OBOJENI METALI: STRUKTURA, VRSTE, KARAKTERISTIKE - KEMIJA - 2025

U ne - obojenih metala su oni koji nemaju ili zanemarive količine željeza. Oni se u različitim omjerima mase koriste za stvaranje legura koje pokazuju bolje fizičke osobine od pojedinačnih metala.

Stoga su njihove kristalne strukture i metalne interakcije okosnica primjene obojenih legura. Međutim, ovi čisti metali nalaze manje koristi, jer su vrlo osjetljivi i reaktivni. Iz tog razloga, oni najbolje djeluju kao baza i dodatak za legure.

Bronza je legura obojena; Uglavnom se sastoji od zlatne mješavine bakra i kositra (kip na slici iznad). Bakar u leguru oksidira i formira CuO, spoj koji crni njegovu zlatnu površinu. U vlažnim okruženjima, CuO hidrira i apsorbira ugljični dioksid i soli, stvarajući plavo-zelene spojeve.

Na primjer, Kip slobode prekriven je slojevima bakrenih karbonata (CuCO ₃) poznatih kao patina. Općenito, svi metali hrđaju. Ovisno o stabilnosti njihovih oksida, u manjoj ili većoj mjeri štite legure od korozije i vanjskih čimbenika.

Struktura

Željezo je samo jedan od svih metala u prirodi, pa su strukture i legure obojenih metala raznovrsnije.

Međutim, u normalnim uvjetima većina metala ima tri kristalne strukture uspostavljene njihovim metalnim vezama: kompaktni šesterokutni (hcp), kompaktni kubični (ccp) i kubični (bcc) u središtu tijela.

Kompaktni šesterokut (hcp)

Od tri strukture, ova je najmanje gusta i kompaktna, a istovremeno je ona s velikim zapreminskim međuprostorima.

Stoga se lakše smješta u male molekule i atome. Isto tako, u ovoj je kocki svaki atom okružen s osam susjeda.

Primjeri

- vanadij (V).

- Niobij (Nb).

- Krom (Cr).

- Alkalni metali.

- volfram (W).

Pored toga, postoje i druge strukture, poput jednostavnih kubnih i drugih složenijih, koje se sastoje od manje gustih ili iskrivljenih rasporeda prve tri. Međutim, gornje kristalne strukture primjenjuju se samo na čiste metale.

U uvjetima nečistoće, visokog tlaka i temperature ovi se rasporedi deformiraju i, kada su sastojci legure, oni međusobno djeluju s drugim metalima da bi stvorili nove metalne strukture.

U stvari, točno znanje i manipuliranje tim aranžmanima omogućuje dizajniranje i proizvodnju legura sa željenim fizičkim svojstvima za određenu svrhu.

vrste

Vrlo općenito, obojeni metali mogu se svrstati u tri vrste: teški (olovo), lagani (bakar i aluminij) i ultralaki (magnezij). Oni su zauzvrat podijeljeni u dvije potklase: one sa srednjim talištem i one s visokim talištem.

Ostale vrste obojenih metala odgovaraju plemenitim (ili plemenitim) metalima. Primjeri za to su metali s postojanim strukturama (osim aluminija, nikla i drugih).

Slično tome, rijetkozemni metali smatraju se obojenim obojenim metalima (cerij, samarij, skandij, itrij, thulium, gadolinij itd.). Konačno, radioaktivni metali također se smatraju obojenim (polonij, plutonij, radijum, francij, astat, radon itd.).

Karakteristike i svojstva

Iako se karakteristike i svojstva metala razlikuju u njihovom čistom stanju i u legurama, oni predstavljaju općenitosti koje ih razlikuju od obojenih metala:

- Oni su prosti i izvrsni električni i toplinski vodiči.

- Manje su pod utjecajem toplinske obrade.

- Imaju veću otpornost protiv oksidacije i korozije.

- Ne daju toliko paramagnetizma, što im omogućuje da budu materijali koji se koriste za elektroničke aplikacije.

- Njeni postupci izrade su lakši, uključujući lijevanje, zavarivanje, kovanje i valjanje.

- Imaju atraktivnije boje, pa pronalaze uporabu kao ukrasne elemente; osim toga, manje su guste.

