Nicht-Eisen-Metalle Struktur, Typen, Eigenschaften

Die Nichteisenmetalle sie sind alle diejenigen, die zu wenig Eisen haben oder haben. Diese werden in unterschiedlichen Massenanteilen zur Herstellung von Legierungen verwendet, die bessere physikalische Eigenschaften als einzelne Metalle aufweisen.

Daher sind seine kristallinen Strukturen und Metallwechselwirkungen der Grundstein für die Anwendungen von Nichteisenlegierungen. Diese reinen Metalle finden jedoch weniger Verwendung, da sie sehr empfindlich und reaktiv sind. Aus diesem Grund arbeiten sie besser als Basis und Additiv für Legierungen.

Bronze ist eine Nichteisenlegierung; Es besteht hauptsächlich aus einer goldenen Mischung aus Kupfer und Zinn (Statue im Bild oben). Das Kupfer der Legierung wird oxidiert und bildet CuO, eine Verbindung, die ihre goldene Oberfläche schwärzt. In feuchten Umgebungen hydratisiert und absorbiert CuO Kohlendioxid und Salze zu blaugrünen Verbindungen.

Zum Beispiel ist die Freiheitsstatue mit Schichten von Kupfercarbonaten (CuCO) bedeckt₃) bekannt als Patina. Im Allgemeinen sind alle Metalle oxidiert. In Abhängigkeit von der Stabilität ihrer Oxide schützen sie die Legierungen mehr oder weniger vor Korrosion und äußeren Einflüssen.

Index

• 1 Struktur
  • 1.1 Hexagonal kompakt (hcp)
  • 1.2 kompakt kubisch (ccp)
  • 1.3 Kubisch zentriert auf den Körper (bcc)
• 2 Arten
• 3 Eigenschaften und Eigenschaften
• 4 Beispiele
  • 4.1 Kupfer
  • 4.2 Aluminium
  • 4.3 Zink und Magnesium
  • 4.4 Titan
  • 4.5 Überschriften
• 5 Referenzen

Struktur

Eisen ist nur eines von allen Metallen in der Natur, daher sind die Strukturen und Legierungen von Nichteisenmetallen vielfältiger.

Unter normalen Bedingungen haben die meisten Metalle jedoch drei kristalline Strukturen, die durch ihre Metallbindungen festgelegt sind: kompaktes hexagonales (hcp), kompaktes kubisches (ccp) und kubisch zentriertes im Körper (bcc).

Sechseckiges kompaktes (hcp)

In dieser Struktur sind die metallischen Atome in Form eines hexagonalen Prismas verpackt, wodurch alle Räume ausgenutzt werden.

Von allen Strukturen ist dies das dichteste, so dass man erwarten kann, dass die Metalle gleich sind. In diesem sind alle Atome von zwölf Nachbarn umgeben.

Beispiele

- Titan (Ti).

- Zink (Zn).

- Magnesium (Mg).

- Cadmium (Cd).

- Kobalt (Co).

- Rutenio (Ru).

- Osmio (Os).

- Erdalkalimetalle (mit Ausnahme von Barium und Francium).

Kompaktes kubisches (ccp)

Diese kristalline Struktur ist weniger dicht als die hcp, und in diesem ist jedes Atom von zwölf Nachbarn umgeben.

Hier sind die Zwischenräume (Leerräume) größer als bei hcp, so dass diese Metalle in diesen Molekülen und kleinen Atomen (wie molekularem Wasserstoff, H₂).

Beispiele

- Aluminium (Al).

- Nickel (Ni).

- Silber (Ag).

- Kupfer (Cu).

- Gold (Au).

- Rhodium (Rh).

- Iridium (gehen).

Kubisch zentriert auf den Körper (bcc)

Von den drei Strukturen ist dies die am wenigsten dichteste und kompakteste, die zugleich die Zwischenräume größerer Volumina darstellt.

Daher können kleinere Moleküle und Atome leichter untergebracht werden. In diesem Würfel ist jedes Atom von acht Nachbarn umgeben.

Beispiele

- Vanadio (V).

- Niob (Nb).

- Chrom (Cr).

- Alkalimetalle.

- Wolfram (W).

Darüber hinaus gibt es andere Strukturen, wie die einfachen kubischen und andere komplexere, die aus weniger dichten oder verzerrten Anordnungen der ersten drei bestehen. Die obigen kristallinen Strukturen gelten jedoch nur für reine Metalle.

Unter Bedingungen hoher Verunreinigung, hohem Druck und hoher Temperatur sind diese Anordnungen verzerrt, und wenn sie Komponenten einer Legierung sind, interagieren sie mit anderen Metallen, um neue metallische Strukturen zu erzeugen.

In der Tat ermöglichen die genaue Kenntnis und Manipulation dieser Anordnungen die Entwicklung und Herstellung von Legierungen mit physikalischen Eigenschaften, die für einen bestimmten Zweck erwünscht sind.

Typen

Ganz allgemein können NE-Metalle in drei Arten eingeteilt werden: schwer (Blei), leicht (Kupfer und Aluminium) und ultraleicht (Magnesium). Diese wiederum sind in zwei Unterklassen unterteilt: solche mit mittleren Schmelzpunkten und solche mit hohen Schmelzpunkten.

Andere Arten von Nichteisenmetallen entsprechen edlen (oder wertvollen) Metallen. Beispiele hierfür sind Metalle mit CCP-Strukturen (mit Ausnahme von Aluminium, Nickel und anderen).

Ebenso gelten Seltenerdmetalle als Nichteisenmetalle (Cerium, Samarium, Scandium, Yttrium, Thulium, Gadolinium usw.). Schließlich zählen auch radioaktive Metalle zu den Nichteisenmetallen (Polonium, Plutonium, Radium, Francium, Astat, Radon usw.).

