بی‌شک تابه‌حال نام آلیاژهایی مانند برنج و برنز که متعلق به خانواده مس هستند به گوشتان خورده است. این آلیاژها که به فلزات سرخ مشهورند، پس از فلزات آهنی، از پراستفاده‌ترین فلزات به شمار می‌روند؛ اما هنگام خرید این محصولات، معمولا از خود می‌پرسیم که تفاوت برنج و برنز چیست؟ چگونه می‌توان این آلیاژها را از یکدیگر تشخیص داد؟ تفاوت بین برنج، برنز و مس چیست؟ آیا ویژگی‌های مشابهی دارند؟ کدام‌یک قیمت بالاتری دارد؟

باید در نظر داشت که این فلزات باوجوداینکه از یک خانواده هستند، تفاوت‌های مهمی با یکدیگر دارند. آشنایی دقیق با خواص، ویژگی‌ها و کاربردهای هر یک می‌تواند به درک بهتر ویژگی‌های آن‌ها کمک کند. در ادامه، برای اینکه درک بهتری از تفاوت برنج و برنز داشته باشیم در ابتدا اطلاعاتی در مورد فلز مس ارائه داده و سپس با مقایسه برنج و برنز از جنبه‌های گوناگون، به بررسی تفاوت‌های آن‌ها خواهیم پرداخت.

مس چه نوع فلزی است؟

فلز مس به خاطر ویژگی‌هایی نظیر هدایت الکتریکی و حرارتی بالا، استحکام مناسب، شکل‌پذیری عالی و مقاومت خوب در برابر خوردگی، در کاربردهای گوناگونی مورد استفاده قرار می‌گیرد. اغلب لوله‌ها و اتصالات به دلیل خواص مقاوم به خوردگی، استحکام و شکل‌پذیری مناسب، از مس ساخته شده و لوله‌ها نیز از ورق‌های مسی تولید می‌شوند. همچنین مس قابلیت لحیم‌کاری و جوشکاری بسیار خوبی دارد.

یکی از مهم‌ترین انواع آن، مس بدون اکسیژن یا Oxygen Free Copper است که به دلیل رسانایی و انعطاف‌پذیری بسیار خوب، کاربردهای زیادی دارد. با افزودن برخی عناصر آلیاژی به پودر مس، آلیاژهایی مانند برنج و پودر برنز تولید می‌شوند که در ادامه هر یک از آن‌ها را توضیح خواهیم داد.

برنج، آلیاژی شبیه طلا

برنج یک آلیاژ پایه مس است که با اضافه کردن عنصر روی (Zn) به مس (Cu) تولید می‌شود. این دو عنصر به‌عنوان عناصر اصلی در ساختار برنج معروف هستند، درواقع سایر عناصر به میزان کمتری در ترکیب آن وجود دارند. افزایش مقدار روی در آلیاژ، باعث افزایش استحکام و انعطاف‌پذیری برنج می‌شود. عنصر روی همچنین نقش مهمی در تعیین رنگ برنج داشته و می‌تواند رنگ آن را از قرمز تا زرد تغییر دهد.

از نظر رنگ، برنج شباهت زیادی به طلا دارد، هرچند که طلا دارای درخشندگی بیشتری است. به همین دلیل، به‌راحتی می‌توان این دو فلز را از یکدیگر تشخیص داد. برنج به دلیل شباهت ظاهری‌اش به طلا، به‌طور گسترده در تزئینات و همچنین در ساخت آلات موسیقی استفاده می‌شود.

برنز، فلزی برای دلجویی از نفرات سوم

احتمالاً با آلیاژ برنز بیشتر از برنج آشنا هستید. اولین چیزی که با شنیدن نام برنز به ذهن می‌رسد، مدالی است که به نفرات سوم در مسابقات مختلف، از المپیک گرفته تا مسابقات درون‌مدرسه‌ای، اهدا می‌شود. برنز آلیاژی است که از ترکیب مس و قلع (Cu-Sn) به‌دست‌آمده و اغلب شامل عناصری مانند آرسنیک، فسفر، آلومینیوم، سیلیسیم و منگنز نیز می‌باشد. وجود این عناصر در ترکیب برنز باعث افزایش سختی آن نسبت به مس خالص می‌گردد. استفاده در ساخت آلات موسیقی، تولید مدال‌ها و ساخت بلبرینگ‌ها ازجمله کاربردهای مهم برنز به شمار می‌رود.

