Ikke-jernholdige, edle og jernholdige metalltyper og deres egenskaper

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

Metaller er en stor gruppe enkle elementer med karakteristiske egenskaper som høy termisk og elektrisk ledningsevne, positiv temperaturkoeffisient med mer. For å klassifisere og forstå hva som er riktig, må du håndtere alle nyansene. La oss prøve sammen med deg å vurdere slike grunnleggende typer metaller som jernholdige, ikke-jernholdige, edle, samt legeringer. Dette er et ganske omfattende og komplekst tema, men vi skal prøve å legge alt på hyllene.

Hva alle burde vite?

Før du klassifiserer metaller i grupper, er det nødvendig å forstå hovedtrekkene. De primære inkluderer den negative konduktivitetskoeffisienten til elektrisitet. Dette antyder at når temperaturen synker, øker ledningsevnen, og noen ledere blir superledere. Samtidig fører en økning i temperaturen til delviseller fullstendig tap av båndbredde. De sekundære funksjonene inkluderer en metallisk glans, samt et høyt smeltepunkt. I tillegg spiller noen metaller i form av forbindelser rollen som et reduksjonsmiddel i redoksreaksjoner. Vær oppmerksom på at rene metaller praktisk t alt aldri finnes i naturen, så du bør heller ikke glemme malm og nuggets.

Om jernholdige metaller

Denne gruppen inkluderer jern, så vel som dets legeringer (støpejern, ferrolegeringer). Faktisk er jernholdige metaller en legering av jern og karbon, men i tillegg til dette kommer andre kjemiske grunnstoffer, som svovel, fosfor, silisium osv. som oftest er kobber, krom eller nikkel. Alle typer jernholdige metaller er klassifisert etter karboninnhold. Så, det er følgende legeringer:

• Støpejern – mengden karbon varierer fra 2 til 4,3 %, og når i noen tilfeller et kritisk nivå på 5 %. Ulike kjemiske elementer påvirker direkte egenskapene til produktet. Så svovel med fosfor øker sprøheten, mens krom- og nikkeltilsetningsstoffer gjør støpejern mer varmebestandig og motstandsdyktig mot korrosjon.
• Stål – karboninnhold opptil 2 %. Det skiller seg fra støpejern i høy duktilitet, samt høy teknologisk ytelse (enklere å behandle).

Funksjoner av støpejern og stål i detalj

Eksisterer for øyeblikketflere typer støpejern som brukes i hverdagen, samt industri: støperi (grå) og konvertering (hvit). Sistnevnte skiller seg fra den første typen ved at karbon er i bundet tilstand i form av sement, i det første tilfellet - i fri tilstand i form av grafitt. Nedgangen i styrken til dette materialet skyldes det faktum at grafittplater bryter metallstrukturen og dermed svekker den. Det er modifisert grått støpejern. Funksjonene er at grafitt har en sfærisk form, noe som øker de mekaniske egenskapene til produktet.

Du har sikkert allerede innsett at de har blitt mer allsidige, på grunn av ikke så mye karbon i sammensetningen. Dermed inneholder konstruksjonsstål fra 0,02 til 0,85 % karbon og brukes til konstruksjon. Deres største fordel er god plastisitet. Graden av sprøhet er lav. Det er også instrumentelle, der karboninnholdet er litt høyere - fra 0,65 til 1,4%, derfor er det en sterkere legering, men sprø. Den brukes, som navnet tilsier, som et emne for å lage verktøy (skjæring, saging av arbeidsdeler på maskiner og sammenstillinger). Her har vi sett på typene jernholdige metaller, så la oss gå videre.

Edelmetaller

Denne gruppen inkluderer kjemisk stabile legeringer som ikke oksiderer i vann og luft. Det er verdt å merke seg at antallet slike metaller på hele planeten er relativt lite, og prosessen med utvinning og prosessering er ekstremt kompleks og tidkrevende. Hvis menneskeheten i lang tid bare visste om 7 grupper, er det i dag flere av dem.mer. Så, de mest kjente typer edle metaller: gull, sølv, platina, osmium, rhodium, palladium, iridium, etc. Alle av dem finnes i naturen. Det finnes også såk alte isotoper. De oppnås i laboratorier ved komplekse kjemiske reaksjoner. Det dyreste slike metall er californium-252, verdt $500 000 per gram. Osmium-187, hentet i moderne laboratorier, er blant de mest etterspurte.

Om sølv og gull

Siden steinalderen har folk vært kjent med et slikt metall som gull. Det er trygt å si at dette er det viktigste edle metallet i verden. I naturen finnes det oftest som nuggets med en liten mengde urenheter eller i en legering med sølv. De eksepsjonelle egenskapene inkluderer termisk ledningsevne og svært lav motstand. Selvfølgelig kan man ikke unngå å legge merke til gullets formbarhet, og det er derfor det er et ekstremt populært materiale for å lage smykker. Interessant faktum: den største gullklumpen ble funnet i Australia. Han veide rundt 90 kilo.

Hvis vi vurderer hovedtypene av edle metaller, kan vi ikke si noe om sølv. I naturen finnes dette materialet i naturlig form (sølvmalm). Men det er verdt å merke seg at hovedproduksjonen utføres fra komplekse malmer, hvor det er relativt lite sølv, men forekomster av slike mineraler er mer vanlige. Det er et veldig mykt og formbart metall som har eksepsjonell elektrisk og termisk ledningsevne.

