מגנזיום
מגנזיום הוא מתכת אדמה אלקליין כסופה-לבנה, מבריקה עם הסמל Mg ומספר אטומי 12
תעשיית המגנזיום היא תחום מרתק שצומח במהירות במהלך השנים. *ייצור עולמי* של מגנזיום ראשוני נשלט על ידי סין, המשתמשת בתהליך Pidgeon, שיטה שהיא גם אנרגיה וגם עתירת עבודה. תהליך זה מתאים היטב לסין בשל משאביה הרבים ועלויות העבודה הנמוכות. עם זאת, ככל ששיעורי העבודה ועלויות האנרגיה יגדלו, עלויות ייצור המגנזיום צפויות לעלות, מה שהופך את זה למאתגר יותר עבור סין לשמור על הדומיננטיות שלה בשוק.
משאבי מגנזיום נמצאים בשפע וניתן למצוא אותם בצורות שונות, כולל מי ים, תמלחות ומינרלים כמו מגנזיט ודולומיט. משאבי המגנזיום הגדולים ביותר נמצאים בסין, רוסיה וקוריאה, כאשר סין מהווה 21% מכלל משאבי המגנזיט בעולם. המדינה עם משאבי המגנזיט השני בשפע היא רוסיה, ואחריה קוריאה.
ייצור מגנזיום הוא תהליך מורכב הכולל מספר שלבים, כולל הפקת מגנזיום מחומרי גלם, זיקוק ויציקה ³. שתי השיטות העיקריות לייצור מגנזיום הן תהליך פידג'ון והתהליך האלקטרוליטי. תהליך Pidgeon כולל חימום עפרות דולומיט בכבשן כדי לייצר תערובת של תחמוצות מגנזיום וסידן, אשר מופחתות לאחר מכן למגנזיום באמצעות סיליקון ברזל. התהליך האלקטרוליטי, לעומת זאת, כרוך באלקטרוליזה של מגנזיום כלוריד מאוחד לייצור מגנזיום.
יישומי מגנזיום מגוונים וכוללים ייצור סגסוגות, המשמשות בתעשיות שונות כגון תעופה וחלל, רכב ואלקטרוניקה ³. סגסוגות מגנזיום ידועות ביחס החוזק למשקל הגבוה שלהן, מה שהופך אותן לחומר אידיאלי עבור יישומים שבהם הפחתת משקל היא קריטית ³.
האתגרים העומדים בפני תעשיית המגנזיום כוללים את עלויות האנרגיה הגבוהות הקשורות לייצור מגנזיום, כמו גם את החששות הסביבתיים הקשורים לתהליך פידג'ון. עם זאת, חוקרים פועלים לפיתוח טכנולוגיות חדשות שיכולות להפחית את ההשפעה הסביבתית של ייצור מגנזיום ולהפוך אותו לבר-קיימא יותר.
תעשיות מגנזיום
מגנזיום היא מתכת רב-תכליתית עם מגוון רחב של יישומים בתעשיות שונות. להלן כמה מהשימושים המשמעותיים ביותר במגנזיום בתעשיות שונות:
תעשייה אווירית
- סגסוגות מגנזיום משמשות במטוסים וחלליות בשל יחס חוזק-משקל גבוה, עמידות בפני קורוזיה ויכולת עמידה בטמפרטורות קיצוניות.
- מגנזיום משמש ברכיבי מנוע, כגון ארכובה, בלוקי צילינדרים ותיבות הילוכים.
- הוא משמש גם ברכיבים מבניים, כמו מסגרות גוף, עורות כנפיים ומשטחי בקרה.
תעשיית הרכב
- סגסוגות מגנזיום משמשות בחלקי רכב, כגון בלוקי מנוע, ראשי צילינדר ותיבות הילוכים, בשל תכונות הקלות והחוזק הגבוה שלהן.
- מגנזיום משמש לייצור מושבי רכב, עמודי הגה ורכיבים פנימיים אחרים.
- הוא משמש גם לייצור גלגלים, רכיבי בלמים ומערכות מתלים.
תעשיית האלקטרוניקה
- מגנזיום משמש לייצור רכיבים אלקטרוניים, כגון כיסויים למחשב נייד, כיסויים לטלפונים חכמים ובתי מכשיר נייד אחרים.
- סגסוגות מגנזיום משמשות לייצור מחברים, מתגים ורכיבים אלקטרוניים אחרים בשל המוליכות החשמלית הגבוהה שלהם ועמידותם בפני קורוזיה.
- הוא משמש גם בייצור של נורות LED, טלוויזיות בעלות מסך שטוח ומכשירים אלקטרוניים אחרים.
תעשייה רפואית
- מגנזיום משמש לייצור שתלים רפואיים, כגון החלפת ירך וברך, בשל התאימות הביולוגית שלו ועמידותו בפני קורוזיה.
- סגסוגות מגנזיום משמשות לייצור מכשירים כירורגיים, כגון מלקחיים, אזמלים וכלים רפואיים אחרים.
- הוא משמש גם בייצור של מכשירים רפואיים, כגון מכשירי MRI וציוד אבחון אחר.
תעשיית אחסון אנרגיה
- מגנזיום משמש בייצור סוללות, כולל סוללות מגנזיום-יון, בעלות פוטנציאל להחליף סוללות ליתיום-יון בעתיד.
- סגסוגות מגנזיום משמשות לייצור תאי דלק, המשמשים לייצור חשמל בתחנות כוח ויישומים תעשייתיים אחרים.
תעשיית הבנייה
- מגנזיום משמש לייצור מלט, בטון וחומרי בניין נוספים בשל יכולתו לשפר חוזק ועמידות.
- סגסוגות מגנזיום משמשות לייצור מאפיינים אדריכליים, כגון מסגרות דלתות וחלונות ורכיבים דקורטיביים אחרים.
התעשייה הביטחונית
- מגנזיום משמש לייצור ציוד צבאי, כגון רכיבי מטוסים וטילים, בשל יחס חוזק-משקל גבוה שלו ועמידות בפני קורוזיה.
- סגסוגות מגנזיום משמשות לייצור ציפוי שריון, מארזי פצצות ויישומים צבאיים אחרים.
תעשיית הדפסת תלת מימד
- מגנזיום משמש לייצור חומרי הדפסה תלת מימדיים, כגון אבקות וחוטים, בשל יחס חוזק-משקל גבוה שלו ועמידות בפני קורוזיה.
- סגסוגות מגנזיום משמשות לייצור רכיבי הדפסת תלת מימד, כגון חלקי מדפסת ואביזרים.
תעשיית ציוד ספורט
- מגנזיום משמש בייצור ציוד ספורט, כגון מסגרות אופניים, אלות גולף ורכיבים קלים אחרים.
- סגסוגות מגנזיום משמשות בייצור נעלי ספורט, בשל יחס חוזק-משקל גבוה ותכונות בלימת זעזועים.
תעשיות אחרות
- מגנזיום משמש בייצור כלי נגינה, כגון גיטרות וכינורות, בשל יחס חוזק-משקל גבוה ותכונותיו האקוסטיות.
- סגסוגות מגנזיום משמשות בייצור רכיבי מצלמה, כגון תושבות עדשות וגופי מצלמה.
- הוא משמש גם בייצור של כלי מכונות, כגון מחרטות ומכונות כרסום.