Ikke-jernholdige metaller Struktur, Typer, Karakteristika

den ikke-jernholdige metaller de er alle dem, der mangler eller har ubetydelige mængder jern. Disse, i forskellige masseproportioner, anvendes til dannelse af legeringer, som udviser bedre fysiske egenskaber end enkelte metaller.

Således er dets krystallinske strukturer og metalinteraktioner hjørnestenen i anvendelsen af ​​ikke-jernholdige legeringer. Disse rene metaller finder imidlertid færre anvendelser, fordi de er meget følsomme og reaktive. Af denne grund fungerer de bedst som en base og additiv til legeringer.

Bronze er en ikke-jernholdig legering; Den består hovedsagelig af en gylden blanding af kobber og tin (statue i billedet ovenfor). Kobberet i legeringen oxiderer og danner CuO, en forbindelse, som sverger sin gyldne overflade. I fugtige omgivelser hydrerer og absorberer CuO kuldioxid og salte til dannelse af blågrønne forbindelser.

For eksempel er Frihedsgudinden dækket af lag af kobbercarbonater (CuCO₃) kendt som patina. Generelt er alle metaller oxideret. Afhængig af deres oxides stabilitet beskytter de i større eller mindre grad legeringerne mod korrosion og eksterne faktorer.

indeks

• 1 struktur
  • 1.1 Sekskant kompakt (hcp)
  • 1.2 Kompakt kubisk (ccp)
  • 1.3 Cubic centreret på kroppen (bcc)
• 2 typer
• 3 Egenskaber og egenskaber
• 4 eksempler
  • 4.1 Kobber
  • 4.2 Aluminium
  • 4.3 Zink og magnesium
  • 4.4 Titanium
  • 4,5 Superalements
• 5 referencer

struktur

Jern er kun en af ​​alle metaller i naturen, så strukturer og legeringer af ikke-jernholdige metaller er mere forskellige.

Under normale forhold har de fleste metaller imidlertid tre krystallinske strukturer opbygget af deres metalbindinger: kompakt sekskantet (hcp), kompakt kubisk (ccp) og kubisk centreret i kroppen (bcc).

Sekskantet kompakt (hcp)

I denne struktur pakkes de metalliske atomer i form af et sekskantet prisme, idet man udnytter alle rummene.

Af alle strukturer er dette den tætteste, så det kan forventes, at på samme måde er de metaller, der besidder det. Her er alle atomer omgivet af tolv naboer.

eksempler

- Titanium (Ti).

- Zink (Zn).

- Magnesium (Mg).

- Cadmium (Cd).

- Kobolt (co).

- Ruthenium (Ru).

- Osmio (os).

- Alkaliske jordmetaller (med undtagelse af barium og francium).

Kompakt kubisk (ccp)

Denne krystallinske struktur er mindre tæt end hcp'en, og i dette er hvert atom omgivet af tolv naboer.

Her er mellemrummene (tomme rum) større end i tilfælde af hcp, så disse metaller kan indeholde i disse molekyler og små atomer (såsom molekylært hydrogen, H₂).

eksempler

- Aluminium (Al).

- Nikkel (ni).

- Sølv (ag).

- Kobber (Cu).

- Guld (au).

- Rhodium (Rh).

- Iridium (Go).

Cubic centreret på kroppen (bcc)

Af de tre strukturer er dette den mindst tætte og kompakte, samtidig med at den der præsenterer mellemrummene af højere volumener.

Derfor rummer det lettere små molekyler og atomer. På samme måde er hvert atom omgivet af otte naboer i denne terning.

eksempler

- Vanadium (V).

- Niobium (Nb).

- Chrome (Cr).

- Alkalimetaller.

- Tungsten (W).

Derudover er der andre strukturer, såsom de enkle kubiske og andre mere komplekse dem, der består af mindre tætte eller forvrængede arrays af de første tre. Imidlertid gælder ovenstående krystallinske strukturer kun på rene metaller.

Under betingelser med høj urenhed, tryk og temperatur forvrides disse arrangementer, og når de er komponenter i en legering, interagerer de med andre metaller for at frembringe nye metalliske strukturer.

Faktisk tillader den eksakte viden og manipulation af disse arrangementer udformningen og udarbejdelsen af ​​legeringer med ønskede fysiske egenskaber til et bestemt formål.

typen

Generelt kan ikke-jernholdige metaller klassificeres i tre typer: tung (bly), lys (kobber og aluminium) og ultralette (magnesium). Til gengæld er disse opdelt i to underklasser: dem med mellemsmeltepunkter og dem med høje smeltepunkter.

Andre typer af ikke-jernholdige metaller svarer til ædle (eller ædle) metaller. Eksempler på disse er metaller med ccp strukturer (med undtagelse af aluminium, nikkel og andre).

