Структура цветных металлов, виды, характеристики

цветные металлы все они испытывают недостаток или незначительное количество железа. Они в разных массовых пропорциях используются для создания сплавов, которые обладают лучшими физическими свойствами, чем отдельные металлы..

Таким образом, его кристаллическая структура и взаимодействие металлов являются краеугольным камнем применения цветных сплавов. Однако эти чистые металлы находят меньше применений, потому что они очень чувствительны и реактивны. По этой причине они лучше всего работают в качестве основы и добавки для сплавов..

Бронза - цветной сплав; Он состоит в основном из золотой смеси меди и олова (статуя на изображении выше). Медь в сплаве окисляется и образует CuO, соединение, которое чернит его золотую поверхность. Во влажной среде CuO увлажняет и поглощает углекислый газ и соли с образованием сине-зеленых соединений..

Например, Статуя Свободы покрыта слоями карбонатов меди (CuCO₃) известный как патина. В целом все металлы окисляются. В зависимости от стабильности их оксидов они в большей или меньшей степени защищают сплавы от коррозии и внешних факторов..

индекс

• 1 структура
  • 1.1 Гексагональный компакт (ГПУ)
  • 1.2 Компактный куб (куб. См)
  • 1,3 куб с центром на теле (ОЦК)
• 2 типа
• 3 Характеристики и свойства
• 4 примера
  • 4.1 Медь
  • 4.2 Алюминий
  • 4.3 Цинк и магний
  • 4.4 Титан
  • 4.5 Супер-добавки
• 5 ссылок

структура

Железо является лишь одним из всех металлов в природе, поэтому структуры и сплавы цветных металлов более разнообразны.

Однако в нормальных условиях большинство металлов имеют три кристаллические структуры, установленные их металлическими связями: компактную гексагональную (ГПУ), компактную кубическую (ГПУ) и кубическую с центром в теле (ОЦК).

Шестиугольный компакт (ГПУ)

В этой структуре металлические атомы упакованы в форме гексагональной призмы, используя все пространства.

Из всех структур это самая плотная структура, поэтому можно ожидать, что так же, как и металлы, ею обладают. При этом все атомы окружены двенадцатью соседями.

примеров

- Титан (Ti).

- Цинк (Zn).

- Магний (Mg).

- Кадмий (Cd).

- Кобальт (Ко).

- Рутений (ру).

- Osmio (Os).

- Щелочноземельные металлы (за исключением бария и франция).

Компактная кубическая (куб. См)

Эта кристаллическая структура менее плотна, чем ГПУ, и в этом каждый атом окружен двенадцатью соседями..

Здесь промежутки (пустые пространства) больше, чем в случае ГПУ, поэтому эти металлы могут содержать в этих молекулах и небольшие атомы (например, молекулярный водород, H).₂).

примеров

- Алюминий (Al).

- Никель (Ni).

- Серебро (Ag).

- Медь (Cu).

- Золото (Au).

- Родий (Rh).

- Иридий (Go).

Кубик по центру тела (ОЦК)

Из трех структур, это наименее плотная и компактная, и в то же время та, которая представляет междоузлия больших объемов.

Следовательно, он легче вмещает небольшие молекулы и атомы. Аналогично, в этом кубе каждый атом окружен восемью соседями.

примеров

- Ванадий (V).

- Ниобий (Nb).

- Хром (Cr).

- Щелочные металлы.

- Вольфрам (W).

Кроме того, существуют другие структуры, такие как простые кубические и другие более сложные, которые состоят из менее плотных или искаженных массивов первых трех. Однако указанные выше кристаллические структуры относятся только к чистым металлам..

В условиях высокой примеси, давления и температуры эти устройства искажаются, и, когда они являются компонентами сплава, они взаимодействуют с другими металлами, образуя новые металлические структуры..

Фактически, точные знания и манипулирование этими устройствами позволяют проектировать и разрабатывать сплавы с желаемыми физическими свойствами для конкретной цели..

тип

В общих чертах цветные металлы можно разделить на три типа: тяжелые (свинец), легкие (медь и алюминий) и сверхлегкие (магний). В свою очередь, они подразделяются на два подкласса: те, которые имеют средние температуры плавления, и те, которые имеют высокие температуры плавления..

Другие виды цветных металлов соответствуют благородным (или драгоценным) металлам. Примерами этого являются металлы со структурой ccp (за исключением алюминия, никеля и других).

Аналогично, редкоземельные металлы считаются цветными (церий, самарий, скандий, иттрий, тулий, гадолиний и т. Д.). Наконец, радиоактивные металлы также считаются цветными (полоний, плутоний, радий, франций, астатин, радон и т. Д.). 

