КОЛЬОРОВІ МЕТАЛИ: СТРУКТУРА, ВИДИ, ХАРАКТЕРИСТИКИ - ХІМІЯ - 2025

У номерах - кольорові метали є ті , які не мають або незначна кількість заліза. Вони в різних масових пропорціях використовуються для створення сплавів, які виявляють кращі фізичні властивості, ніж окремі метали.

Таким чином, їх кристалічні структури та металеві взаємодії є наріжним каменем застосування кольорових сплавів. Однак ці чисті метали знаходять менше використання, оскільки вони дуже чутливі та реактивні. З цієї причини вони найкраще працюють як основа і добавка до сплавів.

Бронза - це кольоровий сплав; В основному складається із золотої суміші міді та олова (статуя на зображенні вище). Мідь у сплаві окислює і утворює CuO - сполуку, що чорніє на його золотистій поверхні. У вологому середовищі CuO зволожує і поглинає вуглекислий газ і солі з утворенням синьо-зелених сполук.

Наприклад, Статуя Свободи покрита шарами карбонатів міді (CuCO ₃ ), відомих як патина. Взагалі всі метали іржавіють. Залежно від стійкості їх оксидів вони захищають сплави меншою чи більшою мірою від корозії та зовнішніх факторів.

Будова

Залізо - це лише один з усіх металів у природі, тому структури та сплави кольорових металів різноманітніші.

Однак у нормальних умовах більшість металів мають три кристалічні структури, встановлені металевими зв'язками: компактну шестикутну (hcp), компактну кубічну (ccp) та кубічну (ccc).

Компактний шестигранник (hcp)

З трьох структур ця є найменш щільною і компактною, будучи одночасно і тією, що має найбільші за обсягом проміжки.

Тому він легше вміщує невеликі молекули та атоми. Так само в цьому кубі кожен атом оточений вісьмома сусідами.

Приклади

- Ванадій (V).

- Ніобій (Nb).

- Хром (Кр).

- Лужні метали.

- Вольфрам (Вт).

Крім того, існують і інші структури, такі як прості кубічні та інші більш складні, які складаються з менш щільних або спотворених композицій перших трьох. Однак вищезазначені кристалічні структури стосуються лише чистих металів.

В умовах домішок, високого тиску і температури ці пристрої спотворюються, і, коли вони є компонентами сплаву, вони взаємодіють з іншими металами, щоб утворювати нові металеві структури.

Насправді, точні знання та маніпулювання цими схемами дозволяють проектувати та виготовляти сплави з бажаними фізичними властивостями для конкретної мети.

Типи

Вкрай загально кажучи, кольорові метали можна класифікувати на три види: важкі (свинцеві), легкі (мідь та алюміній) та надлегкі (магній). У свою чергу, вони поділяються на два підкласи: ті, що мають середні температури плавлення і ті, що мають високі температури плавлення.

Інші види кольорових металів відповідають благородним (або дорогоцінним) металам. Прикладами цього є метали з куб.см структури (крім алюмінію, нікелю та інших).

Так само рідкоземельні метали вважаються кольоровими (церій, самарій, скандій, ітрій, тулій, гадоліній тощо). Нарешті, радіоактивні метали також вважаються кольоровими (полоній, плутоній, радій, францій, астата, радон тощо).

Характеристика та властивості

Хоча характеристики та властивості металів різняться у чистому стані та у сплавах, вони представляють загальні риси, що відрізняють їх від чорних металів:

- Вони податливі та чудові електричні та теплові провідники.

- На них менше впливає термічна обробка.

- Вони мають більшу стійкість проти окислення та корозії.

- Вони не мають настільки великого парамагнетизму, що дозволяє їм використовувати матеріали для електронних додатків.

- Процеси його виготовлення простіші, включаючи лиття, зварювання, кування та прокат.

- Вони мають більш привабливі кольори, тому знаходять використання як орнаментальні елементи; крім того, вони менш щільні.

Деякі її недоліки порівняно з чорними металами: низька стійкість, великі витрати, менші вимоги та менша кількість мінеральних речовин.

Приклади

У металургійній промисловості існує багато варіантів виготовлення кольорових металів та сплавів; найпоширенішими є: мідь, алюміній, цинк, магній, титан та суперсплави на основі нікелю.

Мідь

Мідь використовувалася для найрізноманітніших застосувань завдяки своїм вигідним властивостям, таким як її висока теплова та електрична провідність.

Він міцний, ковкий і пластичний, тому з нього можна отримати багато практичних конструкцій: від труб до банок до монет. Він також використовувався для зміцнення кіля кораблів і знаходить значне застосування в електроенергетиці.

Хоча в чистому стані він дуже м'який, його сплави (між цими латуні та бронзи) більш стійкі та захищені шарами Cu ₂ O (червоноокисний оксид).

Алюміній

Це метал, який вважається легким через низьку щільність; він має високу теплову і електричну провідність і стійкий до корозії завдяки шару Al ₂ O _3, який захищає його поверхню.

Враховуючи його властивості, він є ідеальним металом, особливо в галузі аеронавтики, автомобільної та будівельної промисловості.

Цинк і магній

Для виготовлення складних виливків використовуються цинкові сплави (наприклад, KAYEM, 4% алюмінію та 3% міді). Призначений для будівельних та інженерних робіт.

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

Він також знаходить застосування в аерокосмічній промисловості, у високошвидкісній техніці та в транспортному обладнанні.

Титан

Титан утворює злегка легкі сплави. Вони надзвичайно стійкі та захищені від корозії шаром TiO ₂ . Його видобуток є дорогим і має кристалічну структуру ОЦК вище 882 ° С.

Крім того, він є біосумісним, саме тому його можна використовувати як матеріал для медичних протезів та імплантатів. Крім того, титан та його сплави присутні у машинах, у морській справі, в реактивних компонентах та в хімічних реакторах.

Суперлої

Супералолі - це дуже міцні тверді фази, що складаються з нікелю (як основний метал) або кобальту.

Вони використовуються як лопатки в літальних турбінах і двигунах, в реакторних матеріалах, що підтримують агресивні хімічні реакції, і в теплообмінному обладнанні.

Список літератури

1. Kateřina Skotnicová, Monika Losertová, Miroslav Kursa. (2015). Теорія виробництва кольорових металів та сплавів. Технічний університет Острави.
2. Доктор К. Ергун. Сплави кольорових кольорів Отримано 21 квітня 2018 року з: users.fs.cvut.cz
3. Адана Наука та технології. Кольорові метали. Отримано 21 квітня 2018 року з: web.adanabtu.edu.tr
4. Санчес М. Вергара Е., Кампос І. Сільва Е. (2010). Технологія матеріалів. Редакція Trillas SA (1-е видання, Мексика). Сторінка 282-297.
5. Чорні матеріали та кольорові метали та сплави. . Отримано 21 квітня 2018 року з: ikbooks.com
6. Різниця між чорним і кольоровим металом. (2015 р., 23 вересня). Отримано 21 квітня 2018 року з: metalsupermarkets.com
7. Чудополіс. (2018). Чому статуя свободи зелена? Отримано 21 квітня 2018 року з: wonderopolis.org
8. Мойсей Хінохоса. (31 травня 2014 р.). Кристалічна структура металів. Отримано 21 квітня 2018 року з: researchgate.net
9. Тоні Хіггетт. (18 березня 2009 р.). Мідна арматура . Отримано 22 квітня 2018 року з: flickr.com
10. Брендон Баунах. (22 лютого 2007 р.). вага-шість пачок. Отримано 22 квітня 2018 року з: flickr.com