تختلف درجة انصهار الفضة باختلاف درجة تنقيتها. تذوب الفضة النقية عند 961.8 درجة مئوية (1,763.24 درجة فهرنهايت أو 1,234.95 كلفن)بينما تحتوي الفضة الإسترلينية على 92.5% فضة و7.5% نحاس ولها نقطة انصهار أقل بكثير، أي، 893 درجة مئوية (1,639.4 درجة لـ 1,166.15 كلفن).
لماذا تعتبر نقطة انصهار الفضة مهمة؟
إن فهم درجة انصهار الفضة بدقة ضروري لإجراء عمليات لحام وصب وسبائك فعّالة. على سبيل المثال، تختلف درجات انصهار الفضة الإسترلينية والفضة النقية، مما قد يؤثر على خصائص أخرى، مثل الصلابة وقابلية التشكيل، وهما عاملان أساسيان في العمليات الصناعية.
نقاط انصهار الفضة الخالصة مقابل الفضة الإسترليني
الفضة النقية
الفضة النقية، والمعروفة أيضًا باسم الفضة النقية، لها نقطة انصهار تبلغ شنومكس ° C (شنومكس ° F)تُعدّ الفضة الخالصة مناسبةً بشكلٍ خاصٍّ للوصلات الكهربائية، والمجوهرات الفاخرة، والتطبيقات الصناعية، نظرًا لامتلاكها أفضل موصلية كهربائية وحرارية بين جميع المعادن. إلا أن ليونتها تُحدّ من متانتها، مما يجعل التعامل معها بحذرٍ ضروريًّا في التطبيقات عالية التآكل.
الفضة الاسترليني
الفضة الإسترلينية، المعروفة أيضًا باسم فضة 925، تتكون من 92.5% فضة نقية و7.5% معادن أخرى، عادةً النحاس. تذوب الفضة الإسترلينية عند شنومكس ° C (شنومكس ° F)يُضفي النحاس قوةً ومتانةً، ولذلك يُستخدم في صناعة الحُلي وأدوات المائدة والمجوهرات. كما تُسهّل درجة انصهاره المنخفضة عملية صبّ وتشكيل الأعمال الحرفية والإنتاج.
عملية صهر الفضة
من أجل منع الأكسدة بشكل صحيح وتقليل احتمالية إجهاد المعدن، فمن الأهمية بمكان أن درجة حرارة انصهار الفضة يتم تحقيق ذلك من خلال عملية تسخين مُتحكم بها بدقة. فيما يلي شرح مُفصل لهذه العملية.
- التحضير - الحصول على الفضة والمواد المضافة لتقليل الأكسدة.
- تدفئة أرضية - استخدم الفرن أو الشعلة في محاولة للوصول إلى نقطة الانصهار الدقيقة التي تسمح للفضة بالذوبان بشكل مناسب.
- سكب - نقل الفضة المنصهرة إلى قوالب.
- تبريد - السماح للفضة بالتصلب لإجراء معالجة إضافية.
العوامل المؤثرة على درجة حرارة انصهار الفضة
وفيما يلي بعض العوامل المشتركة التي من المرجح أن تؤثر على نقطة انصهار الفضة.
نقاء
تتمتع الفضة النقية بأعلى نقطة انصهار عند شنومكس ° C (شنومكس ° F). إن إضافة أي شوائب أو عناصر أخرى من شأنه أن يغير من تغير طوره، مع ضرورة أن تكون تقنيات التكرير المطلوبة صارمة بما يكفي لتوفير الاتساق.
عناصر السبائك
تنخفض درجة انصهار الفضة عند خلطها مع معادن مثل النحاس والنيكل والزنك. هذه الإضافات تخفض درجة الانصهار الكلية، مما يجعل السبائك أكثر عملية في مختلف التطبيقات الصناعية وصناعة المجوهرات.
الضغط
يؤدي زيادة الضغط إلى رفع درجة انصهار معدن الفضة قليلاً. وذلك لأن زيادة الضغط تُسبب تفاعل ذرات الفضة بقوة أكبر مع بعضها البعض، مما يتطلب درجة حرارة أعلى للتغلب على ذلك.