Характеристики и свойства

Хотя характеристики и свойства металлов различаются в чистом виде и в сплавах, они представляют общие черты, которые отличают их от черных металлов:

- Они являются гибкими и превосходными электрическими и тепловыми проводниками.

- Они меньше подвержены тепловым воздействиям.

- Они имеют большую устойчивость к окислению и коррозии.

- Они не представляют такой большой парамагнетизм, который позволяет им быть материалами, используемыми для электронных приложений.

- Его производственные процессы проще, в том числе литье, сварка, ковка и прокатка.

- У них более привлекательные окраски, поэтому они находят применение в качестве декоративных элементов; Кроме того, они менее плотные.

Некоторые из его недостатков по сравнению с черными металлами: низкое сопротивление, высокая стоимость, более низкие требования и более низкое минералогическое изобилие.

примеров

В металлургической промышленности существует множество вариантов изготовления металлов и цветных сплавов; Наиболее распространенными являются: суперсплавы на основе меди, алюминия, цинка, магния, титана и никеля..

медь

Медь использовалась для широкого спектра применений благодаря ее выгодным свойствам, таким как ее высокая тепловая и электрическая проводимость.

Он устойчив, податлив и пластичен, поэтому его можно получить из множества практических конструкций: от труб до банок и монет. Он также используется для усиления киля лодок и находит широкое применение в электротехнической промышленности..

Хотя в чистом виде он очень мягкий, его сплавы (между латунью и бронзой) более устойчивы и защищены слоями меди.₂О (красноватый оксид).

алюминий

Это металл, который считается легким из-за его низкой плотности; Обладает высокой теплопроводностью и электрической проводимостью и устойчив к коррозии благодаря алюминиевому покрытию₂О₃ защищает свою поверхность.

Учитывая его свойства, это идеальный металл, особенно в аэронавтике, в автомобильной и строительной промышленности, среди других.

Цинк и магний

Цинковые сплавы (такие как KAYEM, с 4% алюминия и 3% меди по массе) используются для изготовления сложных отливок. Предназначен для строительных и инженерных работ.

В случае магния его сплавы находят применение в архитектуре, а также в корпусах велосипедов, парапетах мостов и сварных конструкциях..

Он также находит применение в аэрокосмической промышленности, в высокоскоростных машинах и транспортном оборудовании..

титан

Титан образует легкие сплавы. Они супер устойчивы и защищены от коррозии слоем TiO₂. Его извлечение является дорогостоящим и имеет кристаллическую структуру ОЦК выше 882 ° С.

Кроме того, он является биосовместимым, поэтому его можно использовать в качестве материала для медицинских имплантатов и имплантатов. Кроме того, титан и его сплавы присутствуют в машиностроении, военно-морском флоте, реактивных компонентах и ​​химических реакторах..

жаропрочные

Суперсплавы представляют собой очень стойкие твердые фазы, состоящие из никеля (в качестве основного металла) или кобальта.

Они используются в качестве лопастей в турбинах и авиационных двигателях, в материалах для реакторов, которые выдерживают агрессивные химические реакции, и в теплообменном оборудовании..

ссылки

1. Катержина Скотникова, Моника Лозертова, Мирослав Курса. (2015). Теория производства цветных металлов и сплавов. Технический университет Остравы.
2. Доктор К. Эргун. Цветные Сплавы. Получено 21 апреля 2018 г. от: users.fs.cvut.cz
3. Адана Наука и техника. Цветные металлы. Получено 21 апреля 2018 г. по адресу: web.adanabtu.edu.tr
4. Санчес М. Вергара Е., Кампос И. Сильва Е. (2010). Технология материалов. Редакция Trillas S.A. (1-е издание, Мексика). Стр. 282-297.
5. Черные материалы и цветные металлы и сплавы. [PDF]. Получено 21 апреля 2018 г. с сайта ikbooks.com.
6. Разница между черным и цветным металлом. (23 сентября 2015 г.) Получено 21 апреля 2018 г. с сайта metalupermarkets.com.
7. Wonderopolis. (2018). Почему статуя свободы зеленая? Получено 21 апреля 2018 г. с сайта wonderopolis.org
8. Моисес Инохоса. (31 мая 2014 г.) Кристаллическая структура металлов. Получено 21 апреля 2018 г. из: researchgate.net
9. Тони Хисгетт. (18 марта 2009 г.) Медная арматура. [Рисунок]. Получено 22 апреля 2018 г. из: flickr.com
10. Брэндон Баунах. (22 февраля 2007 г.) шесть-пак-пресс-папье. Получено 22 апреля 2018 г. из: flickr.com