فسفر برنز

فسفر برنز که معمولاً با نام Phos Bronze یا Phosphor Bronze شناخته می‌شود، برای ساخت قطعات بسیاری در زمینه‌های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این محصول که در اشکال متعددی چون لوله فسفر برنز، ورق فسفر برنز، میلگرد فسفر برنز و… یافت می‌شود، آلیاژی از مس است که هم از قلع و هم از فسفر تشکیل می‌شود. تا پایان نوشتۀ امروز ثامن تجارت با ما همراه باشید تا دربارۀ خواص فسفر برنز، کاربردهای فسفر برنز، چیستی فسفر برنز و… اطلاعات بیشتری به دست آورید.

فسفر برنز چیست؟

فسفر برنز گروهی از آلیاژهای برنزی است که با ترکیب مشخص شده و از هم تفکیک می‌شوند. این ماده معمولاً شامل مس (95-85٪)، قلع (4-10٪) و درصد کمی از فسفر (0.1-0.35٪) است. افزودن فسفر خواص مکانیکی محصول را تا حد زیادی بهبود بخشیده، آن را قوی‌تر کرده و در برابر سایش و خوردگی نسبت به برنز معمولی مقاوم‌تر می‌کند.

بخش عمده‌ای از تغییرات ناشی از اثر فسفر به‌عنوان واسطه‌ای بین مس و قلع عمل می‌کند که باعث افزایش امتزاج‌پذیری و انتشار سطح اتمی دو فلز به یکدیگر می‌گردد. این ماده در حالت مذاب سیالیت بیشتری به فلز داده و امکان ریخته‌گری آسان‌تر آن را فراهم می‌سازد.

به نقل از ویکی پدیا:

از خواص دیگر این آلیاژ می‌توان به سختی، استحکام، ضریب اصطکاک پایین و دانه‌بندی مناسب اشاره کرد. فسفر باعث کاهش ویسکوزیته مذاب برای ریخته‌گری آسان و بهتر و کاهش مرزدانه‌های بین کریستال‌ها می‌گردد.

آشنایی با خواص فسفر برنز

این ماده یک فلز فوق‌العاده قوی و انعطاف‌پذیر است، و همین ویژگی‌ها آن را برای ساخت محصولاتی با مقاومت بالا در برابر خستگی، سایش و خوردگی شیمیایی یا قرار گرفتن در معرض عناصر، ایدئال می‌کند. در این‌جا به برخی از ویژگی‌هایی که فسفر برنز به آن‌ها معروف است می‌پردازیم:

• مقاومت عالی در برابر خوردگی و سایش
• هدایت الکتریکی خوب
• محصولی عالی برای افزایش عملکرد قدرتی
• ضریب اصطکاک پایین
• دانه‌ریزی
• خاصیت ارتجاعی عالی

کاربردهای فسفر برنز

معمولاً فسفر برنز در ساخت فنرها، بست‌ها و پیچ‌ومهره‌ها استفاده می‌شود. این قطعات باید در برابر خستگی و سایش مقاومت کرده و در عین حال خاصیت ارتجاعی بالایی را از خود نشان دهند. لوازم الکترونیکی دیجیتال، کنترل‌کننده‌های خودکار و خودروها همگی شامل قطعاتی هستند که با فسفر برنز ساخته شده‌اند. این ماده برای فرآیندهای قالب‌گیری مانند پانچ پرس، خم شدن و کشیدن نیز بسیار مناسب است. قطعات ساخته‌شده با Phosphor Bronze به دلیل عملکرد بالا، پردازش‌پذیری و قابلیت اطمینان شناخته‌شده هستند.

فسفر برنز و محصولات موسیقی

شاید برایتان جالب باشد بدانید که فسفر برنز یک مادۀ محبوب برای ساخت سیم‌های گیتار آکوستیک به شمار می‌رود. D’Addario سیم‌های گیتار Phos Bronze خود را در سال 1974 معرفی کرد و آن‌ها را به‌عنوان سیم‌هایی با طول عمر طولانی مورد بازاریابی قرار داد. علاوه‌بر طول عمر، این سیم‌ها باعث ایجاد تن صوتی گرم، روشن و متعادل می‌شوند. به‌طور مشابه، این آلیاژ در ساخت ساکسیفون نیز به کار گرفته می‌شود.

انواع فسفر برنز

اکنون که با چیستی و ماهیت فسفر برنز آشنا شدیم، بیایید ببینیم که این محصول بسته به کاربردهای متعددی که دارد، شامل چه انواعی می‌شود:

میلگرد فسفر برنز

میلگرد فسفر برنز در طیف گسترده‌ای از ابعاد و ضخامت به تولید می‌رسد. این محصول دارای خواص مکانیکی خوب، ماشین‌کاری مناسب، و قابلیت شکل دهی سرد فوق‌العاده‌ای است و جوش‌پذیری خوبی دارد. برنز فسفر مقاومت بسیار خوبی را در برابر خوردگی از خود به نمایش می‌گذارد، و به همین دلیل برای کاربردهای خارجی یا داخلی مناسب است.

