استفاده از فلزها
کاربردهای گالیم: کاربردهای نیمه رساناها بر تقاضای گالیم حکمفرما شدهاند و حدود ۹۸ درصد آن را به خود اختصاص دادهاند. دومین کاربرد اصلی گالیم در لعل گالیم گادولینیم است.
۱۲. کبالت
زمان کشف: سال ۱۷۳۵
کاربردهای کبالت: این فلز کاربردهای گوناگونی به عنوان آلیاژ، کاتالیزور و در باتریها و رنگدانهها و رنگکاری دارد.
۱۳. نیکل
زمان کشف: سال ۱۷۵۱
کاربردهای نیکل: این عنصر کاربردهای فراوانی در طبیعت دارد و برای ساخت فولاد ضدزنگ و دیگر آلیاژهای ضدزنگ و ضدخوردگی استفاده میشود. از دیگر کاربردهای نیکل میتوان به استفاده از آن در ساخت لولههای نیکلی و مسی و نیز برای نمکزدایی گیاهان و تبدیل آب شور به آب مایع اشاره کرد.
۱۴. منگنز
زمان کشف: سال ۱۷۷۴
کاربردهای منگنز: اولین و مهمترین کاربرد قابل توجه این فلز در تولید آهن و فولاد است. پس از آن نیز میتوان استفاده از منگنز در تولید آلیاژهای آلومینیومی را دومین کاربرد مهم آن دانست.
۱۵. مولیبدنوم
زمان کشف: سال ۱۷۸۱
کاربردهای مولیبدنوم: حدود ۸۶ درصد از مولیبدنوم تولیدی، در حوزه استخراج و ذوب فلزات و مابقی آن را در کاربردهای شیمیایی مورد استفاده قرار میگیرد. البته این ماده کاربردهای دیگری نیز دارد، برای مثال حتی به عنوان کود برخی از گیاهان استفاده میشود.
۱۶. تلوریم
زمان کشف: سال ۱۷۸۲
کاربردهای تلوریوم: تلوریم را در تلورید کادمیم، پنلهای خورشیدی و آزمایشگاههای انرژی تجدید پذیر ملی بکار میگیرند. از این فلز همچنین به عنوان ماده ملونه در ساخت سرامیک استفاده میشود.
۱۷. تنگستن
زمان کشف: سال ۱۷۸۳
کاربردهای تنگستن: تقریباً نیمی از تنگستن تولیدی در ساخت مواد سخت بکار گرفته میشود. همچنین سختی و غلظت تنگستن برای دستیابی به انواع آلیاژهای فلزی سخت استفاده میشود.
۱۸. اورانیوم
زمان کشف: سال ۱۸۷۹
کاربردهای اورانیوم: از همان سالهای کشف این فلز، اکسید اورانیوم در رنگ کردن شیشه و سرامیک کاربرد داشته است. کاربردهای امروزی این فلز در زمینه تولید سوختها و سلاحهای اتمی است.
۱۹. زیرکونیم
زمان کشف: سال ۱۷۸۹
کاربردهای زیرکونیم: زیرکونیم یک فلز نسوز، سخت و مقاوم در برابر حملات شیمیایی است. پس غالباً برای کاربردهای در دمای بالا استفاده میشود. کاربرد اصلی این فلز عبارت است از مات کننده ظاهر کدر مواد سرامیکی.
۲۰. تیتانیم
زمان کشف: سال ۱۷۹۱
کابردهای تیتانیوم: تیتانیم در فولادسازی به عنوان عنصر آلیاژی کاهش دهنده اندازه دانه و همچنین دی اکسید کننده استفاده میشود.
۲۱. ایتریم
زمان کشف: سال ۱۷۹۴
کابردهای ایتریم: ایتریم به عنوان یک افزودنی تیز کننده در تولید نیترید سیلیکونی پرمنفذ استفاده میشود. این فلز همچنین در تولید تنوع گستردهای از لعلهای مصنوعی کاربرد دارد.
۲۲. بریلیم
زمان کشف: سال ۱۷۹۷
کابردهای بریلیم: به دلیل شماره اتمی کم و جذب بسیار اندک اشعههای ایکس، قدیمیترین و مهمترین کاربرد بریلیم در پنجرههای تابش لولههای اشعه ایکس است. از کاربردهای دیگر این فلز میتوان به کاربرد آن برای ایجاد ترکیبات ساختاری سبک وزن برای ساخت هواپیما، موشکهای هوشمند و فضاپیماها در صنعت هواپیمایی و دفاع اشاره کرد.
۲۳. کرومیم
زمان کشف: سال ۱۷۹۷
کابردهای کرومیم: کرومیم به عنوان آلیاژ اضافی فولاد کاربرد دارد. این ماده موجب بهبود مقاومت در برابر زنگ زدگی میشود، پس برای ساخت فولادهای ضد زنگ ضروری است.
