ICKE-JÄRNMETALLER: STRUKTUR, TYPER, EGENSKAPER - KEMI - 2026

De icke - järnmetaller är de som har ingen eller försumbar mängder järn. Dessa, i olika massproportioner, används för att skapa legeringar som uppvisar bättre fysikaliska egenskaper än enskilda metaller.

Således är deras kristallina strukturer och metalliska interaktioner hörnstenen i icke-järnlegeringsapplikationer. Men dessa rena metaller har färre användningsområden eftersom de är mycket känsliga och reaktiva. Av den anledningen fungerar de bäst som bas och tillsats för legeringar.

Brons är en icke-järnlegering; Den består huvudsakligen av en gyllene blandning av koppar och tenn (staty på bilden ovan). Koppar i legeringen oxiderar och bildar CuO, en förening som svartnar sin gyllene yta. I fuktiga miljöer hydrerar och absorberar CuO koldioxid och salter för att bilda blågröna föreningar.

Till exempel täcks Frihetsgudinnan av lager av kopparkarbonater (CuCO ₃ ) känd som patina. I allmänhet rostar alla metaller. Beroende på stabiliteten hos deras oxider skyddar de legeringar i mindre eller större grad mot korrosion och yttre faktorer.

Strukturera

Järn är bara en av alla metaller i naturen, så strukturerna och legeringarna av icke-järnmetaller är mer olika.

Under normala förhållanden har emellertid de flesta metaller tre kristallina strukturer som är etablerade genom deras metalliska bindningar: kompakt hexagonal (hcp), kompakt kubik (ccp) och kropps centrerad kubik (bcc).

Compact Hex (hcp)

Av de tre strukturerna är detta den minst täta och kompakta, samtidigt som den är med de största volym mellanrummen.

Därför rymmer det lättare små molekyler och atomer. På samma sätt är varje atom omgiven av åtta grannar i denna kub.

exempel

- Vanadium (V).

- Niob (Nb).

- Krom (Cr).

- Alkaliska metaller.

- Wolfram (W).

Dessutom finns det andra strukturer, till exempel de enkla kubiska och andra mer komplexa som består av mindre täta eller förvrängda arrangemang av de första tre. Ovanstående kristallstrukturer gäller dock endast för rena metaller.

Under förhållanden med orenhet, högt tryck och temperatur distorseras dessa arrangemang och när de är komponenter i en legering samverkar de med andra metaller för att generera nya metalliska strukturer.

Faktum är att den exakta kunskapen och manipuleringen av dessa arrangemang möjliggör design och tillverkning av legeringar med önskade fysiska egenskaper för ett specifikt syfte.

typer

I mycket allmänna termer kan icke-järnmetaller klassificeras i tre typer: tung (bly), lätt (koppar och aluminium) och ultralätt (magnesium). I sin tur delas dessa upp i två underklasser: de med medelstora smältpunkter och de med höga smältpunkter.

Andra typer av icke-järnmetaller motsvarar ädelmetaller (eller ädelmetaller). Exempel på dessa är metaller med ccp-strukturer (utom aluminium, nickel och andra).

På liknande sätt betraktas sällsynta jordartsmetaller som icke-järnhaltiga (cerium, samarium, skandium, yttrium, tulium, gadolinium, etc.). Slutligen räknas radioaktiva metaller också som icke-järnhaltiga (polonium, plutonium, radium, francium, astate, radon, etc.).

Egenskaper och egenskaper

Även om metallens egenskaper och egenskaper varierar i deras rena tillstånd och legeringar, presenterar de generaliteter som skiljer dem från järnmetaller:

- De är formbara och utmärkta elektriska och termiska ledare.

- De påverkas mindre av värmebehandlingar.

- De har större motstånd mot oxidation och korrosion.

- De presenterar inte så mycket paramagnetism, vilket gör att de kan vara material som används för elektroniska applikationer.

- Dess tillverkningsprocesser är enklare, inklusive gjutning, svetsning, smide och rullning.

