NEŽELEZNÉ KOVY: ŠTRUKTÚRA, DRUHY, VLASTNOSTI - CHÉMIA - 2025

Tieto non - farebných kovov sú tie, ktoré nemajú žiadne alebo len zanedbateľné množstvo železa. Tieto sa v rôznych hmotnostných pomeroch používajú na vytváranie zliatin, ktoré vykazujú lepšie fyzikálne vlastnosti ako jednotlivé kovy.

Ich kryštalické štruktúry a kovové interakcie sú teda základným kameňom aplikácií neželezných zliatin. Tieto čisté kovy však nachádzajú menej použití, pretože sú veľmi citlivé a reaktívne. Z tohto dôvodu fungujú najlepšie ako základ a prísada do zliatin.

Bronz je farebná zliatina; Pozostáva predovšetkým zo zlatej zmesi medi a cínu (socha na obrázku vyššie). Meď v zliatine oxiduje a tvorí CuO, zlúčeninu, ktorá sčernáva jej zlatý povrch. Vo vlhkom prostredí CuO hydratuje a absorbuje oxid uhličitý a soli za vzniku modrozelených zlúčenín.

Napríklad, Socha slobody je pokrytá vrstvami uhličitanov medi (CuCO ₃ ) známych ako patina. Všeobecne platí, že všetky kovy hrdzu. V závislosti od stability svojich oxidov chránia zliatiny v menšej alebo väčšej miere pred koróziou a vonkajšími faktormi.

štruktúra

Železo je iba jedným zo všetkých kovov v prírode, takže štruktúry a zliatiny neželezných kovov sú rozmanitejšie.

Avšak za normálnych podmienok má väčšina kovov tri kryštalické štruktúry stanovené ich kovovými väzbami: kompaktný hexagonálny (hcp), kompaktný kubický (ccp) a kubický stred (bcc).

Kompaktný hex (hcp)

Z týchto troch štruktúr je to najmenej hustá a kompaktná, pričom zároveň ide o štruktúru s najväčšími objemovými medzerami.

Preto ľahšie pojme malé molekuly a atómy. Podobne v tejto kocke je každý atóm obklopený ôsmimi susedmi.

Príklady

- Vanád (V).

- niób (Nb).

- chróm (Cr).

- Alkalické kovy.

- volfrám (W).

Okrem toho existujú ďalšie štruktúry, ako sú jednoduché kubické a ďalšie zložitejšie štruktúry, ktoré pozostávajú z menej hustých alebo zdeformovaných usporiadaní prvých troch. Vyššie uvedené kryštálové štruktúry sa však vzťahujú iba na čisté kovy.

V podmienkach nečistoty, vysokého tlaku a teploty sú tieto usporiadania zdeformované a ak sú zložkami zliatiny, interagujú s inými kovmi a vytvárajú nové kovové štruktúry.

Presná znalosť a manipulácia s týmito usporiadaniami v skutočnosti umožňujú navrhovanie a výrobu zliatin s požadovanými fyzikálnymi vlastnosťami na konkrétny účel.

druhy

Vo všeobecnosti sa neželezné kovy dajú rozdeliť do troch typov: ťažké (olovo), ľahké (meď a hliník) a ultraľahké (horčík). Tieto sa zasa delia na dve podtriedy: podtriedy so strednou teplotou topenia a podtriedy s vysokou teplotou topenia.

Ostatné druhy neželezných kovov zodpovedajú ušľachtilým (alebo drahým) kovom. Príkladom sú kovy so štruktúrou ccp (s výnimkou hliníka, niklu a ďalších).

Podobne sú kovy vzácnych zemín považované za neželezné (cér, samárium, škandium, ytrium, tulium, gadolínium atď.). A nakoniec, rádioaktívne kovy sa tiež považujú za neželezné (polónium, plutónium, rádium, francium, astát, radón atď.).

Vlastnosti a vlastnosti

Aj keď sa vlastnosti a vlastnosti kovov líšia v ich čistých stavoch a zliatinách, predstavujú všeobecné vlastnosti, ktoré ich odlišujú od železných kovov:

- Sú to poddajné a vynikajúce elektrické a tepelné vodiče.

- Sú menej ovplyvnené tepelným spracovaním.

- Majú väčšiu odolnosť proti oxidácii a korózii.

- Nepredstavujú toľko paramagnetizmu, ktorý im umožňuje byť materiálom použitým pre elektronické aplikácie.

