Krāsaino metālu struktūra, veidi, raksturojums

The krāsainie metāli tie visi ir tie, kuriem trūkst vai ir niecīgs dzelzs daudzums. Tos dažādās masas proporcijās izmanto tādu sakausējumu radīšanai, kuriem piemīt labākas fizikālās īpašības nekā atsevišķiem metāliem.

Tādējādi tā kristāliskās struktūras un metālu mijiedarbība ir krāsaino sakausējumu pielietojuma stūrakmens. Tomēr šie tīrie metāli izmanto mazāk, jo tie ir ļoti jutīgi un reaģē. Šī iemesla dēļ tie vislabāk darbojas kā sakausējumu pamatne un piedeva.

Bronze ir krāsaino sakausējumu; Tas sastāv galvenokārt no vara un alvas zelta maisījuma (statuja iepriekš attēlā). Vara sakausējumā oksidē un veido CuO, savienojumu, kas melno tā zelta virsmu. Mitrās vidēs CuO mitrina un absorbē oglekļa dioksīdu un sāļus, veidojot zilganzaļus savienojumus.

Piemēram, Brīvības statuja ir pārklāta ar vara karbonātu slāņiem (CuCO₃), kas pazīstama kā patina. Kopumā visi metāli oksidējas. Atkarībā no to oksīdu stabilitātes tie vairāk vai mazāk aizsargā sakausējumus pret koroziju un ārējiem faktoriem..

Indekss

• 1 Struktūra
  • 1.1 sešstūra kompakts (hcp)
  • 1.2. Kompakts kubiskais (ccp)
  • 1.3 Kubiskais centrs uz ķermeņa (bcc)
• 2 veidi
• 3 Raksturojums un īpašības
• 4 Piemēri
  • 4.1 Varš
  • 4.2. Alumīnijs
  • 4.3 Cinks un magnija
  • 4.4 Titāns
  • 4.5
• 5 Atsauces

Struktūra

Dzelzs ir tikai viens no dabā sastopamajiem metāliem, tāpēc krāsaino metālu struktūras un sakausējumi ir daudzveidīgāki.

Tomēr normālos apstākļos vairumam metālu ir trīs kristāliskas struktūras, kas izveidotas ar metāla savienojumiem: kompakts sešstūris (hcp), kompakts kubiskais (ccp) un kubiskais centrs ķermenī (bcc).

Sešstūra kompakts (hcp)

Šajā struktūrā metāla atomi ir iepakoti sešstūra prizmas veidā, izmantojot visas telpas.

No visām struktūrām tā ir blīvākā, tāpēc var sagaidīt, ka tādi paši ir metāli, kuriem tas ir. Šajā gadījumā visus atomus ieskauj divpadsmit kaimiņi.

Piemēri

- Titāns (Ti).

- Cinks (Zn).

- Magnija (Mg).

- Kadmijs (Cd).

- Cobalt (Co).

- Rutēnijs (Ru).

- Osmio (Os).

- Sārmzemju metāli (izņemot bārija un fercija) \ t.

Kompakts kubiskais (ccp)

Šī kristāliskā struktūra ir mazāk blīva nekā hcp, un šajā katrā atomā ieskauj divpadsmit kaimiņi..

Šeit starpsienas (tukšas telpas) ir lielākas nekā hcp gadījumā, tāpēc šie metāli var saturēt šajās molekulās un mazos atomus (piemēram, molekulārais ūdeņradis, H₂).

Piemēri

- Alumīnijs (Al).

- Niķelis (Ni).

- Sudrabs (Ag).

- Vara (Cu).

- Zelts (Au).

- Rodijs (Rh).

- Iridijs (Go).

Kubiskais centrs uz ķermeņa (bcc)

No šīm trim struktūrām tas ir vismazāk blīvs un kompakts, tajā pašā laikā tas, kas attēlo lielākus apjomus.

Tādēļ tas vieglāk pielāgo mazas molekulas un atomus. Tāpat šajā kubā katru atomu ieskauj astoņi kaimiņi.

Piemēri

- Vanādijs (V).

- Niobijs (Nb).

- Chrome (Cr).

- Sārmu metāli.

- Volframs (W).

Turklāt ir arī citas struktūras, piemēram, vienkāršas kubiskās un citas sarežģītākas, kas sastāv no mazāk blīviem vai izkropļotiem pirmās trīs blokiem. Tomēr iepriekš minētās kristāliskās struktūras attiecas tikai uz tīriem metāliem.

Augstu piemaisījumu, spiediena un temperatūras apstākļos šie izkropļojumi ir izkropļoti un, ja tie ir sakausējuma komponenti, tie mijiedarbojas ar citiem metāliem, lai radītu jaunas metāla konstrukcijas..

Faktiski, precīzas zināšanas un manipulācijas ar šiem pasākumiem ļauj izstrādāt un izstrādāt sakausējumus ar vēlamo fizisko īpašību konkrētam mērķim..

Veidi

Ļoti vispārīgi, krāsaino metālu var iedalīt trīs tipos: smagie (svina), gaisma (vara un alumīnijs) un ultra viegls (magnija). Savukārt tās ir iedalītas divās apakšklasēs: tās, kurām ir vidēji kušanas temperatūra, un tās, kurām ir augsts kušanas punkts.

Citu krāsaino metālu veidi atbilst cēlmetāliem. To piemēri ir metāli ar ccp konstrukcijām (izņemot alumīniju, niķeli un citus)..

Tāpat retzemju metāli tiek uzskatīti par krāsaino metālu (cērijs, samārijs, skandijs, itrija, tūlija, gadolīnijs uc). Visbeidzot, arī radioaktīvie metāli tiek uzskatīti par krāsaino metālu (poloniju, plutoniju, radiju, franciju, astatīnu, radonu utt.). 