ورق فسفر برنز

ورق فسفر برنز برای فنرها، پیچ‌ها، بوش‌ها و یاتاقان‌ها، کلیدهای الکتریکی با قطعات متحرک یا کشویی، بریج‌های دندانی، اجزای نی‌لوله‌های اندامی و محصولات یا مجموعه‌های گوناگون دیگری که در آن‌ها مقاومت در برابر خستگی، سایش و خوردگی مهم است، به کار گرفته می‌شود.

لوله فسفر برنز

لوله فسفر برنز حجم زیادی از نور تولیدشده توسط لامپ های فلورسنت را تأمین می کند و همچنین برای بهبود تعادل نور تولیدشده توسط لامپ‌های متال هالید نیز استفاده می‌شود. تابلوهای نئونی مختلف از لایه‌های فسفر برای تولید رنگ‌های متفاوت نور استفاده می کنند.

آیا فسفر برنز و قلع برنز یکی هستند؟

در پاسخ به این پرسش باید بگوییم، خیر فسفر برنز و قلع برنز یکی نیستند. قلع برنز نوع قدیمی‌تر و رایج‌تری است. فسفر برنز حاوی مقدار کمی از فسفر است که به‌طور نامتناسبی استحکام و مقاومت در برابر سایش را افزایش می‌دهد. تغییرات در سطح ماتریس اتمی بوده و از انتشار بهتر جزءِ قلع به کلِ مس حاصل می‌شوند، که به‌شدت ماده را تغییر می‌دهد. درنهایت، این دو گروه آلیاژی دارای خواص و کاربردهای متمایزی هستند.

منشأ فسفر برنز چیست؟

فسفر برنز در اوایل قرن نوزدهم، زمانی که متالورژیست‌ها در حال بررسی راه‌هایی برای بهبود خواص آلیاژهای برنز سنتی بودند، به وجود آمد. این دوره رشد فوق‌العاده‌ای را در انواع آلیاژ نشان داد، زیرا متالوژیست‌ها به دنبال آلیاژهای بهبودیافته برای کاربردهای صنعتی و نظامی بودند. افزودن فسفر به برنز یک تلاش آزمایشی عمدی برای افزایش خصوصیات مکانیکی آن ازجمله: استحکام، سختی و مقاومت در برابر سایش بود.

منشأ دقیق آن به دلیل کار متالورژیست‌ها و مخترعان گوناگون به دهه‌های 1830 و 1840 نسبت داده نشده است. اگرچه اغلب ساموئل مورلی را به توسعۀ فسفر برنز در بریتانیا نسبت می‌دهند، اما باید بدانید که جان بی دانسر و بنجامین هانتسمن در ایالات متحده نیز همین کار را انجام می‌دادند.

فسفر برنز چگونه ساخته می‌شود؟

به‌طور معمول برای اکثر آلیاژها، فسفر برنز عموماً با اختلاط دسته‌ای آلیاژ در یک کوره، به دنبال یک دستورالعمل تجویزشده و با استفاده از اجزایی با خلوص بالا ساخته می‌شود. مواد اولیۀ مورد استفاده در تولید فسفر برنز مس، قلع و فسفر هستند. این مواد به‌صورت خالص یا آلیاژی تهیه می‌شوند. نسبت‌های مورد نیاز مس، قلع و فسفر به دقت اندازه‌گیری شده و در یک کوره ذوب می‌شوند.

پس از آن مواد افزودنی برای گاززدایی و تشکیل سرباره وارد میدان می‌شوند. در طول ذوب، عناصر آلیاژی به‌طورکامل با هم‌زدن یا حرکات کوره مخلوط می‌شوند تا به همگنی برسند. فسفر معمولاً به‌عنوان یک آلیاژ اصلی برای کنترل مقدار دقیق افزوده می‌شود؛ آلیاژ اصلی یک ترکیب ازپیش‌ساخته و کوانتیزه‌شده از مس و فسفر برای افزایش دقت و امتزاج‌پذیری فسفر است.

هنگامی که آلیاژ همگن شد، بسته به کاربرد مورد نظر، به اشکال متفاوتی مانند شمش، میله یا بیلت ریخته می‌شود. سپس برای کاربردهای خاص، تجزیه و تحلیل طیف‌سنجی اجزای تشکیل‌دهنده صورت می‌گیرد تا اطمینان حاصل شود که نسبت‌ها مطابق دلخواه هستند.

جزئیات دقیق فرآیند آلیاژسازی بسته به نیازهای خاص آلیاژ و کاربردهای مورد نظر آن متفاوت خواهد بود. به‌عنوان مثال، افزودنی‌های مختلفی برای گاززدایی مورد استفاده قرار می‌گیرد و برای آلیاژهایی با بالاترین خلوص ممکن است از ذوب مجدد قوس خلاء استفاده شود.

