وانادیم (Vanadium) یک عنصر شیمیایی با نماد V و عدد اتمی 23 است. این عنصر یک فلز واسطه سخت، خاکستری-نقره ای و شکل پذیر است. این عنصر به صورت فلز خالص به ندرت در طبیعت یافت می شود. اما پس از جداسازی مصنوعی، تشکیل لایه اکسید (غیرفعال سازی). تا حدودی فلز آزاد را در برابر اکسیداسیون بیشتر مقاوم می کند.
آندرس مانوئل دل ریو با تجزیه و تحلیل یک ماده معدنی جدید حاوی سرب. ترکیبات وانادیم را در مکزیک کشف کرد. که وی آن را «سرب قهوه ای» نامید. اگرچه وی در ابتدا تصور می کرد. که ویژگی های آن به دلیل وجود عنصر جدیدی است. اما بعدها توسط شیمیدان فرانسوی Hippolyte victor collet-Descotils به اشتباه متقاعد شد. که این عنصر فقط کروم است. سپس در سال 1830 نیلز گابریل سفستروم کلریدهای وانادیم را تولید کرد. و ثابت کرد که یک عنصر جدید وجود دارد. و با الهام از نام الهه زیبایی و باروری اسکاندیناوی، وانادیس (فریجا)، نام آن را «وانادیم» گذاشت.
این نامگذاری بر اساس طیف گسترده ای از رنگ های موجود در ترکیبات وانادیم و زیبایی آنها بود. بعدها کانی سرب دل ریو نیز به دلیل محتوای وانادیم آن، وانادینیت نامگذاری شد. در سال 1867 هنری انفیلد روزکو توانست عنصر خالص را بدست آورد.
Vanadium به طور طبیعی در حدود 65 ماده معدنی و در ذخایر سوخت فسیلی وجود دارد. در چین و روسیه از سرباره گدازگری فولاد تولید می شود.
کشورهای دیگر آن را مستقیماً از مگنیتیت، گرد و غبار دودکش روغن سنگین. یا به عنوان محصول جانبی استخراج اورانیوم تولید می کنند. این ماده عمدتاً برای تولید آلیاژهای فولادی خاص مانند فولاد تندبر و برخی از آلیاژهای آلومینیوم استفاده می شود. مهمترین ترکیب صنعتی Vanadium، وانادیم پنتاکسید، به عنوان کاتالیزور برای تولید اسید سولفوریک استفاده می شود. باتری اکسایشی – کاهشی وانادیمی ممکن است. در آینده برای ذخیره انرژی یک کاربرد محسوب شود.
در تعداد کمی از موجودات زنده مقادیر زیادی از یون های وانادیم پیدا شده است. که احتمالاً یک توکسین است. اکسید و برخی نمک های دیگر Vanadiumسمیت متوسطی دارند. به خصوص در اقیانوس، Vanadium توسط برخی از اشکال حیات به عنوان مرکز فعال آنزیم ها استفاده می شود. مانند وانادیم بروموپراکسیداز برخی از جلبک های اقیانوس.
وانادیم یک فلز با سختی متوسط، شکل پذیر و به رنگ آبی – فولادی است. رسانای الکتریکی و عایق حرارتی است. برخی منابع، Vanadium را «نرم» توصیف می کنند. شاید به این دلیل که شکل پذیر و انعطاف پذیر بوده و شکننده نیست. وانادیم از اکثر فلزات و فولادها سخت تر است. مقاومت خوبی در برای خوردگی دارد. و در برابر قلیاها و اسیدهای سولفوریک و هیدروکلریک پایدار است. در دمای حدود 630 درجه سلسیوس (933 کلوین) در هوا اکسید می شود. هر چند حتی در دمای اتاق نیز یک لایه غیر فعال بر روی آن شکل می گیرد.
فلز وانادیم از طریق یک فرآیند چند مرحله ای بدست می آید. که با تفت دادن سنگ معدن خرد شده با NaCl یا Na2Co3 در حدود 850 درجه سلسیون شروع می شود. تا به سدیم متاوانادات (NaVO3) تبدیل شود. یک محلول آبی از این عصاره اسیدی می گردد. تا «کیک قرمز» که یک نمک پلی وانادات است، ایجاد گردد. این نمک پلی وانادات توسط فلز کلسیم کاهش داده می شود. در تولید مقیاس کم به عنوان یک روش جایگزین، از هیدروژن یا منیزیم برای کاهش Vanadium پنتاکسید استفاده میشود. بسیاری از روشهای دیگر نیز استفاده می شود. که در همه آنها وانادیوم به عنوان محصول جانبی فرایندهای دیگر تولید می شود. خالص سازی وانادیوم توسط فرآیند میله کریستالی که توسط آنتوان ادوارد ون آرکل و یان هندریک دو بوئر. در سال 1925 توسعه یافته است، امکانپذیر است.
تقریباً 85% وانادیم تولید شده به عنوان فِرو وانادیم .(آلیاژی از آهن و Vanadium. که درصد Vanadium در آن در حدود 35 تا 85 درصد است. و برای افزودن وانادیم به فولاد مذاب استفاده می شود). برای افزودن به فولاد استفاده می شود. افزایش قابل توجه استحکام در فولاد حاوی مقادیر کمی وانادیم در اوایل قرن 20 کشف شد. وانادیم، نیتریدها و کاربیدهای پایدار تشکیل می دهد. و در نتیجه باعث افزایش قابل توجه مقاومت فولاد می شود.
از آن زمان به بعد، فولاد وانادیمی برای ساخت محورها، قاب های دوچرخه. میل لنگ، چرخ دنده ها و سایر اجزای مهم مورد استفاده قرار گرفت. دو گروه از آلیاژهای فولاد وانادیمی وجود دارد. آلیاژهای فولاد پُر کردن وانادیمی حاوی 0.15% تا 0.25% وانادیم هستند. و درصد Vanadium فولادهای تندبر (Hss) %1 تا 5% است. برای فولادهای تندبر می توان سختی بالای HRC 60 را بدست آورد. از فولاد ابزارها استفاده کرد. آلیاژهای متالورژی پودر حاوی 18% درصد Vanadium هستند. محتوای بالای کاربیدهای وانادیم در این آلیاژها مقاومت در برابر سایش را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. یکی از کاربردهای این آلیاژ ساخت ابزارها و چاقوها است.
آلیاژ معمولاً خواصی متفاوت از عناصر تشکیل دهنده خود دارد. بسته به میزان همگنی در اختلاط عناصر، هم جوشه می تواند تک فاز یا جند فازی باشد. هدف از هم جوشه سازی، تغییر و بهبود خواص ماده مانند چقرمگی، استحکام، سختی و و غیره است. ویژگی های فیزیکی هم جوشه با نمودار فازی توصیف می شود.
معمولاً هم جوشه ها بر اساس درصد وزنی عناصر موجودشان گزارش می شوند. بر اساس تعداد عناصر، هم جوشه را دوتایی، سه تایی و غیره می نامند. برای بیان یک هم جوشه مشخص با دامنه متغیر از درصد عناصر، اصطلاح سیستم بکار می رود. مثلاً ، فولاد سیستم آلیاژی دوتایی از آهن و کربن است. که در این سیستم آلیاژی دامنه کربن بین 0.02 تا 2.14 درصد قابل تغییر است.
ارتباط با ما:
۰۹۱۲۱۲۲۴۲۲۷
۰۹۳۷۱۹۰۱۸۰۷
تلفن: ۰۲۱۶۶۸۰۰۲۵۱
فکس: ۶۶۸۰۰۵۴۶
اینستاگرام: folad_paytakht