Eigenschaften und Eigenschaften

Obwohl die Eigenschaften und Eigenschaften von Metallen in ihren reinen Zuständen und in Legierungen variieren, weisen sie allgemeine Unterschiede auf, die sie von Eisenmetallen unterscheiden:

- Sie sind formbar und ausgezeichnete elektrische und thermische Leiter.

- Sie sind weniger von Wärmebehandlungen betroffen.

- Sie sind widerstandsfähiger gegen Oxidation und Korrosion.

- Sie haben nicht so viel Paramagnetismus, was sie zu Materialien für elektronische Anwendungen macht.

- Seine Herstellungsprozesse sind leichter, einschließlich Gießen, Schweißen, Schmieden und Walzen.

- Sie haben attraktivere Färbungen, daher finden sie Verwendung als dekorative Elemente; Außerdem sind sie weniger dicht.

Einige seiner Nachteile gegenüber Eisenmetallen sind: geringer Widerstand, hohe Kosten, geringere Anforderungen und geringere mineralogische Häufigkeit.

Beispiele

In der metallurgischen Industrie gibt es viele Möglichkeiten bei der Herstellung von Metallen und Nichteisenlegierungen; die üblichsten sind: Kupfer, Aluminium, Zink, Magnesium, Titan und Nickelbasis-Superlegierungen.

Kupfer

Kupfer wurde aufgrund seiner vorteilhaften Eigenschaften, wie seinen hohen thermischen und elektrischen Leitfähigkeiten, für eine große Vielzahl von Anwendungen verwendet.

Es ist widerstandsfähig, verformbar und dehnbar, so dass viele praktische Designs erhalten werden können: von Rohren bis zu Gläsern und Münzen. Es wurde auch in der Verstärkung des Kiels von Booten verwendet und findet viel Gebrauch in der elektrischen Industrie.

Obwohl es in seinem reinen Zustand sehr weich ist, sind seine Legierungen (zwischen diesen Messing und Bronze) widerstandsfähiger und werden durch Schichten aus Cu geschützt₂O (rötliches Oxid).

Aluminium

Es ist ein Metall, das aufgrund seiner geringen Dichte als leicht angesehen wird; Es hat hohe thermische und elektrische Leitfähigkeiten und ist dank der Al-Beschichtung korrosionsbeständig₂O₃ das schützt seine Oberfläche.

Aufgrund seiner Eigenschaften ist es ein ideales Metall vor allem in der Luftfahrt, in der Automobil- und Bauindustrie, unter anderem.

Zink und Magnesium

Zinklegierungen (wie KAYEM mit 4% Aluminium und 3% Kupfer in Masse) werden für die Herstellung komplexer Gussteile verwendet. Es ist für Bau- und Ingenieurarbeiten vorgesehen.

Im Fall von Magnesium finden seine Legierungen Anwendung in der Architektur sowie in Fahrradgehäusen, Brückenbrüstungen und Schweißkonstruktionen.

Es findet auch Verwendung in der Luft- und Raumfahrtindustrie, in Hochgeschwindigkeitsmaschinen und in Transporteinrichtungen.

Titan

Titan bildet leichte Legierungen. Sie sind sehr widerstandsfähig und durch eine TiO-Schicht vor Korrosion geschützt₂. Seine Extraktion ist teuer und hat eine bcc-Kristallstruktur oberhalb von 882 ° C.

Darüber hinaus ist es biokompatibel, so dass es als Material für medizinische Prothesen und Implantate verwendet werden kann. Darüber hinaus sind Titan und seine Legierungen in Maschinen, in der Marine, in Strahlkomponenten und in chemischen Reaktoren enthalten.

Superlegierungen

Superlegierungen sind sehr widerstandsfähige Festphasen, die aus Nickel (als Grundmetall) oder Kobalt bestehen.

Sie werden als Leitschaufeln in Turbinen und Flugzeugtriebwerken, in Materialien für Reaktoren, die aggressiven chemischen Reaktionen standhalten, und in Wärmetauschern verwendet.

Referenzen

1. Kateřina Skotnicová, Monika Losertová, Miroslav Kursa. (2015). Theorie der Produktion von NE-Metallen und Legierungen. Technische Universität von Ostrava.
2. Dr. C. Ergun. Nichteisenlegierungen. Abgerufen am 21. April 2018 von: users.fs.cvut.cz
3. Adana Wissenschaft und Technologie. Nicht-Eisen-Metalle. Abgerufen am 21. April 2018 von: web.adanabtu.edu.tr
4. Sánchez M. Vergara E., Campos I. Silva E. (2010). Technologie der Materialien. Editorial Trillas S.A. (1. Ausgabe, Mexiko). P. 282-297.
5. Eisenwerkstoffe und Nichteisenmetalle und Legierungen. [PDF] Abgerufen am 21. April 2018 von: ikbooks.com
6. Der Unterschied zwischen Eisen- und Nichteisenmetallen. (23. September 2015). Abgerufen am 21. April 2018 von: metalsupermarkets.com
7. Wonderopolis. (2018). Warum ist die Statue der Freiheit grün? Abgerufen am 21. April 2018 von: wonderopolis.org
8. Moises Hinojosa. (31. Mai 2014). Die kristalline Struktur von Metallen. Abgerufen am 21. April 2018 von: researchgate.net
9. Tony Hisgett. (18. März 2009). Kupferbeschläge. [Abbildung] Abgerufen am 22. April 2018 von: flickr.com
10. Brandon Baunach. (22. Februar 2007). Six-Pack-Papier-Gewicht. Abgerufen am 22. April 2018 von: flickr.com