Ikke-jernholdige, ædel- og jernholdige metaller og deres egenskaber

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Metaller er en stor gruppe af simple elementer med karakteristiske egenskaber såsom høj termisk og elektrisk ledningsevne, positiv temperaturkoefficient og mere. For korrekt at klassificere og forstå, hvad der er hvad, skal du håndtere alle nuancerne. Lad os prøve sammen med dig at overveje sådanne grundlæggende typer metaller som jernholdige, ikke-jernholdige, ædle såvel som legeringer. Dette er et ret omfattende og komplekst emne, men vi vil forsøge at lægge alt på hylderne.

Hvad alle burde vide?

Før du klassificerer metaller i grupper, er det nødvendigt at forstå hovedtrækkene. De primære inkluderer den negative ledningskoefficient for elektricitet. Dette tyder på, at når temperaturen falder, stiger ledningsevnen, og nogle ledere bliver superledere. Samtidig fører en stigning i temperaturen til delviseller fuldstændigt tab af båndbredde. De sekundære funktioner omfatter en metallisk glans samt et højt smeltepunkt. Derudover spiller nogle metaller i form af forbindelser rollen som et reduktionsmiddel i redoxreaktioner. Bemærk venligst, at rene metaller praktisk t alt aldrig findes i naturen, så du bør heller ikke glemme malm og nuggets.

Om jernholdige metaller

Denne gruppe omfatter jern såvel som dets legeringer (støbejern, ferrolegeringer). Faktisk er jernholdige metaller en legering af jern og kulstof, men udover dette er der andre kemiske grundstoffer, såsom svovl, fosfor, silicium osv. som oftest er kobber, krom eller nikkel. Alle typer jernholdige metaller er klassificeret efter kulstofindhold. Så der er følgende legeringer:

• Støbejern - mængden af kulstof varierer fra 2 til 4,3 %, i nogle tilfælde når det et kritisk niveau på 5 %. Forskellige kemiske elementer påvirker direkte produktets egenskaber. Så svovl med fosfor øger skørheden, mens chrom- og nikkeladditiver gør støbejern mere varmebestandigt og modstandsdygtigt over for korrosion.
• Stål - kulstofindhold op til 2 %. Det adskiller sig fra støbejern i høj duktilitet, samt høj teknologisk ydeevne (lettere at behandle).

Funktioner af støbejern og stål i detaljer

Eksisterer i øjeblikketflere typer støbejern, der bruges i hverdagen, samt industri: støberi (grå) og ombygning (hvid). Sidstnævnte adskiller sig fra den første type ved, at kulstof er i en bundet tilstand i form af cement, i det første tilfælde - i en fri tilstand i form af grafit. Faldet i styrken af dette materiale skyldes det faktum, at grafitplader bryder metalstrukturen og derved svækker den. Der er modificeret gråt støbejern. Dets egenskaber er, at grafit har en kugleformet form, hvilket øger produktets mekaniske egenskaber.

Du har sikkert allerede indset, at de er blevet mere alsidige på grund af ikke så meget kulstof i sammensætningen. Således indeholder konstruktionsstål fra 0,02 til 0,85 % kulstof og bruges til byggeri. Deres største fordel er god plasticitet. Graden af skørhed er lav. Der er også instrumentelle, hvor kulstofindholdet er lidt højere - fra 0,65 til 1,4%, derfor er det en stærkere legering, men skør. Det bruges, som navnet antyder, som et emne til fremstilling af værktøjer (skæring, savning af arbejdsdele af maskiner og samlinger). Her har vi set på typerne af jernholdige metaller, så lad os gå videre.

Ædelmetaller

Denne gruppe omfatter kemisk stabile legeringer, der ikke oxiderer i vand og luft. Det er værd at bemærke, at antallet af sådanne metaller på hele planeten er relativt lille, og processen med udvinding og forarbejdning er ekstremt kompleks og tidskrævende. Hvis menneskeheden i lang tid kun kendte omkring 7 grupper, er der i dag flere af dem.mere. Så de mest berømte typer af ædle metaller: guld, sølv, platin, osmium, rhodium, palladium, iridium osv. Alle findes i naturen. Der findes også såkaldte isotoper. De opnås i laboratorier ved komplekse kemiske reaktioner. Det dyreste sådant metal er californium-252, til en værdi af $500.000 pr. gram. Osmium-187, opnået i moderne laboratorier, er blandt de mest efterspurgte.

Om sølv og guld

Siden stenalderen har folk været bekendt med sådan et metal som guld. Det er sikkert at sige, at dette er det vigtigste ædle metal i verden. I naturen findes den oftest som nuggets med en lille mængde urenheder eller i en legering med sølv. De enestående egenskaber omfatter termisk ledningsevne og meget lav modstand. Man kan selvfølgelig ikke undgå at bemærke guldets formbarhed, hvorfor det er et ekstremt populært materiale til fremstilling af smykker. Interessant kendsgerning: den største guldklump blev fundet i Australien. Han vejede omkring 90 kg.

Hvis vi overvejer hovedtyperne af ædle metaller, så kan vi ikke sige noget om sølv. I naturen findes dette materiale i naturlig form (sølvmalm). Men det er værd at bemærke, at hovedproduktionen udføres fra komplekse malme, hvor der er relativt lidt sølv, men aflejringer af sådanne mineraler er mere almindelige. Det er et meget blødt og duktilt metal, der har enestående elektrisk og termisk ledningsevne.