الغلاف الجوي
في جو مليء بالأكسجين، تتأكسد الفضة بسهولة لتتحول إلى أكسيد الفضة ذي درجة انصهار منخفضة جدًا (280 درجة مئوية). أما الأجواء المُتحكم بها، مثل تلك التي تتكون من غاز خامل أو فراغ، فتمنع الفضة من الأكسدة.
حجم الجسيمات (لمساحيق الفضة)
يمكن أن تكون درجات انصهار مساحيق الفضة أقل من درجات انصهار الفضة الخام نظرًا لمساحة سطحها الأكبر وحجم جسيماتها الأصغر. تتميز مجموعة الجسيمات الأصغر بطاقة سطحية أعلى، مما يتطلب بدوره حرارة أقل لبدء عملية الانصهار. مقارنة درجة انصهار الفضة بالمعادن الأخرى
يقوم هذا الجدول الشامل بمقارنة الخصائص الحرارية للمعادن المختلفة ونقاط انصهارها للاستخدام الصناعي.
| معدن | ° C | درجة فهرنهايت |
|---|---|---|
| نقطة انصهار الذهب | 1,064 | 1,947.52 |
| نقطة انصهار النحاس | 1,085 | 1,985 |
| نقطة انصهار البلاتين | 1,768 | 3,214 |
التطبيقات العملية
- صب: تؤثر درجة حرارة انصهار الفضة على السيولة والانكماش والبنية الدقيقة. يضمن التحكم الحراري المناسب ملء القالب بالكامل وتقليل عيوب المسامية والأكسدة والإجهاد الحراري.
- لحام كوي:تختلف نقطة الانصهار الحراري للحام الفضة حسب السبائك (مثل النحاس والزنك)، مما يستلزم التحكم في درجات الحرارة لإنشاء روابط دائمة دون إذابة المعدن الأساسي - يتم التخلص من كسور الإجهاد عن طريق التبريد المناسب ومتانة المفصل.
- تلدين الفضةالتلدين عملية معالجة حرارية تُسخّن فيها الفضة إلى درجة حرارة أقل من نقطة إعادة تبلورها، عادةً ما بين 400 و650 درجة مئوية (752 و1,202 درجة فهرنهايت). يُحسّن هذا التسخين المُتحكم فيه قابليةَ التصلد من خلال تحسين بنية الحبيبات وتخفيف الضغط الداخلي، مما يُسهّل تشكيل الفضة وتشكيلها والتعامل معها دون المساس بمتانتها.
نصائح للتحكم في درجة الحرارة
- استخدم موازين الحرارة الرقمية - التحكم الدقيق في درجة الحرارة يمنع ارتفاع درجة الحرارة، وبالتالي يذوب الفضة أو يتصلب بشكل جيد دون عيوب هيكلية.
- استخدم Flux – يعمل التدفق على منع الأكسدة ويحافظ على مقياس النار تحت السيطرة، مما يوفر ذوبانًا أنظف ومفاصل معدنية أقوى.
- التحكم في تطبيق الحرارة – التسخين التدريجي والمستمر يمنع الإجهاد الحراري ويقلل من خطر الانحناء أو نمو الحبوب أو إتلاف المواد المحيطة.
الأسئلة الشائعة
1. ما هي نقطة انصهار اللحام الفضي؟
بغض النظر عن تركيبه، تتراوح درجة انصهار لحام الفضة بين 620 درجة مئوية (1,148 درجة فهرنهايت) و800 درجة مئوية (1,472 درجة فهرنهايت). يُنتج اللحام الناعم وصلات ضعيفة، بينما يذوب اللحام الصلب عند درجة حرارة أعلى، مما يُنتج وصلات أقوى من اللحام الناعم.
2. ما هي درجة انصهار النيكل والفضة؟
النيكل الفضي، أو الفضة الألمانية، يتكون من 60% نحاس، و20% نيكل، و20% زنك. مع أن اسمه يوحي بغير ذلك، إلا أنه لا يحتوي على أي فضة عنصرية. تتراوح درجة انصهاره بين 1000 و1200 درجة مئوية، أو بين 1,832 و2,192 درجة فهرنهايت.