تطبيقات المغنيسيوم

سبائك الالومنيوم

يستخدم الماغنيسيوم في السبائك لزيادة قدرة المادة على مقاومة الأحمال و التشكيل المرن ,,فيضاف الماغنيسيوم على سبائك الالومنيوم ليحسن مقاومته للصدأ خاصة في صناعة  الألواح ذات السمك الصغير.
سبائك الألومونيوم والماغنيسيوم  تمتاز بالمرونة ومقاومة التآكل عند التعرض للمياة المالحة وأيضا الخصائص الجيدة في درجات الحرارة المنخفضة.
ملاحظه:( يستخدم في السبائك بنسب تتراوح من 10:1 % تعتمد على  الاستخدامات مثلا في الالومونيوم يستخدم في عائلة 5000 بنسبة 5.5% وفي عائلة 7000 بنسبة 3.5% -في مجال الطيران-)

مجال الدفاع

يستخدم مكونات من الماغنيسيوم المنتجة عن طريق السباكة الرملية في العربات المدرعة وكذلك المنتجة عن طريق السباكه الشمعية في  أدوات الرادارات،،يستخدم في هذا المجال سبيكة(Electron21) التي جمعت بين المقاومة العالية للتشكيل في درجات الحرارة المختلفة والمقاومة العالية للصدأ، ومن الاستخدامات أيضا في مجال الدفاع في عبوات الزخيرة المضادة للدبابات(يصنع بعملية البثق).
ولقد استخدم مسحوق الماغنيسيوم في الحرب العالمية الثانية في صناعة الطائرات ومن بعد ذلك في صناعة الألعاب النارية والمتفجرات وفي القنابل الوميضية التي تستخدم عمليات طلب الاغاثة.

الحفاظ على المنشات الفلزية

يستخدم المغنسيوم وسبائكه لوقاية المنشآت الفلزية من التآكل حيث يتم توصيل المغنسيوم او إحدى سبائكه كأنود في الدائرة الكهربائية المغلقة وتعرف باسم أنود تضحية (Sacrificial anode) حيث تستهلك او تتآكل هذه المواد . ومن امثلة استخدام المغنسيوم او سبائكه كمادة واقية في صورة أنود تضحية في جسم السفن وخطوط أنابيب نقل النفط وخطوط أنابيب نقل الماء وكذلك لوقاية الدعامات الفولاذية في الإنشاءات المختلفة .
هام  يجب تذكر عدم استخدام هذه الطريقة لوقاية أجهزة الحفر في آبار البترول لاحتمال حدوث شرارات كهربائية مع وجود فلز المغنسيوم سهل الاشتعال , الذي قد يؤدي إلى حدوث الحرائق .

مجال توليد الطاقة

تحتوى المفاعلات النووية على عناصر وقود التي تتكون من قضبان يورانيوم واسطوانات مجوفة من الماغنيسيوم التي تستخدم كغطاء لليورانيوم  حيث تستخدم في التحكم في بدأ وتوقف التفاعل مع الحفاظ على الطاقة وعدى اهدارها، وتم اختيار الماغنييسيوم لتميزه بالخصائص التالية :
1-لا يتفاعل مع اليورانيوم .
2- ليس لديه الرغبة في امتصاص الالكترونات.
3-لا يتفاعل مع ثانى اكسيد الكربون حتى درجات الحرارة (˚500 – ˚450).
4- موصل جيد للحرارة مما يساعد على التقليل من درجة حرارة المفاعل.
5-خصائصه عالية في درجات الحرارة العالية.
6-قابلية عالية للتشكيل.
7-وزنه خفيف يمكن نقله بسهولة.

