SPALVOTIEJI METALAI: STRUKTŪRA, TIPAI, CHARAKTERISTIKOS - CHEMIJA - 2025

Į ne - spalvotųjų metalų yra tie, kurie neveikia arba veikia nereikšmingai kiekį geležies. Šios skirtingos masės proporcijos yra naudojamos lydiniams, pasižymintiems geresnėmis fizikinėmis savybėmis nei atskiri metalai, sukurti.

Taigi jų kristalinės struktūros ir metalo sąveika yra spalvotųjų metalų lydinių taikymo pagrindas. Tačiau šie grynieji metalai naudojami mažiau, nes jie yra labai jautrūs ir reaguojantys. Dėl šios priežasties jie geriausiai veikia kaip lydinių pagrindas ir priedas.

Bronza yra spalvotųjų metalų lydinys; Jį daugiausia sudaro auksinis vario ir alavo mišinys (statula aukščiau esančiame paveikslėlyje). Vario lydinyje oksiduojasi ir sudaro CuO - junginį, kuris juodina jo auksinį paviršių. Drėgnoje aplinkoje CuO hidratuoja ir absorbuoja anglies dioksidą ir druskas, sudarydamas melsvai žalius junginius.

Pavyzdžiui, Laisvės statula yra padengta vario karbonatų (CuCO ₃ ) sluoksniais, vadinamais patina. Apskritai, visi metalai rūdija. Atsižvelgiant į jų oksidų stabilumą, jie mažesniu ar didesniu laipsniu apsaugo lydinius nuo korozijos ir išorinių veiksnių.

Struktūra

Geležis yra tik vienas iš visų metalų gamtoje, todėl spalvotųjų metalų struktūros ir lydiniai yra įvairesni.

Tačiau normaliomis sąlygomis dauguma metalų turi tris kristalines struktūras, kurias nustato jų metaliniai ryšiai: kompaktiškas šešiakampis (hcp), kompaktiškas kubinis (ccp) ir kūnas nukreiptas kubinis (ccc).

Kompaktiškas šešiakampis (hcp)

Iš trijų konstrukcijų tai yra mažiausiai tankus ir kompaktiškas, tuo pačiu metu didžiausių tarpelių turintis.

Todėl jis lengviau talpina mažas molekules ir atomus. Taip pat šiame kube kiekvieną atomą supa aštuoni kaimynai.

Pavyzdžiai

- vanadis (V).

- Niobis (Nb).

- Chromas (Cr).

- Šarminiai metalai.

- volframas (W).

Be to, yra ir kitų struktūrų, tokių kaip paprastos kubinės ir kitos sudėtingesnės, kurias sudaro mažiau tankūs ar iškraipyti pirmųjų trijų išdėstymai. Tačiau aukščiau išvardytos kristalų struktūros taikomos tik gryniems metalams.

Nešvarumo, aukšto slėgio ir temperatūros sąlygomis šios struktūros yra iškraipomos ir, būdamos lydinio komponentais, sąveikauja su kitais metalais, kad susidarytų naujos metalinės struktūros.

Tiesą sakant, tikslios žinios ir manipuliavimas šiomis priemonėmis leidžia suprojektuoti ir pagaminti lydinius, turinčius norimas fizines savybes konkrečiam tikslui.

Tipai

Labai bendrai kalbant, spalvotieji metalai gali būti suskirstyti į tris tipus: sunkieji (švinas), lengvieji (varis ir aliuminis) ir ypač lengvieji (magnis). Jie, savo ruožtu, yra suskirstyti į du poklasius: turinčius vidutinio lydymosi temperatūrą ir tuos, kurių lydymosi temperatūra aukšta.

Kiti spalvotųjų metalų tipai atitinka tauriuosius (arba tauriuosius) metalus. Jų pavyzdžiai yra metalai su ccp struktūromis (išskyrus aliuminį, nikelį ir kitus).

Panašiai, retųjų žemių metalai laikomi spalvotųjų metalų (cerio, samario, skandžio, itrio, tulio, gadolinio ir kt.). Galiausiai, radioaktyvieji metalai taip pat laikomi spalvotųjų metalų (polonio, plutonio, radžio, francio, astato, radono ir kt.).

Charakteristikos ir savybės

Nors metalų savybės ir savybės skiriasi grynosiomis būsenomis ir lydiniais, jie pateikia apibendrinimus, kurie juos išskiria iš juodųjų metalų:

- Jie yra kaliojo ir turi puikius elektros ir šilumos laidininkus.

- Jie mažiau paveikiami terminio apdorojimo.

- Jie turi didesnį atsparumą oksidacijai ir korozijai.

- Jie nepateikia tiek paramagnetizmo, kuris leidžia jiems būti medžiagomis, naudojamomis elektroninėms programoms.

- Jo gamybos procesai yra lengvesni, įskaitant liejimą, suvirinimą, kalimą ir valcavimą.

