Demir dışı, değerli ve demir içeren metal türleri ve özellikleri

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Metaller, yüksek termal ve elektriksel iletkenlik, pozitif sıcaklık katsayısı ve daha fazlası gibi karakteristik özelliklere sahip büyük bir basit element grubudur. Neyin ne olduğunu doğru bir şekilde sınıflandırmak ve anlamak için tüm nüanslarla uğraşmanız gerekir. Demir, demir dışı, değerli ve alaşımlar gibi temel metal türlerini göz önünde bulundurmaya çalışalım. Bu oldukça kapsamlı ve karmaşık bir konu ama biz her şeyi raflara koymaya çalışacağız.

Herkesin bilmesi gerekenler?

Metalleri gruplara ayırmadan önce ana özelliklerini anlamak gerekir. Birincil olanlar, elektriğin negatif iletkenlik katsayısını içerir. Bu, sıcaklık azaldıkça iletkenliğin arttığını ve bazı iletkenlerin süper iletkenler haline geldiğini göstermektedir. Aynı zamanda, sıcaklıktaki bir artış kısmiveya bant genişliğinin tamamen kaybı. İkincil özellikler arasında metalik bir parlaklık ve yüksek bir erime noktası bulunur. Ayrıca bileşik formundaki bazı metaller redoks reaksiyonlarında indirgeyici ajan rolü oynar. Lütfen saf metallerin doğada neredeyse hiç bulunmadığını unutmayın, bu nedenle cevher ve külçeleri de unutmamalısınız.

Demirli metaller hakkında

Bu grup, demirin yanı sıra alaşımlarını (dökme demir, ferroalyajlar) içerir. Aslında, demirli metaller bir demir ve karbon alaşımıdır, ancak buna ek olarak, çoğunlukla bakır, krom veya nikel olan kükürt, fosfor, silikon vb. gibi başka kimyasal elementler de vardır. Tüm demirli metal türleri karbon içeriğine göre sınıflandırılır. Yani, aşağıdaki alaşımlar vardır:

• Dökme demir - karbon miktarı %2 ila %4,3 arasında değişir, bazı durumlarda %5'lik kritik bir seviyeye ulaşır. Çeşitli kimyasal elementler ürünün özelliklerini doğrudan etkiler. Böylece fosforlu kükürt kırılganlığı artırırken, krom ve nikel katkı maddeleri dökme demiri ısıya ve korozyona karşı daha dayanıklı hale getirir.
• Çelik - %2'ye kadar karbon içeriği. Yüksek süneklik ve yüksek teknolojik performansın yanı sıra (işlenmesi daha kolay) dökme demirden farklıdır.

Dökme demir ve çeliğin ayrıntılı özellikleri

Şu anda vargünlük yaşamda ve endüstride kullanılan çeşitli dökme demir türleri: dökümhane (gri) ve dönüştürme (beyaz). İkincisi, karbonun çimento şeklinde bağlı bir durumda olması, ilk durumda - grafit şeklinde serbest bir durumda olması nedeniyle birinci türden farklıdır. Bu malzemenin mukavemetindeki azalma, grafit plakaların metal yapıyı kırarak zayıflatmasından kaynaklanmaktadır. Modifiye gri dökme demir vardır. Özellikleri, grafitin küresel bir şekle sahip olmasıdır, bu da ürünün mekanik özelliklerini arttırır.

Bileşiminde çok fazla karbon olmaması nedeniyle bunların daha çok yönlü hale geldiğini muhtemelen fark etmişsinizdir. Bu nedenle yapı çelikleri %0.02 ila %0.85 arasında karbon içerir ve inşaat için kullanılır. Başlıca avantajları iyi plastisitedir. Kırılganlık derecesi düşüktür. Karbon içeriğinin biraz daha yüksek olduğu -% 0.65'ten% 1.4'e kadar - enstrümantal olanlar da vardır, bu nedenle daha güçlü bir alaşımdır, ancak kırılgandır. Adından da anlaşılacağı gibi, alet oluşturmak için boşluk olarak kullanılır (makinelerin ve montajların çalışan parçalarını kesmek, testerelemek). Burada demirli metallerin türlerine baktık, o yüzden daha ileri gidelim.

