какой металл не окисляется в воде
Какие металлы не подвержены коррозии?
В статье рассказано о видах коррозии и способах ее исследования.
Коррозия – процесс разрушения металлического изделия под влиянием негативных факторов окружающей среды. К ним относятся кислород, оксиды углерода, вода, соединения серы и другие агрессивные вещества.
Виды коррозии и способы борьбы с ней
Сильнее всего этому процессу подвержено техническое железо. Выделяют две разновидности разрушения:
Достаточно давно были разработаны сплавы, отличающиеся устойчивостью к подобным воздействиям. Также есть чистые химические элементы не подверженные коррозии. Помимо использования спецсплавов есть и другие методы борьбы с этим явлением, например, нанесение защитных лакокрасочных покрытий. Также используется нанесение тонкого слоя устойчивых цветных металлов, таких как хром, олово либо цинк.
Металлы и соединения устойчивые к ржавчине
Хотя техническое железо крайне чувствительно к коррозии, химически чисты элемент практически не ржавеет. Это экспериментально установленный факт. Но чистое железо практически не применяется, так как не обладает нужными свойствами и значительно уступает по характеристикам различным сплавам.
Конечно предметы подверженные ржавлению можно покрыть защитным слоем, но он не является гарантией полной защиты. Даже при сохранении его целостности процесс разрушения будет идти, хотя и сильно замедленно. Если же защиту повредить – металл быстро деградирует.
Поэтому были разработаны специальные нержавеющие сплавы. В их составе помимо железа содержаться такие компоненты:
Могут использоваться и другие легирующие добавки, которые придают сплаву различные свойства, в том числе – устойчивость к ржавчине. Стоимость их относительно невелика, поэтому они широко используются во всех сферах науки и промышленности.
Например, материалы с добавкой титана находят применение в аэрокосмической отрасли так как отличаются высокой прочностью и низким весом. В медицине используется мельхиор, в химпроме широко распространены изделия из латуни.
Причем многие современные сплавы отличаются сложным составом и могут содержать десятки различных компонентов. При добавлении их в строго выверенных пропорциях можно получить материал с заданными свойствами оптимальными для будущей сферы его использования.
4 типа металлов устойчивые к коррозии или нержавеющие
Мы обычно думаем о ржавчине как о оранжево-коричневых хлопьях, которые образуются на открытой стальной поверхности, когда молекулы железа в металле реагируют с кислородом в присутствии воды с образованием оксидов железа. Металлы также могут реагировать в присутствии кислот или агрессивных промышленных химикатов. Если ничто не остановит коррозию, чешуйки ржавчины будут продолжать отламываться, подвергая металл дальнейшей коррозии, пока он не распадется.
Не все металлы содержат железо, но они могут коррозировать или потускнеть в других окислительных реакциях. Чтобы предотвратить окисление и разрушение металлических изделий, таких как поручни, резервуары, приборы, кровля или сайдинг, вы можете выбирать металлы, которые «устойчивы к ржавчине» или, точнее, «устойчивы к коррозии». В эту категорию попадают четыре основных типа металлов:
Нержавеющая сталь
Типы нержавеющей стали такие, как 304 или 316, представляют собой смесь элементов и большинство из них содержат некоторое количество железа, которое легко окисляется с образованием ржавчины. Но многие сплавы нержавеющей стали также содержат высокий процент хрома (не менее 18%), который даже более активен, чем железо. Хром быстро окисляется, образуя защитный слой оксида хрома на поверхности металла. Этот оксидный слой противостоит коррозии и в то же время предотвращает попадание кислорода на нижележащую сталь. Другие элементы сплава, такие как никель и молибден, повышают его устойчивость к ржавчине.
Рекомендуем эффективный удалитель ржавчины с металлических поверхностей — «РжавоМед-У»
Алюминиевый металл
Многие самолеты сделаны из алюминия, как и детали автомобилей и мотоциклов. Это связано с его небольшим весом, а также с устойчивостью к коррозии. Алюминиевые сплавы почти не содержат железа, а без железа металл не может ржаветь, но окисляется. Когда сплав подвергается воздействию воды, на поверхности быстро образуется пленка оксида алюминия. Слой твердого оксида довольно устойчив к дальнейшей коррозии и защищает лежащий под ним металл.
Медь, бронза и латунь
Эти три металла содержат мало железа или вовсе его не содержат, поэтому не ржавеют, но могут вступать в реакцию с кислородом. Медь со временем окисляется, образуя зеленую патину, которая фактически защищает металл от дальнейшей коррозии. Бронза представляет собой смесь меди и олова, а также небольшого количества других элементов, и, естественно, гораздо более устойчива к коррозии, чем медь. Латунь – это сплав меди, цинка и других элементов, которая также устойчива к коррозии.
