Структура, типи, характеристики кольорових металів

The кольорові метали вони всі ті, кому не вистачає або має незначну кількість заліза. Вони, в різних масових пропорціях, використовуються для створення сплавів, які демонструють кращі фізичні властивості, ніж окремі метали.

Таким чином, її кристалічні структури і металеві взаємодії є наріжним каменем застосування сплавів кольорових металів. Тим не менш, ці чисті метали знайти менше використання, тому що вони дуже чутливі і реактивні. З цієї причини вони найкраще працюють як основа і добавка для сплавів.

Бронза - це кольоровий сплав; Вона складається в основному з золотої суміші міді і олова (статуя на зображенні вище). Мідь в сплаві окислює і утворює CuO, з'єднання, яке чорніє його золоту поверхню. У вологих середовищах CuO гідратує і поглинає вуглекислий газ і солі з утворенням синьо-зелених сполук.

Наприклад, Статуя Свободи покрита шарами карбонатів міді (CuCO₃) відома як патина. Загалом, всі метали окислюються. Залежно від стабільності їх оксидів вони захищають більшою чи меншою мірою сплави від корозії та зовнішніх факторів.

Індекс

• 1 Структура
  • 1.1 Шестигранна компактна (hcp)
  • 1.2 Компактний кубічний (ccp)
  • 1.3 Кубічний центрирован на тілі (ОЦК)
• 2 типи
• 3 Характеристики та властивості
• 4 Приклади
  • 4.1 Мідь
  • 4.2 Алюміній
  • 4.3 Цинк і магній
  • 4.4 Титан
  • 4.5
• 5 Посилання

Структура

Залізо є лише одним з усіх металів в природі, тому структури і сплави кольорових металів більш різноманітні.

Проте в нормальних умовах більшість металів мають три кристалічні структури, встановлені їх металевими зв'язками: компактна гексагональна (hcp), компактна кубічна (ccp) і кубічна центрована в тілі (bcc).

Шестигранна компактна (hcp)

У цій структурі металеві атоми упаковуються у вигляді гексагональної призми, використовуючи всі простори.

З усіх структур це найбільш щільне, тому можна очікувати, що таким же чином будуть метали, які його володіють. При цьому всі атоми оточені дванадцятьма сусідами.

Приклади

- Титан (Ti).

- Цинк (Zn).

- Магній (Mg).

- Кадмій (Cd).

- Кобальт (Co).

- Рутеній (Ru).

- Osmio (Os).

- Лужноземельні метали (за винятком барію та францію).

Компактний куб (ccp)

Ця кристалічна структура менш щільна, ніж hcp, і в цьому кожен атом оточений дванадцятьма сусідами.

Тут міжвузли (порожні простори) більше, ніж у випадку hcp, тому ці метали можуть містити в цих молекулах і малих атомах (наприклад, молекулярний водень, H₂).

Приклади

- Алюміній (Al).

- Нікель (Ni).

- Срібло (Ag).

- Мідь (Cu).

- Золото (Au).

- Родій (Rh).

- Iridium (Перейти).

Кубічний центр із тілом (скр.)

З трьох структур це найменш щільне і компактне, будучи одночасно тим, що представляє міжвузли більших обсягів.

Тому в ньому легше вмістити невеликі молекули і атоми. Крім того, в цьому кубі кожен атом оточений вісьмома сусідами.

Приклади

- Ванадій (V).

- Ніобій (Nb).

- Chrome (Cr).

- Лужні метали.

- Вольфрам (W).

Крім того, існують інші структури, такі як прості кубічні та інші більш складні, які складаються з менш щільних або спотворених масивів перших трьох. Однак наведені вище кристалічні структури застосовуються тільки до чистих металів.

В умовах високої домішки, тиску і температури ці пристрої спотворюються і, коли вони є компонентами сплаву, вони взаємодіють з іншими металами для створення нових металевих структур.

Фактично, точні знання і маніпуляції з цими пристроями дозволяють розробляти і розробляти сплави з бажаними фізичними властивостями для певної мети.

Типи

У дуже загальних рисах кольорові метали можна розділити на три типи: важкий (свинець), легкий (мідь і алюміній) і надлегкий (магній). У свою чергу, вони поділяються на два підкласи: середні температури плавлення та високі температури плавлення.

Інші види кольорових металів відповідають благородним (або дорогоцінним) металам. Прикладами таких є метали з ccp ​​структурами (за винятком алюмінію, нікелю та ін.).

Крім того, рідкоземельні метали вважаються кольоровими (церій, самарій, скандій, ітрій, тулій, гадоліній тощо). Нарешті, радіоактивні метали також вважаються кольоровими (полоній, плутоній, радій, францій, астат, радон тощо).. 

