کاربرد اکسید منیزیم (MgO) بیشتر به ویژگی های منحصر به فرد آن مربوط می شود. حتی به نظر می رسد کاربرد منیزیم اکسید در زمینه های مختلف روز به روز افزایش پیدا کند.
منیزیم اکساید یا اکسید منیزیم، یک اکسید فلز قلیایی خاکی است. اکثر اکسید منیزیم تولید شده امروزه از کلسینه کردن مواد معدنی طبیعی به دست میآید. منیزیت، MgCO 3، رایج ترین منبع تهیه اکسید منیزیم به حساب میآید. دیگر منابع مهم تهیه اکسید منیزیم شامل آب دریا، رسوبات زیرزمینی آب نمک و بسترهای عمیق نمکی است که در آنها هیدروکسید منیزیم [Mg(OH) 2 ] یافت میشود.
منیزیم هشتمین عنصر فراوان است و میزان آن برابر با دو درصد از پوسته زمین و معمولاً 0.12 درصد از آب دریا است. هر دو مورد MgCO 3 و Mg(OH) 2 با کلسینه کردن به MgO تبدیل میشوند. به طور کلی، عملیات حرارتی فرآیند کلسینه کردن بر مساحت سطح و اندازه منافذ و در نتیجه واکنش پذیری اکسید منیزیم تشکیل شده تأثیر میگذارد.
منبع تهیه این ماده معدنی، تا حد زیادی سطح و ماهیت ناخالصیهای موجود در مواد کلسینه شده را تعیین میکند. منیزیم کاستیک کلسینه شده با کلسینه کردن ماده اولیه در محدوده 700 تا 1000 درجه سانتیگراد تشکیل میشود. با تهیه اکسید منیزیم از طریق کلسینه کردن در محدوده 1000 تا 1500 درجه سانتیگراد، از محصول تولید شده در زمینههایی (مانند کود و خوراک دام) استفاده میشود که فعالیت شیمیایی کمتری مورد نیاز است.
منیزیای سوخته که در کورههای شفت و دوار در دمای بالای 1500 درجه سانتیگراد تولید میشود، واکنش پذیری شیمیایی کاهش یافتهای دارد. بنابراین برای کاربرد در زمینههایی که به مواد نسوز نیاز داریم، مناسب تر است. منیزیای ذوب شده برای انواع کاربردهای ساخت مواد نسوز و محصولات الکتریکی استفاده میشود.
این نوع منیزیا در کوره قوس الکتریکی از منیزیای کلسینه سوز آور در دمای بیش از 2650 درجه سانتیگراد تولید میشود.
انواع کاربرد اکسید منیزیم در صنایع مختلف
ویژگیهای مطلوب مگنزیا یا منیزیم اکسید باعث افزایش تحقیقات درباره کاربرد این ماده معدنی در این صنایع شده است. از جمله مصالح ساخته شده از منیزیم اکسید، سرامیکهای متراکم مهندسی شده هستند که در ساختمان سازی کاربرد بسیار زیادی دارند. علاوه بر این کاربرد، اکسید منیزیم در طیف وسیعی از مصالح و مواد های نسوز و الکتریکی استفاده میشود. به عنوان مثال، امروزه از منیزیم اکسید برای ساخت پانلهای منیزیم اکسید نسوز و ضد حریق استفاده میشود.
ویژگی های اصلی اکسید منیزیم که باعث افزایش کاربردهای روز افزون آن شده است، عبارتند از:
- رسانایی حرارتی بالا
- رسانایی الکتریکی پایین
- ویژگی نسوز و ضد حریق مناسب
- عدم نفوذ پذیری نسبت به مادون قرمز
- استفاده از منیزیم اکسید به عنوان مصالح ساختمانی
- مقاومت خوب در برابر خوردگی، به عنوان مثال سربارههای پایه فولادسازی، هیدروکسید سدیم، آهن و نیکل
اگرچه منیزیم اکسید در آزمایشگاهها، کارخانههای شیمیایی و … نیز کاربردهای قابل توجهی دارد اما در ساختمان سازی و صنعت ساخت و ساز هم کاربردهای مهمی دارند که عبارتند از:
کاربرد منیزیم اکسید در ساخت مواد و محصولات نسوز
منیزیم اکسید در صنعت فولاد به عنوان آجر نسوز به طور گستردهای مورد استفاده قرار میگیرد. این ماده اغلب با کربن (به دست آمده از گرافیت و …) آغشته میشود تا بهترین خواص را برای مقاومت در برابر خوردگی در محیطهای سربارههای اساسی، بهویژه در کورههای BOF یا خطوط سرباره مخصوص تصفیه به دست آورد.
با توجه به این که در صنایع فولاد سازی، دمای مورد استفاده در خطوط تولید بسیار بالا است، استفاده از مصالح و محصولاتی که قابلیت تحمل این میزان گرما را دارند، ضروری و حیاتی است. به همین علت، از منیزیم اکسید برای ساخت موادی مانند آجرهای نسوز استفاده میشود تا قابلیت مقاومت در برابر گرمای بسیار زیاد به دست آید.