تشغيل الماغنيسيوم

يعتبر الماغنيسيوم من اطرى المعادن مما جعل قابليته للتشغيل عالية وذلك يظهرعند مقارنتهة مع المعادن الطرية الاخرى :
1-يحتاج لكمية طاقة قليلة تقريبا 55% من الطاقة المستهلكة في تشغيل الالومونيوم.
2-تشغيله سريع بمعنى  يستخدم فيه سرعة قطع عالية ومعدل تغذية وعمق قطع أكبر .
3-جودة السطح الناتجة بعد التشغيل عالية.
4-يقلل من تاكل اداة القطع وبالتالى زيادة عمر الاداة.
5-لا يحتاج إلى سائل تبريد غالبا لانه جيد التوصيل للحرارة.

ادوات القطع المستخدمة

من الممكن ان يستخدم ادوات القطع المستخدمة من الحديدالقطع بسرعات عالية (HSS) وفي الغالب ان استخدمت تستخدم في بونطة الثقب واو اداة التقوير (broaching tool) ، ولكن الأفضل هو استخدام ادوات من الكاربيد لانها اجدى اقتصاديا وخاصة في انتاج كميات كبيرة وبجودة سطح جيدة ، ويمكن أيضا استخدام الأدوات المصنوعة من الماس البولى كرييستالين (PCD) وهذا في حالة احتياج منتج بجودة سطح عالية وكمية انتاج كبيرة.

التبريد

لجودة التوصيل الحرارى للماغنيسيوم لا يستخدم سائل تبريد ولكن ان احتيج اليه فإنه يستخدم زيوت معدنية وليست حيوانية او نباتية ولا ينبغى استخدام الماء لانه يتفاعل مع ناتج عملية الجرايندج وقدد يشتعل ،وهناك بعض الاهميات لاستخدام زيوت التبريد وهى :
1- تقلل ون امكانية حدوث تشوه اثناء الشغيل .
2- تقليل فرصة الرايش الصغير للاشتعال اثناء عملية القطع بسرعات عالية.
3- يزود من عمر اداة القطع وذلك في النتاج بكميات كبيرة..

الماغنسيوم و تقوية الذاكرة

أشارات بعض الدراسات الحديثة إلى أن عنصر الماغنسيوم من أقوى العناصر التي تقوم بتقوية الذاكرة و زيادة القدرة على الاستيعاب و الفهم خاصة في سن المراحل التعليمية. و أن عدم الاهتمام بعنصر الماغنسيوم كعنصر أساسي في النظام الغذائي اليومي قد يؤدي إلى مظاهر الشيخوخة و ضعف الذاكرة و قلة القدرة على الاستيعاب و التذكر؛ و ذلك لأن الماغنسيوم من أقوى المعادن التي تقوم بتحفيز الانزيمات المتعلقة بتوفر و انتاج الطاقة الجسمانية, حيث أن نقص تلك الطاقة يؤدي إلى الشعور بالقلق و الاضطراب و نقص الراحة مما يؤثر بشكل كبير على الاستيعاب و مراكز الذاكرة

