Tipuri de metale neferoase, prețioase și feroase și caracteristicile acestora

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Metalele sunt un grup mare de elemente simple cu caracteristici caracteristice, cum ar fi conductivitate termică și electrică ridicată, coeficient de temperatură pozitiv și multe altele. Pentru a clasifica și a înțelege corect ce este, trebuie să vă ocupați de toate nuanțele. Să încercăm împreună cu tine să luăm în considerare astfel de tipuri de bază de metale precum feroase, neferoase, prețioase, precum și aliaje. Acesta este un subiect destul de extins și complex, dar vom încerca să punem totul pe rafturi.

Ce ar trebui să știe toată lumea?

Înainte de a clasifica metalele în grupuri, este necesar să înțelegem principalele caracteristici. Cele primare includ coeficientul negativ de conductivitate al electricității. Acest lucru sugerează că pe măsură ce temperatura scade, conductivitatea crește, iar unii conductori devin supraconductori. În același timp, o creștere a temperaturii duce la parțialsau pierderea completă a lățimii de bandă. Caracteristicile secundare includ un luciu metalic, precum și un punct de topire ridicat. În plus, unele metale sub formă de compuși joacă rolul de agent reducător în reacțiile redox. Vă rugăm să rețineți că metalele pure nu se găsesc practic niciodată în natură, așa că nu trebuie să uitați nici de minereu și pepite.

Despre metalele feroase

Acest grup include fierul, precum și aliajele acestuia (fontă, feroaliaje). De fapt, metalele feroase sunt un aliaj de fier și carbon, dar pe lângă acestea mai există și alte elemente chimice, precum sulful, fosforul, siliciul etc., care sunt cel mai adesea cuprul, cromul sau nichelul. Toate tipurile de metale feroase sunt clasificate în funcție de conținutul de carbon. Deci, există următoarele aliaje:

• Fontă - cantitatea de carbon variază de la 2 la 4,3%, în unele cazuri atingând un nivel critic de 5%. Diverse elemente chimice afectează direct proprietățile produsului. Prin urmare, sulful cu fosfor crește fragilitatea, în timp ce aditivii de crom și nichel fac fonta mai rezistentă la căldură și la coroziune.
• Oțel - conținut de carbon de până la 2%. Se deosebește de fontă prin ductilitate ridicată, precum și prin performanță tehnologică ridicată (mai ușor de prelucrat).

Caracteristicile din fontă și oțel în detaliu

Există în prezentmai multe tipuri de fontă care sunt folosite în viața de zi cu zi, precum și în industrie: turnătorie (gri) și conversie (albă). Acesta din urmă diferă de primul tip prin aceea că carbonul se află într-o stare legată sub formă de ciment, în primul caz - în stare liberă sub formă de grafit. Scăderea rezistenței acestui material se datorează faptului că plăcile de grafit sparg structura metalică, slăbind-o astfel. Există fontă gri modificată. Caracteristicile sale sunt că grafitul are o formă sferică, ceea ce mărește proprietățile mecanice ale produsului.

Probabil că ți-ai dat seama deja că au devenit mai versatile, din cauza nu atât de mult carbon în compoziție. Astfel, otelurile de structura contin de la 0,02 la 0,85% carbon si sunt folosite pentru constructii. Principalul lor avantaj este plasticitatea bună. Gradul de fragilitate este scăzut. Există și cele instrumentale, în care conținutul de carbon este puțin mai mare - de la 0,65 la 1,4%, prin urmare, este un aliaj mai puternic, dar fragil. Este folosit, după cum sugerează și numele, ca semifabricat pentru crearea uneltelor (tăiere, tăiere a pieselor de lucru ale mașinilor și ansamblurilor). Aici ne-am uitat la tipurile de metale feroase, așa că să mergem mai departe.