- Jie pasižymi patrauklesnėmis spalvomis, todėl gali būti naudojami kaip dekoratyviniai elementai; be to, jie yra mažiau tankūs.

Kai kurie jo trūkumai, palyginti su spalvotaisiais metalais, yra šie: mažas atsparumas, didelės išlaidos, mažesni reikalavimai ir mažesnis mineralų gausa.

Pavyzdžiai

Metalurgijos pramonėje yra daug spalvotųjų metalų ir lydinių gamybos galimybių; Labiausiai paplitę yra šie: varis, aliuminis, cinkas, magnis, titanas ir nikelio pagrindu pagaminti superlengviniai lydiniai.

Varis

Varis buvo naudojamas įvairiems tikslams dėl savo naudingų savybių, tokių kaip didelis šilumos ir elektros laidumas.

Jis yra stiprus, kalus ir elastingas, todėl iš jo galima gauti daug praktinių dizainų: nuo vamzdžių iki stiklainių iki monetų. Jis taip pat buvo naudojamas sustiprinti laivų kilį ir yra labai naudingas elektros pramonėje.

Nors grynos būklės jis yra labai minkštas, jo lydiniai (tarp šių žalvario ir bronzos) yra atsparesni ir yra apsaugoti Cu ₂ O (rausvo oksido) sluoksniais .

Aliuminis

Tai metalas, kuris laikomas mažu dėl mažo tankio; jis turi aukštą šilumos ir elektros laidumą ir yra atsparus korozijai dėl Al ₂ O ₃ sluoksnio , saugančio jo paviršių.

Atsižvelgiant į jo savybes, jis yra idealus metalas, ypač aeronautikoje, automobilių ir statybų pramonėje.

Cinkas ir magnis

Cinko lydiniai (tokie kaip KAYEM, turintys 4% aliuminio ir 3% vario pagal masę) naudojami sudėtingiems liejiniams gaminti. Jis skirtas statybos ir inžinerijos darbams.

Magnio atveju jo lydiniai gali būti naudojami tiek architektūroje, tiek dviračių korpuse, tiltų parapetuose ir suvirintose konstrukcijose.

Jis taip pat naudojamas aviacijos ir kosmoso pramonėje, greitųjų mašinų ir transporto įrangoje.

Titanas

Titanas sudaro šiek tiek lengvus lydinius. Jie yra ypač atsparūs ir nuo korozijos apsaugoti TiO ₂ sluoksniu . Jo ekstrahavimas yra brangus, o jo kristalinė struktūra yra didesnė nei 882 ºC.

Be to, jis yra biologiškai suderinamas, todėl gali būti naudojamas kaip medicininių protezų ir implantų medžiaga. Be to, titano ir jo lydinių yra mašinose, jūrose, reaktyviniuose komponentuose ir cheminiuose reaktoriuose.

Superalloys

Superlengviniai lydiniai yra labai stiprios kietos fazės, sudarytos iš nikelio (kaip netauriojo metalo) arba kobalto.

Jie naudojami kaip mentės orlaivių turbinose ir varikliuose, reaktorių medžiagose, palaikančiose agresyvias chemines reakcijas, ir šilumokaičio įrangoje.

Nuorodos

1. Kateřina Skotnicová, Monika Losertová, Miroslav Kursa. (2015). Spalvotųjų metalų ir jų lydinių gamybos teorija. Ostravos technikos universitetas.
2. Dr C. Ergun. Spalvotieji lydiniai. Gauta 2018 m. Balandžio 21 d. Iš: users.fs.cvut.cz
3. Adanos mokslas ir technologija. Spalvotieji metalai. Gauta 2018 m. Balandžio 21 d. Iš: web.adanabtu.edu.tr
4. Sánchez M. Vergara E., Campos I. Silva E. (2010). Medžiagų technologija. „Trillas SA“ redakcija (1-asis leidimas, Meksika). 282–297 psl.
5. Juodosios medžiagos ir spalvotieji metalai bei lydiniai. . Gauta 2018 m. Balandžio 21 d., Iš: ikbooks.com
6. Skirtumas tarp juodųjų ir spalvotųjų metalų. (2015 m. Rugsėjo 23 d.). Gauta 2018 m. Balandžio 21 d. Iš: metalsupermarkets.com
7. Wonderopolis. (2018 m.). Kodėl laisvės statula yra žalia? Gauta 2018 m. Balandžio 21 d. Iš: wonderopolis.org
8. Moise Hinojosa. (2014 m. Gegužės 31 d.). Kristalinė metalų struktūra. Gauta 2018 m. Balandžio 21 d. Iš: researchgate.net
9. Tonijus Hisgettas. (2009 m. Kovo 18 d.). Varinės jungiamosios detalės. . Gauta 2018 m. Balandžio 22 d. Iš: flickr.com
10. Brandonas Baunachas. (2007 m. Vasario 22 d.). šešių pakuočių popieriaus svoris. Gauta 2018 m. Balandžio 22 d. Iš: flickr.com