جانب هندسة صناعة الطيران

1 - الملخص
كثافة المغنيسيوم هو فقط 65% من كثافة  سبائك الالومنيوم التي يشيع استخدامها في صناعة الطيران، وبالتالي يكون هناك انقطاع من خلال التكنولوجيا إذا تم استخدامها لانخفاض وزن هيكل الطائرة . لكن لاستخدام هذه المواد وانخفاض الوزن ذو الخواص الميكانيكية مختلفةلا بد من زيادة وتحسين السلوك التكنولوجي.
التركيز الفنية لهذا المشروع هو تعديل من القائمة، واستحداث وسائل جديدة لمنتجات المغنيسيوم المطاوع (الواح وبثق)، التي توفر تحسنا كبيرا لخصائص ثابتة وقوةالاجهاد لتطبيقات على جسم طائرة خفيفة الوزن.خصائص القوة المحددة لهذه المواد المبتكرة مطلوبة لتكون أعلى من AA2024 للتطبيقات الهيكلية (هيكل الثانوي)، وأعلى من AA508عن التطبيقات غيرالهيكلية.
سيكون في بداية مشروع سبائك جديدة سيتم تطويرهاوالسبائك التجريبية ستكون مختبرة. التصنيع المناسب  (الدرفلة ، البثق)، والتشكيل والانضمام إلى التكنولوجيات تتطلب التنمية، والمحاكاة والتحقق من صحة المواد المبتكرة وتطبيقها.
التآكل: هي مشكلة يجب حلها مع تكييفها أنظمة حماية الأسطح وفقا لمتطلبات الطيران والفضاء ومفاهيم التصميم المتقدم. (إن المشكلة الخاصة للهبوط لابد من حلها.)قابلية الاشتعال سوف توجه مع اضافة العناصر الكيميائية ،معالجة الأسطح الخاصة وتحقيق المقارنة لسبائك الالومنيوم.المهمة الضرورية هي تطوير نماذج المواد وعمليات التشكيل للتنبؤ بمعاييرالانهيار ، تشوه البلاستيك وسلوك الانهيار للمكونات .أخيرا التصميم الملائم للمادة وتقييم لسلوك الهيكلية  سوف يفحص لغلاق العملية وسلسلة التطوير لمكونات الطيران.
الهدف التكنولوجي هو تخفيض الوزن لهيكل جسم الطائرة ونظامها والمكونات الداخلية تصل إلى 30.الأهداف الاستراتيجية تكون زيادة  في القدرة التشغيلية لل10%، وانخفاض في تكاليف التشغيل المباشرة من 10%، وأخيرا انخفاض في استهلاك الوقود بنسبة 10%، 
وبالتالي لها تأثيربالانخفاضات في البيئة فيما يتعلق بالانبعاثات والضوضاء.
2 - وصف أهداف المشروع:
سبائك الالومنيوم المستخدمة اليوم لتطبيقات الفضاء هي بالفعل الأمثل فيما يتعلق بمتطلبات الطيران مثل خصائص قوة التسامح، والإجهاد والضرر. ولذلك تخفيض الوزن هو أكثر وأكثر صعوبة في التوصل مع تقدم صغير فقط في تطويرمادة الألومنيوم .
يرجع ذلك إلى حقيقة أن خفض الوزن هو هدف مهم جدا لتعزيزالقدرات التنافسية لصناعة الطيران الأوروبية كلها، و للحصول على بدائل عدة لتخفيض الوزن لا بد من التدقيق فيها. بديل واحد يمكن أن يكون استخدام مبادئ التصميم الجديد مثل هياكل طائرات ملحومة أو أبدان السفينة المتماسكة أو استخدام شرائح مثل ® الوهج أوشرائح معدنية. البديل الآخريمكن أن يكون التطبيق لهيكل البلاستيك منخفض الكثافة أوتعزيز الألياف المركبة. لكن التطبيق للمواد غير المعدنية  يكون في بعض المناطق الغير ممكنة  بسبب الخصائص المحدودة
في ظل درجات حرارة منخفضة أو مرتفعة، فقد التوصيل  الكهربائي أو انخفاض ضررالسماحيات. البلاستيك المقوى بالألياف هي مواد ليست فقط مواد مكلفة ولكن  تستخدم  لتطبيقات بنية أساسية مع متطلبات أعلى.
