Ikke-jernholdige metaller Struktur, Typer, Egenskaper

den ikke-jernholdige metaller de er alle de som mangler eller har ubetydelige mengder jern. Disse, i forskjellige masseproportioner, brukes til å lage legeringer som har bedre fysiske egenskaper enn enkelte metaller.

Dermed er dets krystallinske strukturer og metallinteraksjoner hjørnesteinen i anvendelsen av ikke-jernholdige legeringer. Imidlertid finner disse rene metaller færre bruksområder fordi de er svært følsomme og reaktive. Av denne grunn fungerer de best som base og additiv for legeringer.

Bronse er en ikke-jernholdig legering; Den består hovedsakelig av en gylden blanding av kobber og tinn (statue i bildet ovenfor). Kobberet i legeringen oksiderer og danner CuO, en forbindelse som sverger sin gylne overflate. I fuktige omgivelser hydrerer og absorberer CuO karbondioksid og salter for å danne blågrønne forbindelser.

For eksempel er Frihetsgudinnen dekket av lag av kobberkarbonater (CuCO₃) kjent som patina. Generelt blir alle metaller oksidert. Avhengig av stabiliteten av deres oksider beskytter de i større eller mindre grad legeringene mot korrosjon og eksterne faktorer.

index

• 1 struktur
  • 1.1 Heksagonal kompakt (hcp)
  • 1.2 Kompakt kubisk (ccp)
  • 1.3 Kubisk sentrert på kroppen (bcc)
• 2 typer
• 3 Egenskaper og egenskaper
• 4 eksempler
  • 4,1 kobber
  • 4.2 aluminium
  • 4.3 sink og magnesium
  • 4.4 Titan
  • 4,5 Superalements
• 5 referanser

struktur

Jern er bare en av alle metaller i naturen, så strukturer og legeringer av ikke-jernholdige metaller er mer varierte.

Men under normale forhold er de fleste metaller har tre krystallstrukturer som er fastsatt av dens metalliske bindinger: HEP kubisk (HCP), kubiske kompakt (CCP) og romsentrert (BCC).

Heksagonal kompakt (hcp)

I denne strukturen pakkes metallatomene i form av et sekskantet prisme, og utnytter alle rom.

Av alle strukturer er dette den tetteste, så det kan forventes at metallene som besitter den på samme måte. I dette er alle atomer omgitt av tolv naboer.

eksempler

- Titan (Ti).

- Sink (Zn).

- Magnesium (Mg).

- Kadmium (Cd).

- Kobolt (ko).

- Ruthenium (Ru).

- Osmio (Os).

- Alkaliske jordmetaller (med unntak av barium og francium).

Kompakt kubisk (ccp)

Denne krystallinske strukturen er mindre tett enn hcp, og i dette er hvert atom omgitt av tolv naboer.

Her mellomrommene (hulrom) er større enn i tilfellet med den HCP, slik at disse metaller kan inneholde disse atomer og små molekyler (så som molekylært hydrogen, H₂).

eksempler

- Aluminium (Al).

- Nikkel (ni).

- Sølv (ag).

- Kobber (Cu).

- Gull (au).

- Rhodium (Rh).

- Iridium (Go).

Kubisk sentrert på kroppen (bcc)

Av de tre strukturene er dette den minst tette og kompakte, samtidig som den som presenterer mellomrommene av høyere volumer.

Derfor plasserer det lettere små molekyler og atomer. På samme måte er hvert atom omgitt av åtte naboer i denne kuben.

eksempler

- Vanadium (V).

- Niobium (Nb).

- Chrome (Cr).

- Alkalimetaller.

- Tungsten (W).

I tillegg er det andre strukturer, som de enkle kubiske og andre mer komplekse de som består av mindre tette eller forvrengte arrays av de tre første. De ovennevnte krystallinske strukturer gjelder imidlertid kun for rene metaller.

Under forhold med urenheter, høyt trykk og temperatur, er disse anordninger forvrengt og, når legeringskomponenter, interagere med andre metaller for å generere nye metallstrukturer.

Faktisk tillater eksakte kunnskaper og manipulering av disse arrangementene utformingen og utarbeiding av legeringer med ønskede fysiske egenskaper for et bestemt formål.

typen

I svært generelle termer kan ikke-jernholdige metaller klassifiseres i tre typer: tung (bly), lys (kobber og aluminium) og ultralett (magnesium). Disse er i sin tur delt inn i to undergrupper: de med middels smeltepunkt og de med høyt smeltepunkt.

Andre typer ikke-jernholdige metaller svarer til edle (eller dyrebare) metaller. Eksempler på disse er metaller med ccp-strukturer (med unntak av aluminium, nikkel og andre).

Likeledes er sjeldne jordmetaller ansett som ikke-jernholdige (cerium, samarium, scandium, yttrium, thulium, gadolinium, etc.). Til slutt regnes også radioaktive metaller som ikke-jernholdige (polonium, plutonium, radium, francium, astat, radon, etc.). 