- Jeho výrobné procesy sú jednoduchšie vrátane liatia, zvárania, kovania a valcovania.

- Majú atraktívnejšie zafarbenie, takže nachádzajú uplatnenie ako ozdobné prvky; navyše sú menej husté.

Niektoré z jeho nevýhod v porovnaní so železnými kovmi sú: nízka odolnosť, vysoké náklady, nižšie nároky a menšie množstvo minerálov.

Príklady

V metalurgickom priemysle existuje veľa možností výroby neželezných kovov a zliatin; najbežnejšie sú: meď, hliník, zinok, horčík, titán a superzliatiny na báze niklu.

meď

Meď sa používa pre široké spektrum aplikácií vďaka svojim výhodným vlastnostiam, ako sú vysoká tepelná a elektrická vodivosť.

Je silný, poddajný a ťažný, takže z neho možno získať veľa praktických vzorov: od rúr až po nádoby na mince. Používa sa tiež na posilnenie kýlu lodí a nachádza široké uplatnenie v elektrotechnickom priemysle.

Aj keď sa v čistom stave je veľmi mäkký, jeho zliatiny (medzi týmito mosadz a bronz), sú odolnejšie a sú chránené vrstvami Cu ₂ O (oxid červeno).

hliník

Je to kov, ktorý sa kvôli svojej nízkej hustote považuje za ľahký; má vysokú tepelnú a elektrickú vodivosť a je odolný proti korózii vďaka vrstve Al ₂ O _3, ktorá chráni jeho povrch.

Vzhľadom na svoje vlastnosti je ideálnym kovom najmä v leteckom, automobilovom a stavebnom priemysle.

Zinok a horčík

Zliatiny zinku (ako je KAYEM, so 4% hliníka a 3% medi) sa používajú na výrobu komplexných odliatkov. Je určený na stavebné a inžinierske práce.

V prípade horčíka majú jeho zliatiny uplatnenie v architektúre, ako aj v krytoch bicyklov, v mostných parapetoch a vo zváraných konštrukciách.

Používa sa aj v leteckom priemysle, vo vysokorýchlostných strojoch a v dopravných zariadeniach.

titán

Titán tvorí mierne ľahké zliatiny. Sú mimoriadne odolné, a sú chránené proti korózii vrstvou TiO ₂ . Jeho extrakcia je drahá a má bcc kryštalickú štruktúru vyššiu ako 882 ° C.

Okrem toho je biologicky kompatibilný, a preto sa môže používať ako materiál pre lekárske protézy a implantáty. Okrem toho je titán a jeho zliatiny prítomné v strojoch, v moriach, v prúdových komponentoch a v chemických reaktoroch.

superzliatin

Superzliatiny sú veľmi silné pevné fázy zložené z niklu (ako základného kovu) alebo kobaltu.

Používajú sa ako lopatky v leteckých turbínach a motoroch, v materiáloch reaktorov, ktoré podporujú agresívne chemické reakcie, av zariadeniach na výmenu tepla.

Referencie

1. Kateřina Skotnicová, Monika Losertová, Miroslav Kursa. (2015). Teória výroby neželezných kovov a zliatin. Technická univerzita Ostrava.
2. C. Ergun. Farebné zliatiny. Získané 21. apríla 2018, z: users.fs.cvut.cz
3. Adana veda a technológia. Neželezné kovy. Získané 21. apríla 2018, z: web.adanabtu.edu.tr
4. Sánchez M. Vergara E., Campos I. Silva E. (2010). Materiálové technológie. Editorial Trillas SA (1. vydanie, Mexiko). Page 282-297.
5. Železné materiály a neželezné kovy a zliatiny. , Načítané 21. apríla 2018, z: ikbooks.com
6. Rozdiel medzi železnými a neželeznými kovmi. (2015, 23. septembra). Zdroj: 21. apríla 2018, z: metalsupermarkets.com
7. Wonderopolis. (2018). Prečo je socha slobody zelená? Zdroj: 21. apríla 2018, z: wonderopolis.org
8. Moises Hinojosa. (31. mája 2014). Kryštalická štruktúra kovov. Zdroj: 21. apríla 2018, z: researchgate.net
9. Tony Hisgett. (18. marca 2009). Medené tvarovky. , Načítané 22. apríla 2018, z: flickr.com
10. Brandon Baunach. (22. februára 2007). six-pack-paper-weight. Načítané 22. apríla 2018, z: flickr.com