Raksturojums un īpašības

Lai gan metālu īpašības un īpašības atšķiras tīrā stāvoklī un sakausējumos, tās ir vispārīgas, kas atšķir to no melnajiem metāliem:

- Tie ir veidojami un lieliski elektriskie un termiskie vadi.

- Siltuma apstrāde tos mazāk ietekmē.

- Viņiem ir lielāka pretestība pret oksidāciju un koroziju.

- Tie nesniedz tik daudz paramagnetisma, kas ļauj tiem izmantot materiālus, kas tiek izmantoti elektroniskai lietošanai.

- Tās ražošanas procesi ir vieglāki, ieskaitot liešanu, metināšanu, kalšanu un velmēšanu.

- Viņiem ir pievilcīgākas krāsas, tāpēc tās izmanto kā dekoratīvus elementus; Turklāt tie ir mazāk blīvi.

Daži no tā trūkumiem, salīdzinot ar melno metālu, ir: zema pretestība, augstas izmaksas, zemākas prasības un zemāka mineraloģiskā pārpilnība.

Piemēri

Metalurģijā ir daudz iespēju metālu un krāsaino sakausējumu ražošanā; Visbiežāk sastopami: vara, alumīnijs, cinks, magnija, titāns un niķeļa bāzes sakausējumi.

Varš

Varš ir izmantots visdažādākajos pielietojumos, pateicoties tās izdevīgajām īpašībām, piemēram, augstas siltuma un elektriskās vadītspējas dēļ.

Tas ir izturīgs, kaļams un kaļams, tāpēc to var iegūt no daudziem praktiskiem dizainiem: no caurulēm līdz burkām un monētām. To izmanto arī kuģu ķīļa nostiprināšanai un daudz izmanto elektrotehnikā.

Lai gan tīrā stāvoklī tas ir ļoti mīksts, tā sakausējumi (starp šiem misiņa un bronzas) ir izturīgāki un tiek aizsargāti ar Cu slāņiem.₂O (sarkanīgs oksīds).

Alumīnijs

Tas ir metāls, kas tiek uzskatīts par gaismu tās zemā blīvuma dēļ; Tam ir augstas siltuma un elektriskās vadītspējas, un tas ir izturīgs pret koroziju, pateicoties Al pārklājumam₂O₃ kas aizsargā tās virsmu.

Ņemot vērā tās īpašības, tas ir ideāls metāls, jo īpaši aeronautikā, automobiļu un būvniecības nozarē.

Cinks un magnija

Cinka sakausējumus (piemēram, KAYEM, ar 4% alumīniju un 3% vara masu) izmanto sarežģītu lējumu ražošanai. Tas ir paredzēts celtniecības un inženiertehniskajiem darbiem.

Magnija gadījumā tās sakausējumi ir lietojami arhitektūrā, kā arī velosipēdu korpusi, tiltu parapetes un metinātas konstrukcijas..

Tas tiek izmantots arī kosmosa rūpniecībā, ātrgaitas mašīnās un transporta aprīkojumā.

Titāns

Titāns veido nedaudz vieglus sakausējumus. Tie ir super izturīgi un ir aizsargāti pret koroziju ar TiO slāni₂. Tās ekstrakcija ir dārga un kristāla struktūra bcc pārsniedz 882 ° C.

Turklāt tas ir bioloģiski saderīgs, tāpēc to var izmantot kā medicīnas implantu un implantu materiālu. Bez tam, titāns un tā sakausējumi atrodas mašīnās, flotes, reaktīvo komponentu un ķīmisko reaktoru sastāvā.

Supersakausējumi

Supersakausējumi ir ļoti izturīgas cietas fāzes, kas sastāv no niķeļa (parastā metāla) vai kobalta.

Tos izmanto kā lāpstiņas turbīnās un lidmašīnu dzinējos, materiālos reaktoriem, kas iztur agresīvas ķīmiskās reakcijas un siltummaiņa iekārtās..

Atsauces

1. Kateřina Skotnicová, Monika Losertová, Miroslav Kursa. (2015). Krāsaino metālu un sakausējumu ražošanas teorija. Ostravas Tehniskā universitāte.
2. Dr C. Ergun. Krāsaini sakausējumi. Saturs iegūts 2018. gada 21. aprīlī no: users.fs.cvut.cz
3. Adanas zinātne un tehnoloģijas. Krāsainie metāli. Saturs iegūts 2018. gada 21. aprīlī no: web.adanabtu.edu.tr
4. Sánchez M. Vergara E., Campos I. Silva E. (2010). Materiālu tehnoloģija. Redakcija Trillas S.A. (1. izdevums, Meksika). Pg 282-297.
5. Melno metālu un krāsaino metālu un sakausējumu ražošana. [PDF] Saturs iegūts 2018. gada 21. aprīlī no: ikbooks.com
6. Atšķirība starp melno un krāsaino metālu. (2015. gada 23. septembris). Saturs iegūts 2018. gada 21. aprīlī no: metalsupermarkets.com
7. Wonderopolis. (2018). Kāpēc brīvības statuja ir zaļa? Saturs iegūts 2018. gada 21. aprīlī no: wonderopolis.org
8. Moises Hinojosa. (2014. gada 31. maijs). Metālu kristāliskā struktūra. Saturs iegūts 2018. gada 21. aprīlī no: researchgate.net
9. Tony Hisgett. (2009. gada 18. marts). Vara savienojumi. [Attēls] Saturs iegūts 2018. gada 22. aprīlī no: flickr.com
10. Brandon Baunach. (2007. gada 22. februāris). sešu iepakojumu papīra svars Saturs iegūts 2018. gada 22. aprīlī no: flickr.com