Структура, видове, характеристики, цветни метали

на цветни метали те са всички, които нямат или имат незначителни количества желязо. Те, в различни масови пропорции, се използват за създаването на сплави, които показват по-добри физични свойства от отделните метали.

По този начин неговите кристални структури и метални взаимодействия са в основата на приложенията на цветни сплави. Тези чисти метали обаче намират по-малко приложения, защото са много чувствителни и реактивни. Поради тази причина те работят най-добре като основа и добавка за сплави.

Бронзът е сплав от цветни метали; Състои се главно от златна смес от мед и калай (статуя на изображението по-горе). Медта в сплавта окислява и образува CuO, съединение, което почернява неговата златна повърхност. В влажна среда CuO хидратира и абсорбира въглероден диоксид и соли, за да образуват синьозелени съединения.

Например Статуята на свободата е покрита с пластове от медни карбонати (CuCO₃), известен като патина. Като цяло всички метали се окисляват. В зависимост от стабилността на техните оксиди, те защитават в по-голяма или по-малка степен сплавите срещу корозия и външни фактори.

индекс

• 1 Структура
  • 1.1 Шестоъгълна компактна (hcp)
  • 1.2 Компактен куб (ccp)
  • 1.3 Кубик, центриран върху тялото (ССК)
• 2 вида
• 3 Характеристики и свойства
• 4 Примери
  • 4.1 Мед
  • 4.2 Алуминий
  • 4.3 Цинк и магнезий
  • 4.4 Титан
  • 4.5
• 5 Препратки

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 хексагонал (hcp), компактен кубик (ccp) и кубичен център в тялото (bcc).

Шестоъгълна компактна (hcp)

В тази структура металните атоми са опаковани под формата на шестоъгълна призма, като се възползват от всички пространства.

От всички структури това е най-плътното, така че може да се очаква, че по същия начин са металите, които го притежават. При това всички атоми са заобиколени от дванадесет съседи.

Примери

- Титан (Ti).

- Цинк (Zn).

- Магнезий (Mg).

- Кадмий (Cd).

- Кобалт (Co).

- Рутений (Ru).

- Osmio (Os).

- Алкалоземни метали (с изключение на барий и франций).

Компактен куб (ccp)

Тази кристална структура е по-малко плътна от hcp, и в това всеки атом е заобиколен от дванадесет съседи.

Тук междинните пространства (празни пространства) са по-големи, отколкото в случая с hcp, така че тези метали могат да съдържат в тези молекули и малки атоми (като например молекулен водород, Н₂).

Примери

- Алуминий (Ал).

- Никел (Ni).

- Сребро (Ag).

- Мед (Cu).

- Злато (Au).

- Родий (Rh).

- Iridium (Go).

Кубик, центриран върху тялото (ССК)

От трите структури това е най-малко плътното и компактно, като в същото време е и това, което представя междинните пространства с по-големи обеми..

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

Примери

- Ванадий (V).

- Ниобий (Nb).

- Chrome (Cr).

- Алкални метали.

- Волфрам (W).

Освен това има и други структури, като например простите кубични и други по-сложни, които се състоят от по-малко плътни или изкривени масиви от първите три. Въпреки това, горните кристални структури се прилагат само за чисти метали.

В условията на високи примеси, налягане и температура тези устройства са изкривени и когато те са компоненти на сплавта, те взаимодействат с други метали, за да генерират нови метални структури..

Всъщност точните познания и манипулирането на тези устройства позволяват проектирането и изработването на сплави с желани физически свойства за конкретна цел.

тип

Най-общо казано, цветните метали могат да бъдат класифицирани в три вида: тежки (олово), леки (мед и алуминий) и свръхлеки (магнезий). На свой ред 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 скъпоценни) метали. Примери за това са метали с ccp структури (с изключение на алуминий, никел и др.).

Също така, редкоземните метали се считат за цветни (церий, самарий, скандий, итрий, тулий, гадолиний и др.). И накрая, радиоактивните метали също се считат за цветни (полоний, плутоний, радий, франций, астатин, радон и др.). 

