Non-ferro, edele en ferro soorten metalen en hun kenmerken

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Metalen zijn een grote groep eenvoudige elementen met karakteristieke kenmerken zoals hoge thermische en elektrische geleidbaarheid, positieve temperatuurcoëfficiënt en meer. Om goed te classificeren en te begrijpen wat wat is, moet je met alle nuances omgaan. Laten we met u proberen om dergelijke basissoorten metalen als ferro, non-ferro, edelmetaal en legeringen te overwegen. Dit is een vrij uitgebreid en complex onderwerp, maar we zullen proberen alles in de schappen te leggen.

Wat iedereen zou moeten weten?

Alvorens metalen in groepen in te delen, is het noodzakelijk om de belangrijkste kenmerken te begrijpen. De belangrijkste zijn de negatieve geleidbaarheidscoëfficiënt van elektriciteit. Dit suggereert dat naarmate de temperatuur da alt, de geleidbaarheid toeneemt en sommige geleiders supergeleiders worden. Tegelijkertijd leidt een temperatuurstijging tot gedeeltelijkeof volledig verlies van bandbreedte. De secundaire kenmerken zijn onder meer een metaalglans en een hoog smeltpunt. Bovendien spelen sommige metalen in de vorm van verbindingen de rol van reductiemiddel bij redoxreacties. Houd er rekening mee dat pure metalen praktisch nooit in de natuur worden gevonden, dus je moet erts en klompjes ook niet vergeten.

Over ferrometalen

Deze groep omvat ijzer, evenals zijn legeringen (gietijzer, ferrolegeringen). In feite zijn ferrometalen een legering van ijzer en koolstof, maar daarnaast zijn er andere chemische elementen, zoals zwavel, fosfor, silicium, enz. Die meestal koper, chroom of nikkel zijn. Alle soorten ferrometalen worden geclassificeerd op basis van koolstofgeh alte. Er zijn dus de volgende legeringen:

• Gietijzer - de hoeveelheid koolstof varieert van 2 tot 4,3% en bereikt in sommige gevallen een kritiek niveau van 5%. Verschillende chemische elementen hebben een directe invloed op de eigenschappen van het product. Dus zwavel met fosfor verhoogt de broosheid, terwijl chroom- en nikkeladditieven gietijzer hittebestendiger en corrosiebestendiger maken.
• Staal - koolstofgeh alte tot 2%. Het verschilt van gietijzer door een hoge vervormbaarheid en hoge technologische prestaties (gemakkelijker te verwerken).

Kenmerken van gietijzer en staal in detail

Bestaat momenteelverschillende soorten gietijzer die zowel in het dagelijks leven als in de industrie worden gebruikt: gieterij (grijs) en conversie (wit). Dit laatste verschilt van het eerste type doordat koolstof zich in een gebonden toestand bevindt in de vorm van cement, in het eerste geval - in een vrije toestand in de vorm van grafiet. De afname van de sterkte van dit materiaal is te wijten aan het feit dat grafietplaten de metalen structuur breken en daardoor verzwakken. Er is gemodificeerd grijs gietijzer. De kenmerken zijn dat grafiet een bolvorm heeft, wat de mechanische eigenschappen van het product verhoogt.

Je hebt je waarschijnlijk al gerealiseerd dat ze veelzijdiger zijn geworden, omdat er niet zo veel koolstof in de samenstelling zit. Zo bevatten constructiestaal 0,02 tot 0,85% koolstof en worden ze gebruikt voor de bouw. Hun belangrijkste voordeel is een goede plasticiteit. De mate van brosheid is laag. Er zijn ook instrumentale, waarin het koolstofgeh alte iets hoger is - van 0,65 tot 1,4%, daarom is het een sterkere legering, maar bros. Het wordt, zoals de naam al aangeeft, gebruikt als een blanco voor het maken van gereedschappen (snijden, zagen van werkende delen van machines en samenstellingen). Hier hebben we gekeken naar de soorten ferrometalen, dus laten we verder gaan.