علاوه براین، آجر منیزیم اکسید اغلب در ترکیب با اسپینل یا کروم در صنایع فروآلیاژ، غیرآهنی، شیشه و سیمان استفاده میشود. مواد ریخته گری و اسپری بر پایه منیزیم به طور گسترده برای استفاده به عنوان پوششهای نسوز پایه برای کاربردهای انتقال فولاد استفاده میشود. نسبت آهک به سیلیس موجود در منیزیا تأثیر عمدهای بر خواص آن دارد.
کاربرد اکسید منیزیم در ساخت پانل منیزیم
پانل مگنزیا یا ساخته شده از منیزیم اکسید، در صنایع سوپرآلیاژی، صنایع هستهای و صنایع شیمیایی که به مقاومت مصالح و ابزارآلات در برابر خوردگی نیاز است، کاربرد پیدا کردهاند. امروزه انواع پانل با درجه خلوص متفاوت برای کاربردهای متنوع صنعتی در دسترس هستند.
همچنین در تولید پانل ساخته شده از منیزیم اکسید، از مواد افزودنی مناسب برای پخت بهتر یا محدود کردن رشد کریستال استفاده میشود. بسته به کاربرد محصول نهایی تولید شده، ماده افزودنی مورد استفاده از خاک رس تا ایتریا و آلومینا متغیر است.
با استفاده از روشهای صنعتی مناسب، امروزه تولید و ساخت پانل های با پایداری در 2400 درجه سانتیگراد در هوای آزاد، مقاومت در برابر دمای 1700 درجه سانتیگراد در فشار اتمسفر کاسته شده، پایداری در دمای 1600 درجه سانتیگراد در خلاء و نیز مقاومت در دمای 1400 درجه سانتیگراد در هیدروژن در مقالات علمی و مهندسی گزارش شده است.
سیمان های حاوی اکسید منیزیم
سیمان حاوی منیزیم اکسید (یا Sorel) یک چسب نسوز تولید شده بر اساس فرمول اکسی کلرید منیزیم است. این ماده به سرعت سخت میشود و در زمینههایی که به اثرات نسوز نیاز داریم و نیز در سایر زمینههای عمومی، کاربردهای خوبی پیدا کرده است. همچنین منیزیم اکسید به عنوان یک عامل پخت و حرارت دهی در دمای اتاق برای سیمانهای فسفاته استفاده میشود.
کاربرد منیزیم اکسید در سیستم های گرمایشی
پودر منیزیا یا منیزیم اکسید، به طور گستردهای به عنوان پرکننده در عناصر گرمایش الکتریکی، برای کاربرد در شرایطی که نیاز به تماس با هوا یا مایعات است، استفاده میشود. منیزیای ذوب شده ترکیب ایده آلی برای برخی از صنایع است و در مواردی همچون کاربرد در ایجاد محصولاتی با ویژگی مقاومت الکتریکی و هدایت حرارتی استفاده میشود. MgO یک لایه بین عنصر مورد استفاده به عنوان سیستم الکتریکی و غلاف و پوشش بیرونی تشکیل میدهد. همچنین منیزیم اکسید به عنوان عایق معدنی در کابلها استفاده میشود.
استفاده از منیزیم اکسید در تولید لولههای ترموکوپل
در صنایع مختلف، از منیزیم اکسید به عنوان پوشش و غلاف لولههای ترموکوپل، که ممکن است در محیطهایی با دما و حرارت بسیار زیاد قرار داده شوند، استفاده شده است. در واقع، خاصیت نسوز و ضد حریق منیزیم اکسید باعث استفاده از آن در تولید این دسته از محصولات شده است.
کاربرد منیزیم اکسید در تولید لنتهای ترمز
مگنزیا یا اکسید منیزیم به علت دارا بودن خواص ترمومکانیکی مطلوب در لنتهای ترمز استفاده شده است. سختی متوسط این ماده، در حالی که حرارت را از سطوح تماس محل اصطکاک به خوبی هدایت میکند، به اندازه کافی سایش و فرسودگی فلز را کم میکند. به این ترتیب میتواند برای ساخت لنت ترمز بسیار کاربردی باشد.
کاربرد منیزیم اکسید در ساخت صفحه نمایش پلاسما
مگنزیا یا اکسید منیزیم، به عنوان یک فیلم و پوشش محافظ در ساخت صفحه نمایش پلاسما استفاده میشود. در ساخت این محصول، از خواص الکترواپتیکی منیزیم اکسید بهره گرفته میشود.
سخن آخر
با گذشت زمان و پیشرفت علم و تکنولوژی، قطعا کاربردهای بیشتری برای اکسید منیزیم یافته خواهد شد. ویژگیهای خاص منیزیم اکسید میتواند مشکلات مختلفی را که امروزه در برخی از صنایع مهم و حیاتی وجود دارد، برطرف کند. تحقیقات درباره کاربرد بیشتر منیزیم اکسید در صنایع مختلف ادامه دارد. این ماده معدنی پرکاربرد میتواند به عنوان یک ماده اولیه ضروری در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گیرد.
منبع:
https://www.azom.com/amp/article.aspx?ArticleID=54