Değerli Metaller

Bu grup, suda ve havada oksitlenmeyen kimyasal olarak kararlı alaşımları içerir. Tüm gezegendeki bu tür metallerin sayısının nispeten küçük olduğunu ve çıkarma ve işleme sürecinin son derece karmaşık ve zaman alıcı olduğunu belirtmekte fayda var. Uzun zamandır insanlık sadece 7 grup biliyorsa, bugün bunlardan birkaçı var.daha fazla. Yani, en ünlü değerli metal türleri: altın, gümüş, platin, osmiyum, rodyum, paladyum, iridyum vb. Bunların hepsi doğada bulunur. Ayrıca sözde izotoplar da vardır. Laboratuvarlarda karmaşık kimyasal reaksiyonlarla elde edilirler. Bu tür en pahalı metal, gram başına 500.000 dolar değerinde kaliforniyum-252'dir. Modern laboratuvarlarda elde edilen Osmiyum-187 en çok talep edilenler arasındadır.

Gümüş ve altın hakkında

Taş Devri'nden beri insanlar altın gibi bir metale aşinadır. Bunun dünyadaki en önemli değerli metal olduğunu söylemek güvenlidir. Doğada, çoğunlukla az miktarda safsızlık içeren külçeler veya gümüşle alaşım halinde bulunur. Olağanüstü özellikler arasında termal iletkenlik ve çok düşük direnç bulunur. Tabii ki, altının dövülebilirliği göz ardı edilemez, bu yüzden mücevher yapımında son derece popüler bir malzemedir. İlginç gerçek: En büyük altın külçesi Avustralya'da bulundu. Yaklaşık 90 kiloydu.

Değerli metallerin başlıca türlerini düşünürsek, gümüş hakkında bir şey söyleyemeyiz. Doğada, bu malzeme doğal formda (gümüş cevheri) bulunur. Ancak, ana üretimin, nispeten az gümüş bulunan karmaşık cevherlerden yapıldığını, ancak bu tür minerallerin yataklarının daha yaygın olduğunu belirtmekte fayda var. Olağanüstü elektriksel ve termal iletkenliğe sahip çok yumuşak ve sünek bir metaldir.

Rodyum ve Platin

Rodyum bir metaldir, değilbu nedenle kendi minerallerine sahip olmak en pahalılardan biridir. Gram başına 220 dolardan fazla ödemeniz gerekecek. Bu asil metal, mavimsi bir renk tonu ile gümüşi bir renge sahiptir. Kimyasal ve termal etkilere karşı direnci ile ayırt edilir, ancak kırılganlığı nedeniyle mekanik hasara karşı son derece savunmasızdır. Oldukça pahalı olduğu için sadece analog bulmanın imkansız olduğu yerlerde kullanılır.

Metal çeşitlerini ve çeşitlerini düşünürsek, 1952 yılında İsveçli bir kimyager tarafından keşfedilen platin hakkında bir şey söyleyemeyiz. Bu oldukça nadir bir malzemedir ve doğada sadece diğer metallerle alaşımlarla kombinasyon halinde bulunur. Madencilik süreci son derece zahmetlidir ve büyük yatırımlar gerektirir, ancak buna değer, çünkü bugüne kadar bilinen hiçbir asit platini etkilemez. Isıtıldığında rengini değiştirmez ve oksitlenmez.

Demir dışı metal türleri

Malzemelerin çoğu haddelenmiş metal üretimi için hammadde olduğu için bu grup en çok talep gören gruptur. Kapsam hakkında konuşursak, oldukça kapsamlıdır: makine mühendisliği, metalurji, radyo elektroniği, yüksek teknoloji vb. Fiziksel özelliklere göre, aşağıdaki demir dışı metal türleri vardır:

• ağır (kurşun, çinko, kalay, nikel vb.);
• hafif (alüminyum, titanyum, magnezyum vb.).

Bu sınıflandırmaya göre hafif ve ağır metallerin metalurjisi vardır. Bu gruptan kesinlikle herhangi bir tekniğin yapılabileceği bir sır değil. Lütfen renk için unutmayındemir hariç tüm metal alaşımlarını içerir. Şimdi devam edelim.

