Krāsaino, dārgmetālu un melno metālu veidi un to īpašības

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Metāli ir liela vienkāršu elementu grupa ar raksturīgām iezīmēm, piemēram, augstu siltumvadītspēju un elektrisko vadītspēju, pozitīvu temperatūras koeficientu un daudz ko citu. Lai pareizi klasificētu un saprastu, kas ir kas, jums jātiek galā ar visām niansēm. Mēģināsim ar jums apsvērt tādus pamatmetālu veidus kā melnie, krāsainie, dārgakmeņi, kā arī sakausējumi. Šī ir diezgan plaša un sarežģīta tēma, bet mēs centīsimies visu salikt pa plauktiņiem.

Kas jāzina ikvienam?

Pirms metālu klasificēšanas grupās ir jāsaprot galvenās pazīmes. Primārie ietver negatīvo elektroenerģijas vadītspējas koeficientu. Tas liecina, ka temperatūrai pazeminoties, palielinās vadītspēja un daži vadītāji kļūst par supravadītājiem. Tajā pašā laikā temperatūras paaugstināšanās izraisa daļējuvai pilnīgs joslas platuma zudums. Sekundārās īpašības ietver metāla spīdumu, kā arī augstu kušanas temperatūru. Turklāt daži metāli savienojumu veidā spēlē reducētāju lomu redoksreakcijās. Lūdzu, ņemiet vērā, ka tīri metāli dabā praktiski nav sastopami, tāpēc nevajadzētu aizmirst arī par rūdu un tīrradņiem.

Par melnajiem metāliem

Šajā grupā ietilpst dzelzs, kā arī tā sakausējumi (čuguns, dzelzs sakausējumi). Patiesībā melnie metāli ir dzelzs un oglekļa sakausējums, taču papildus tam ir arī citi ķīmiskie elementi, piemēram, sērs, fosfors, silīcijs utt., kas visbiežāk ir varš, hroms vai niķelis. Visu veidu melnie metāli tiek klasificēti pēc oglekļa satura. Tātad ir šādi sakausējumi:

• Čuguns - oglekļa daudzums svārstās no 2 līdz 4,3%, dažos gadījumos sasniedzot kritisko līmeni 5%. Dažādi ķīmiskie elementi tieši ietekmē produkta īpašības. Tātad sērs ar fosforu palielina trauslumu, savukārt hroma un niķeļa piedevas padara čugunu karstumizturīgāku un izturīgāku pret koroziju.
• Tērauds - oglekļa saturs līdz 2%. No čuguna tas atšķiras ar augstu lokanību, kā arī ar augstu tehnoloģisko veiktspēju (vieglāk apstrādājams).

Čuguna un tērauda īpašības detalizēti

Pašlaik pastāvvairāki čuguna veidi, kas tiek izmantoti ikdienā, kā arī rūpniecībā: lietuve (pelēkā) un pārveidošana (b altā). Pēdējais no pirmā veida atšķiras ar to, ka ogleklis ir saistītā stāvoklī cementa formā, pirmajā gadījumā - brīvā stāvoklī grafīta formā. Šī materiāla stiprības samazināšanās ir saistīta ar to, ka grafīta plāksnes salauž metāla konstrukciju, tādējādi to vājinot. Ir modificēts pelēkais čuguns. Tā īpašības ir tādas, ka grafīts ir sfēriskā formā, kas palielina izstrādājuma mehāniskās īpašības.

Droši vien jau sapratāt, ka tās ir kļuvušas daudzpusīgākas, jo sastāvā nav tik daudz oglekļa. Tādējādi konstrukciju tēraudi satur no 0,02 līdz 0,85% oglekļa un tiek izmantoti celtniecībā. To galvenā priekšrocība ir laba plastika. Trausluma pakāpe ir zema. Ir arī instrumentālie, kuros oglekļa saturs ir nedaudz lielāks - no 0,65 līdz 1,4%, tāpēc tas ir stiprāks sakausējums, bet trausls. To izmanto, kā norāda nosaukums, kā sagatavi instrumentu veidošanai (mašīnu un mezglu darba daļu griešanai, zāģēšanai). Šeit mēs apskatījām melno metālu veidus, tāpēc ejam tālāk.