Neki od njegovih nedostataka u usporedbi sa crnim metalima su: mala otpornost, visoki troškovi, niži zahtjevi i manje obilja minerala.

Primjeri

U metalurškoj industriji postoji mnogo mogućnosti proizvodnje obojenih metala i legura; najčešći su: bakar, aluminij, cink, magnezij, titan i super-legure na bazi nikla.

Bakar

Bakar se koristio za široku primjenu zbog svojih povoljnih svojstava, poput visokih toplinskih i električnih vodljivosti.

Čvrsta je, popustljiva i plastična, pa se iz nje mogu dobiti mnogi praktični dizajni: od cijevi do staklenki do kovanica. Također se koristi za jačanje kobilica brodova, a ima veliku primjenu u elektroindustriji.

Iako je u svom čistom stanju vrlo mekan, njegove su legure (između tih mjedi i bronce) otpornije i zaštićene su slojevima Cu ₂ O (crvenkasti oksid).

aluminijum

To je metal koji se smatra laganim zbog svoje male gustoće; ima visoku toplinsku i električnu vodljivost, a otporan je na koroziju zahvaljujući sloju Al ₂ O ₃ koji štiti njegovu površinu.

S obzirom na svojstva, idealan je metal posebno u zrakoplovstvu, automobilskoj i građevinskoj industriji, među ostalim.

Cink i magnezij

Cink legure (poput KAYEM, s 4% aluminija i 3% bakra po masi) koriste se za izradu složenih odljevaka. Namijenjena je građevinskim i inženjerskim radovima.

U slučaju magnezija, njegove legure imaju primjenu u arhitekturi, kao i u kućištima za bicikle, parapetima mosta i zavarenim konstrukcijama.

Također se koristi u zrakoplovnoj industriji, u brzim strojevima i u transportnoj opremi.

titanijum

Titan tvori malo lagane legure. Izuzetno su otporni i zaštićeni su od korozije slojem TiO ₂. Ekstrakcija mu je skupa i ima bcc kristalnu strukturu iznad 882 ° C.

Pored toga, bio je kompatibilan, zbog čega se može koristiti kao materijal za medicinske proteze i implantate. Uz to, titan i njegove legure prisutni su u strojevima, marini, mlaznim komponentama i kemijskim reaktorima.

Superalloys

Superalne slitine su vrlo jake čvrste faze sastavljene od nikla (kao baznog metala) ili kobalta.

Koriste se kao krilca u turbinama i motorima zrakoplova, u reaktorskim materijalima koji podržavaju agresivne kemijske reakcije i u opremi za izmjenjivač topline.

Reference

1. Kateřina Skotnicová, Monika Losertová, Miroslav Kursa. (2015). Teorija proizvodnje obojenih metala i legura. Tehničko sveučilište u Ostravi.
2. Dr. C. Ergun. Legure obojenih. Preuzeto 21. travnja 2018. s: users.fs.cvut.cz
3. Adana Znanost i tehnologija. Obojeni metali. Preuzeto 21. travnja 2018. s: web.adanabtu.edu.tr
4. Sánchez M. Vergara E., Campos I. Silva E. (2010). Tehnologija materijala. Redakcija Trillas SA (1. izdanje, Meksiko). Stranica 282-297.
5. Željezni materijali i obojeni metali i legure., Preuzeto 21. travnja 2018. s: ikbooks.com
6. Razlika između obojenog i obojenog metala. (2015., 23. rujna). Preuzeto 21. travnja 2018. s: metalsupermarkets.com
7. Wonderopolis. (2018.). Zašto je kip slobode zelen? Preuzeto 21. travnja 2018. s: wonderopolis.org
8. Moises Hinojosa. (31. svibnja 2014.). Kristalna struktura metala. Preuzeto 21. travnja 2018. s: researchgate.net
9. Tony Hisgett. (18. ožujka 2009.). Bakreni fitinzi, Preuzeto 22. travnja 2018. s: flickr.com
10. Brandon Baunach. (22. veljače 2007.). šest-paket-papira težine. Preuzeto 22. travnja 2018. s: flickr.com