Metale prețioase

Acest grup include aliaje stabile din punct de vedere chimic care nu se oxidează în apă și aer. Este demn de remarcat faptul că numărul acestor metale de pe întreaga planetă este relativ mic, iar procesul de extracție și prelucrare este extrem de complex și necesită timp. Dacă multă vreme omenirea a cunoscut doar vreo 7 grupuri, astăzi există mai multe dintre ele. Mai Mult. Deci, cele mai cunoscute tipuri de metale prețioase: aur, argint, platină, osmiu, rodiu, paladiu, iridiu etc. Toate se găsesc în natură. Există și așa-numiții izotopi. Sunt obținute în laboratoare prin reacții chimice complexe. Cel mai scump astfel de metal este californiul-252, în valoare de 500.000 de dolari pe gram. Osmiul-187, obținut în laboratoarele moderne, este printre cele mai căutate.

Despre argint și aur

Din epoca de piatră, oamenii sunt familiarizați cu un metal precum aurul. Este sigur să spunem că acesta este cel mai important metal prețios din lume. În natură, se găsește cel mai adesea sub formă de pepite cu o cantitate mică de impurități sau într-un aliaj cu argint. Caracteristicile excepționale includ conductivitatea termică și rezistența foarte scăzută. Desigur, nu se poate nu remarca maleabilitatea aurului, motiv pentru care este un material extrem de popular pentru realizarea de bijuterii. Fapt interesant: cea mai mare pepită de aur a fost găsită în Australia. Cântărea aproximativ 90 de kilograme.

Dacă luăm în considerare principalele tipuri de metale prețioase, atunci nu putem spune despre argint. În natură, acest material se găsește în formă nativă (minereu de argint). Dar este de remarcat faptul că producția principală se realizează din minereuri complexe, unde există relativ puțin argint, dar depozitele de astfel de minerale sunt mai frecvente. Este un metal foarte moale și ductil, care are o conductivitate electrică și termică excepțională.

Rodiu și platină

Rodiul este un metal, nuavând propriile minerale, prin urmare, este unul dintre cele mai scumpe. Va trebui să plătiți mai mult de 220 de dolari pe gram. Acest metal nobil are o culoare argintie cu o tentă albăstruie. Se remarcă prin rezistența la influențe chimice și termice, dar este extrem de vulnerabilă la deteriorări mecanice datorită fragilității sale. Deoarece este destul de scump, este folosit numai acolo unde este imposibil să găsești un analog.

Dacă luăm în considerare tipurile și tipurile de metale, atunci nu putem spune despre platină, descoperită în 1952 de un chimist suedez. Acesta este un material destul de rar și se găsește în natură numai în combinație cu aliaje cu alte metale. Procesul de exploatare este extrem de laborios și necesită investiții mari, dar merită, deoarece niciun acid cunoscut până în prezent nu afectează platina. Când este încălzit, nu își schimbă culoarea și nu se oxidează.

Tipuri de metale neferoase

Acest grup este cel mai solicitat, deoarece majoritatea materialelor sunt materii prime pentru producția de metal laminat. Dacă vorbim despre domeniul de aplicare, atunci este destul de extins, este: inginerie mecanică, metalurgie, electronică radio, în altă tehnologie etc. După proprietățile fizice, există următoarele tipuri de metale neferoase:

• grele (plumb, zinc, cositor, nichel etc.);
• luminoasă (aluminiu, titan, magneziu etc.).

Conform acestei clasificări, există metalurgia metalelor ușoare și grele. Nu este un secret pentru nimeni că din acest grup se poate face absolut orice tehnică. Vă rugăm să rețineți că pentru culoareinclude toate tipurile de aliaje metalice, cu excepția fierului. Acum să mergem mai departe.