عائلة  سبائك المغنيسيوم والموادالمغنيسيوم المطاوعة  خاصة  يمكن  أن تكون بديل
ممتاز  بسبب  كثافتها المنخفضة، وخواصها الميكانيكية الجيدة، والتكاليف المعتدلة والصفة المعدنية (في ما مراعاة التصنيع والتصليح والصيانة مقارنة مع التركيب). في (العقد) العشر سنوات الماضية الكثير من الأنشطة البحثية والمشاريع التطويرية  نفذت العمل على المواد المغنيسيوم التسابكية بشكل رئيسي لتطبيقات السيارات.لم يكن هناك سوى عدد قليل جدا من الأنشطة على المنتجات المغنيسيوم المطاوع مثل الألواح، أو البثق او تشكيل الأجزاء. سلسلة  السبيكة من سبائك المغنيسيوم المطاوع لا يزال محدودا للغاية. وقد تم تقييم متطلبات الطيران والتطبيقات من المنتجات المطاوع فقط في بعض المهام الفرعية في عدد قليل من المشاريع.
وسوف تزيد البحوث  على سبائك المغنيسيوم المطاوع من ترويج فئة جديدة من الموادالمعدنية اللازمة لتطبيقات الملاحة الجوية للفوز في المنافسة ضد البلاستيك وألياف البلاستيك المقوى. ولذلك، فإن طائفة من المواد المعدنية المتوفرة سوف تكون موسعة، ليس فقط بالنسبة للطائرات، ولكن أيضا لتطبيقات الفضاء، والعسكرية والأقمار الصناعية. وبالتالي نتيجة لذلك، فإنه سيتم أيضا تحفيز البحث العلمي في مجال المواد الهندسية الأخرى...والهدف العام ضمن هذا المشروع هوإثبات أن المغنيسيوم هو مناسب للمواد الهندسية التي يمكن تطبيقها لتحقيق توفير في الوزن يصل إلى 35% مقارنة مع الألومنيوم. للوصول إلى  هذاالهدف: المغنيسيوم لديه خصائص ميكانيكية محددة الوزن  أعلى بكثيرمقارنة مع الألومنيوم. الأهداف لاستبدال الألومنيوم 
يمكن تقسيمها إلى خطوتين مختلفتين فيما يتعلق بالنطاق الزمني والمخاطر:
• احلال سبائك الألومنيوم 5xxx قوة متوسطة الصلابة لتطبيقات الكابينة  القيادة ومقصورةالطيار.
• احلال سبائك الألومنيوم  المتوسطة إلى سبائك عالية القوة  2xxx للهيكل الثانوي  أو تطبيقات جسم الطائرة الغير مضغوطة.
وبالتالي السبائك الجديدة ستطوروالسبائك القائمة ستختبر.عمليات التصنيع  المناسبة(الدرفلة ، البثق) سيتم تعديلها بين موردي المواد والجامعات. التشكيل والتكنولوجيات المتصلة تتطلب تطوير ، ومحاكاة
التحقق من الصحة  المواد المبتكرة والتقنيات المشتركة المستخدمة في صناعة الطيران.
التآكل هي واحدة من أهم المشاكل التي يتعين حلها مع تكييفها حديثاوأنظمة حماية السطح الصديقة للبيئة وفقا لمتطلبات الطيران.
مفاهيم التصميم المتقدمة المطلوبة لمنع أي تآكل في الوصلات الجلفانية للمركبات المصنوعة  من عناصر المواد المختلفة. المواضيع الإضافية في تلك المنطقة تحتاج إلى أساس وتكنولوجيات محلية لحمايةالسطح عن الأضراروالتي لديها تحقق تقريبا في جميع مكونات الطيران.
القابلية للاشتعال وسيتم تقييمها  وتوجيهها مع اضافة العناصر الكيميائية، خاصة المعالجات السطحية وتحقيق المقارنة إلى مرجع سبائك الالومنيوم. متطلبات اطفاء الحريق (FAR / JAR) لمناطق مختلفة من الطائرة ويكون قاعدة لتقييم كفاءة نظم الحماية المحددة.
وثمة مهمة أخرى أساسية هي تطوير نماذج المواد ومعايير الانهيار للتنبؤ بعمليات التشكيل، تشوه البلاستيك وسلوك الانهيارللمكونات.
