ЦВЕТНИ МЕТАЛИ: СТРУКТУРА, ВИДОВЕ, ХАРАКТЕРИСТИКИ - ХИМИЯ - 2025

На които не - цветни метали, са тези, които нямат или незначителни количества желязо. Те, в различни масови пропорции, се използват за създаване на сплави, които проявяват по-добри физически свойства от отделните метали.

По този начин техните кристални структури и метални взаимодействия са крайъгълният камък на приложенията на цветни сплави. Тези чисти метали обаче намират по-малко приложения, тъй като са много чувствителни и реактивни. Поради тази причина те работят най-добре като основа и добавка към сплавите.

Бронзът е цветна сплав; Основно се състои от златна смес от мед и калай (статуя на изображението по-горе). Медта в сплавта окислява и образува CuO, съединение, което почернява златната й повърхност. Във влажна среда CuO хидратира и абсорбира въглероден диоксид и соли, за да образува синьо-зелени съединения.

Например Статуята на свободата е покрита от слоеве медни карбонати (CuCO ₃), известни като патина. Като цяло всички метали ръждясват. В зависимост от стабилността на техните оксиди, те защитават сплавите в по-малка или по-голяма степен срещу корозия и външни фактори.

структура

Желязото е само един от всички метали в природата, така че структурите и сплавите на цветните метали са по-разнообразни.

Въпреки това, при нормални условия повечето метали имат три кристални структури, установени от техните метални връзки: компактен шестоъгълник (hcp), компактен кубик (ccp) и кубик с центрирано тяло (bcc).

Компактен шестнадесетичен (hcp)

От трите структури тази е най-малко плътна и компактна, като в същото време е тази с най-големи обемисти интерсти.

Следователно по-лесно побира малки молекули и атоми. По същия начин в този куб всеки атом е заобиколен от осем съседи.

Примери

- Ванадий (V).

- Ниобий (Nb).

- Хром (Cr).

- Алкални метали.

- Волфрам (W).

Освен това има и други структури, като обикновените кубични и други по-сложни, които се състоят от по-малко плътни или изкривени подредби на първите три. Горните кристални структури обаче се отнасят само за чисти метали.

При условия на нечистота, високо налягане и температура тези механизми се изкривяват и, когато са компоненти на сплав, те взаимодействат с други метали, за да генерират нови метални структури.

Всъщност точното познаване и манипулирането на тези механизми позволяват проектирането и производството на сплави с желани физически свойства за дадена цел.

Видове

Най-общо казано, цветните метали могат да бъдат класифицирани в три вида: тежки (олово), леки (мед и алуминий) и ултралеки (магнезий). От своя страна те са разделени на два подкласа: тези със средни точки на топене и тези с високи точки на топене.

Други видове цветни метали съответстват на благородни (или благородни) метали. Примери за това са метали със ccp структури (с изключение на алуминий, никел и други).

По подобен начин рядкоземните метали се считат за цветни (церий, самарий, скандий, итрий, тулий, гадолиний и др.). На последно място, радиоактивните метали също се считат за цветни (полоний, плутоний, радий, франций, астат, радон и др.).

Характеристики и свойства

Въпреки че характеристиките и свойствата на металите варират в чистото им състояние и в сплавите, те представят общи положения, които ги отличават от черните метали:

- Те са ковсти и отлични електрически и топлинни проводници.

- Те са по-слабо засегнати от топлинните обработки.

- Имат по-голяма устойчивост срещу окисляване и корозия.

- Те не представят толкова парамагнетизъм, което им позволява да бъдат материали, използвани за електронни приложения.

- Производствените му процеси са по-лесни, включително леене, заваряване, коване и валцуване.

- Имат по-привлекателни оцветители, така че намират употреба като декоративни елементи; в допълнение, те са по-малко плътни.

Някои от неговите недостатъци в сравнение с черните метали са: ниска устойчивост, високи разходи, по-ниски изисквания и по-малко изобилие от минерали.

Примери

В металургичната промишленост има много възможности за производство на цветни метали и сплави; най-често срещаните са: мед, алуминий, цинк, магнезий, титан и свръхплави на базата на никел.

мед

Медта е използвана за голямо разнообразие от приложения поради своите изгодни свойства, като високите си топлинни и електрически проводимости.

Той е силен, ковък и пластичен, затова от него могат да се получат много практически дизайни: от тръби до буркани до монети. Използва се и за подсилване на кила на корабите и намира голяма полза в електротехническата промишленост.

Въпреки че в чисто състояние е много мека, сплавите му (между тези месинг и бронз) са по-устойчиви и са защитени от слоеве Cu ₂ O (червеникав оксид).

алуминий

Това е метал, който се счита за лек поради ниската му плътност; той има висока топло- и електрическа проводимост и е устойчив на корозия благодарение на слоя Al ₂ O _3, който защитава повърхността му.

Като се имат предвид свойствата му, той е идеален метал, особено в областта на въздухоплаването, автомобилната и строителната индустрия, наред с други.

Цинк и магнезий

За производството на сложни отливки се използват цинкови сплави (като KAYEM, с 4% алуминий и 3% мед). Той е предназначен за строителни и инженерни работи.

В случая на магнезий, неговите сплави имат приложения в архитектурата, както и в корпусите за велосипеди, в мостовите парапети и в заварените конструкции.

Той намира приложение и в аерокосмическата промишленост, във високоскоростните машини и в транспортното оборудване.

титан

Титанът образува леко леки сплави. Те са супер устойчиви и са защитени от корозия от слой TiO ₂. Екстракцията му е скъпа и има bcc кристална структура над 882 ° C.

В допълнение, той е биосъвместим, поради което може да се използва като материал за медицински протези и импланти. Освен това титанът и неговите сплави присъстват в машините, в морския флот, в реактивните компоненти и в химическите реактори.

Суперсплави

Супераловите сплави са много силни твърди фази, съставени от никел (като основен метал) или кобалт.

Използват се като лопатки в самолетни турбини и двигатели, в реакторни материали, които издържат на агресивни химични реакции, и в оборудване за топлообменници.

Препратки

1. Kateřina Skotnicová, Monika Losertová, Miroslav Kursa. (2015). Теория на производството на цветни метали и сплави. Технически университет в Острава.
2. Д-р К. Ергун. Цветни сплави Произведено на 21 април 2018 г. от: users.fs.cvut.cz
3. Адана Наука и технологии. Цветни метали. Произведено на 21 април 2018 г. от: web.adanabtu.edu.tr
4. Sánchez M. Vergara E., Campos I. Silva E. (2010). Технология на материалите. Редакция Trillas SA (1-во издание, Мексико). Страница 282-297.
5. Черни материали и цветни метали и сплави., Произведено на 21 април 2018 г. от: ikbooks.com
6. Разликата между черния и цветния метал. (2015 г., 23 септември). Произведено на 21 април 2018 г. от: metalsupermarkets.com
7. Wonderopolis. (2018). Защо статуята на свободата е зелена? Произведено на 21 април 2018 г. от: wonderopolis.org
8. Моисес Хинохоса. (31 май 2014 г.). Кристалната структура на металите. Произведено на 21 април 2018 г. от: researchgate.net
9. Тони Хигет. (18 март 2009 г.). Медни фитинги, Произведено на 22 април 2018 г. от: flickr.com
10. Брандън Баунах. (22 февруари 2007 г.). шест пакет хартия тегло. Произведено на 22 април 2018 г. от: flickr.com