فلز کروم یا Cr چیست؟

جدول تناوبی پر از فلزاتی با ویژگی‌های جالب است. برخی از آن‌ها کمیاب و برخی دیگر به‌وفور در طبیعت یافت می‌شوند. بشر از زمان شناخت فلزات به‌تدریج با خصوصیت‌های آن‌ها آشنا شد و توانست آن‌ها را برای کاربردهای مختلف مورداستفاده قرار دهد. در مطالب قبلی درباره فلزات مختلفی صحبت کردیم مانند آهن، مس، منیزیم، آلومینیوم و… در اینجا نیز قصد داریم به بررسی ویژگی‌های فلز کروم بپردازیم.

کروم یک فلزی واسطه در گروه ۶ در جدول تناوبی عناصر بوده و براق، شکننده و سخت است. این فلز به رنگ خاکستری نقره‌ای دیده می‌شود و قابلیت صیقل پذیری زیادی دارد. کروم در برابر اکسیژن ناپایدار بوده و به‌سرعت اکسید می‌شود. در این زمان، لایه‌ای اکسیدی روی آن را پوشانده و در برابر اکسیژن نفوذناپذیر می‌گردد. به‌بیان‌دیگر، لایه‌ی اکسیدی از فلز کروم در برابر اکسید شدن بیشتر محافظت می‌کند.

کروم در سال ۱۷۹۸ توسط شیمیدان فرانسوی در پاریس کشف شد. او این فلز را از روی سنگ معدنی به رنگ قرمز روشن که در معدن طلای سیبری استخراج‌ شده بود و با نام سرب قرمز خوانده می‌شد کشف کرد. در حقیقت، این سنگ معدن کرومات سرب است. او با حل کردن این سنگ معدن در اسید، سرب را رسوب داد. پس از فیلتر کردن به آزمایش‌هایی بر روی مایع به‌دست‌آمده پرداخت و موفق به جداسازی کروم شد. او هم‌چنین دریافت که رنگ سبز زمرد نیز ناشی از حضور کروم در آن است.
مهم‌ترین ترکیبات شناخته‌شده‌ی کروم، کرومات های سدیم و پتاسیم، دی کرومات ها و آلوم های کروم پتاسیم است. ترکیبات کروم سمی هستند و به رنگ های مختلف دیده می شوند. بنابراین از آن ها به عنوان رنگ‌دانه سبز روشن، زرد، قرمز و نارنجی استفاده می کنند. کروم عمدتاً در کرومیت یافت می‌شود. این سنگ معدن در بسیاری از نقاط از جمله آفریقای جنوبی، هند، قزاقستان و ترکیه یافت می‌شود. فلز کروم معمولاً با کاهش کرومیت با کربن در کوره قوس الکتریکی یا کاهش اکسید کروم (III) با آلومینیوم یا سیلیکون تولید می‌شود.

صنعت مواد و متالورژی

کروم فلزی سخت است و معمولاً با فولاد مخلوط شده و آلیاژی مقاوم در برابر خوردگی ایجاد می‌کند. این آلیاژ معمولاً برای تصفیه فولاد ضدزنگ، فولاد مقاوم در برابر حرارت و مواد مختلف الکتریکی و حرارتی به کار برده می‌شود. در زمان برخورد فولاد ضدزنگ با مواد خورنده، لایه‌ای جاذب اکسید کروم بر روی سطوح تشکیل‌شده تا فلز داخلی در برابر خوردگی محافظت شود. برخی از فولادهای ضدزنگ می‌توانند عملکرد عالی خود را حتی در دمای بالای ۸۰۰ درجه سانتی‌گراد حفظ کنند. فولاد کروم، ماده خوبی برای تولید ماشین‌آلات، تانک‌ها و وسایل نقلیه زرهی است.

صنعت مواد شیمیایی

نمک‌های مختلف کروم فرآوری شده از کرومیت اصلی‌ترین مواد اولیه صنایع شیمیایی هستند. نمک کروم یکی از انواع اصلی نمک‌های غیر آلی است. این ماده عمدتاً در آبکاری، برنزه سازی، چاپ و رنگرزی، دارو، سوخت، کاتالیزورها، اکسیدان ها، کبریت‌ها و بازدارنده‌های خوردگی فلزات استفاده می‌شود. بدون حضور لایه کروم، به دلیل فرسودگی، خوردگی و دلایل دیگر، عمر بیشتر قطعات به شدت کاهش می‌یابد و باید مرتبط تعویض یا تعمیر شود. بنابراین آبکاری با کروم یکی از فرآیندهای ضروری برای قطعات است و در تولیدات صنعتی روکش کروم کاربرد زیادی دارد.

مواد نسوز

از آنجا که نقطه ذوب کرومیت ار ۱۹۰۰ تا ۲۰۵۰ درجه سانتی‌گراد است، می‌تواند حجم را در دمای بالا بدون تغییر نگه دارد و با هیچ سرباره‌ای واکنش نشان نمی‌دهد. بنابراین، می‌توان آن را به‌عنوان نوعی مواد نسوز برای پوشش کوره‌های تولید فولاد و کوره‌های ذوب فلزات غیر آهنی استفاده کرد. بنابراین برای ساخت آجرهای کروم، آجرهای منیزیم کروم و سایر مواد نسوز از این ماده استفاده می‌کنند.

چدن

چدن کروم به معنای افزودن عنصر کروم به عنصر آهن، به‌منظور تغییر ساختار فیزیکی و خصوصیات شیمیایی آهن و گسترش کاربرد آن است. مقدار عنصر کروم اضافه‌شده متفاوت بوده بنابراین، چدن کروم دارای خواص شیمیایی مختلف است. با توجه به محتوای عنصر کروم، می‌توان آن را به چدن کم کروم، چدن متوسط کروم و چدن کروم بالا تقسیم کرد.

صنعت خودرو

از کروم در صنعت خودرو برای موارد مختلفی استفاده می‌شود. فولاد مورداستفاده در ساخت قطعات ساختاری اتومبیل را سخت می‌کند، بنابراین با گذشت زمان بهتر نگه داشته می‌شوند و ماندگاری بیشتری دارند. برای دادن ظاهری براق به اتومبیل نیز این ماده به کار برده می‌شود. در دوره اتومبیل‌سازی دهه‌های ۵۰، ۶۰ و ۷۰ سپرهای جلو و عقب اکثر اتومبیل‌ها از فولاد کروم ساخته می شدند و جلوه‌ای براق و آینه مانند به آن‌ها می‌داد. همچنین از کروم در صنایع اتومبیل برای قطعاتی از قبیل توری، دستگیره درب، قطعات تزئینی در امتداد بدنه اتومبیل، قطعات موتور و لوله‌های اگزوز استفاده می‌شد. امروزه کروم در صنعت اتومبیل‌سازی هنوز مورد استفاده قرار می‌گیرد، اما نه به‌اندازه‌ی دهه‌های ۵۰ تا ۷۰!

همان‌گونه که پیشتر نیز به آن اشاره شد، کروم فلزی، کاربردهای زیادی در صنایع مختلف دارد اما باید توجه داشت که به‌هرحال این فلز سمی است و در استفاده از آن باید احتیاط‌های لازم موردتوجه قرار گیرد.