استفاده از فلزها
۲۴. نایوبیم
زمان کشف: سال ۱۸۰۱
کابردهای نایوبیم: چنین تخمین زدهاند که ۹۰ درصد از ۴۴۵۰۰ تن استخراج شده در سال ۲۰۰۶ برای تولید فولاد ساختاری درجه بالا بکار گرفته شده است. دومین کاربرد این فلز در ساخت ابر آلیاژهاست.
۲۵. تانتالیم
زمان کشف: سال ۱۸۰۲
کابردهای تانتالیم: مهمترین کاربردهای تانتالیم در زمینههای الکترونیک و آلیاژسازی است. این فلز غالباً به عنوان پودر فلزی در ساخت ترکیبات الکترونیکی مورد استفاده قرار میگیرد.
۲۶. ایریدیم، پالادیم و رودیم
زمان کشف: سال ۱۸۰۳
کابردهای ایریدیم، پالادیم و رودیم: نقطه ذوب بالا، سختی و زنگ نزنی ایریدیم و همچنین آلیاژهای آن اغلب کاربردهای این فلز را در صنعت و پزشکی مشخص میکنند. از سوی دیگر، بیشترین استفاده امروزی پالادیم عبارت است از مبدلهای کاتالیزوری. این فلز همچنین در حوزههای الکترونیک، فناوری و جواهر سازی و… بکار گرفته میشود. مهمترین کاربرد رودیم نیز این است که به عنوان مبدل کاتالیزور در خودروها استفاده میشود. این فلز هم در صنعت جواهرسازی و تزئینات کاربرد دارد.
استفاده از فلزها
۲۷. پتاسیم و سدیم
زمان کشف: سال ۱۸۰۷
کابردهای پتاسیم و سدیم: پتاسیم به عنوان عامل کاهشی نیرومندی در شیمی ارگانیک بکار گرفته میشود. همچنین از آلیاژهای پتاسیم/سدیم مانند یک واسطه مبادله گرما بهره برده میشود. این فلز در صنعت و نیز به عنوان کود و افزودنی غذایی مورد استفاده قرار میگیرد. سدیم فلزی هم برای ساخت تتراتیلید و فاز تیتانیم استفاده میشود. این فلز همچنین به عنوان انتقال دهنده گرما بکار گرفته میشود.
۲۸. بورون، باریم، کلسیم، منزیم و استرانزیم
زمان کشف: سال ۱۸۰۸
کابردهای بورون، باریم، کلسیم، منزیم و استرانزیم: تقریباً تمام بورون استخراج شده برای پالایش و تبدیل آن به اسید بوریک و پنتاهیدرات تترابورات سدیم بکار گرفته میشود. کاربرد اصلی ترکیبات بورونی در صنعت برای تولید فیبرهای شیشهای عایق بندی حاوی بورون و فایبرگلاسهای ساختاری است.
اما باریم برای از بین بردن گازهای نامطلوب از لولههای خلاء استفاده میشود. دیگر کاربردهای این فلز در ساخت انواع آلیاژها از قبیل آلیاژ همراه با نیکل برای شمع موتور است.
در مورد منزیم هم باید گفت که امروزه آلیاژهای منزیمی در صنعت خودروسازی کاربرد دارند، چون دارای خواص بسیار نیرومند و غلظت پایین هستند. البته منزیم در صنعت هواپیماسازی، الکترونیک و پزشکی هم کاربردهای متنوعی دارد.
و در نهایت، کاربرد اصلی استرانزیم در تولید شیشه تلویزیونهای رنگی است.
۲۹. سریم
زمان کشف: سال ۱۸۱۴
کابردهای سریم: نخستین کاربرد سریم در پوششهای گازی اختراع شده توسط شیمیدان اتریشی، کارل آور فون ولسباخ بود. گستردهترین ترکیب سریمی مورد استفاده، سرایا است. کاربرد اصلی سرایا هم به مثابه ترکیبی صیقلی است، برای مثال در پلاناریزاسیون شیمیایی – مکانیکی.
۳۰. لیتیم، کادمیم و سلنیم
زمان کشف: سال ۱۸۱۷
کابردهای لیتیم، کادمیم و سلنیم: پس از پایان جنگ جهانی دوم، تولید لیتیم به طور قابل توجهی افزایش یافت. این فلز دارای کاربردهای متنوعی در صنعتهای مختلفی از قبیل سرامیک و شیشه سازی، الکترونیک و فلزسازی است. از دیگر کاربردهای آن میتوان به تکمیل کردن جوش نانو سیلیکونی و کاربردهای پزشکی، نظامی و اتمی اشاره کرد.
درباره کادمیم هم باید گفت که ۸۹ درصد از کادمیم استخراجی سال ۲۰۰۹ برای تولید باتری، به ویژه باتریهای قابل شارژ کادمیمی نیکلی استفاده شد. این فلز همچنین در زمینههای انشقاق هستهای و تلویزیون سازی بکار گرفته میشود.
سلنیم نیز یک آنتی اکسیدان است. آنتی اکسیدانها موادی هستند که سلولها را از آسیب در برابر رادیکالهای آزاد محافظت میکنند. در واکنشهای بیوشیمیایی معمولی اکسیژن به حالت ناپایدار درآمده، ضمن اکسید کردن مولکولها مجاور، باعث تولید مولکولهایی با انرژی زیاد میشود. این فلز را معمولاً با کودهای حاوی سلنیم مخلوط میکنند.