رنگ فسفر برنز چیست؟

فسفر برنز معمولاً دارای رنگ قهوه‌ای مایل به قرمز یا طلایی است که نشان‌دهندۀ ترکیبی غنی از مس و وضعیت اکسیداسیون آن است. سایۀ دقیق ممکن است بسته به آلیاژ خاص و پرداخت سطح متفاوت باشد.

فسفر برنز چه شکلی است؟

فسفر برنز هنگامی که صیقل می‌شود، رنگ طلایی درخشانی دارد و بسته به وضعیت پولیش، سطحی مات به آینه ارائه می‌دهد. همان‌طور که اکسید می‌شود، درخشندگی آن از بین می‌رود و فلز به‌تدریج تیره شده و به رنگی عمیق‌تر، قهوه‌ای‌تر و به‌طور فزاینده‌ای مات می‌شود. هنگامی که در معرض حملات خورنده، ازجمله حملات آب، قرار می‌گیرد، سطح اکسید مس سبزرنگی که پودری و شکننده است ایجاد می‌شود.

فسفر برنز چه تفاوتی با برنز دارد؟

تنها تفاوت مهم بین این دو ماده این است که فسفر برنز حاوی فسفر کمیاب به‌عنوان یک عنصر آلیاژی است که رفتار سطح اتمی آلیاژ حجیم را تنظیم می‌کند. این موضوع چندین تفاوت کلیدی را نشان می‌دهد:

فسفر برنز به دلیل انحلال یا انتشار تغییریافتۀ قلع در مس حجیم، قوی‌تر و سخت‌تر از برنز سنتی است. این آلیاژها مقاومت بالایی در برابر سایش دارند و برای کاربردهایی مانند بلبرینگ و بوشینگ ساده مناسب هستند. هر دو آلیاژ در برابر خوردگی مقاومند، اما مقاومت فسفر برنز می‌تواند به مراتب بهتر باشد، به‌ویژه در محیط‌های نمکی و اسیدی. فسفر برنز به دلیل یکنواختی بیشتر در سطح ماتریس اتمی، هدایت الکتریکی بهتری را نسبت به برنز ارائه می‌دهد.

آشنایی با خواص شیمیایی فسفر برنز

خواص شیمیایی کلیدی فسفر برنز در جدول زیر مشخص شده است:

برای کسب اطلاعات بیشتر با جدول استاندارد برنز، به بخش مربوطه در منوی سایت ما سری بزنید.

راهنمای خرید فسفر برنز

در نوشتۀ امروز از وب‌سایت ثامن تجارت به ارائۀ اطلاعات جامعی دربارۀ فسفر برنز پرداختیم و شما را با خواص فسفر برنز، کاربرد فسفر برنز، ترکیبات شیمیایی فسفر برنز و… آشنا ساختیم. چنانچه قصد دارید این محصول منحصربه‌فرد و کاربردی را برای مصارف گوناگون خود تهیه نمایید، کافی است همین حالا با کارشناسان مجموعۀ ثامن تجارت تماس حاصل فرمایید.

پرسش‌های متداول

آیا فسفر برنز خوب است؟

برنز فسفر به دلیل خواص فنری عالی، هدایت الکتریکی بالا و مقاومت در برابر خوردگی شناخته‌شده است. اغلب در فنرها، تماس‌های الکتریکی و قطعاتی که به استحکام و هدایت الکتریکی نیاز دارند استفاده می‌شود.

آیا فسفر برنز بهتر از برنز است؟

اساساً فسفر برنز 92٪ مس دارد، و حاوی مقادیر کمی فسفر است که باعث می‌شود در مقایسه با برنز  کمی در برابر خوردگی مقاوم‌تر باشد. فسفر برنز به دلیل داشتن پاسخ متعادل و نسبتاً گرم خود معروف است.

چرا باید از فسفر برنز استفاده کنیم؟

فسفر برنز به دلیل خواص برتر آن نسبت به فلز، مانند شکل‌پذیری عالی و رسانایی الکتریکی ترجیح داده می‌شود. همچنین دارای نقطۀ ذوب پایین‌تری نسبت به فلز تفنگی است که کار با آن را آسان‌تر می‌کند و بدون تاب‌خوردگی یا ترک خوردن به دلیل قرار گرفتن در معرض گرما شکل می‌گیرد.

آیا فسفر برنز قوی است؟

فسفر برنز که آلیاژی از مس، قلع و فسفر است، به دلیل استحکام قابل‌توجه، مقاومت در برابر خوردگی و ویژگی‌های صوتی، ماده‌ای بسیار ایدئال برای استفاده در آلات موسیقی و کلیدهای الکتریکی با قطعات کشویی یا متحرک است.

مقالات فسفر برنز