Manganez

Vikipedi, özgür ansiklopedi

Mangan (Mn)

H Periyodik tablo He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba   Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra   Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og  
  La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
  Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr  


Temel özellikleri
Atom numarası 25
Element serisi Geçiş metalleri
Grup, periyot, blok 7B, 4, d
Görünüş metalik
Mangan
Kütle numarası 54.938045 g/mol
Elektron dizilimi [Ar] 4s23d5
Enerji seviyesi başına
Elektronlar
2, 8, 13, 2
CAS kayıt numarası 7439-96-5
Fiziksel Özellikleri
Maddenin hâli katı
Yoğunluk 7.21 g/cm³
Sıvı hâldeki yoğunluğu 5.95 g/cm³
Ergime noktası 1519 °K
1246 °C
Kaynama noktası 2334 °K
2061 °C
Ergime ısısı 12.91 kJ/mol
Buharlaşma ısısı 221 kJ/mol
Isı kapasitesi 26.32 J/(mol·K)
Atom özellikleri
Kristal yapısı Hacim Merkezli Kübik Kafes
Yükseltgenme seviyeleri 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, -1, -2, -3
Elektronegatifliği 1,55 Pauling ölçeği
İyonlaşma enerjisi 717.3 kJ/mol
Atom yarıçapı 127] pm
Atom yarıçapı (hes.) pm
Kovalent yarıçapı 139±5 pm
Van der Waals yarıçapı pm
Diğer özellikleri
Elektrik direnci 1.44 µ nΩ·m (20°C'de)
Isıl iletkenlik 7.81 W/(m·K)
Isıl genleşme 21.7 µm/(m·K) (25°C'de)
Ses hızı 5150 m/s (20 C'de)
Mohs sertliği 6,0
Vickers sertliği MPa
Brinell sertliği 196 MPa
Elektrolizle arıtılmış (%99,99) saflıkta mangan parçaları ve karşılaştırma için yüksek saflıkta (%99,99 = 4N) 1 cm³ hacminde mangan bir küp.
Bir manganez filizi olan manganez oksidi

Mangan veya manganez, atom numarası 25 olan element.

Simgesi Mn'dir. 1774 yılında keşfedilmiştir. Periyodik tablonun 7-B grubunda yer alır. Grimsi metal renklidir. Çeliğin dayanımını geliştiren bir alaşım elementidir. Bu özelliği içinde bulunan karbon miktarına bağlıdır. Yüksek karbonlu çeliklerde manganın etkisi sertlik ve dayanımı artırmaktadır. Elementler için kullanılan periyodik yapı A B olarak adlandırılmıştır.

Genellikle doğada demir elementi ve daha birçok elementle bağlı biçimde bulunmaktadır. Genellikle metal endüstrisinde alaşımlarda kullanılır özellikle paslanmaz çelik yapımında alaşımda gerekli bir hammaddedir. Yunanistan'ın magnezya bölgesinden adını almıştır. Manganez dioksit bileşiğinden 1774 yılında karbonun indirgenmesi neticesinde ilk olarak elde edilmiştir. Çelikteki aşınma ve paslanmanın önlenmesinde kullanılmaktadır. Endüstride oksitlenme aşamasına göre birçok farklı renk alabilen element renklendirici olarak da kullanılmaktadır. Çinko karbon ve alkalinli pillerin üretiminde kullanılan önemli bir elementtir. Manganez iyonları çok çeşitli enzimlerde ve fotosentetik bitkilerde yer alabilmektedir. Yüksek seviyelerde manganez memelilerde zehirlenme etkisi yapar.

Vücut metabolizması üzerine etkileri[değiştir | kaynağı değiştir]

Vücutta protein sentezlenmesinde, sindirimde ve besinlerden enerji üretilmesinde görev alan önemli minerallerin içinde bulunan etkili bir elementtir. Eksikliğinde sürekli yorgunluk, hafıza problemleri, kısırlık, kilo kaybı, özellikle çocuklarda ve bebeklerde büyüme geriliği gibi belirtiler görülür. Mangan bitkiler için de çok önemli bir elementtir ve günümüz modern tarım sektöründe vazgeçilmez bir gübre içeriğidir.

Uygulamalar[değiştir | kaynağı değiştir]

Manganez, metalurjideki ana uygulamalarında memnuin edici bir yerine geçen malzeme yoktur.[1] Küçük uygulamalarda (örneğin, manganez fosfatlama) ise çinko ve bazen de vanadyum uygun ikamelerdir.

Çelik[değiştir | kaynağı değiştir]

U.S. M1917 savaş miğferi, Brodie miğferi'nin bir çeşidi, Hadfield çeliği manganez alaşımından yapılmıştır.

