Värimetallit Rakenne, tyypit, ominaisuudet

värimetallit ne ovat kaikkia niitä, joilla on vähäisiä määriä rautaa. Näitä, eri massasuhteissa, käytetään sellaisten seosten muodostamiseen, joilla on paremmat fysikaaliset ominaisuudet kuin yksittäisillä metalleilla.

Näin ollen sen kiteiset rakenteet ja metalli- vuorovaikutukset ovat ei-rautametallien sovellusten kulmakivi. Nämä puhtaat metallit käyttävät kuitenkin vähemmän käyttöä, koska ne ovat hyvin herkkiä ja reaktiivisia. Tästä syystä ne toimivat parhaiten seoksena ja lisäaineena seoksille.

Pronssi on värimetalliseos; Se koostuu pääasiassa kuparin ja tinan kultaisesta seoksesta (yllä olevassa kuvassa oleva patsas). Kupari seoksesta hapettaa ja muodostaa CuO: n, yhdisteen, joka mustaa sen kultaista pintaa. Kosteassa ympäristössä CuO hydratoi ja imee hiilidioksidia ja suoloja, jolloin muodostuu sinivihreitä yhdisteitä.

Esimerkiksi Vapaudenpatsas on peitetty kuparikarbonaattien kerroksilla (CuCO₃) tunnetaan nimellä patina. Yleensä kaikki metallit hapetetaan. Niiden oksidien stabiilisuudesta riippuen ne suojaavat enemmän tai vähemmän metalliseoksia korroosiota ja ulkoisia tekijöitä vastaan.

indeksi

• 1 Rakenne
  • 1.1 kuusikulmainen kompakti (hcp)
  • 1.2 Kompakti kuutiometri (ccp)
  • 1.3 Kuutio keskitetty kehoon (bcc)
• 2 tyyppiä
• 3 Ominaisuudet ja ominaisuudet
• 4 Esimerkkejä
  • 4.1 Kupari
  • 4.2 Alumiini
  • 4.3 Sinkki ja magnesium
  • 4.4 Titaani
  • 4.5 Superalements
• 5 Viitteet

rakenne

Rauta on vain yksi luonnossa olevista metalleista, joten värimetallien rakenteet ja seokset ovat monipuolisempia.

Normaaleissa olosuhteissa useimmilla metalleilla on kuitenkin kolme metallirakenteiden muodostamaa kiteistä rakennetta: kompakti kuusikulmainen (hcp), kompakti kuutiometri (ccp) ja kuutio keskitetty kehoon (bcc).

Kuusikulmainen kompakti (hcp)

Tässä rakenteessa metalliset atomit on pakattu kuusikulmaiseen prismaan, joka hyödyntää kaikkia tiloja.

Kaikista rakenteista tämä on tihein, joten voidaan odottaa, että samalla tavalla ovat metallit, joilla sitä on. Tässä kaikki 12 atomia ympäröivät kaikki atomit.

esimerkit

- Titaani (Ti).

- Sinkki (Zn).

- Magnesium (Mg).

- Kadmium (Cd).

- Cobalt (Co).

- Rutenium (Ru).

- Osmio (Os).

- Alkaliset maametallit (paitsi barium ja francium).

Kompakti kuutiometri (ccp)

Tämä kiteinen rakenne on vähemmän tiheä kuin hcp, ja tässä jokaisessa atomissa on kaksitoista naapuria.

Tällöin välit (tyhjät välit) ovat suurempia kuin hcp: n tapauksessa, joten nämä metallit voivat sisältää näissä molekyyleissä ja pienissä atomeissa (kuten molekyylivedyn, H₂).

esimerkit

- Alumiini (Al).

- Nikkeli (Ni).

- Hopea (Ag).

- Kupari (Cu).

- Kulta (Au).

- Rodium (Rh).

- Iridium (Go).

Kuutio keskitetty kehoon (bcc)

Näistä kolmesta rakenteesta tämä on vähiten tiheä ja kompakti, ja se on samalla se, joka esittää suurempien volyymien välisiä välejä.

