נוסח השאלה המלא: מדוע מגנטים לא עובדים על פלב"ם (פלדה בלתי מחלידה Stainless steels)?

פלב"ם היא סגסוגת של ברזל הידועה ביכולתה לעמוד בפני החלדה (חמצון של הברזל), יכולת העמידות היא בעיקר בזכות שילוב המתכת כרום בסגסוגת. איגוד הפלדה האמריקאי מגדיר פלב"ם כמכיל לפחות 10% כרום.
ישנם כשני סוגים עיקריים של פלב"ם אחד מהם יגיב למגנט (קרוי ferritic) והשני לא יגיב למגנט (קרוי austenitic).
למעשה פלב"ם שאינו מגיב כלל למגנט היה מקבל את הערך 1, בפועל אנו רק מסוגלים להתקרב לערך זה.
לדוגמא- פלב"ם המשמש לבניית חלקים במכשיר ה MRI (מכשיר המשתמש בתהודה מגנטית ולכן חלקיו צריכים להיות "אדישים" לשדה מגנטי) הוא בעל ערך המקורב ל 1.004.

הפלב"ם המגיב למגנט עושה זאת בעיקר משני סיבות:
(1). הוא מכיל אחוז גבוה של ברזל.
(2). בגלל המבנה שלו.

יחידת המבנה הבסיסית של שני סוגי הפלב"ם הוא קובייה.
בפלב"ם המגיב למגנט יש אטום בכל פינה של הקובייה (סה"כ 8 אטומים) ואטום נוסף במרכז הגיאומטרי של הקובייה; מבנה זה קרוי body-centered cubic (bcc) lattice
בפלב"ם שאינו מגיב למגנט יש אטום בכל פינה של הקובייה (סה"כ 8 אטומים) ואטום נוסף בכל מרכז פאה (סה"כ עוד 6 אטומים); מבנה זה קרוי face-centered cubic (fcc) lattice.


התמונה נלקחה מויקיפדיה

ברוב המקרים עיקר ההבדל בין שני המבנים נוצר ע"י הוספת כמויות שונות של ניקל ה"מזהמות" את המבנה הרגיל של הפלדה.
השוני במבנה הוא זה שיוצר את ההבדלים בהתנהגות. ההסבר המדויק קשור למכאניקת הקוונטים ולצפיפות אלקטרונים והוא קצת מסובך מכדי לתאר אותו כאן.

צריך גם לזכור שלפלדה באופן כללי יש גמישות לא מועטה.
לכן אם ניקח פלדה שבגלל הוספת כמויות קטנות של ניקל, פחמן וחנקן נתנה תבנית bcc ונפעיל עליה עומסים שימתחו ויעוותו את המתכת נקבל תערובת של תבניות fcc ו bcc והחומר יהיה מגנטי בחלקו.

- דף נתונים של איגוד הפלדה הבריטי עם ערכים והסברים לגבי מגנטיות של פלב"ם" לחץ כאן

מאת: ד"ר מאיר ברק
מחלקה לביולוגיה מבנית
מכון ויצמן למדע

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.

9 תגובות

  • ד"ר דן שחורי

    האם "נירוסטה" שהושתלה בשנת 2014 מונעת ביצוע בדיקת MRI של המוח?

    כיוון שנעניתי ע"י האורתופד שניתח את קרסולי לפני כשנה שהוכנסה לשם פלטת "נירוסטה" ושבעה ברגים , וכיוון שלדעתי אינו יודע יותר - חשוב לי לדעת אם יש להוציאם מקרסולי לצורך בדיקת מצב מוחי. לכן אני מאוד מבקש לדעת האם פלטת סטיינלס סטיל ו 7 ברגים כאלו שהותקנו בשנת 2014 לתיקון שבר בקרסול מפריעים לבדיקת MRI של המוח ? בתודה מראש על התשובה, לה אני ממתין בכיליון עיניים - ד"ר דן שחורי

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןעידו מגן

    תשובה

    <p>
    שלום ד&quot;ר שחורי,</p>
    <p>
    זה נשמע כמו שאלה רפואית שאין לי היכולת או הסמכות להשיב עליה. אינני רופא, ולכן אני יכול רק להעלות השערות, אבל לא אוכל לעמוד&nbsp;<span style="font-family: arial, helvetica, clean, sans-serif; font-size: 12px; font-style: normal; font-weight: normal; line-height: 1.5em;">באופן מלא&nbsp;</span><span style="font-size: 12px; line-height: 1.5em;">מאחורי התשובה שלי . אני ממליץ לך להיוועץ ברדיולוג או בנוירולוג בעניין הזה.</span></p>
    <p>
    צר לי שאיני יכול לעזור לך, ואני מאחל לך הצלחה בבדיקה ורפואה שלמה</p>
    <p>
    עידו</p>

  • דוד

  • דוד

  • מיכאל פ.

    בדיקת mri

    אני עברתי ניתוח הוצאת גרורה מהוונהקווה ולצורך כך פתחו את בית החזה ולאחר מכן קשרו בחוט את העצם הניתוח בוצע במרץ 2012, כמו כן לאחר כריתת כליה לפני כשנתיים,במיטת הניתוח סגרו עם קלמרות, האם זה יפריע או חלילה יגרום נזק בבדיקת mri

  • רות

  • מאיר ברק

    אבץ הוא חומר דיאמגנטי (Diamagnetic) חלש

    חומר דיאמגנטי נדחה משדה חשמלי אך באבץ האפקט חלש מאוד ולא נצפה ביום-יום.

  • אלדר

    תיקון טעות

    באיור של שני המבנים יש טעות בשיוך השם לתמונה BCC יש אטום אחד במרכז
    וב FCC ישנם 6 אטומים במרכז כל פאה

  • מאיר ברק