NEŽELEZNÉ KOVY: STRUKTURA, DRUHY, VLASTNOSTI - CHEMIE - 2025

Tyto non - barevných kovů jsou ty, které nemají žádné nebo pouze zanedbatelné množství železa. Tyto se v různých hmotnostních poměrech používají k vytváření slitin, které vykazují lepší fyzikální vlastnosti než jednotlivé kovy.

Jejich krystalické struktury a kovové interakce jsou tedy základním kamenem aplikací neželezných slitin. Tyto čisté kovy však nacházejí méně použití, protože jsou velmi citlivé a reaktivní. Z tohoto důvodu fungují nejlépe jako základ a přísada do slitin.

Bronz je neželezná slitina; Skládá se hlavně ze zlaté směsi mědi a cínu (socha na obrázku výše). Měď ve slitině oxiduje a vytváří CuO, sloučeninu, která zčernává její zlatý povrch. Ve vlhkém prostředí CuO hydratuje a absorbuje oxid uhličitý a soli za vzniku modrozelených sloučenin.

Například, Socha svobody je pokryta vrstvami uhličitanů mědi (CuCO ₃) známý jako patina. Obecně platí, že všechny kovy rez. V závislosti na stabilitě svých oxidů chrání slitiny v menší či větší míře před korozí a vnějšími faktory.

Struktura

Železo je jen jedním ze všech kovů v přírodě, takže struktury a slitiny barevných kovů jsou rozmanitější.

Avšak za normálních podmínek má většina kovů tři krystalické struktury vytvořené jejich kovovými vazbami: kompaktní hexagonální (hcp), kompaktní krychlový (ccp) a krychlový střed (bcc).

Kompaktní hex (hcp)

Z těchto tří struktur je to nejméně hustá a kompaktní, zároveň se jedná o strukturu s největšími objemovými mezerami.

Proto snáze pojme malé molekuly a atomy. Podobně v této krychli je každý atom obklopen osmi sousedy.

Příklady

- Vanad (V).

- niob (Nb).

- Chrom (Cr).

- Alkalické kovy.

- Wolfram (W).

Kromě toho existují další struktury, jako jsou jednoduché krychlové a jiné složitější struktury, které sestávají z méně hustých nebo zkreslených uspořádání prvních tří. Výše uvedené krystalové struktury se však vztahují pouze na čisté kovy.

V podmínkách nečistoty, vysokého tlaku a teploty jsou tato uspořádání zkreslená a pokud jsou součástí slitiny, interagují s jinými kovy a vytvářejí nové kovové struktury.

Přesné znalosti a manipulace s těmito uspořádáními ve skutečnosti umožňují navrhování a výrobu slitin s požadovanými fyzikálními vlastnostmi pro konkrétní účel.

Typy

Obecně lze neželezné kovy rozdělit do tří typů: těžké (olovo), lehké (měď a hliník) a ultralehké (hořčík). Na druhé straně se dělí na dvě podtřídy: ty se středními body tání a ty s vysokými body tání.

Jiné typy neželezných kovů odpovídají ušlechtilým (nebo drahým) kovům. Příkladem jsou kovy se strukturami ccp (kromě hliníku, niklu a dalších).

Podobně jsou kovy vzácných zemin považovány za neželezné (cer, samarium, skandium, yttrium, thulium, gadolinium atd.). Konečně, radioaktivní kovy jsou také považovány za neželezné (polonium, plutonium, radium, francium, astate, radon atd.).

Vlastnosti a vlastnosti

Ačkoli se vlastnosti a vlastnosti kovů liší v jejich čistých stavech a slitinách, představují obecnosti, které je odlišují od železných kovů:

- Jsou to poddajné a vynikající elektrické a tepelné vodiče.

- Jsou méně ovlivněny tepelným zpracováním.

- Mají větší odolnost proti oxidaci a korozi.

- Nepředstavují tolik paramagnetismu, což jim umožňuje být materiály používané pro elektronické aplikace.

- Její výrobní procesy jsou jednodušší, včetně lití, svařování, kování a válcování.