På samme måde betragtes sjældne jordarters metaller som ikke-jernholdige (cerium, samarium, scandium, yttrium, thulium, gadolinium osv.). Endelig tæller radioaktive metaller også som ikke-jernholdige (polonium, plutonium, radium, francium, astatin, radon osv.). 

Egenskaber og egenskaber

Selv om metallernes egenskaber og egenskaber varierer i deres rene tilstander og i legeringer, præsenterer de generaliteter, som adskiller dem fra jernholdige metaller:

- De er formbar og fremragende elektriske og termiske ledere.

- De er mindre påvirket af varmebehandling.

- De har større modstand mod oxidation og korrosion.

- De præsenterer ikke så meget paramagnetisme, som gør det muligt for dem at være materialer, der anvendes til elektroniske applikationer.

- Dens fremstillingsprocesser er nemmere, herunder støbning, svejsning, smedning og rulning.

- De har mere attraktive farvestoffer, så de finder anvendelse som dekorative elementer; Derudover er de mindre tætte.

Nogle af dens ulemper i forhold til jernholdige metaller er: lav modstand, høje omkostninger, lavere krav og lavere mineralogisk overflade.

eksempler

I metallurgisk industri er der mange muligheder for fremstilling af metaller og ikke-jernholdige legeringer; De mest almindelige er: kobber, aluminium, zink, magnesium, titanium og nikkelbaserede superlegeringer.

kobber

Kobber er blevet brugt til en lang række anvendelser på grund af dets fordelagtige egenskaber, såsom dets høje termiske og elektriske ledningsevne.

Det er modstandsdygtig, formbar og duktil, så det kan hentes fra mange praktiske designs: fra rør til krukker og mønter. Det har også været brugt i forstærkning af kølens køl, og finder stor anvendelse i den elektriske industri.

Selvom det er meget blødt, er dets legeringer (mellem disse messing og bronze) mere modstandsdygtige og beskyttet af lag Cu₂O (rødlig oxid).

aluminium

Det er et metal, der betragtes som lys på grund af dets lave densitet; Den har høje termiske og elektriske ledninger og er korrosionsbestandig takket være Al-belægningen₂O₃ der beskytter overfladen.

På grund af dets egenskaber er det et ideelt metal især inden for luftfart, blandt andet i bilindustrien og byggebranchen.

Zink og magnesium

Zinklegeringer (såsom KAYEM, med 4% aluminium og 3% kobber i masse) anvendes til fremstilling af komplekse støbegods. Det er beregnet til byggeri og ingeniørarbejde.

I tilfælde af magnesium har dets legeringer anvendelser i arkitektur samt cykelhuse, broparapeter og svejsede strukturer..

Det finder også anvendelse inden for luftfartsindustrien, i højhastighedsfartøjer og i transportudstyr.

titan

Titanium danner lidt lette legeringer. De er super resistente og er beskyttet mod korrosion af et lag TiO₂. Dens ekstraktion er dyrt og har en krystalstruktur bcc over 882 ° C.

Desuden er det biokompatibelt, hvorfor det kan bruges som et materiale til medicinske implantater og implantater. Derudover er titanium og dets legeringer til stede i maskiner, marine, jetkomponenter og kemiske reaktorer.

superlegeringer

Superlegeringer er meget resistente faste faser sammensat af nikkel (som basismetal) eller cobalt.

De bruges som skovle i turbiner og flymotorer, i materialer til reaktorer, som modstår aggressive kemiske reaktioner og i varmeveksler udstyr.

referencer

1. Kateřina Skotnicová, Monika Losertová, Miroslav Kursa. (2015). Teori om produktion af ikke-jernholdige metaller og legeringer. Teknisk Universitet i Ostrava.
2. Dr. C. Ergun. Ikke-jernholdige legeringer. Hentet den 21. april 2018, fra: users.fs.cvut.cz
3. Adana Videnskab og Teknologi. Ikke-jernholdige metaller. Hentet den 21. april 2018, fra: web.adanabtu.edu.tr
4. Sánchez M. Vergara E., Campos I. Silva E. (2010). Teknologi af materialer. Editorial Trillas S.A. (1. udgave, Mexico). S. 282-297.
5. Jernholdige materialer og ikke-jernholdige metaller og legeringer. [PDF]. Hentet den 21. april 2018, fra: ikbooks.com
6. Forskellen mellem jernholdigt og ikke-jernholdigt metal. (23. september 2015). Hentet den 21. april 2018, fra: metalsupermarkets.com
7. Wonderopolis. (2018). Hvorfor er frihedsgudinden grøn? Hentet den 21. april 2018, fra: wonderopolis.org
8. Moises Hinojosa. (31. maj 2014). Den krystallinske struktur af metaller. Hentet den 21. april 2018, fra: researchgate.net
9. Tony Hisgett. (18. marts 2009). Kobberbeslag. [Figur]. Hentet den 22. april 2018, fra: flickr.com
10. Brandon Baunach. (22. februar 2007). six-pack-papir-vægt. Hentet den 22. april 2018, fra: flickr.com