Dārgmetāli

Šajā grupā ietilpst ķīmiski stabili sakausējumi, kas neoksidējas ūdenī un gaisā. Ir vērts atzīmēt, ka šādu metālu skaits uz visas planētas ir salīdzinoši neliels, un ieguves un apstrādes process ir ārkārtīgi sarežģīts un laikietilpīgs. Ja ilgu laiku cilvēce zināja tikai apmēram 7 grupas, šodien tās ir vairākas.vairāk. Tātad, slavenākie dārgmetālu veidi: zelts, sudrabs, platīns, osmijs, rodijs, pallādijs, irīdijs utt. Visi no tiem ir sastopami dabā. Ir arī tā sauktie izotopi. Tos iegūst laboratorijās sarežģītu ķīmisku reakciju rezultātā. Visdārgākais šāds metāls ir kalifornijs-252, kura vērtība ir 500 000 USD par gramu. Mūsdienu laboratorijās iegūtais osmijs-187 ir viens no pieprasītākajiem.

Par sudrabu un zeltu

Kopš akmens laikmeta cilvēki ir pazīstami ar tādu metālu kā zelts. Var droši teikt, ka šis ir vissvarīgākais dārgmetāls pasaulē. Dabā tas visbiežāk sastopams kā tīrradņi ar nelielu daudzumu piemaisījumu vai sakausējumā ar sudrabu. Izņēmuma īpašības ietver siltumvadītspēju un ļoti zemu pretestību. Protams, nevar neatzīmēt zelta kaļamību, tāpēc tas ir ārkārtīgi populārs materiāls juvelierizstrādājumu izgatavošanai. Interesants fakts: Austrālijā tika atrasts lielākais zelta tīrradnis. Viņš svēra aptuveni 90 kilogramus.

Ja ņemam vērā galvenos dārgmetālu veidus, tad par sudrabu nevar teikt. Dabā šis materiāls ir sastopams vietējā formā (sudraba rūda). Bet ir vērts atzīmēt, ka galvenā ražošana tiek veikta no sarežģītām rūdām, kur ir salīdzinoši maz sudraba, bet šādu minerālu atradnes ir biežākas. Tas ir ļoti mīksts un kaļams metāls, kam ir izcila elektriskā un siltuma vadītspēja.

Rodijs un platīns

Rodijs ir metāls, neviskam ir savi minerāli, tāpēc tas ir viens no dārgākajiem. Par gramu būs jāmaksā vairāk nekā 220 dolāri. Šim cēlmetālam ir sudraba krāsa ar zilganu nokrāsu. Tas izceļas ar izturību pret ķīmiskām un termiskām ietekmēm, taču tā trausluma dēļ ir ļoti neaizsargāts pret mehāniskiem bojājumiem. Tā kā tas ir diezgan dārgs, to izmanto tikai tur, kur nav iespējams atrast analogu.

Ja ņemam vērā metālu veidus un veidus, tad nevar teikt par platīnu, ko 1952. gadā atklāja zviedru ķīmiķis. Šis ir diezgan rets materiāls un dabā sastopams tikai kopā ar sakausējumiem ar citiem metāliem. Ieguves process ir ārkārtīgi darbietilpīgs un prasa lielas investīcijas, taču tas ir tā vērts, jo neviena līdz šim zināma skābe neietekmē platīnu. Sildot, tas nemaina savu krāsu un neoksidējas.

Krāsaino metālu veidi

Šī grupa ir vispieprasītākā, jo lielākā daļa materiālu ir izejvielas velmēta metāla ražošanai. Ja mēs runājam par darbības jomu, tad tas ir diezgan plašs, tas ir: mašīnbūve, metalurģija, radioelektronika, augstās tehnoloģijas utt. Pēc fizikālajām īpašībām izšķir šādus krāsaino metālu veidus:

• smags (svins, cinks, alva, niķelis utt.);
• gaisma (alumīnijs, titāns, magnijs utt.).

Saskaņā ar šo klasifikāciju pastāv vieglo un smago metālu metalurģija. Nav noslēpums, ka no šīs grupas var izgatavot pilnīgi jebkuru tehniku. Lūdzu, ņemiet vērā, ka attiecībā uz krāsuietver visu veidu metālu sakausējumus, izņemot dzelzi. Tagad turpināsim.