Rhodium and Platinum

Rhodium er et metall, ikkeå ha sine egne mineraler er derfor en av de dyreste. Du må betale mer enn 220 dollar per gram. Dette edle metallet har en sølvaktig farge med en blåaktig fargetone. Den utmerker seg ved sin motstand mot kjemiske og termiske påvirkninger, men er ekstremt sårbar for mekanisk skade på grunn av sin skjørhet. Siden det er ganske dyrt, brukes det bare der det er umulig å finne en analog.

Hvis vi vurderer typene og typene metaller, så kan vi ikke si noe om platina, oppdaget i 1952 av en svensk kjemiker. Dette er et ganske sjeldent materiale og finnes i naturen bare i kombinasjon med legeringer med andre metaller. Gruveprosessen er ekstremt arbeidskrevende og krever store investeringer, men det er verdt det, fordi ingen syre kjent til dags dato påvirker platina. Når den varmes opp, endrer den ikke fargen og oksiderer ikke.

Typer ikke-jernholdige metaller

Denne gruppen er mest etterspurt, siden det meste av materialene er råvarer for produksjon av valset metall. Hvis vi snakker om omfanget, så er det ganske omfattende, det er: maskinteknikk, metallurgi, radioelektronikk, høyteknologi osv. I følge fysiske egenskaper finnes det følgende typer ikke-jernholdige metaller:

• tungt (bly, sink, tinn, nikkel, etc.);
• light (aluminium, titan, magnesium, etc.).

I henhold til denne klassifiseringen er det metallurgi av lette og tungmetaller. Det er ingen hemmelighet at absolutt hvilken som helst teknikk kan lages fra denne gruppen. Vær oppmerksom på det for fargeomfatter alle typer metallegeringer, unntatt jern. La oss gå videre.

Hovedtyper av tungmetaller

Til dags dato er det omtrent 40 definisjoner av konseptet for denne gruppen av materialer. Blant kjennetegnene er en imponerende atomvekt, vanligvis mer enn 50. Fra dette kan vi konkludere med at alt som kommer etter vanadium (uavhengig av tetthet) bør inkluderes i listen. Men hvis en annen definisjon brukes, kan den bestemmende parameteren være tettheten, som bør være mer enn den for jern (8 g/cm3). I dette tilfellet vil listen inneholde: bly, kvikksølv, kobber, men tinn vil være bak listen. I dag er spørsmålet om miljøforurensning av denne gruppen ekstremt akutt. Dette skyldes at mange metaller brukes i tungindustrien og havner i havet sammen med kloakk. Hovedproblemet er den høye toksisiteten til kvikksølv, bly, kadmium. I tillegg har noen typer tungmetaller en tendens til å samle seg i levende organismer. Så på grunn av kvikksølvforgiftning i 1977 var det mer enn 2300 ofre.

kvikksølv, bly og kadmium

Dette er de farligste tunge ikke-jernholdige metallene. De er de viktigste miljøforurensningene. Kvikksølv er et svært giftig metall for mennesker, det kommer inn i havet gjennom atmosfæren og med kloakk. Når kull brennes i kraftverk, slippes kvikksølvforbindelser ut i atmosfæren og faller deretter i havet som nedbør. I tillegg akkumuleres mye ferskvann og marint liv i deresen betydelig mengde kvikksølv i kroppen, som mer enn en gang førte til menneskelig forgiftning og til og med død.

Kadmium er et spredt og ganske sjeldent grunnstoff som kommer ut i havet sammen med avløpsvann fra metallurgisk industri og malmforedlingsindustri. Det skal bemerkes at kadmium er tilstede i menneskekroppen, men det er veldig lite. Ved kronisk forgiftning blir bein ødelagt, og anemi begynner. Når det gjelder bly, finnes dette metallet i spredt tilstand nesten over alt. Slike typer metaller, bildene som vi har gitt ovenfor, skilles ut fra kroppen, men ganske sakte, så overskuddet deres forårsaker alvorlige helseproblemer. Sammen med kontinent alt støv kommer omtrent 25 000 tonn bly i havet sammen med nedbør.

Merk

Som du kan se, finnes det en rekke typer og egenskaper til metaller. Noe er ikke farlig i det hele tatt, og hver dag bærer vi et sølvkors og en gullring på hånden. Radioaktive stoffer kan drepe en person, så miljøvernere over hele verden prøver å delvis løse problemet med utslipp av farlige metaller i havet og atmosfæren. Det er selvfølgelig veldig vanskelig å løse slike problemer, spesielt med tanke på at de fleste gründere ikke tar kontakt i det hele tatt. Ikke desto mindre, ikke glem at uten ledere, som også består av metall, er elektriske kretser umulige, og uten jern vil det ikke være biler og andre ting som er kjent for oss.

Vi har ikke berørt gruppen av såk alte radioaktive metaller i Mendeleevs periodiske system. Herinkluderer: technetium, polonium, promethium, etc. Hovedformålet er bruk i atomreaktorer og våpen, noe som gjør dem svært farlige.

Konklusjon

Du må ha lagt merke til at det finnes mange forskjellige typer metaller. I naturen er de fleste av dem tilstede i form av malm og danner forskjellige sulfider, karbonater og andre kjemiske forbindelser. For å oppnå rene metaller og deres videre bruk, brukes moderne teknologiske rense- og anrikningslinjer. Du vil sikkert være interessert i å vite at menneskekroppen også inneholder en liten mengde metallforbindelser - omtrent 3%. Så vi har kalsium i beinene, jern i blodet, magnesium samler seg hele tiden i musklene, og det er kobber i leveren.

Vel, det er i prinsippet alt som kan sies om hvilke typer metallegeringer som finnes. Til tross for at dette er et ganske komplisert tema, kan det være av interesse for de som er glad i metallurgi.