أخيرا تصميم المادة المناسبة والتقييم لسلوك الهيكلية سيتم التحقيق لإغلاق هذه العملية، وتطوير 
سلسلة لمكونات الطيران. ولذلك يفترض خفض التكاليف ضمن مرحلة التطوير....
ملخص لأهداف علمية وتقنية:
• خصائص الصلابةالثابتة والإجهاد مقارنة بخصائص سبائك الالومنيوم 5xxx ومتاخرا2xxx.
• سلوك  ضررالسماحيات مماثلة لسبائك الالومنيوم.
• تخفيض الوزن من مكونات واحدة تصل إلى 35% مقارنة بالألومنيوم.
• تكلفةالعمليات الفعالة  لتصنيع المنتجات شبه النهائية للمغنيسيوم(ألواح ، والبثق)
• سلوك  الاشتعال من عناصر المغنيسيوم المطاوع حول متطلبات اطفاء الحريق (FAR / JAR).
• سلوك التآكل  لمكونات حماية السطح صديقة للبيئة  مشابه للألومنيوم.
• التحقيق من تكنولوجيا عملية (التشكيل، واللحام، والترابط، التثبيت) يشيع استخدامها في صناعة الطيران خاصة إلى المغنيسيوم.
• تطوير نماذج مواد لتشويه البلاستيك ولمعايير الانهيار.
• إعداد أساس لتأهيل منتجات المغنيسيوم لتطبيقات صناعات الطيران.
• تصميم المواد المناسبة وقواعد التصميم للعناصر الهيكلية المصنوعة من المغنيسيوم.
3 - انجاز العمل :
التركيز الفني لاقتراح جامعة ، AEROMAG الذي أعد في تعاون وثيق مع شبكة من الجامعات "EASN" هو تطور جديد لمنتجات المغنيسيوم المطاوع (ألواح  وبثق)، التي توفر تحسنا كبيرلخصائص صلابة ثابتة والإجهاد. 
خصائص الصلابة لهذه المواد  المبتكرة  مطلوبة أن تكون مرتفعة لتصل إلى  AA5083للتطبيقات الغير هيكلية ويصل إلى AA2024لسبائك الالومنيوم للتطبيقات الهيكلية الثانوية.
أولا  السبائك الجديدة سوف تطوروقائمة  السبائك سيتم اختبارها. 
التصنيع المناسب (الدرفلة ، البثق )، وتشكيل والانضمام إلى التكنولوجيات يتطلب التطوير،والمحاكاة والتحقق من صحة المواد المبتكرة وتطبيقها. 
تآكل مشكلة لتحل مع تكييفها حديثا وأنظمة لحماية السطح  تكون صديقة للبيئة وأساسيات التصميم المتقدم. القابلية للاشتعال سيتم  مواجهتها مع اضافة العناصر الكيميائية والمعالجات السطحية الخاصة.
وثمة مهمة أساسية أخرى هي تطوير نماذج المواد ومعايير الانهيار وللتنبؤ بعمليات التشكيل، وعدم تشويه البلاستيك.أخيراتصميم  المادة المناسبة والتقييم لسلوك الهيكلية سيتم التحقيق 
لإغلاق هذه العملية، وتطوير سلسلة لمكونات الطيران.
وسيتم التحقيق سلوك لإغلاق العملية وسلسلة التنمية للملاحة الجوية
المكونات.
4 - الإنجازات إلى أن تتولد بواسطة برنامج
• سبائك المغنيسيوم  تتحسن تحسنا كبيرا مع تحسن الخصائص التكنولوجية والميكانيكية
(مقارنة بالألومنيوم5 xxx و 2xxx)
• تكلفة طرق الإنتاج الفعالة  لمنتجات  نصف نهائية(ألواح ، وبثق)هى الأمثل لسبائك المغنيسيوم المطاوع.
• قاعدة بيانات المواد شاملة  على الخواص الميكانيكية والتكنولوجية لسبائك المغنيسيوم المختلفة.
• تقييم سلوك تحسين القابلية للاشتعال  من المغنيسيوم مع وبدون حماية السطح وفقا لمعايير   FAR / JAR  
• أدوات محاكاة التحقق والمعايير الأساسية لعمليات تشكيل مكونات المغنيسيوم.
• المعلمات الرئيسية وخصائص مختلف العمليات انضمام تتكيف مع المغنيسيوم.
• أنظمةحماية السطح الصديقة للبيئة  للمغنيسيوم.