Dövülebilirliğini geliştirmek için fazla çözünmüş oksijen, kükürt ve fosforu uzaklaştırmak için ilk olarak 1856'da çeliğe manganı Spiegeleisen şeklinde katan İngiliz metalurji uzmanı Robert Forester Mushet (1811-1891) tarafından tanınan Manganez, kükürtü sabitleme, oksitsizleştirme ve alaşımlama özellikleri nedeniyle demir ve çelik üretiminde gereklidir.

Çelik üretimi,[2] demir üretim bileşeni dahil, manganez talebinin çoğunu karşılar ki halen toplam talebin %85 ila %90'ı aralığındadır.[3] Manganez, az maliyetli paslanmaz çeliğin önemli bir bileşenidir.[4][5] Çoğunlukla ferromanganez (genellikle yaklaşık %80 manganez) modern proseslerde ara maddedir.

Az miktarlarda manganez, yüksek sıcaklıkta eriyen sülfür oluşturarak ve tanecik sınırlarında sıvı demir sülfür oluşumunu önleyerek çeliğin yüksek sıcaklıkta işlenebilirliğini artırır. Manganez içeriği %4'e ulaşırsa, çeliğin gevrekleşmesi baskın özellik haline gelir. Gevreklik, daha yüksek mangan konsantrasyonlarında azalır ve %8'de kabul edilebilir bir düzeye ulaşır.

%8 ila %15 manganez içeren çeliğin 863 MPa'ya kadar yüksek çekme mukavemeti vardır.[6][7] %12 manganlı çelik 1882'de Robert Hadfield tarafından keşfedildi ve hala Hadfield çeliği (mangalloy) olarak bilinir. İngiliz ordusu için çelik kaskların yapımında ve daha sonra ABD ordusunca kullanıldı.[8]

Alüminyum alaşımları[değiştir | kaynağı değiştir]

Manganez için ikinci büyük uygulama alüminyum alaşımlarındadır. Kabaca %1.5 manganlı alüminyum, galvanik korozyona yol açabilecek yabancı maddeleri emen tanecikler yoluyla korozyona karşı direnci artırmıştır.[9] Korozyona dayanıklı alüminyum alaşımları 3004 ve 3104 (%0.8 ila 1.5 manganez) çoğu içecek kutuları için kullanılır.[10] 2000'den önce, bu alaşımların 1.6 milyondan ton'undan fazlası kullanıldı; %1 manganezde bu miktar 16,000 ton manganez 'e karşılık gelir.[10]

Kaynakça[değiştir | kaynağı değiştir]

  1. ^ Kaynak hatası: Geçersiz <ref> etiketi; USGSMCS2009 isimli refler için metin sağlanmadı (Bkz: Kaynak gösterme)
  2. ^ Verhoeven, John D. (2007). Steel metallurgy for the non-metallurgist. Materials Park, Ohio: ASM International. ss. 56-57. ISBN 978-0-87170-858-8. 
  3. ^ Kaynak hatası: Geçersiz <ref> etiketi; hydrometI isimli refler için metin sağlanmadı (Bkz: Kaynak gösterme)
  4. ^ Manganese USGS 2006
  5. ^ Dastur, Y. N.; Leslie, W. C. (1981). "Mechanism of work hardening in Hadfield manganese steel". Metallurgical Transactions A. 12 (5): 749-759. Bibcode:1981MTA....12..749D. doi:10.1007/BF02648339. 
  6. ^ Stansbie, John Henry (2007). Iron and Steel. Read Books. ss. 351-352. ISBN 978-1-4086-2616-0. 20 Kasım 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 6 Haziran 2022. 
  7. ^ Brady, George S.; Clauser, Henry R.; Vaccari. John A. (2002). Materials Handbook: an encyclopedia for managers, technical professionals, purchasing and production managers, technicians, and supervisors. New York, NY: McGraw-Hill. ss. 585-587. ISBN 978-0-07-136076-0. 22 Kasım 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 6 Haziran 2022. 
  8. ^ Tweedale, Geoffrey (1985). "Sir Robert Abbott Hadfield F.R.S. (1858–1940), and the Discovery of Manganese Steel Geoffrey Tweedale". Notes and Records of the Royal Society of London. 40 (1): 63-74. doi:10.1098/rsnr.1985.0004. JSTOR 531536.  Geçersiz |doi-access=free (yardım)
  9. ^ "Chemical properties of 2024 aluminum allow". Metal Suppliers Online, LLC. 28 Haziran 2002 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 30 Nisan 2009. 
  10. ^ a b Kaufman, John Gilbert (2000). "Applications for Aluminium Alloys and Tempers". Introduction to aluminum alloys and tempers. ASM International. ss. 93-94. ISBN 978-0-87170-689-8.