Оцинкованная сталь
Оцинкованная сталь долго ржавеет, но со временем она ржавеет. Это углеродистая сталь, оцинкованная или покрытая тонким слоем цинка. Цинк действует как барьер, не позволяющий кислороду и воде достигать стали, поэтому она защищена от коррозии. Даже если цинковое покрытие поцарапано, оно продолжает защищать близлежащие участки лежащей под ним стали за счет катодной защиты, а также путем формирования защитного покрытия из оксида цинка. Как и алюминий, цинк очень реактивен по отношению к кислороду в присутствии влаги, а покрытие предотвращает дальнейшее окисление железа в стали.
Профессиональный преобразователь ржавчины с фосфатированием — «РжавоМед»
Ржавеет ли латунь: особенности металла
Отправим материал на почту
Металлический сплав на основе меди и цинка визуально может напоминать как бронзу, так и золото. Из-за прочности и великолепного внешнего вида материал распространен в быту. Перед тем как приобрести изделие из металла, нужно знать, ржавеет ли латунь.
Характеристики материала
Сплав из цинка и меди – крепкое соединение, которое используют при производстве катанных компонентов. Готовое сырье совмещает в себе лучшие параметры обоих веществ. В обзоре подробно разберем особенности металла.
Свойства латуни
Классический сплав состоит из меди и цинка, соединенных в соотношении 1 к 2. Современные технологии позволяют уменьшить количество цветмета. В сырье объем первого вещества может не превышать 30%. Исключение допускают для технических вариантов, в которых используют пропорцию 1 к
Цинк в чистом виде – хрупкий материал голубого цвета. На открытом воздухе темнеет и покрывается оксидной пленкой. При соединении с пластичной медью получают очень крепкий сплав, не боящийся трения и тягучий при плавлении. При температуре 880-950С сырье размягчается, что позволяет сваривать по газовой и дуговой технологии. На холоде не теряет своей прочности и пластичности, хотя электричество проводит хуже.
Если не знаете, ржавеет ли латунь от воды, стоит помнить об устойчивости вещества к коррозии. Незащищенный от атмосферных явлений металл чернеет, но не разрушается. Для сохранения декоративности сырье сверху покрывают защитным лаком. Соединение не любит углекислые растворы и морскую воду.
Как отличить
У латуни желтый, почти золотистый цвет. Чем больше в составе меди, тем ярче солнечные оттенки сырья. При обилии цинка итоговый результат будет светлым, бледным и визуально холодным. Сплав часто используют для подделки золота.
Латунь более твердая, чем медь. Первому материалу без обжига сложно придать какую-либо форму. Второе сырье очень эластичное, мягкое и податливое, а стружка напоминает спиральки. Сплав по весу легче, чем аналогичное изделие из цветмета.
Визуально латунь сходна с бронзой. Определить разницу между двумя металлами в домашних условиях можно при зрительном осмотре. Оба предмета тщательно чистят и натирают до блеска. На солнце первый сплав из желтого цвета переходит в белый. У второго вида просматривается весь спектр красного.
Видео описание
Латунь. Как определить? Где искать?
Классификация сплавов
Характеристики латуни часто зависят от состава. У классического двухкомпонентного соединения в качестве главного вещества выступает медь, в роли дополнительного – цинк. При производстве простой металл маркируют буквой «Л» и цифрой, которая соответствует процентному соотношению цветмета.
Многокомпонентная латунь состоит из классического сплава с добавками. Легирующие ингредиенты используют для улучшения свойств:
Многокомпонентные латуни называют по основному легирующему ингредиенту. Сплав создают из медного сырья, который обжигают в печах. В расплавленный металл добавляют цинк в кусках и добавки, улучшающие характеристики. После растапливания и доведения до однородного состояния массу разливают по формам или раскатывают.
Видео описание
Плавка ЛАТУНИ легко и просто.
Виды латуни
Латуни различают по степени обработки. Деформируемый металл делают под давлением, что позволяет получить прокат. У вида в составе не менее 60% меди. Литейная разновидность предназначена для отливания в формах. Дополнительные добавки увеличивают текучесть и устойчивость к агрессивным средам.
Где используют
Крепкий материал применяют в разных отраслях народного хозяйства. Двухкомпонентные сплавы с содержанием цинка до 20% используют при создании автомобильных запасных частей, теплового оборудования и змеевиков. Если в составе более 40% дополнительного ингредиента, то средство подойдет для штампованных изделий, фурнитуры.