تفاوت برنج و برنز از لحاظ قدمت

برای توضیح تفاوت برنج و برنز باید بگوییم که برنج و برنز هر دو از آلیاژهای معروف و پرکاربرد جهان هستند. اگرچه برنج جدیدتر از برنز است، اما هر دو در دوره‌های زمانی مختلف در تاریخ باستان استفاده می‌شده‌اند. در واقع برنز قدیمی‌تر از برنج است و استفاده از آن به دوران باستان مصر، یعنی حدود ۳۰۰۰ تا ۶۰۰۰ سال قبل از میلاد، بازمی‌گردد.

در ایران باستان، برنز که به نام مفرغ شناخته می‌شد، در تولید مصنوعات تزئینی، اسلحه، خنجر و لوازم سوارکاری کاربرد داشت. امروزه نیز از برنز در ساخت کنسول‌ها، لوسترها و مجسمه‌های زینتی استفاده می‌شود.

در مقابل، برنج نیز از دوران باستان مورد استفاده قرار می‌گرفت، اما شواهد نشان می‌دهد که نخستین بار در چین به کار گرفته شد. پس از چین، کشورهایی مانند سوریه، ایران، ازبکستان، عراق و امارات نیز از این آلیاژ استفاده کردند. در این کشورها، مس ذوب شده و با سنگ معدن روی (کالامین) ترکیب می‌شد تا آلیاژ برنج به دست آید و سپس به سایر نقاط جهان صادر می‌شد.

مهم‌ترین تفاوت‌ برنج و برنز

اکنون‌که با ویژگی‌های کلی فلزات پایه مس آشنا شده‌ایم، زمان آن رسیده است که به بررسی تخصصی‌تر تفاوت ‌برنج و برنز بپردازیم. برای این منظور، عواملی مانند رنگ، ترکیب شیمیایی، خواص، کاربرد و قیمت را مورد بررسی قرار خواهیم داد.

تفاوت در رنگ

یکی از مؤثرترین روش‌ها برای تشخیص مس، برنج و برنز، توجه به رنگ آن‌ها است. برنج معمولاً رنگ زرد کمرنگ دارد که بسیار شبیه به طلا است. برنز غالباً به رنگ قهوه‌ای مایل به قرمز دیده می‌شود. اگرچه مقادیر مختلف عناصر آلیاژی می‌توانند باعث تغییرات جزئی در رنگ آن‌ها شوند، اما همچنان می‌توان این فلزات را از طریق رنگ تشخیص داد. مس، به‌عنوان فلز پایه در این آلیاژها، رنگ قهوه‌ای متمایل به قرمز داشته اما معمولاً تیره‌تر از برنز است.

تفاوت‌ برنج و برنز در ترکیب شیمیایی

یکی از دقیق‌ترین روش‌ها برای تشخیص تفاوت برنج و برنز با مس، بررسی برگه آنالیز شیمیایی آن‌ها است. مس خالص دارای درصد بالایی از این عنصر است، درحالی‌که برنج و برنز به ترتیب شامل عناصر آلیاژی اصلی روی و قلع در کنار مس هستند که این ترکیبات شیمیایی آن‌ها را از یکدیگر متمایز می‌کند.

همچنین به دلیل نوع ترکیبات اولیه، آلیاژ برنز دارای خواص مکانیکی متفاوتی نسبت به برنج است. برنز معمولاً نرم‌تر و قابل شکل‌پذیری است و همچنین دارای مقاومت بالاتری در برابر فشار است؛ بنابراین، برنز آلیاژی سخت‌تر و مقاوم‌تر نسبت به فرسایش محسوب می‌شود.