Характеристики та властивості

Хоча характеристики і властивості металів змінюються в їх чистому стані і в сплавах, вони є загальними, що відрізняють їх від чорних металів:

- Вони є податливими і відмінними електричними і тепловими провідниками.

- Вони менше постраждали від теплової обробки.

- Вони мають більшу стійкість до окислення та корозії.

- Вони не представляють стільки парамагнетизму, що дозволяє їм бути матеріалами, що використовуються для електронних додатків.

- Його виробничі процеси простіше, включаючи лиття, зварювання, кування і прокатку.

- Вони мають більш привабливі забарвлення, тому вони використовують як декоративні елементи; Крім того, вони менш щільні.

Деякі з його недоліків у порівнянні з чорними металами є: низький опір, високі витрати, низькі вимоги і менший мінералогічний достаток.

Приклади

У металургійній промисловості існує багато варіантів у виробництві металів і сплавів кольорових металів; Найбільш поширеними є мідні, алюмінієві, цинкові, магнієві, титанові і нікелеві суперсплави.

Мідь

Мідь використовувалася для широкого спектру застосувань завдяки своїм вигідним властивостям, таким як висока теплова і електропровідність.

Він стійкий, ковкий і в'язкий, тому його можна отримати з багатьох практичних конструкцій: від труб до банок і монет. Він також використовувався в армуванні кіля човнів і знаходить широке застосування в електротехнічній промисловості.

Хоча в чистому стані він дуже м'який, його сплави (між цими латунями і бронзою) більш стійкі і захищені шарами Cu₂O (червонуватий оксид).

Алюміній

Це метал, який вважається світлим через його низьку щільність; Має високу тепло- і електропровідність, а також завдяки покриттю Al стійкий до корозії₂O₃ що захищає його поверхню.

Враховуючи його властивості, він є ідеальним металом, особливо в аеронавтиці, в автомобільній та будівельній галузі, серед інших.

Цинк і магній

Для виготовлення складних виливків використовують цинкові сплави (такі як KAYEM, з 4% алюмінію і 3% міді по масі). Призначений для будівельних і інженерних робіт.

У випадку магнію, його сплави мають застосування в архітектурі, а також у корпусах велосипедів, мостових парапетах і зварних конструкціях..

Він також знаходить застосування в аерокосмічній промисловості, у високошвидкісних машинах і в транспортному обладнанні.

Титан

Титан утворює трохи легкі сплави. Вони суперстійкі і захищені від корозії шаром TiO₂. Його видобуток є дорогим і має кристалічну структуру ОЦК вище 882 ° С.

Крім того, він є біосумісним, тому його можна використовувати як матеріал для медичних імплантатів та імплантатів. Крім того, титан і його сплави присутні в машинах, флоті, реактивних компонентах і хімічних реакторах.

Суперпласти

Суперплази - це дуже стійкі тверді фази, що складаються з нікелю (як основного металу) або кобальту.

Вони використовуються як лопатки в турбінах і авіаційних двигунах, в матеріалах для реакторів, що витримують агресивні хімічні реакції і в теплообмінному обладнанні.

Список літератури

1. Катерина Скотнікова, Моніка Лосертова, Мирослав Курса. (2015). Теорія виробництва кольорових металів і сплавів. Технічний університет м. Острава.
2. Доктор С. Ергун. Сплави кольорових кольорів. Отримано 21 квітня 2018 року від: users.fs.cvut.cz
3. Адана науки і техніки. Кольорові метали. Отримано 21 квітня 2018 р. З: web.adanabtu.edu.tr
4. Санчес М. Вергара Е., Кампос І. Сільва Е. (2010). Технологія матеріалів. Редакція Trillas S.A. (1-е видання, Мексика). Pg 282-297.
5. Чорні матеріали та кольорові метали та сплави. [PDF] Отримано 21 квітня 2018 року від: ikbooks.com
6. Різниця між чорними та кольоровими металами. (23 вересня 2015 року). Отримано 21 квітня 2018 р. З: metalsupermarkets.com
7. Wonderopolis. (2018). Чому статуя свободи зелена? Отримано 21 квітня 2018 р. З: wonderopolis.org
8. Мойзес Хінохоса. (31 травня 2014 року). Кристалічна структура металів. Отримано 21 квітня 2018 року з: researchgate.net
9. Тоні Хісгетт. (18 березня 2009 р.) Фітинги мідні. [Малюнок] Отримано 22 квітня 2018 року з: flickr.com
10. Брендон Баунах. (22 лютого 2007 року). шість пачок паперової маси Отримано 22 квітня 2018 року з: flickr.com