Egenskaper og egenskaper

Selv om metaller og egenskaper av metaller varierer i rene tilstander og legeringer, presenterer de generaliteter som skiller dem fra jernholdige metaller:

- De er formbare og gode elektriske og termiske ledere.

- De er mindre påvirket av varmebehandlinger.

- De har større motstand mot oksidasjon og korrosjon.

- De presenterer ikke så mye paramagnetisme, noe som gjør at de kan være materialer som brukes til elektroniske applikasjoner.

- Dens produksjonsprosesser er enklere, inkludert støping, sveising, smiing og rulling.

- De har mer attraktive farger, så de finner bruksområder som dekorative elementer; I tillegg er de mindre tette.

Noen av ulempene i forhold til jernholdige metaller er: lav motstand, høye kostnader, lavere krav og lavere mineralogisk overflod.

eksempler

I metallurgisk industri er det mange alternativer for fremstilling av metaller og ikke-jernholdige legeringer; De vanligste er: kobber, aluminium, sink, magnesium, titan og nikkelbaserte superlegeringer.

kobber

Kobber har blitt brukt til et bredt spekter av applikasjoner på grunn av dets fordelaktige egenskaper, for eksempel dets høye termiske og elektriske ledningsevne.

Den er motstandsdyktig, formbar og duktil, så den kan hentes fra dette mange praktiske design: fra rør til glass og mynter. Det har også blitt brukt i forsterkningen av båtkjølen, og finner mye bruk i den elektriske industrien.

Selv om det er veldig mykt i sin rene tilstand, er legeringene (mellom disse messing og bronse) mer motstandsdyktige og beskyttet av lag Cu₂O (rødaktig oksid).

aluminium

Det er et metall som regnes som lys på grunn av dets lave tetthet; Den har høy termisk og elektrisk ledningsevne, og er korrosjonsbestandig takket være Al-belegget₂O₃ som beskytter overflaten.

Gitt egenskapene er det et ideelt metall, spesielt innen luftfart, blant annet innen bilindustrien og byggebransjen.

Sink og magnesium

Sinklegeringer (som KAYEM, med 4% aluminium og 3% kobber i masse) brukes til fremstilling av komplekse støpegods. Den er beregnet på bygg- og ingeniørarbeid.

Når det gjelder magnesium, har legeringene sine applikasjoner i arkitektur, samt sykkelhus, broparapeter og sveisede konstruksjoner..

Det finner også bruk innen luftfartsindustrien, i høyhastighetsmaskiner og i transportutstyr.

titan

Titan danner litt lett legeringer. De er super motstandsdyktige, og er beskyttet mot korrosjon ved et lag TiO₂. Dens utvinning er dyrt og har en krystallstruktur bcc over 882 ° C.

I tillegg er den biokompatibel, og derfor kan den brukes som et materiale for medisinske implantater og implantater. I tillegg er titan og legeringer til stede i maskiner, marine, strålekomponenter og kjemiske reaktorer.

superlegeringer

Superlegeringer er svært motstandsdyktige faser sammensatt av nikkel (som basismetall) eller kobolt.

De brukes som skovler i turbiner og flymotorer, i materialer for reaktorer som tåler aggressive kjemiske reaksjoner og i varmeveksler utstyr.

referanser

1. Kateřina Skotnicová, Monika Losertová, Miroslav Kursa. (2015). Teori for produksjon av ikke-jernholdige metaller og legeringer. Teknisk universitet i Ostrava.
2. Dr. C. Ergun. Ikke-jernholdige legeringer. Hentet 21. april 2018, fra: users.fs.cvut.cz
3. Adana Vitenskap og teknologi. Ikke-jernholdige metaller. Hentet 21. april 2018, fra: web.adanabtu.edu.tr
4. Sánchez M. Vergara E., Campos I. Silva E. (2010). Teknologi av materialer. Editorial Trillas S.A. (1. utgave, Mexico). S. 282-297.
5. Jernholdige materialer og ikke-jernholdige metaller og legeringer. [PDF]. Hentet 21. april 2018, fra: ikbooks.com
6. Forskjellen mellom jernholdig og ikke-jernholdig metall. (23. september 2015). Hentet 21. april 2018, fra: metalsupermarkets.com
7. Wonderopolis. (2018). Hvorfor er frihetsgudinnen grønn? Hentet 21. april 2018, fra: wonderopolis.org
8. Moises Hinojosa. (31. mai 2014). Den krystallinske strukturen av metaller. Hentet 21. april 2018, fra: researchgate.net
9. Tony Hisgett. (18. mars 2009). Kobberbeslag. [Figur]. Hentet 22. april 2018, fra: flickr.com
10. Brandon Baunach. (22. februar 2007). seks-pakke-papir-vekt. Hentet 22. april 2018, fra: flickr.com