Ağır metallerin ana türleri

Bugüne kadar, bu malzeme grubu kavramının yaklaşık 40 tanımı vardır. Ayırt edici özellikler arasında, genellikle 50'den fazla olan etkileyici bir atom ağırlığı vardır. Bundan, vanadyumdan sonra gelen her şeyin (yoğunluktan bağımsız olarak) listeye dahil edilmesi gerektiği sonucuna varabiliriz. Ancak başka bir tanım kullanılırsa, o zaman belirleyici parametre, demirinkinden (8 g/cm3) daha fazla olması gereken yoğunluk olabilir. Bu durumda liste şunları içerecektir: kurşun, cıva, bakır, ancak kalay listenin arkasında olacaktır. Bugün, bu grup tarafından çevre kirliliği konusu son derece akut. Bunun nedeni, birçok metalin ağır sanayide kullanılması ve kanalizasyonla birlikte okyanuslara karışmasıdır. Ana sorun, cıva, kurşun, kadmiyumun yüksek toksisitesidir. Ek olarak, bazı ağır metal türleri canlı organizmalarda birikme eğilimindedir. Böylece, 1977'de cıva zehirlenmesi nedeniyle 2300'den fazla kurban oldu.

Cıva, kurşun ve kadmiyum

Bunlar en tehlikeli ağır demir dışı metallerdir. Bunlar başlıca çevre kirleticileridir. Cıva insanlar için oldukça zehirli bir metaldir, okyanusa atmosfer ve kanalizasyon yoluyla girer. Enerji santrallerinde kömür yakıldığında, cıva bileşikleri atmosfere salınır ve ardından yağış olarak okyanusa düşer. Ek olarak, birçok tatlı su ve deniz yaşamı, sularında birikir.vücutta bir kereden fazla insan zehirlenmesine ve hatta ölüme yol açan önemli miktarda cıva.

Kadmiyum, metalürji ve cevher hazırlama endüstrilerinden gelen atık sularla birlikte okyanusa giren dağınık ve oldukça nadir bir elementtir. Kadmiyumun insan vücudunda bulunduğuna dikkat edilmelidir, ancak çok küçüktür. Kronik zehirlenmede kemikler tahrip olur ve anemi başlar. Kurşuna gelince, bu metal dağınık halde hemen hemen her yerde bulunur. Yukarıda fotoğraflarını verdiğimiz bu tür metaller vücuttan atılır, ancak oldukça yavaştır, bu nedenle fazlalıkları ciddi sağlık sorunlarına neden olur. Kıtasal tozla birlikte, yağışla birlikte yaklaşık 25.000 ton kurşun okyanusa girer.

Not

Gördüğünüz gibi, metallerin çeşitli türleri ve özellikleri vardır. Hiçbir şey tehlikeli değildir ve her gün elimizde gümüş bir haç ve altın bir yüzük takarız. Radyoaktif maddeler bir insanı öldürebilir, bu nedenle dünya çapındaki çevreciler, tehlikeli metallerin okyanusa ve atmosfere salınması sorununu kısmen çözmeye çalışıyorlar. Özellikle çoğu girişimcinin hiç iletişim kurmadığı düşünüldüğünde bu tür sorunları çözmek elbette çok zor. Bununla birlikte, yine metalden oluşan iletkenler olmadan elektrik devrelerinin imkansız olduğunu ve demir olmadan bize tanıdık gelen hiçbir araba ve diğer şeylerin olmayacağını unutmayın.

Mendeleev'in periyodik tablosundaki sözde radyoaktif metaller grubuna değinmedik. Buradaşunları içerir: teknesyum, polonyum, prometyum vb. Asıl amaç nükleer reaktörlerde ve silahlarda kullanılmasıdır, bu da onları çok tehlikeli kılar.

Sonuç

Birçok farklı metal türü olduğunu fark etmiş olmalısınız. Doğada çoğu cevher şeklinde bulunur ve çeşitli sülfürler, karbonatlar ve diğer kimyasal bileşikleri oluşturur. Saf metalleri elde etmek ve daha sonraki kullanımları için modern teknolojik temizleme ve zenginleştirme hatları kullanılmaktadır. Elbette insan vücudunun da az miktarda metal bileşiği içerdiğini bilmek ilginizi çekecektir - yaklaşık %3. Yani kemiklerde kalsiyum, kanda demir, kaslarda sürekli magnezyum birikir ve karaciğerde bakır bulunur.

Eh, prensipte, ne tür metal alaşımların mevcut olduğu hakkında söylenebilecek tek şey bu. Bu oldukça karmaşık bir konu olmasına rağmen metalurji meraklılarının ilgisini çekebilir.