانتان (59% نحاس +40% نيكل +1% منغنيز).

خواصه الكيمياوية

للنحاس البنية الإلكترونية: s1s2s22p63s23p64s13d10d؛ أي إنه يحوي إلكتروناً واحداً في المدار الخارجي s، مثل المعادن القلوية[ر: القلويات]. فالبوتاسيوم ذو العدد الذري 19 والذي يقع في الدور نفسه الذي يوجد به النحاس له البنية الإلكترونية s1s22s22p63s23p64s1s. لكن الفرق شاسع بين نشاط البوتاسيوم والنحاس؛ فالنحاس لا يستطيع إزاحة الهدروجين من الحموض، وهو لا يتأثر بأكسجين الهواء.
يتأكسد أيون النحاس الأحادي بسهولة إلى أيون نحاس +2. ويمكن تثبيت النحاس +1 بتكوين مركّبات قليلة الانحلال، مثل CuCl أو مركّبات معقدة [المعقّد] مثل NaCuCl2.
أيون النحاس Cu2+ اللامائي لا لون له، ولكن الأيون المميّه أزرق. يترسب Cu(OH)2 بإضافة هدروكسيد الأمونيوم NH4OH إلى محلول Cu2+، ويعود هذا الراسب فينحل لتشكل معقد نشادري:

ملف:10469-1.png

10469-1

لا ينحل هدروكسيد النحاس بزيادة من أساس قوي لأنه ليس أمفوتيرياً (مذبذباً).
أهم أملاح النحاس كبريتات النحاس خماسية الماء CuSO4.5H2O التي تسمى الزاج الأزرق، وبتسخينها عند الدرجة 100 ْس تتحول إلى CuSO4.H2O ويخسر ماءه جميعه عند الدرجة 250 ْس. وهي تستعمل كثيراً مبيداً للحشرات والفطور لأن أيون النحاس سام لهذه الأحياء.)..^[2]