- De har mer attraktiva färgläggningar, så de finner användning som prydnadselement; dessutom är de mindre täta.

Några av dess nackdelar jämfört med järnmetaller är: låg beständighet, höga kostnader, lägre krav och mindre mineralmängd.

exempel

Inom metallurgisk industri finns det många alternativ för tillverkning av icke-järnmetaller och legeringar; de vanligaste är: koppar, aluminium, zink, magnesium, titan och de nickelbaserade superlegeringarna.

Koppar

Koppar har använts för en mängd olika tillämpningar på grund av dess fördelaktiga egenskaper, såsom dess höga termiska och elektriska konduktiviteter.

Den är stark, formbar och mjuk, så många praktiska mönster kan erhållas från det: från rör till burkar till mynt. Det har också använts för att förstärka fartygens köl och finner mycket användning inom den elektriska industrin.

Även om i dess rena tillstånd den är mycket mjuk, dess legeringar (mellan dessa mässing och brons) är mer motståndskraftiga och är skyddade av lager av Cu ₂ O (rödaktig oxid).

Aluminium

Det är en metall som anses vara lätt på grund av dess låga täthet; den har höga termiska och elektriska ledningsförmågor och är motståndskraftig mot korrosion tack vare Al ₂ O _3- skiktet som skyddar ytan.

Med tanke på dess egenskaper är det en idealisk metall, särskilt inom flyg- och bilindustrin, bland annat.

Zink och magnesium

Zinklegeringar (såsom KAYEM, med 4% aluminium och 3 viktprocent koppar) används för tillverkning av komplexa gjutgods. Det är avsett för bygg- och anläggningsarbeten.

När det gäller magnesium har dess legeringar tillämpningar inom arkitektur, såväl som i cykelhus, i broparapeter och i svetsade strukturer.

Det finns också användning inom flygindustrin, i höghastighetsmaskiner och i transportutrustning.

Titanium

Titan bildar lätt lätta legeringar. De är superbeständiga och är skyddade mot korrosion med ett lager av TiO ₂ . Dess extraktion är dyr och har en kristallin struktur över 882 ºC.

Dessutom är det biokompatibelt, varför det kan användas som ett material för medicinska proteser och implantat. Dessutom finns titan och dess legeringar i maskiner, i marina, i jetkomponenter och i kemiska reaktorer.

superlegeringar

Superlegeringar är mycket starka fasta faser som består av nickel (som basmetall) eller kobolt.

De används som skovlar i flygmotorer och turbiner, i reaktormaterial som tål aggressiva kemiska reaktioner och i värmeväxlarutrustning.

referenser

1. Kateřina Skotnicová, Monika Losertová, Miroslav Kursa. (2015). Produktionsteori för icke-järnmetaller och legeringar. Tekniska universitetet i Ostrava.
2. Dr. C. Ergun. Nonferrous Alloys. Hämtad 21 april 2018 från: users.fs.cvut.cz
3. Adana Science and Technology. Icke-järnmetaller. Hämtad 21 april 2018 från: web.adanabtu.edu.tr
4. Sánchez M. Vergara E., Campos I. Silva E. (2010). Materialteknik. Redaktionella Trillas SA (1: a upplagan, Mexiko). Sida 282-297.
5. Järnmaterial och icke-järnmetaller och legeringar. . Hämtad 21 april 2018 från: ikbooks.com
6. Skillnaden mellan järnhaltig och icke-järnmetall. (2015, 23 september). Hämtad 21 april 2018 från: metallupermarkets.com
7. Wonderopolis. (2018). Varför är statyn av frihet grön? Hämtad 21 april 2018 från: wonderopolis.org
8. Moises Hinojosa. (31 maj 2014). Den kristallina strukturen av metaller. Hämtad 21 april 2018 från: researchgate.net
9. Tony Hisgett. (18 mars 2009). Kopparbeslag. . Hämtad den 22 april 2018 från: flickr.com
10. Brandon Baunach. (22 februari 2007). sexpack-papper-vikt. Hämtad den 22 april 2018 från: flickr.com