استفاده از فلزها
۳۱. هولمیم، تولیم، اسکاندیم، ساماریم، گادالینیم، پرازئودیمیم، نئودیمیم، دیسپروزیم
زمان کشف: ۱۸۷۸-۱۸۸۵
کاربردها: هولمیم نیرومندترین انرژی مغناطیسی را در میان تمام عناصر داراست، بنابراین برای ساخت نیرومندترین میدان مغناطیسی مصنوعی بکار گرفته میشود. از سوی دیگر، فلز هولمیم در ساخت لیزر و به عنوان منبع اشعه ایکس کاربرد دارد.
اما اضافه کردن اسکاندیم به آلومینیوم موجب تحدید رشد دانهها در حوزه گرمایی ترکیبات آلومینیومی جوش داده شده میشود. کاربرد اصلی اسکاندیم در ساخت آلیاژهای آلیومینیومی – اسکاندیمی در ترکیبات صنعتی هواپیمایی است.
اما درباره ساماریم باید اشاره کرد که مهمترین کاربرد این فلز در آهن رباهای ساماریمی – کبالتی است. یکی دیگر از کاربردهای مهم ساماریم کارکرد آن به عنوان کاتالیزور و واکنش دهنده شیمیایی است.
در این میان، فلز گادالینیم دارای کاربرد گستردهای نیست، اما کاربردهای ویژه گوناگونی را داراست. برای مثال، گادالینیم برای ساخت دانههای ایتریم گادالینیم که برای جعل الماس و حافظه حبابی کامپیوتر بکار گرفته میشوند، استفاده میشود.
پرازئودیمیم نیز دارای کاربردهای مختلفی است. مثلاً ترکیبات پرازئودیمیم موجب میشوند تا شیشهها دارای رنگ زرد شوند. همچنین از این فلز برای تبدیل رنگ سرامیک به زرد استفاده میشود.
اما نئودیمیم دارای خاصیت غیرمعمول نگهداری گرمای ویژهای است، پس در کریوکولرها مفید واقع میشود.
و بالاخره دیسپروزیم همراه با وانادیم و دیگر عناصر، برای ساخت مواد لیزری و نور تجاری مورد استفاده قرار میگیرد. این فلز همچنین در دوزیمترها برای اندازه گیری اشعههای یونیزه شده بکار گرفته میشود.
استفاده از فلزها
۳۲. ژرمانیم
زمان کشف: سال ۱۸۸۶
کابردهای ژرمانیم: ژرمانیم در زمینههای اپتیک و الکترونیک دارای کاربردهای فراوانی است. کاربردهای پایانی اصلی ژرمانیم در سال ۲۰۰۷ در سراسر جهان به این قرار بوده است: ۳۵ درصد در اپتیک – فیبر، ۳۰ درصد در اپتیکهای مادون قرمز، ۱۵ درصد در کاتالیزورهای بسپارش و ۱۵ درصد هم در زمینه الکترونیک و برق خورشیدی.
۳۳. پولونیم و رادیم
زمان کشف: ۱۸۹۸
کاربردهای پولونیم و رادیم: منابع پولونیمی اجزای آلفا در اتحادیه شوروی سابق تولید شدند. آنها از این منابع جهت اندازه گیری ضخامت روکشهای صنعتی بهره میگرفتند.
اما این واقعیت که پرتوهای رادیم میتوانند بافتهای زنده اندامها را از بین ببرند، به عنوان مهمترین دستاورد کشف کوریها مشخص شده است. پزشکان و پژوهشگران علوم پزشکی به زودی دریافتند که به این وسیله میتوانند غدهها و بافتهای بدخیم را که در سرطان و همچنین بیماریهای پوستی و غدد ترشحی بروز میکنند، از بین ببرند.
۳۴. آکتینیم
زمان کشف: سال ۱۸۹۹
کاربردهای آکتینیم: از این عنصر میتوان به عنوان منبع تولید نوترون استفاده کرد.
اما در قرن بیستم نیز تعداد فراوانی فلز کشف و مورد بهره برداری قرار گرفتند که در ادامه تنها به فهرست اسامی تعدادی از آنها بسنده میکنیم:
- اوروپیم، سال ۱۹۰۱
- لوتتیم، سال ۱۹۰۷
- پروتاکتینیم، سال ۱۹۱۷
- هافنیم، سال ۱۹۲۳
- رنیم، سال ۱۹۲۴
- تکنیتیم، سال ۱۹۳۷
- فرانسیم، سال ۱۹۳۹
- پرومیتیم، سال ۱۹۴۵
- عناصر ترنس اورانیوم (نپتونیم، پلوتونیم، کوریم، امریکم، برکلیم، کالیفرنیم، آینشتاینیم، فرمیم، مندلویم، نوبلیم، لاورنکیم)، سال ۱۹۴۰-۱۹۶۱
استفاده از فلزها
منبع: