Barvne kovine Struktura, vrste, značilnosti

The barvne kovine vsi so tisti, ki nimajo ali imajo zanemarljive količine železa. Ti se v različnih masnih razmerjih uporabljajo za izdelavo zlitin, ki imajo boljše fizikalne lastnosti kot posamezne kovine.

Njegove kristalne strukture in interakcije med kovinami so temelj uporabe neželeznih zlitin. Vendar pa te čiste kovine manj uporabljajo, ker so zelo občutljive in reaktivne. Zato najbolje delujejo kot osnova in dodatek za zlitine.

Bronasta je barvna zlitina; Sestoji predvsem iz zlate mešanice bakra in kositra (kip na sliki zgoraj). Baker v zlitini oksidira in tvori CuO, spojino, ki čisti njegovo zlato površino. V vlažnih okoljih CuO vlaži in absorbira ogljikov dioksid in soli, da tvorijo modro-zelene spojine.

Kip svobode je na primer prekrit s plasti bakrovih karbonatov (CuCO₃), znan kot patina. Na splošno so vse kovine oksidirane. Glede na stabilnost njihovih oksidov v večji ali manjši meri varujejo zlitine pred korozijo in zunanjimi dejavniki.

Indeks

• 1 Struktura
  • 1,1 Hexagonal compact (hcp)
  • 1.2 Kompaktna kubična (ccp)
  • 1.3 Kubično središče telesa (skp)
• 2 Vrste
• 3 Značilnosti in lastnosti
• 4 Primeri
  • 4.1 Baker
  • 4.2 Aluminij
  • 4.3 Cink in magnezij
  • 4.4 Titan
  • 4.5 Dodatki
• 5 Reference

Struktura

Železo je le ena od vseh kovin v naravi, zato so strukture in zlitine barvnih kovin bolj raznolike.

Toda pri normalnih pogojih ima večina kovin tri kristalne strukture, ki jih tvorijo njihove kovinske vezi: kompaktna šesterokotna (hcp), kompaktna kubična (ccp) in kubična sredina (bcc)..

Heksagonalna kompaktna (hcp)

V tej strukturi so kovinski atomi zapakirani v obliki šesterokotne prizme, ki izkorišča vse prostore.

Od vseh struktur je to najgostejše, zato lahko pričakujemo, da so na enak način tudi kovine, ki ga imajo. Pri tem so vsi atomi obdani z dvanajstimi sosedami.

Primeri

- Titan (Ti).

- Cink (Zn).

- Magnezij (Mg).

- Kadmij (Cd).

- Kobalt (Co).

- Rutenij (Ru).

- Osmio (Os).

- Alkalno zemeljske kovine (razen barija in francija).

Kompaktna kubična (ccp)

Ta kristalna struktura je manj gosta kot hcp in v tem je vsak atom obdan z dvanajstimi sosedami..

Tu so medprostori (prazni prostori) večji kot v primeru hcp, zato lahko te kovine vsebujejo v teh molekulah in majhnih atomih (kot je molekularni vodik, H₂).

Primeri

- Aluminij (Al).

- Nikelj (Ni).

- Srebrna (Ag).

- Baker (Cu).

- Zlato (Au).

- Rodij (Rh).

- Iridij (Pojdi).

Kubično središče na telesu (skp)

Med tremi strukturami je to najmanj gosta in kompaktna, hkrati pa tista, ki predstavlja vmesne prostore večjih količin..

Zato lažje prilagaja majhne molekule in atome. Prav tako je v tej kocki vsak atom obdan z osmimi sosedami.

Primeri

- Vanadij (V).

- Niobij (Nb).

- Krom (Cr).

- Alkalijske kovine.

- Volfram (W).

Poleg tega obstajajo še druge strukture, kot so preproste kubične in druge bolj zapletene, ki so sestavljene iz manj gostih ali popačenih nizov prvih treh. Vendar pa se zgornje kristalne strukture uporabljajo samo za čiste kovine.

V pogojih visoke nečistote, tlaka in temperature so te ureditve popačene in, kadar so sestavni deli zlitine, medsebojno delujejo z drugimi kovinami, da ustvarijo nove kovinske strukture..

Pravzaprav natančno znanje in manipulacija teh rešitev omogočata zasnovo in izdelavo zlitin z želenimi fizikalnimi lastnostmi za določen namen.

Vrste

V zelo splošnem smislu lahko barvne kovine razvrstimo v tri vrste: težka (svinec), lahka (baker in aluminij) in ultra lahka (magnezij). Po drugi strani pa so ti razdeljeni v dva podrazreda: tista s srednjimi talilnimi točkami in tista z visokimi tališčnimi točkami.

Druge vrste barvnih kovin ustrezajo plemenitim (ali plemenitim) kovinam. Primeri teh so kovine s konstrukcijami ccp (razen aluminija, niklja in drugih).

Prav tako se redke zemeljske kovine štejejo za neželezne (cerij, samarij, skandij, itrij, tulij, gadolinij itd.). Končno se radioaktivne kovine štejejo tudi za neželezne (polonij, plutonij, radij, francij, astatin, radon itd.). 