Siksi se soveltuu helpommin pieniin molekyyleihin ja atomeihin. Samoin tässä kuutiossa jokaisen atomin ympärillä on kahdeksan naapuria.

esimerkit

- Vanadiini (V).

- Niobium (Nb).

- Chrome (Cr).

- Alkalimetallit.

- Volframi (W).

Lisäksi on olemassa muita rakenteita, kuten yksinkertaisia ​​kuutiometriä ja muita monimutkaisempia, jotka koostuvat vähemmän tiheistä tai vääristyneistä matriisista ensimmäisistä kolmesta. Edellä mainitut kiteiset rakenteet koskevat kuitenkin vain puhtaita metalleja.

Korkeiden epäpuhtauksien, paineen ja lämpötilan olosuhteissa nämä järjestelyt ovat vääristyneet, ja kun ne ovat metalliseoksen komponentteja, ne vuorovaikutuksessa muiden metallien kanssa tuottavat uusia metallirakenteita.

Itse asiassa näiden järjestelyjen tarkat tiedot ja manipulointi mahdollistavat seosten, joilla on haluttuja fysikaalisia ominaisuuksia, suunnittelu ja kehittäminen tiettyyn tarkoitukseen..

tyyppi

Erittäin yleisesti värimetallit voidaan jakaa kolmeen tyyppiin: raskas (lyijy), valo (kupari ja alumiini) ja erittäin kevyt (magnesium). Nämä puolestaan ​​on jaettu kahteen alaluokkaan: ne, joilla on keskimääräiset sulamispisteet ja korkeat sulamispisteet.

Muita ei-rautametalleja vastaavat jalometallit. Esimerkkejä näistä ovat metallit, joissa on ccp-rakenteita (lukuun ottamatta alumiinia, nikkeliä ja muita).

Samoin harvinaisten maametallien katsotaan olevan ei-rautametallia (cerium, samarium, skandium, yttrium, thulium, gadolinium jne.). Lopuksi radioaktiiviset metallit lasketaan myös rautapitoisiksi (polonium, plutonium, radium, francium, astatiini, radoni jne.). 

Ominaisuudet ja ominaisuudet

Vaikka metallien ominaisuudet ja ominaisuudet vaihtelevat puhtaissa tiloissaan ja seoksissa, ne ovat yleisiä, jotka erottavat ne rautametalleista:

- Ne ovat muokattavia ja erinomaisia ​​sähkö- ja lämpöjohtimia.

- Lämpökäsittelyt eivät vaikuta niihin.

- Niillä on suurempi vastustuskyky hapettumisen ja korroosion suhteen.

- Niissä ei ole niin paljon paramagnetismia, jonka avulla ne voivat olla materiaaleja, joita käytetään sähköisiin sovelluksiin.

- Sen valmistusprosessit ovat helpompia, kuten valu, hitsaus, taonta ja valssaus.

- Heillä on houkuttelevampia värejä, joten he löytävät käyttötarkoituksia koriste-elementteinä; Lisäksi ne ovat tiheämpiä.

Joitakin sen haittoja rautametallien suhteen ovat: alhainen vastus, korkeat kustannukset, alhaisemmat vaatimukset ja alhaisempi mineraloginen runsaus.

esimerkit

Metalliteollisuudessa metallien ja ei-rautaseosten valmistuksessa on monia vaihtoehtoja; Yleisimpiä ovat kupari, alumiini, sinkki, magnesium, titaani ja nikkelipohjaiset supersulat.

kupari

Kuparia on käytetty moniin erilaisiin sovelluksiin sen edullisten ominaisuuksien, kuten korkean lämpö- ja sähköjohtokyvyn ansiosta.

Se on kestävä, muovattava ja sitkeä, joten se voidaan saada tästä monesta käytännön mallista: putkista purkkeihin ja kolikoihin. Sitä on käytetty myös veneiden köyden vahvistamiseen ja paljon hyötyä sähköteollisuudessa.

