非 - 非鉄金属は、鉄のないもしくは無視できる量を持っていないものです。これらは、異なる質量比率で、個々の金属よりも優れた物理的性質を示す合金を作成するために使用されます。
したがって、それらの結晶構造と金属の相互作用は、非鉄合金アプリケーションの要です。ただし、これらの純粋な金属は非常に敏感で反応性が高いため、用途が少なくなります。このため、合金のベースおよび添加剤として最適です。
ブロンズは非鉄合金です。それは主に銅とスズの黄金の混合物で構成されています(上の画像の像)。合金中の銅は酸化し、金色の表面を黒くする化合物であるCuOを形成します。湿度の高い環境では、CuOは二酸化炭素と塩を水和および吸収して青緑色の化合物を形成します。
たとえば、自由の女神は緑青として知られる炭酸銅(CuCO 3)の層で覆われています。一般的に、すべての金属は錆びます。酸化物の安定性に応じて、腐食や外的要因から合金を多少なりとも保護します。
構造
鉄は自然界のすべての金属の1つにすぎないため、非鉄金属の構造と合金はより多様です。
ただし、通常の条件下では、ほとんどの金属には金属結合によって確立された3つの結晶構造があります。コンパクトな六角形(hcp)、コンパクトな立方体(ccp)、体心立方体(bcc)です。
コンパクト16進数(hcp)
3つの構造のうち、これは最も密度が低くコンパクトであり、同時にボリュームの隙間が最大の構造です。
したがって、小さな分子や原子をより簡単に収容できます。同様に、この立方体では、各原子は8つの隣接原子に囲まれています。
例
-バナジウム(V)。
-ニオブ(Nb)。
-クロム(Cr)。
-アルカリ金属。
-タングステン(W)。
さらに、単純な立方体や他のより複雑な構造など、他の構造があり、最初の3つの配置が密度が低いか、歪んで配置されています。ただし、上記の結晶構造は純粋な金属にのみ適用されます。
不純物、高圧、高温の条件下では、これらの配置は変形し、それらが合金の構成要素である場合、他の金属と相互作用して新しい金属構造を生成します。
実際、これらの配置の正確な知識と操作により、特定の目的に必要な物理的特性を持つ合金の設計と製造が可能になります。
タイプ
非常に一般的な用語で、非鉄金属は3つのタイプに分類することができます:重い(鉛)、軽い(銅およびアルミニウム)および超軽量(マグネシウム)。次に、これらは中程度の融点を持つものと高い融点を持つものの2つのサブクラスに分けられます。
他の種類の非鉄金属は、貴金属(または貴金属)に対応します。これらの例は、ccp構造の金属です(アルミニウム、ニッケルなどを除く)。
同様に、希土類金属は非鉄(セリウム、サマリウム、スカンジウム、イットリウム、ツリウム、ガドリニウムなど)と見なされます。最後に、放射性金属も非鉄(ポロニウム、プルトニウム、ラジウム、フランシウム、アステート、ラドンなど)としてカウントされます。
特徴と特性
金属の特性と特性は、純粋な状態と合金では異なりますが、鉄金属とは異なる一般性を示します。
-それらは可鍛性があり、優れた電気および熱伝導体です。
・熱処理の影響を受けにくい。
-それらは酸化および腐食に対してより大きい抵抗力があります。
-それらは常磁性をあまり示さないため、電子アプリケーションに使用される材料になることができます。
-鋳造、溶接、鍛造、圧延などの製造プロセスが簡単です。
-彼らはより魅力的な色を持っているので、彼らは装飾的な要素としての用途を見つけます。さらに、密度は低くなります。
非鉄金属と比較した場合の不利な点のいくつかは、低抵抗、高コスト、要求量が少なく、ミネラル量が少ないことです。
例
冶金業界では、非鉄金属および合金の製造に多くのオプションがあります。最も一般的なのは、銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、チタン、およびニッケルベースの超合金です。
銅
銅は、その高い熱伝導率や電気伝導率などの優れた特性により、さまざまな用途に使用されてきました。
それは強く、可鍛性があり、延性があるので、パイプから瓶、硬貨まで、多くの実用的なデザインを得ることができます。また、船のキールを強化するために使用され、電気業界で多くの使用が見られます。
純粋な状態では非常に柔らかくなりますが、その合金(これらの真鍮と青銅の間)は耐性が高く、Cu 2 O(赤みがかった酸化物)の層で保護されています。
アルミニウム
密度が低いため軽いと考えられている金属です。熱伝導率と電気伝導率が高く、表面を保護するAl 2 O 3層により腐食に強いです。
その特性を考えると、特に航空、自動車、建設業界などで特に理想的な金属です。
亜鉛とマグネシウム
複雑な鋳物の製造には、亜鉛合金(KAYEMなど、アルミニウム4%と銅3%が質量)が使用されます。建設および土木工事を対象としています。
マグネシウムの場合、その合金は建築だけでなく、自転車のハウジング、橋の欄干、溶接構造物にも用途があります。
また、航空宇宙産業、高速機械、輸送機器にも使用されています。
チタン
チタンはわずかに軽量の合金を形成します。それらは超耐性があり、TiO 2の層によって腐食から保護されています。その抽出は高価であり、882ºCを超えるbcc結晶構造を持っています。
また、生体適合性があるため、医療用補綴物やインプラントの素材としても使用できます。さらに、チタンとその合金は、機械、船舶、ジェット部品、化学反応器に存在します。
超合金
超合金は、ニッケル(卑金属として)またはコバルトで構成される非常に強力な固相です。
それらは航空機のタービンやエンジンのベーンとして、攻撃的な化学反応に耐えるリアクター材料で、そして熱交換器装置で使用されます。
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