Značilnosti in lastnosti

Čeprav se lastnosti in lastnosti kovin razlikujejo v čistem stanju in v zlitinah, predstavljajo splošne značilnosti, ki jih razlikujejo od železnih kovin:

- So odlični električni in toplotni prevodniki.

- Manj jih prizadene toplotna obdelava.

- Imajo večjo odpornost proti oksidaciji in koroziji.

- Ne predstavljajo toliko paramagnetizma, ki bi jim omogočal uporabo materialov za elektronske aplikacije.

- Njegovi proizvodni postopki so lažji, vključno z litjem, varjenjem, kovanjem in valjanjem.

- Imajo bolj privlačne barve, zato jih uporabljajo kot okrasne elemente; Poleg tega so manj gosta.

Nekatere slabosti v primerjavi z železovimi kovinami so: nizka odpornost, visoki stroški, nižje zahteve in nižja mineralizacija.

Primeri

V metalurški industriji obstaja veliko možnosti pri proizvodnji kovin in neželeznih zlitin; Najpogostejši so: superzlitine na osnovi bakra, aluminija, cinka, magnezija, titana in niklja.

Baker

Zaradi svojih ugodnih lastnosti, kot so visoka toplotna in električna prevodnost, se bakra uporablja za širok spekter uporabe.

Je odporen, tempran in duktilen, zato ga je mogoče pridobiti iz mnogih praktičnih izvedb: od cevi do kozarcev in kovancev. Uporablja se tudi pri ojačanju kobilice čolnov in se veliko uporablja v elektroindustriji.

Čeprav je v čistem stanju zelo mehka, so njene zlitine (med medeninami in bronami) odpornejše in zaščitene s plasti Cu.₂O (rdečkasti oksid).

Aluminij

To je kovina, ki se zaradi nizke gostote šteje za svetlobo; Ima visoko toplotno in električno prevodnost ter je odporen proti koroziji zaradi Al prevleke₂O₃ ki ščiti njegovo površino.

Zaradi svojih lastnosti je idealna kovina, zlasti v aeronavtiki, v avtomobilski in gradbeni industriji, med drugim.

Cink in magnezij

Za izdelavo kompleksnih ulitkov se uporabljajo cinkove zlitine (kot so KAYEM, s 4% aluminija in 3% bakra po masi). Namenjen je za gradbena in inženirska dela.

V primeru magnezija imajo njegove zlitine aplikacije v arhitekturi, kot tudi ohišja za kolesa, mostne parapete in varjene konstrukcije..

Uporablja se tudi v vesoljski industriji, pri strojih za visoke hitrosti in v transportni opremi.

Titan

Titan tvori rahlo lahke zlitine. So super odporne in zaščitene pred korozijo s plastjo TiO₂. Njegova ekstrakcija je draga in ima kristalno strukturo Bcc nad 882 ° C.

Poleg tega je biokompatibilen, zato ga lahko uporabimo kot material za medicinske vsadke in vsadke. Poleg tega so titan in njegove zlitine prisotni v strojih, mornarici, komponentah reaktorja in kemijskih reaktorjih.

Superalloys

Superalloys so zelo odporne trdne faze, sestavljene iz niklja (kot osnovna kovina) ali kobalta.

Uporabljajo se kot krila v turbinah in letalskih motorjih, v materialih za reaktorje, ki so odporni na agresivne kemijske reakcije in v opremi za prenos toplote.

Reference

1. Kateřina Skotnicová, Monika Losertová, Miroslav Kursa. (2015). Teorija proizvodnje barvnih kovin in zlitin. Tehnična univerza v Ostravi.
2. Dr. C. Ergun. Barvne zlitine. Pridobljeno 21. aprila 2018, od: users.fs.cvut.cz
3. Adana Znanost in tehnologija. Neželezne kovine. Vzpostavljeno 21. aprila 2018, od: web.adanabtu.edu.tr
4. Sánchez M. Vergara E., Campos I. Silva E. (2010). Tehnologija materialov. Uvodnik Trillas S.A. (1. izdaja, Mehika). Pg 282-297.
5. Železni materiali in neželezne kovine in zlitine. [PDF] Vzpostavljeno 21. aprila 2018, iz: ikbooks.com
6. Razlika med železnimi in barvnimi kovinami. (23. september 2015). Vzpostavljeno 21. aprila 2018, od: metalsupermarkets.com
7. Wonderopolis. (2018). Zakaj je kip svobode zelen? Vzpostavljeno 21. aprila 2018, iz: wonderopolis.org
8. Moises Hinojosa. (31. maj 2014). Kristalna struktura kovin. Vzpostavljeno 21. aprila 2018, iz: researchgate.net
9. Tony Hisgett. (18. marec 2009). Bakreni pribor. [Slika] Pridobljeno 22. aprila 2018, s strani flickr.com
10. Brandon Baunach. (22. februar 2007). teža papirja s šestimi pakiranji Pridobljeno 22. aprila 2018, s strani flickr.com