ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ: СОСТАВ, ТИПЫ, ХАРАКТЕРИСТИКИ - ХИМИЯ - 2026

В номерах - цветные металлы являются те , которые не имеют или незначительное количество железа. Они, в различных массовых пропорциях, используются для создания сплавов, которые демонстрируют лучшие физические свойства, чем отдельные металлы.

Таким образом, их кристаллическая структура и взаимодействие с металлами являются краеугольным камнем применения цветных сплавов. Однако эти чистые металлы находят меньше применений, потому что они очень чувствительны и реактивны. По этой причине они лучше всего работают в качестве основы и добавки к сплавам.

Бронза - сплав цветных металлов; В основном он состоит из золотой смеси меди и олова (статуя на изображении выше). Медь в сплаве окисляется и образует CuO, соединение, которое затемняет его золотую поверхность. Во влажной среде CuO гидратирует и поглощает углекислый газ и соли с образованием сине-зеленых соединений.

Например, Статуя Свободы покрыта слоями карбоната меди (CuCO ₃ ), известного как патина. В общем весь металл ржавеет. В зависимости от стабильности оксидов они в большей или меньшей степени защищают сплавы от коррозии и внешних факторов.

Структура

Железо - всего лишь один из металлов в природе, поэтому структура и сплавы цветных металлов более разнообразны.

Однако при нормальных условиях большинство металлов имеют три кристаллические структуры, установленные их металлическими связями: компактную гексагональную (ГПУ), компактную кубическую (ГПУ) и объемно-центрированную кубическую (ОЦК).

Компактный шестигранник (hcp)

Из трех структур эта наименее плотная и компактная, и в то же время имеет наибольший объем пустот.

Следовательно, в нем легче размещаются небольшие молекулы и атомы. Точно так же в этом кубе каждый атом окружен восемью соседями.

Примеры

- Ванадий (V).

- Ниобий (Nb).

- Хром (Cr).

- Щелочных металлов.

- Вольфрам (W).

Кроме того, существуют другие структуры, такие как простая кубическая и другие более сложные структуры, которые состоят из менее плотных или искаженных расположений первых трех. Однако приведенные выше кристаллические структуры применимы только к чистым металлам.

В условиях примесей, высокого давления и температуры эти устройства искажаются, и, когда они являются компонентами сплава, они взаимодействуют с другими металлами с образованием новых металлических структур.

Фактически, точное знание этих устройств и управление ими позволяет проектировать и производить сплавы с желаемыми физическими свойствами для конкретной цели.

Типы

В очень общих чертах цветные металлы можно разделить на три типа: тяжелые (свинец), легкие (медь и алюминий) и сверхлегкие (магний). В свою очередь, они делятся на два подкласса: подклассы со средней температурой плавления и подклассы с высокой температурой плавления.

Другие виды цветных металлов соответствуют благородным (или драгоценным) металлам. Примерами являются металлы со структурой ccp (кроме алюминия, никеля и др.).

Точно так же редкоземельные металлы считаются цветными (церий, самарий, скандий, иттрий, тулий, гадолиний и т. Д.). Наконец, радиоактивные металлы также считаются цветными (полоний, плутоний, радий, франций, астат, радон и т. Д.).

Характеристики и свойства

Хотя характеристики и свойства металлов различаются в чистом состоянии и в сплавах, они имеют общие черты, которые отличают их от черных металлов:

- Они податливы и обладают отличными электрическими и тепловыми проводниками.

- Они меньше подвержены термическим воздействиям.

- Они обладают большей устойчивостью к окислению и коррозии.

- Они не обладают таким большим парамагнетизмом, который позволяет использовать их в электронных приложениях.

- Его производственные процессы проще, включая литье, сварку, ковку и прокатку.

- У них более привлекательная окраска, поэтому они находят применение в качестве элементов орнамента; кроме того, они менее плотные.

Некоторые из его недостатков по сравнению с черными металлами: низкое сопротивление, высокая стоимость, более низкие требования и меньшее минералогическое содержание.

Примеры

В металлургической промышленности существует множество вариантов изготовления цветных металлов и сплавов; наиболее распространены: медь, алюминий, цинк, магний, титан и суперсплавы на основе никеля.

медь

Медь находит широкое применение из-за ее полезных свойств, таких как высокая теплопроводность и электрическая проводимость.

Он прочный, податливый и пластичный, поэтому из него можно получить множество практичных конструкций: от трубок до банок до монет. Он также использовался для усиления киля судов и находит широкое применение в электротехнической промышленности.

Хотя в чистом виде он очень мягкий, его сплавы (между латунью и бронзой) более устойчивы и защищены слоями Cu ₂ O (красноватый оксид).

алюминий

Это металл, который считается легким из-за малой плотности; он обладает высокой теплопроводностью и электропроводностью, а также устойчив к коррозии благодаря слою Al ₂ O _3, который защищает его поверхность.

Учитывая его свойства, это идеальный металл, особенно для авиационной, автомобильной и строительной промышленности.

Цинк и магний

Цинковые сплавы (такие как KAYEM, с 4% алюминия и 3% меди по массе) используются для изготовления сложных отливок. Предназначен для строительных и инженерных работ.

Что касается магния, его сплавы находят применение в архитектуре, а также в корпусах велосипедов, парапетах мостов и сварных конструкциях.

Он также находит применение в аэрокосмической промышленности, в высокоскоростном и транспортном оборудовании.

титан

Титан образует легкие сплавы. Они очень устойчивы и защищены от коррозии слоем TiO ₂ . Его извлечение является дорогостоящим и имеет кристаллическую структуру с ОЦК выше 882 ° C.

Кроме того, он биосовместим, поэтому может использоваться в качестве материала для медицинских протезов и имплантатов. Кроме того, титан и его сплавы присутствуют в оборудовании, на море, в компонентах реактивных двигателей и в химических реакторах.

жаропрочные сплавы

Суперсплавы - это очень прочные твердые фазы, состоящие из никеля (как основного металла) или кобальта.

Они используются в качестве лопаток в авиационных двигателях и турбинах, в материалах реакторов, выдерживающих агрессивные химические реакции, а также в теплообменном оборудовании.

Ссылки

1. Катержина Скотникова, Моника Лозертова, Мирослав Курса. (2015). Теория производства цветных металлов и сплавов. Технический университет Остравы.
2. Доктор К. Эргун. Цветные сплавы. Получено 21 апреля 2018 г. с: users.fs.cvut.cz.
3. Адана Наука и технологии. Цветные металлы. Получено 21 апреля 2018 г. с веб-сайта web.adanabtu.edu.tr.
4. Санчес М. Вергара Э., Кампос И. Сильва Э. (2010). Материаловедение. Редакция Trillas SA (1-е издание, Мексика). Стр. 282-297.
5. Черные материалы и цветные металлы и сплавы. , Получено 21 апреля 2018 г. с сайта ikbooks.com.
6. Разница между черным и цветным металлом. (2015, 23 сентября). Получено 21 апреля 2018 г. с: Metallicupermarkets.com.
7. Wonderopolis. (2018). Почему статуя свободы зеленого цвета? Получено 21 апреля 2018 г. с сайта wonderopolis.org.
8. Мойзес Инохоса. (31 мая 2014 г.). Кристаллическая структура металлов. Получено 21 апреля 2018 г. с сайта researchgate.net.
9. Тони Хисгетт. (18 марта 2009 г.). Медная арматура. , Получено 22 апреля 2018 г. с: flickr.com
10. Брэндон Баунах. (22 февраля 2007 г.). шесть-пак-пресс-папье. Получено 22 апреля 2018 г. с: flickr.com