از سوی دیگر، برنج به دلیل خواصی مانند راندمان بالا در هدایت حرارتی و الکتریکی، کاربردهای گسترده‌ای دارد. تفاوت‌ برنج و برنز از نظر خواص شیمیایی نیز قابل توجه است.

از نظر ترکیب شیمیایی، برنز معمولاً حاوی 90% مس و 10% قلع است. برنج نیز حاوی درصد بالایی از مس، معمولاً بیش از 50% و حداکثر 50% روی است. این تفاوت در ترکیب شیمیایی به هر یک از این آلیاژها، ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را می‌دهد.

 تفاوت برنج و برنز در خواص

برنج نسبت به برنز، انعطاف‌پذیرتر است. در فرآیندهای نورد، فشار یا چکش‌کاری، شبکه‌های بلوری برنج با آزادی بیشتری روی‌هم می‌لغزند. وجود قلع در ساختار برنز، عملکرد مناسبی در قفل‌کردن شبکه مس داشته که باعث کاهش انعطاف‌پذیری برنز می‌شود. در نتیجه برنز شکنندگی بیشتری نسبت به برنج داشته، اما دوام بالاتری نیز دارد زیرا برنج سریع‌تر اکسید می‌شود.

اما مس، به‌عنوان یک فلز خالص، بسیار سخت می‌شکند، اما به‌راحتی می‌توان آن را خم کرد یا به شکل‌های مختلف درآورد. برنز دارای استحکام بیشتری است اما به‌راحتی خم نمی‌شود و در برابر خوردگی و خراش حساس است اما کاملاً غیرقابل انعطاف است.

همچنین، یکی از نکات مهم برای تشخیص تفاوت برنج و برنز، خواص مغناطیسی برنج است. برنج مقداری خاصیت آهنربایی دارد و با نزدیک کردن آهنربا به آن، جذب می‌شود. از طرفی، مس و برنز این خاصیت را ندارند، بنابراین اگر آلیاژ موردنظر برنج نباشد، به‌راحتی می‌توان آن را از مس یا برنز تمایز داد.

تفاوت‌ برنج و برنز از لحاظ کاربرد

اگرچه مس خالص دارای قابلیت رسانایی حرارتی و الکتریکی عالی و مقاومت بالایی به خوردگی است، اما به دلیل نرمی و انعطاف‌پذیری خود، در کاربردهایی مثل صنایع برق و الکترونیک، لحیم‌کاری، ساخت لوله‌ها و اتصالات که نیاز به استحکام بیشتر دارند، ممکن است چندان مناسب نباشد. همچنین، مس به‌عنوان عنصر آلیاژی به فولاد اضافه می‌شود تا خواص مقاومت به خوردگی را در فولاد تقویت کند.

آلیاژهای برنج و برنز به علت استحکام بالاتر، معمولاً در مواردی مانند ساخت اتصالات، زیپ‌ها، زنگوله‌ها، پروانه‌های کشتی، یاتاقان‌ها و آلات موسیقی به کار می‌روند.

تفاوت‌ برنج و برنز ازلحاظ ساختار

اگرچه برنج و برنز هر دو آلیاژهای پایه مس هستند، اما تفاوت‌ در ساختار آن‌ها، تفاوت برنج و برنز را شکل داده و هر یک را برای هدفی خاص مناسب کرده است. برنج دارای قابلیت شکل‌پذیری بیشتری نسبت به برنز است که سبب کارپذیری بهتر آن می‌شود.

همچنین، برنج از رنگ روشن‌تری نسبت به برنز برخوردار است و درخشندگی بیشتر، آن را برای کاربردهای تزئینی و لوازم دکوری مناسب کرده است. در مقابل، برنز در برابر خوردگی آب دریا مقاومت داشته که آن را برای کار در شرایط سخت و خورنده مناسب می‌کند.

ضمن اینکه، برنز نقطه ذوب بالاتری دارد و بنابراین می‌توان از آن در دمای بالاتری نسبت به برنج استفاده کرد. یکی از راه‌های مهم شناخت و تفاوت‌ برنج و برنز توجه به‌ظاهر آن‌هاست. برنز بر روی سطح خود حلقه‌هایی کم‌رنگ دارد و این‌چنین از برنج قابل‌تشخیص است.