Edelmetalen

Deze groep omvat chemisch stabiele legeringen die niet oxideren in water en lucht. Het is vermeldenswaard dat het aantal van dergelijke metalen op de hele planeet relatief klein is en dat het extractie- en verwerkingsproces buitengewoon complex en tijdrovend is. Als de mensheid lange tijd slechts ongeveer 7 groepen kende, zijn er tegenwoordig meerdere.meer. Dus de meest bekende soorten edelmetalen: goud, zilver, platina, osmium, rhodium, palladium, iridium, enz. Ze komen allemaal in de natuur voor. Er zijn ook zogenaamde isotopen. Ze worden in laboratoria verkregen door complexe chemische reacties. Het duurste metaal is californium-252, ter waarde van $ 500.000 per gram. Osmium-187, verkregen in moderne laboratoria, is een van de meest gevraagde.

Over zilver en goud

Sinds het stenen tijdperk zijn mensen bekend met een metaal als goud. Het is veilig om te zeggen dat dit het belangrijkste edelmetaal ter wereld is. In de natuur wordt het meestal gevonden als klompjes met een kleine hoeveelheid onzuiverheden of in een legering met zilver. De uitzonderlijke eigenschappen zijn onder meer thermische geleidbaarheid en een zeer lage weerstand. Natuurlijk mag je de kneedbaarheid van goud niet missen, daarom is het een extreem populair materiaal voor het maken van sieraden. Interessant feit: de grootste goudklomp is gevonden in Australië. Hij woog ongeveer 90 kilogram.

Als we kijken naar de belangrijkste soorten edele metalen, dan kunnen we niets zeggen over zilver. In de natuur komt dit materiaal in inheemse vorm voor (zilvererts). Maar het is vermeldenswaard dat de belangrijkste productie wordt uitgevoerd uit complexe ertsen, waar relatief weinig zilver is, maar afzettingen van dergelijke mineralen komen vaker voor. Het is een zeer zacht en kneedbaar metaal dat een uitzonderlijke elektrische en thermische geleidbaarheid heeft.

Rhodium en platina

Rhodium is een metaal, niethet hebben van eigen mineralen is daarom een van de duurste. Per gram betaal je ruim 220 dollar. Dit edele metaal heeft een zilverachtige kleur met een blauwachtige tint. Het onderscheidt zich door zijn weerstand tegen chemische en thermische invloeden, maar is door zijn kwetsbaarheid extreem kwetsbaar voor mechanische schade. Omdat het vrij duur is, wordt het alleen gebruikt waar het onmogelijk is om een analoog te vinden.

Als we kijken naar de soorten en soorten metalen, dan kunnen we niets zeggen over platina, ontdekt in 1952 door een Zweedse chemicus. Dit is een vrij zeldzaam materiaal en komt in de natuur alleen voor in combinatie met legeringen met andere metalen. Het mijnbouwproces is extreem arbeidsintensief en vereist grote investeringen, maar het is het waard, omdat tot op heden geen enkel zuur platina aantast. Bij verhitting verandert het niet van kleur en oxideert het niet.

Soorten non-ferro metalen

Deze groep is het meest gevraagd, aangezien de meeste materialen grondstoffen zijn voor de productie van gewalst metaal. Als we het hebben over het toepassingsgebied, dan is het vrij uitgebreid, het is: werktuigbouwkunde, metallurgie, radio-elektronica, geavanceerde technologie, enz. Volgens fysieke eigenschappen zijn er de volgende soorten non-ferrometalen:

• zwaar (lood, zink, tin, nikkel, enz.);
• licht (aluminium, titanium, magnesium, enz.).

Volgens deze classificatie is er metallurgie van lichte en zware metalen. Het is geen geheim dat uit deze groep absoluut elke techniek kan worden gemaakt. Houd er rekening mee dat voor kleur:omvat alle soorten metaallegeringen, behalve ijzer. Laten we nu verder gaan.