Rhodium og Platinum

Rhodium er et metal, ikkeat have sine egne mineraler er derfor et af de dyreste. Du skal betale mere end 220 dollars pr. gram. Dette ædle metal har en sølvfarvet farve med en blålig nuance. Det er kendetegnet ved dets modstandsdygtighed over for kemiske og termiske påvirkninger, men er ekstremt sårbart over for mekaniske skader på grund af dets skrøbelighed. Da det er ret dyrt, bruges det kun, hvor det er umuligt at finde en analog.

Hvis vi overvejer typer og typer af metaller, så kan vi ikke sige noget om platin, opdaget i 1952 af en svensk kemiker. Dette er et ret sjældent materiale og findes kun i naturen i kombination med legeringer med andre metaller. Mineprocessen er ekstremt besværlig og kræver store investeringer, men det er det værd, fordi ingen hidtil kendt syre påvirker platin. Når den opvarmes, ændrer den ikke sin farve og oxiderer ikke.

Typer af ikke-jernholdige metaller

Denne gruppe er den mest efterspurgte, da de fleste af materialerne er råmaterialer til fremstilling af valset metal. Hvis vi taler om omfanget, så er det ret omfattende, det er: maskinteknik, metallurgi, radioelektronik, højteknologi osv. Ifølge fysiske egenskaber er der følgende typer ikke-jernholdige metaller:

• tung (bly, zink, tin, nikkel osv.);
• light (aluminium, titanium, magnesium osv.).

Ifølge denne klassifikation er der metallurgi af lette og tungmetaller. Det er ingen hemmelighed, at absolut enhver teknik kan laves fra denne gruppe. Bemærk venligst det for farveomfatter alle typer metallegeringer undtagen jern. Lad os nu gå videre.

Hovedtyper af tungmetaller

Til dato er der cirka 40 definitioner af begrebet for denne gruppe af materialer. Blandt de karakteristiske træk er en imponerende atomvægt, norm alt mere end 50. Herfra kan vi konkludere, at alt, hvad der kommer efter vanadium (uanset tæthed) skal medtages på listen. Men hvis en anden definition bruges, så kan den bestemmende parameter være densiteten, som bør være mere end den for jern (8 g/cm3). I dette tilfælde vil listen omfatte: bly, kviksølv, kobber, men tin vil være bag listen. I dag er spørgsmålet om miljøforurening fra denne gruppe ekstremt akut. Det skyldes, at mange metaller bruges i tung industri og ender i havet sammen med spildevand. Hovedproblemet er den høje toksicitet af kviksølv, bly, cadmium. Derudover har nogle typer tungmetaller en tendens til at akkumulere i levende organismer. Så på grund af kviksølvforgiftning i 1977 var der mere end 2300 ofre.

Kviksølv, bly og cadmium

Dette er de farligste tunge ikke-jernholdige metaller. De er de vigtigste miljøforurenende stoffer. Kviksølv er et meget giftigt metal for mennesker, det kommer ind i havet gennem atmosfæren og med spildevand. Når kul afbrændes i kraftværker, frigives kviksølvforbindelser til atmosfæren og falder derefter i havet som nedbør. Derudover ophobes mange ferskvands- og havliv i deresen betydelig mængde kviksølv i kroppen, hvilket mere end én gang førte til menneskelig forgiftning og endda død.

Cadmium er et spredt og ret sjældent grundstof, der kommer ud i havet sammen med spildevand fra metallurgiske industrier og malmbearbejdningsindustrier. Det skal bemærkes, at cadmium er til stede i menneskekroppen, men det er meget lille. Ved kronisk forgiftning ødelægges knogler, og anæmi begynder. Hvad angår bly, findes dette metal i en spredt tilstand næsten over alt. Sådanne typer metaller, hvis billeder vi har givet ovenfor, udskilles fra kroppen, men ret langsomt, så deres overskud forårsager alvorlige sundhedsproblemer. Sammen med kontinent alt støv kommer cirka 25.000 tons bly i havet sammen med nedbør.

Bemærk

Som du kan se, er der en række forskellige typer og egenskaber af metaller. Noget er slet ikke farligt, og hver dag bærer vi et sølvkors og en guldring på hånden. Radioaktive stoffer kan dræbe en person, så miljøforkæmpere rundt om i verden forsøger delvist at løse problemet med frigivelse af farlige metaller til havet og atmosfæren. Det er selvfølgelig meget svært at løse sådanne problemer, især i betragtning af at de fleste iværksættere slet ikke tager kontakt. Ikke desto mindre, glem ikke, at uden ledere, som også består af metal, er elektriske kredsløb umulige, og uden jern vil der ikke være nogen biler og andre ting, vi kender.

Vi har ikke berørt gruppen af såkaldte radioaktive metaller i Mendeleevs periodiske system. Heromfatter: technetium, polonium, promethium osv. Hovedformålet er brugen i atomreaktorer og våben, hvilket gør dem meget farlige.

Konklusion

Du må have bemærket, at der findes mange forskellige typer metaller. I naturen er de fleste af dem til stede i form af malme og danner forskellige sulfider, carbonater og andre kemiske forbindelser. For at opnå rene metaller og deres videre anvendelse anvendes moderne teknologiske rense- og berigelseslinjer. Du vil helt sikkert være interesseret i at vide, at den menneskelige krop også indeholder en lille mængde metalforbindelser - omkring 3%. Så vi har calcium i knoglerne, jern i blodet, magnesium ophobes konstant i musklerne, og der er kobber i leveren.

Jamen, det er i princippet alt, der kan siges om, hvilke typer metallegeringer der findes. På trods af at dette er et ret kompliceret emne, kan det være interessant for dem, der er glade for metallurgi.