Vaikka puhtaana se on erittäin pehmeää, sen seokset (näiden messingien ja pronssien välillä) ovat kestävämpiä ja suojattuja Cu-kerroksilla.₂O (punertava oksidi).

alumiini

Se on metalli, jota pidetään valona sen alhaisen tiheyden vuoksi; Siinä on korkea lämpö- ja sähköjohtavuus, ja se kestää korroosiota Al-pinnoitteen ansiosta₂O₃ joka suojaa sen pintaa.

Ominaisuuksiensa vuoksi se on ihanteellinen metalli erityisesti ilmailussa, autoteollisuudessa ja rakennusteollisuudessa.

Sinkki ja magnesium

Sinkkiseoksia (kuten KAYEM, 4% alumiinia ja 3% kuparia) käytetään monimutkaisten valukappaleiden valmistukseen. Se on tarkoitettu rakentamiseen ja suunnitteluun.

Magnesiumin tapauksessa sen seoksissa on sovelluksia arkkitehtuurissa sekä polkupyöräkoteloita, silta-parapetteja ja hitsattuja rakenteita..

Sitä käytetään myös ilmailuteollisuudessa, nopeissa koneissa ja kuljetusvälineissä.

titaani

Titaani muodostaa hieman kevyitä seoksia. Ne ovat erittäin kestäviä ja suojaavat korroosiolta TiO-kerroksella₂. Sen uuttaminen on kallista ja sen kiderakenne bcc yli 882 ° C.

Lisäksi se on biologisesti yhteensopiva, minkä vuoksi sitä voidaan käyttää materiaalina lääketieteellisiin implantteihin ja implantteihin. Lisäksi koneessa, laivastossa, suihkukomponenteissa ja kemiallisissa reaktoreissa on titaania ja sen seoksia.

superseoksiin

Superkuivat ovat erittäin kestäviä kiinteitä faaseja, jotka koostuvat nikkelistä (epäjaloa metallia) tai koboltista.

Niitä käytetään turbiinien ja ilma-alusten moottoreiden siipinä, reaktorien materiaaleissa, jotka kestävät aggressiivisia kemiallisia reaktioita ja lämmönvaihtimissa.

viittaukset

1. Kateřina Skotnicová, Monika Losertová, Miroslav Kursa. (2015). Värimetallien ja seosten valmistuksen teoria. Ostravan teknillinen yliopisto.
2. Tohtori C. Ergun. Värimetalliseokset. Haettu 21. huhtikuuta 2018 osoitteesta: users.fs.cvut.cz
3. Adanan tiede ja teknologia. Värimetallit. Haettu 21. huhtikuuta 2018 osoitteesta: web.adanabtu.edu.tr
4. Sánchez M. Vergara E., Campos I. Silva E. (2010). Materiaalitekniikka. Toimituksellinen Trillas S.A. (1. painos, Meksiko). Pg 282-297.
5. Rautametallit ja ei-rautametallit ja seokset. [PDF]. Haettu 21. huhtikuuta 2018 alkaen: ikbooks.com
6. Ero rauta- ja ei-rautametallien välillä. (23. syyskuuta 2015). Haettu 21. huhtikuuta 2018 osoitteesta metalsupermarkets.com
7. Wonderopolis. (2018). Miksi vapauden patsas on vihreä? Haettu 21. huhtikuuta 2018 osoitteesta wonderopolis.org
8. Moises Hinojosa. (31. toukokuuta 2014). Metallien kiteinen rakenne. Haettu 21. huhtikuuta 2018 osoitteesta researchgate.net
9. Tony Hisgett. (18. maaliskuuta 2009). Kupariliittimet. [Kuva]. Haettu 22.4.2018 osoitteesta: flickr.com
10. Brandon Baunach. (22. helmikuuta 2007). six-pack-paperi-paino. Haettu 22.4.2018 osoitteesta: flickr.com