Belangrijkste soorten zware metalen

Tot op heden zijn er ongeveer 40 definities van het concept van deze groep materialen. Een van de onderscheidende kenmerken is een indrukwekkend atoomgewicht, meestal meer dan 50. Hieruit kunnen we concluderen dat alles wat na vanadium komt (ongeacht de dichtheid) in de lijst moet worden opgenomen. Maar als een andere definitie wordt gebruikt, dan kan de bepalende parameter de dichtheid zijn, die hoger zou moeten zijn dan die van ijzer (8 g/cm3). In dit geval zal de lijst bevatten: lood, kwik, koper, maar tin zal achter de lijst staan. Tegenwoordig is het probleem van milieuvervuiling door deze groep buitengewoon acuut. Dit komt doordat veel metalen in de zware industrie worden gebruikt en samen met het riool in de oceaan belanden. Het grootste probleem is de hoge toxiciteit van kwik, lood en cadmium. Bovendien hebben sommige soorten zware metalen de neiging zich op te hopen in levende organismen. Dus als gevolg van kwikvergiftiging in 1977 waren er meer dan 2300 slachtoffers.

Kwik, lood en cadmium

Dit zijn de gevaarlijkste zware non-ferro metalen. Zij zijn de belangrijkste milieuverontreinigende stoffen. Kwik is een zeer giftig metaal voor de mens, het komt via de atmosfeer en via het riool in de oceaan terecht. Wanneer steenkool wordt verbrand in elektriciteitscentrales, komen kwikverbindingen vrij in de atmosfeer en vallen vervolgens in de oceaan als neerslag. Bovendien hopen veel zoetwater- en zeeleven zich op in huneen aanzienlijke hoeveelheid kwik in het lichaam, wat meer dan eens leidde tot menselijke vergiftiging en zelfs de dood.

Cadmium is een verspreid en vrij zeldzaam element dat samen met het afvalwater van de metallurgische en ertsverwerkingsindustrieën in de oceaan terechtkomt. Opgemerkt moet worden dat cadmium aanwezig is in het menselijk lichaam, maar het is erg klein. Bij chronische vergiftiging worden botten vernietigd en begint bloedarmoede. Wat lood betreft, dit metaal in gedispergeerde staat komt bijna overal voor. Dergelijke soorten metalen, waarvan we de foto's hierboven hebben gegeven, worden uit het lichaam uitgescheiden, maar vrij langzaam, dus hun overmaat veroorzaakt ernstige gezondheidsproblemen. Samen met continentaal stof komt er ongeveer 25.000 ton lood in de oceaan terecht, samen met neerslag.

Opmerking

Zoals je kunt zien, zijn er verschillende soorten en eigenschappen van metalen. Iets is helemaal niet gevaarlijk, en elke dag dragen we een zilveren kruis en een gouden ring aan onze hand. Radioactieve stoffen kunnen een persoon doden, dus milieuactivisten over de hele wereld proberen het probleem van het vrijkomen van gevaarlijke metalen in de oceaan en de atmosfeer gedeeltelijk op te lossen. Het is natuurlijk erg moeilijk om dergelijke problemen op te lossen, vooral gezien het feit dat de meeste ondernemers helemaal geen contact opnemen. Vergeet echter niet dat zonder geleiders, die ook uit metaal bestaan, elektrische circuits onmogelijk zijn, en zonder ijzer zullen er geen auto's en andere dingen zijn die ons bekend zijn.

We hebben het nog niet gehad over de groep zogenaamde radioactieve metalen van het periodiek systeem van Mendelejev. Hieromvatten: technetium, polonium, promethium, enz. Het belangrijkste doel is het gebruik in kernreactoren en wapens, wat ze erg gevaarlijk maakt.

Conclusie

Het is je vast opgevallen dat er veel verschillende soorten metalen zijn. In de natuur zijn de meeste aanwezig in de vorm van ertsen en vormen ze verschillende sulfiden, carbonaten en andere chemische verbindingen. Om zuivere metalen en hun verdere gebruik te verkrijgen, worden moderne technologische reinigings- en verrijkingslijnen gebruikt. U zult vast geïnteresseerd zijn om te weten dat het menselijk lichaam ook een kleine hoeveelheid metaalverbindingen bevat - ongeveer 3%. We hebben dus calcium in de botten, ijzer in het bloed, magnesium hoopt zich constant op in de spieren en er is koper in de lever.

Nou, dat is in principe alles wat er gezegd kan worden over de soorten metaallegeringen die er zijn. Ondanks het feit dat dit een nogal ingewikkeld onderwerp is, kan het interessant zijn voor degenen die dol zijn op metallurgie.