Tipuri principale de metale grele

Până în prezent, există aproximativ 40 de definiții ale conceptului acestui grup de materiale. Printre caracteristicile distinctive se numără o greutate atomică impresionantă, de obicei mai mare de 50. Din aceasta putem concluziona că tot ce vine după vanadiu (indiferent de densitate) ar trebui inclus în listă. Dar dacă se folosește o altă definiție, atunci parametrul determinant poate fi densitatea, care ar trebui să fie mai mare decât cea a fierului (8 g/cm3). În acest caz, lista va include: plumb, mercur, cupru, dar staniul va fi în spatele listei. Astăzi, problema poluării mediului de către acest grup este extrem de acută. Acest lucru se datorează faptului că multe metale sunt folosite în industria grea și ajung în ocean împreună cu canalizarea. Problema principală este toxicitatea ridicată a mercurului, plumbului, cadmiului. În plus, unele tipuri de metale grele tind să se acumuleze în organismele vii. Deci, din cauza otrăvirii cu mercur în 1977, au fost peste 2300 de victime.

Mercur, plumb și cadmiu

Acestea sunt cele mai periculoase metale grele neferoase. Aceștia sunt principalii poluanți ai mediului. Mercurul este un metal extrem de toxic pentru oameni, intră în ocean prin atmosferă și prin canalizare. Când cărbunele este ars în centralele electrice, compușii de mercur sunt eliberați în atmosferă și apoi cad în ocean sub formă de precipitații. În plus, multe vieți de apă dulce și marine se acumulează în loro cantitate semnificativă de mercur în organism, care de mai multe ori a dus la otrăvirea omului și chiar la moarte.

Cadmiul este un element dispersat și destul de rar care intră în ocean împreună cu apele uzate din industriile metalurgice și de prelucrare a minereurilor. Trebuie remarcat faptul că cadmiul este prezent în corpul uman, dar este foarte mic. În intoxicațiile cronice, oasele sunt distruse și începe anemia. În ceea ce privește plumbul, acest metal în stare dispersă se găsește aproape peste tot. Astfel de tipuri de metale, ale căror fotografii le-am prezentat mai sus, sunt excretate din organism, dar mai degrabă încet, astfel încât excesul lor provoacă probleme grave de sănătate. Împreună cu praful continental, aproximativ 25.000 de tone de plumb intră în ocean împreună cu precipitațiile.

Notă

După cum puteți vedea, există o varietate de tipuri și proprietăți ale metalelor. Ceva nu este deloc periculos și în fiecare zi purtăm o cruce de argint și un inel de aur pe mână. Substanțele radioactive pot ucide o persoană, așa că ecologistii din întreaga lume încearcă să rezolve parțial problema eliberării de metale periculoase în ocean și atmosferă. Desigur, este foarte greu să rezolvi astfel de probleme, mai ales având în vedere că majoritatea antreprenorilor nu iau deloc contact. Cu toate acestea, nu uitați că fără conductori, care sunt tot din metal, circuitele electrice sunt imposibile, iar fără fier nu vor exista mașini și alte lucruri familiare nouă.

Nu am atins grupul de așa-numitele metale radioactive din tabelul periodic al lui Mendeleev. Aiciinclud: tehnețiu, poloniu, prometiu etc. Scopul principal este utilizarea în reactoare și arme nucleare, ceea ce le face foarte periculoase.

Concluzie

Trebuie să fi observat că există multe tipuri diferite de metale. În natură, majoritatea sunt prezente sub formă de minereuri și formează diverse sulfuri, carbonați și alți compuși chimici. Pentru obținerea metalelor pure și utilizarea lor ulterioară se folosesc linii tehnologice moderne de curățare și îmbogățire. Cu siguranță vei fi interesat să știi că corpul uman conține și o cantitate mică de compuși metalici - aproximativ 3%. Deci, avem calciu în oase, fier în sânge, magneziu se acumulează constant în mușchi și există cupru în ficat.

Ei bine, asta, în principiu, este tot ce se poate spune despre ce tipuri de aliaje metalice există. În ciuda faptului că acesta este un subiect destul de complicat, poate fi de interes pentru cei pasionați de metalurgie.