في الكيمياء إن مركب أكسيد المغنيسيوم ذو الصيغة الكيميائية التالية: (MgO) عبارة عن مركب غير عضوي يظهر في الطبيعة مثل البريكلاز المعدني، وفي الوسط المائي فإنه يتحد بسرعة مع الماء من أجل تكوين مركب هيدروكسيد المغنيسيوم، ويتم استعماله على صورة مضاد للحموضة وملين خفيف، كما وأن له العديد من الاستعمالات غير الطبية.
أكسيد المغنسيوم
- إن أكسيد المغنيسيوم (المغنيسيا) هي عبارة عن مادة صلبة بيضاء تستخدم في صناعة الطوب الحراري عالي الحرارة، وفي العوازل الكهربائية والحرارية، والأسمنت والأسمدة والمطاط والبلاستيك، والمصادر الهامة لأكسيد المغنيسيوم هي مياه البحر والترسبات الجوفية من المحلول الملحي وطبقات الملح العميقة حيث تتم معالجة هيدروكسيد المغنيسيوم [Mg (OH)2].
- يتم تحويل كل من مركب (MgCO3) ومركب (Mg(OH)2) إلى مركب (MgO) عن طريق التكليس، وتؤثر المعالجة الحرارية لعملية التكليس على مساحة السطح وحجم المسام وبالتالي تكون تفاعل أكسيد المغنيسيوم، كما ويحدد المصدر إلى حد كبير مستوى وطبيعة الشوائب الموجودة في المادة المكلسة.
- يتم تكوين المغنيسيا الكاوية المكلسة عن طريق التكليس في حدود 700 – 1000 درجة مئوية، ومن خلال التكليس في النطاق 1000 – 1500 درجة مئوية، فإنه يتم استخدام أكسيد المغنيسيوم، حيث يتطلب نشاط كيميائي أقل، على سبيل المثال الأسمدة والأعلاف الحيوانية.
- المغنيسيا المحترقة الميتة، والتي يتم إنتاجها في الأفران العمودية والأفران الدوارة عند درجات حرارة تزيد عن 1500 درجة مئوية، قللت من التفاعل الكيميائي وبالتالي فهي أكثر ملاءمة للتطبيقات المقاومة للحرارة، ويتم استخدام المغنيسيا المنصهرة في مجموعة متنوعة من التطبيقات الحرارية والكهربائية، كما ويتم إنتاج هذا النوع من المغنيسيا في فرن القوس الكهربائي من المغنيسيا المكلس الكاوية عند درجات حرارة تزيد عن 2650 درجة مئوية.
- إن أكسيد المغنيسيوم (MgO) هو معدن بلوري عديم اللون يحدث بشكل طبيعي مع نقطة انصهار عالية ويستخدم في الصناعات المختلفة بسبب إنتاجه على نطاق واسع، ويحتوي على موصلية حرارية عالية مقترنة بتوصيل كهربائي منخفض، وفي السنوات الأخيرة كان النشاط القوي لمضادات الميكروبات لـ (MgO) مع ثبات عالٍ مقارنةً بالعوامل العضوية المضادة للميكروبات مجالًا مثيرًا للبحث.
- سيتذكر العديد من الأشخاص الذين يفكرون في العودة إلى أيام الدراسة أنهم شاهدوا احتراق شريط المغنيسيوم، وربما حتى يقومون بالتجربة بأنفسهم، وقد نتذكر تعليمات المعلم بأن “تنظر بعيدًا” أو “لا تحدق في الضوء الساطع” أو “أن تضع يديك على عينيك”، ثم يتم إنزال قطعة المغنيسيوم في لهب بنسن ثم يشتعل، وأنت ستنظر بعيدًا الآن، لكنك ستدرك الضوء الأبيض الساطع – وهذا هو سبب استخدام المغنيسيوم في إشارات التوهج، وبعد أن تنتهي من الاحتراق ستترك مع رماد أبيض ومادة صلبة تتفتت بسهولة إلى مسحوق، وهذا المسحوق هو أساسا أكسيد المغنيسيوم MgO.
- يوفر المغنيسيوم الساخن طاقة كافية لتقسيم جزيئات الأكسجين، مما يؤدي إلى كسر الرابطة المزدوجة القوية جدًا (O = O)، وتعطي كل ذرة مغنيسيوم إلكترونين لذرة الأكسجين، لذلك يتكون أكسيد المغنيسيوم من أيونات المغنيسيوم (+Mg2)، وأيونات (-O2)، ولصنع (MgO) النقي تتمثل إحدى الطرق في حرق شريط المغنيسيوم في الأكسجين النقي ولكن المغنيسيوم المعدني مكلف للغاية، والطريقة الأفضل والأرخص هي تسخين كربونات المغنيسيوم أو نترات المغنيسيوم حتى تتحلل.