Galvenie smago metālu veidi

Līdz šim šīs materiālu grupas jēdzienam ir aptuveni 40 definīcijas. Starp atšķirīgajām iezīmēm ir iespaidīgs atomu svars, parasti vairāk nekā 50. No tā mēs varam secināt, ka viss, kas nāk pēc vanādija (neatkarīgi no blīvuma), ir jāiekļauj sarakstā. Bet, ja izmanto citu definīciju, tad noteicošais parametrs var būt blīvums, kam jābūt lielākam par dzelzs blīvumu (8 g/cm3). Šajā gadījumā sarakstā būs: svins, dzīvsudrabs, varš, bet alva paliks aiz saraksta. Mūsdienās šīs grupas vides piesārņojuma problēma ir ārkārtīgi aktuāla. Tas ir saistīts ar faktu, ka daudzi metāli tiek izmantoti smagajā rūpniecībā un kopā ar notekūdeņiem nonāk okeānā. Galvenā problēma ir dzīvsudraba, svina, kadmija augstā toksicitāte. Turklāt daži smago metālu veidi mēdz uzkrāties dzīvos organismos. Tātad saindēšanās ar dzīvsudrabu dēļ 1977. gadā bija vairāk nekā 2300 upuru.

Dzīvsudrabs, svins un kadmijs

Šie ir visbīstamākie smagie krāsainie metāli. Tie ir galvenie vides piesārņotāji. Dzīvsudrabs ir ļoti toksisks metāls cilvēkiem, tas nonāk okeānā caur atmosfēru un ar notekūdeņiem. Kad ogles sadedzina spēkstacijās, dzīvsudraba savienojumi tiek izlaisti atmosfērā un pēc tam nokrišņu veidā nokrīt okeānā. Turklāt tajos uzkrājas daudzi saldūdens un jūras dzīvniekiievērojams dzīvsudraba daudzums organismā, kas vairāk nekā vienu reizi izraisīja cilvēka saindēšanos un pat nāvi.

Kadmijs ir izkliedēts un diezgan reti sastopams elements, kas nonāk okeānā kopā ar notekūdeņiem no metalurģijas un rūdas apstrādes rūpniecības. Jāpiebilst, ka kadmijs ir cilvēka organismā, taču tas ir ļoti mazs. Hroniskas saindēšanās gadījumā kauli tiek iznīcināti un sākas anēmija. Kas attiecas uz svinu, šis metāls izkliedētā stāvoklī ir atrodams gandrīz visur. Šāda veida metāli, kuru fotogrāfijas esam snieguši iepriekš, izdalās no organisma, bet diezgan lēni, tāpēc to pārpalikums rada nopietnas veselības problēmas. Kopā ar kontinentālajiem putekļiem okeānā kopā ar nokrišņiem nonāk aptuveni 25 000 tonnu svina.

Piezīme

Kā redzat, ir dažādi metālu veidi un īpašības. Kaut kas nemaz nav bīstams, un ikdienā uz rokas nēsājam sudraba krustu un zelta gredzenu. Radioaktīvās vielas var nogalināt cilvēku, tāpēc vides speciālisti visā pasaulē cenšas daļēji atrisināt jautājumu par bīstamo metālu nokļūšanu okeānā un atmosfērā. Protams, šādas problēmas ir ļoti grūti atrisināt, īpaši ņemot vērā, ka lielākā daļa uzņēmēju nekontaktējas vispār. Tomēr neaizmirstiet, ka bez vadītājiem, kas arī sastāv no metāla, elektriskās ķēdes nav iespējamas, un bez dzelzs nebūs automašīnu un citu mums pazīstamu lietu.

Mēs neesam pieskārušies Mendeļejeva periodiskās tabulas tā saukto radioaktīvo metālu grupai. Šeitietver: tehnēciju, poloniju, prometiju utt. Galvenais mērķis ir izmantošana kodolreaktoros un ieročos, kas padara tos ļoti bīstamus.

Secinājums

Jūs noteikti pamanījāt, ka ir daudz dažādu metālu veidu. Dabā lielākā daļa no tiem atrodas rūdu veidā un veido dažādus sulfīdus, karbonātus un citus ķīmiskus savienojumus. Tīro metālu iegūšanai un to tālākai izmantošanai tiek izmantotas mūsdienīgas tehnoloģiskās tīrīšanas un bagātināšanas līnijas. Noteikti jums būs interesanti uzzināt, ka arī cilvēka organismā ir neliels daudzums metālu savienojumu – aptuveni 3%. Tātad mums ir kalcijs kaulos, dzelzs asinīs, magnijs pastāvīgi uzkrājas muskuļos, un aknās ir varš.

Tas principā ir viss, ko var teikt par to, kādi metālu sakausējumu veidi pastāv. Neskatoties uz to, ka šī ir diezgan sarežģīta tēma, tā var interesēt metalurģijas cienītājus.