- Mají atraktivnější zbarvení, takže nacházejí uplatnění jako ozdobné prvky; navíc jsou méně husté.

Některé z jeho nevýhod ve srovnání se železnými kovy jsou: nízká odolnost, vysoké náklady, nižší nároky a menší množství minerálů.

Příklady

V metalurgickém průmyslu existuje mnoho možností výroby neželezných kovů a slitin; nejběžnější jsou: měď, hliník, zinek, hořčík, titan a slitiny na bázi niklu.

Měď

Měď se používá pro širokou škálu aplikací díky svým výhodným vlastnostem, jako je vysoká tepelná a elektrická vodivost.

Je silný, poddajný a tažný, takže z něj lze získat mnoho praktických návrhů: od dýmek po sklenice až po mince. To bylo také používáno posílit kýl lodí, a najde hodně použití v elektrotechnickém průmyslu.

Ačkoli je ve svém čistém stavu velmi měkký, jeho slitiny (mezi těmito mosazi a bronzem) jsou odolnější a jsou chráněny vrstvami Cu ₂ O (načervenalý oxid).

Hliník

Je to kov, který je díky své nízké hustotě považován za lehký; má vysokou tepelnou a elektrickou vodivost a je odolný vůči korozi díky vrstvě Al ₂ O _3, která chrání její povrch.

Vzhledem ke svým vlastnostem je ideálním kovem zejména v letectví, automobilovém a stavebním průmyslu.

Zinek a hořčík

Slitiny zinku (jako je KAYEM se 4% hliníku a 3% hmotnosti mědi) se používají pro výrobu komplexních odlitků. Je určen pro stavební a inženýrské práce.

V případě hořčíku mají jeho slitiny uplatnění v architektuře i v pouzdrech jízdních kol, v mostních parapetech a ve svařovaných konstrukcích.

Využívá také v leteckém průmyslu, ve vysokorychlostních strojích a v dopravních zařízeních.

Titan

Titan tvoří lehce lehké slitiny. Jsou mimořádně odolné, a jsou chráněny proti korozi vrstvou TiO ₂. Jeho extrakce je drahá a má bcc krystalickou strukturu nad 882 ° C.

Navíc je biokompatibilní, a proto může být použit jako materiál pro lékařské protézy a implantáty. Titan a jeho slitiny jsou navíc přítomny ve strojích, v námořních prostředcích, v proudových součástech a v chemických reaktorech.

Superslitiny

Superslitiny jsou velmi silné pevné fáze složené z niklu (jako základního kovu) nebo kobaltu.

Používají se jako lopatky v leteckých turbínách a motorech, v materiálech reaktorů, které podporují agresivní chemické reakce, a v zařízeních pro výměnu tepla.

Reference

1. Kateřina Skotnicová, Monika Losertová, Miroslav Kursa. (2015). Teorie výroby neželezných kovů a slitin. Technická univerzita Ostrava.
2. Dr. C. Ergun. Neželezné slitiny. Citováno 21. dubna 2018, z: users.fs.cvut.cz
3. Adana Science and Technology. Neželezné kovy. Citováno 21. dubna 2018, z: web.adanabtu.edu.tr
4. Sánchez M. Vergara E., Campos I. Silva E. (2010). Materiálové technologie. Editorial Trillas SA (1. vydání, Mexiko). Page 282-297.
5. Železné materiály a neželezné kovy a slitiny.. Citováno z 21. dubna 2018, z: ikbooks.com
6. Rozdíl mezi železným a neželezným kovem. (2015, 23. září). Citováno z 21. dubna 2018, z: metalsupermarkets.com
7. Wonderopolis. (2018). Proč je socha svobody zelená? Citováno z 21. dubna 2018, z: wonderopolis.org
8. Moises Hinojosa. (31. května 2014). Krystalická struktura kovů. Citováno z 21. dubna 2018, z: researchgate.net
9. Tony Hisgett. (18. března 2009). Měděné kování.. Citováno z 22. dubna 2018, z: flickr.com
10. Brandon Baunach. (22. února 2007). hmotnost papíru na šest balení. Citováno z 22. dubna 2018, z: flickr.com