برنج گرونتره یا برنز

هر یک از آلیاژهای برنج و برنز دارای تنوع زیادی هستند و در نتیجه، دامنه وسیعی از قیمت‌ها را شامل می‌شوند که تفاوت‌ برنج و برنز را نشان می‌دهد؛ اما به‌طورکلی، برنز گران‌تر از برنج است. این تفاوت قیمت به دلیل فرآیند تولید پیچیده‌تر برنز است که به‌دقت و شرایط خاص‌تری نسبت به تولید برنج نیاز دارد.

در فرآیند تولید برنز، علاوه بر مس، قلع نیز به کار می‌رود که نسبت به روی، عنصر آلیاژی برنج، گران‌تر است. همچنین، افزودن عناصر دیگر مانند آرسنیک، فسفر، آلومینیوم و منگنز به برنز برای بهبود خواص مکانیکی و فیزیکی، هزینه تولید آن را افزایش می‌دهد. به‌علاوه، مقاومت برنز در برابر خوردگی و استحکام بالاتر آن نسبت به برنج، باعث می‌شود که در کاربردهای خاص و شرایط سخت‌تر، ارزش بیشتری پیدا کند.

از سوی دیگر، برنج که از ترکیب مس و روی تشکیل می‌شود، به دلیل هزینه کمتر روی و فرآیند تولید ساده‌تر، قیمت پایین‌تری دارد. انعطاف‌پذیری و درخشندگی بالای برنج نیز، آن را برای استفاده در کاربردهای تزئینی و دکوری مناسب کرده است که معمولاً نیازمند هزینه‌های کمتری نسبت به کاربردهای صنعتی و مهندسی است که برنز در آن‌ها به کار می‌رود.

بنابراین، اگرچه تنوع گسترده‌ای در قیمت‌های هر دو آلیاژ وجود دارد، اما به‌طورکلی، برنز به دلیل فرآیند تولید پیچیده‌تر و مواد اولیه گران‌تر، قیمت بالاتری نسبت به برنج دارد.

برنج گران‌تر است یا مس؟

به‌طورکلی، تفاوت برنج و برنز از نظر قیمت نهایی به عوامل مختلفی مانند خلوص، نوع و کیفیت مواد اولیه، فرآیند تولید، تقاضا و عرضه در بازار و منطقه جغرافیایی بستگی دارد. بااین‌حال، به‌طورکلی، مس از برنج ارزان‌تر است. مس، عنصر اصلی در برنج، عمدتاً ارزان‌تر است و استخراج و فرآوری آن معمولاً ساده‌تر از برنج است که این موضوع بر قیمت نهایی آن تأثیر می‌گذارد.

به‌علاوه، استثناهایی نیز وجود دارند. به‌عنوان‌مثال، مس با خلوص بسیار بالا که برای کاربردهای خاص استفاده می‌شود، ممکن است گران‌تر از برخی انواع برنج باشد. همچنین، برخی از مدل‌های برنج مانند برنج دریایی که در برابر خوردگی بسیار مقاوم است، ممکن است گران‌تر از مس باشند.

برنز بهتر است یا برنج (برنج بهتر است یا برنز)

برنز نسبت به برنج سریع‌تر اکسید می‌گردد که این ویژگی به‌عنوان یکی از معایب برنز در مقایسه با برنج شناخته می‌شود. یکی از نقاط ضعف برنج این است که به‌راحتی قابل جوشکاری نیست و هزینه تولید آن نیز بالاتر است.

بااین‌حال در پاسخ به این سؤال که برنز بهتر است یا برنج باید بگوییم که هر دو آلیاژ به‌طور گسترده‌ای در صنایع مختلف مانند ساخت تابلوهای برق، ابزارهای صنعتی و قطعات ماشین‌آلات به‌عنوان مواد ساختاری استفاده می‌شوند.