Характеристики и свойства

Въпреки че характеристиките и свойствата на металите варират в техните чисти състояния и в сплавите, те представляват общи положения, които ги отличават от черните метали:

- Те са ковък и отлични електрически и термични проводници.

- Те са по-малко засегнати от топлинна обработка.

- Те имат по-голяма устойчивост срещу окисление и корозия.

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

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

- Те имат по-привлекателни оцветители, така че намират употреби като декоративни елементи; Освен това те са по-малко плътни.

Някои от неговите недостатъци в сравнение с черните метали са: ниско съпротивление, високи разходи, по-ниски изисквания и по-малко минералогично изобилие.

Примери

В металургичната промишленост има много варианти при производството на метали и цветни сплави; Най-често срещаните са: свръхсплави на мед, алуминий, цинк, магнезий, титан и никел.

мед

Медта е използвана за голямо разнообразие от приложения благодарение на своите благоприятни свойства, като високата си топлинна и електрическа проводимост.

Той е устойчив, ковък и еластичен, така че може да се получи от този много практичен дизайн: от тръби до буркани и монети. Също така се използва за укрепване на кила на лодките и се използва в електротехническата промишленост.

Въпреки че в чисто състояние е много мек, неговите сплави (между месинг и бронз) са по-устойчиви и са защитени от слоеве от мед.₂О (червеникав оксид).

алуминий

Това е метал, който се счита за светлина поради ниската си плътност; Той има висока термична и електрическа проводимост и е устойчив на корозия благодарение на Al покритието₂О₃ който предпазва повърхността му.

Предвид неговите свойства, той е идеален метал, особено в аеронавтиката, в 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 по маса). Предназначен е за строителни и инженерни работи.

В случая на магнезий, неговите сплави имат приложение в архитектурата, както и корпуси за велосипеди, мостови парапети и заварени конструкции..

Той се използва и в космическата индустрия, в високоскоростните машини и в транспортното оборудване.

титан

Титанът образува леки сплави. Те са супер устойчиви и са защитени от корозия от слой от TiO₂. Неговата екстракция е скъпа и има кристална структура ОЦК над 882 ° С.

Освен това, той е биосъвместим, поради което може да се използва като материал за медицински импланти и импланти. Освен това, титан и неговите сплави присъстват в машините, флота, реактивните компоненти и химическите реактори.

свръхсплави

Superalloys са много устойчиви твърди фази, съставени от никел (като основен метал) или кобалт.

Използват се като лопатки в турбини и авиационни двигатели, в материали за реактори, които издържат на агресивни химични реакции и в топлообменни съоръжения.

препратки

1. Катерина Скотникова, Моника Лосертова, Мирослав Курса. (2015). Теория на производството на цветни метали и сплави. Технически университет в Острава.
2. Д-р С. Ергун. Сплави на цветни метали. Възстановен на 21 април 2018 г. от: users.fs.cvut.cz
3. Адана Наука и технологии. Цветни метали. Възстановен на 21 април 2018 г. от: web.adanabtu.edu.tr
4. Санчес М. Вергара Е., Кампос И. Силва Е. (2010). Технология на материалите. Редакционна Трилас С.А. (1-во издание, Мексико). Pg 282-297.
5. Черни материали и цветни метали и сплави. [PDF]. Възстановен на 21 април 2018 г. от: ikbooks.com
6. Разликата между черни и цветни метали. (23 септември 2015 г.). Възстановен на 21 април 2018 г. от: metalsupermarkets.com
7. Wonderopolis. (2018). Защо статуята на свободата е зелена? Възстановен на 21 април 2018 г. от: wonderopolis.org
8. Moises Hinojosa. (31 май 2014 г.). Кристалната структура на металите. Възстановен на 21 април 2018 г. от: researchgate.net
9. Тони Хисхет. (18 март 2009 г.). Медни фитинги. [Фигура]. Възстановен на 22 април 2018 г. от: flickr.com
10. Брандън Баунах. (22 февруари 2007 г.). шест пакет хартия тегло. Възстановен на 22 април 2018 г. от: flickr.com