تطبيقات أكسيد المغنيسيوم
- الحراريات، حيث يستخدم المغنيسيا على نطاق واسع في صناعة الصلب كطوب مقاوم للصهر، وغالبًا ما يتم تشريبه بالكربون (القطران، الجرافيت) لتوفير أفضل الخصائص لمقاومة التآكل، وغالبًا ما يتم استخدام طوب المغنيسيا مع الإسبنيل أو الكروم في صناعات السبائك الحديدية وغير الحديدية والزجاج والأسمنت، وتستخدم المواد المصبوبة والمواد القابلة للرش القائمة على المغنيسيا على نطاق واسع في البطانات المقاومة للحرارة الأساسية لتطبيقات نقل الفولاذ، ونسبة الجير إلى السيليكا الموجودة في المغنيسيا لها تأثير كبير على خصائصها.
- البوتقات، لقد وجدت بوتقات المغنيسيا تطبيقات في صناعة السبائك الفائقة والصناعة النووية وصناعة المواد الكيميائية حيث تكون مقاومة التآكل مطلوبة، ودرجات نقاء مختلفة متاحة تجارياً، ويتم استخدام المواد المضافة لتعزيز التلبيد أو تقييد نمو البلورات، وتتراوح هذه من الطين إلى الإيتريا والألومينا حسب التطبيق، ولقد تم الإبلاغ عن البوتقات مع استقرار 2400 درجة مئوية في الهواء، 1700 درجة مئوية في تقليل الغلاف الجوي، 1600 درجة مئوية في الفراغ و 1400 درجة مئوية في الهيدروجين في الأدبيات.
- الأسمنت، أسمنت المغنيسيوم (أو سوريل) هو مادة رابطة مقاومة للحرارة تعتمد على تركيبة أوكسي كلوريد المغنيسيوم، وهي سريعة التصلب ولديها عدد من تطبيقات الإصلاح المقاومة للحرارة، وتستخدم المغنيسيا أيضًا كعامل معالجة بدرجة حرارة الغرفة لأسمنت الفوسفات.
- عناصر التسخين، حيث يستخدم مسحوق المغنيسيا على نطاق واسع كملء لعناصر التسخين الكهربائي للتطبيقات التي تلامس الهواء أو السوائل، والمغنيسيا المنصهرة لديها مزيج مثالي من المقاومة الكهربائية والتوصيل الحراري، ويشكل (MgO) طبقة بين العنصر والغلاف الخارجي، كما أنها تستخدم كعزل معدني في الكابلات.
- الأنابيب الحرارية، حيث تم استخدام أغلفة واقية من المغنيسيا المبثوقة لإيواء المزدوجات الحرارية في البيئات العدوانية، وبطانات الفرامل حيث تم تضمين المغنيسيا في بطانات الفرامل نظرًا لخصائصها الحرارية الميكانيكية، وتوفر صلابته المتوسطة تآكلًا منخفضًا بدرجة كافية للمعدن أثناء إجراء الحرارة من الأسطح الملامسة للاحتكاك.
- شاشات عرض بلازما حيث تم استخدام المغنيسيا كغشاء واقي لشاشات عرض البلازما حيث تستخدم خصائصها الكهروضوئية للاستفادة منها، وفي الركيزة لتشكيل الأغشية الرقيقة، حيث تم استخدام درجات عالية النقاء من المغنيسيا لتنمية أشباه الموصلات ذات الأغشية الرقيقة، وتم التحقيق في تطبيقات إلكترونية أخرى مماثلة.
جزيئات أكسيد المغنيسيوم النانوية
- يمكن تطبيق جزيئات أكسيد المغنيسيوم النانوية في الإلكترونيات والحفز والسيراميك والمنتجات البتروكيماوية، والطلاء والعديد من المجالات الأخرى، ويمكن استخدام الجسيمات النانوية من أكسيد المغنيسيوم جنبًا إلى جنب مع رقائق الخشب ونشارة الخشب لصنع مواد مثل ألواح الألياف العازلة للصوت وخفيفة الوزن والعازلة للحرارة والحرارية والسيراميك المعدني.
- التطبيقات المحتملة لجسيمات أكسيد المغنيسيوم النانوية هي كما يلي: كعامل تجفيف بدرجة حرارة عالية يستخدم لإنتاج ألواح الصلب السليكونية ومواد السيراميك عالية الجودة ومواد الصناعة الإلكترونية والمواد اللاصقة والمواد المضافة في المواد الخام الكيميائية، وكمادة عازلة كهربائية لصنع البوتقة والمصهر والقناة المعزولة وقضيب الإلكترود وصفيحة الإلكترود.
- كقضيب هوائي مغناطيسي عالي التردد، وكحشو جهاز مغناطيسي وحشو مواد عازلة ومختلف الناقلات المستخدمة في صناعة الراديو، وكمثبط للحريق يستخدم في تجارة الألياف الكيماوية والبلاستيك وفي الألياف الحرارية والمواد المقاومة للحرارة وطوب الكروم المغنسيت وحشو للطلاء الحراري وكأداة مقاومة للحرارة والعزل، وفي الكهرباء والكابلات والمواد البصرية ومادة لفرن صهر الفولاذ والأفران الأخرى ذات درجة الحرارة العالية ومادة التسخين ولوحة القاعدة الخزفية، ومادة مضافة للوقود ومنظف وعامل مضاد للكهرباء الساكنة ومانع للتآكل.