Сфера использования многокомпонентных видов шире, чем у простых аналогов. Прутки из латуни – длинномерный «полуфабрикат», который станет заготовкой для деталей летательных аппаратов, пружин, труб. Средство выпускают в разных геометрических формах.
Латунные плиты с прямоугольным сечением создают методом литья или проката. Виды различают по степени твердости. Изделия применяют при отделке строений и в промышленности. Проволока – вытянутый профиль, который уместен при производстве мелких деталей, крепежей, не боящихся агрессивных сред.
Из-за устойчивости к коррозии латунь используют при создании элементов сантехники. В домах премиум-класса трубы из металла применяют в отопительной системе. Смесители, краны-буксы бывают как лакированными, так и хромированными. Виды из сплава намного прочнее и долговечней моделей из нержавейки. Единственный недостаток – ограниченность форм.
Латунь используют в декоративном направлении. Из желтого металла делают ободки зеркал, светильники и скульптуру, оформляя под бронзу. Из сплава создают как утварь для православных обрядов, так и самовары. Часовая промышленность делала из яркого сырья корпусы для часов.
Визуально латунь напоминает золото, особенно при соединении меди с цинком и алюминием. Из металла получаются предметы очень тонкой работы. Начинающие ювелиры часто тренируют мастерство на таких изделиях, используя сплавы с маркировкой «Л68» и «Л62».
Как правильно ухаживать
Под воздействием внешней среды латунь тускнеет, теряя декоративные качества и яркость. Чтобы сохранить красоту и блеск материала, нужно правильно и регулярно ухаживать. Разберем основные способы очистки.
Чем запрещено мыть
На производстве изделия из медного сплава защищают специальным покрытием. Повредить тонкий слой легко наждачной бумагой. Абразивный материал даже с самым мелким зерном способен поцарапать или полностью удалить верхний оградительный ярус.
Для очистки изделий из латуни запрещено использовать уксус и кислоту на основе его. Агрессивное вещество разрушает цинк в составе сплава. В результате обесцинкования металл приобретает ядовито-красный цвет.
Народные средства
Для очистки и полировки используют подсолнечное масло. Жидкость справляется с незначительными пятнами. Растительный продукт наносят на ткань, которой усиленно трут поверхность. После удаления остатков вещества второй чистой тряпкой натирают предмет до блеска.
Для очистки изделий из латуни используют растворы с добавлением щавелевой кислоты. Самостоятельно приготовить средство можно из 1 л теплой воды и 20 мл вещества. Жидкость наносят на губку, обрабатывают проблемную поверхность. Через 30-40 минут на металле возникает налет, который удаляют мягкой зубной щеткой. Предмет тщательно моют в чистой влаге, после чего припудривают содой на полчаса. В конце процедуры ополаскивают и натирают до глянца.
Ацетон помогает убрать легкие пятна с латуни, придать изделию яркий блеск. Ватный диск смачивают в средстве, обрабатывают проблемные зоны. Технология подходит для предметов, поверхность которых не покрыта лаком. В ином случае едкая жидкость растворит верхний защитный слой.
Почистить латунные изделия поможет зубная паста. Небольшое количество массы выдавливают на ткань. Аккуратно протирают загрязненные участки до удаления пятен. Если потемнения сильные, то в состав добавляют несколько капель жидкого мыла. В конце процедуры предмет тщательно полощут и полируют.
Муравьиная кислота по эффективности уступает щавелевой, но все равно помогает справиться с проблемами латуни. Подходит 30% раствор вещества, который наносят ватным тампоном на поверхность. После завершения процесса тщательно моют в теплой влаге.
Промышленные составы
Сильнодействующая бытовая химия может не только разрушить защитный слой, но и трансформировать структуру сплава. Чтобы предупредить неприятность, рекомендуем использовать составы, предназначенные для латуни. Перед применением наносят любой состав пробно, на небольшие участки, иначе существует риск разрушить верхний слой.
Препарат «Металин» создали на основе соляной кислоты. Профессиональный концентрат поможет убрать с поверхности сплава толстые слои жира, окислы и пальцев отпечатки. Для приготовления раствора в теплую воду добавляют 20% очистителя. Состав наносят на латунь мягкой тряпкой или губкой. Через несколько минут смывают чистой влагой.
Химикат «Olex-2 Bronze Cleaner» выпускают в форме пасты. Сильнодействующее вещество помогает справиться с очень сильными загрязнениями и многолетними налетами. Средство тканевой салфеткой аккуратно наносят на поверхность. Через 5 минут химикат удаляют, металл полируют. После обработки на сплаве возникает тонкая пленка, препятствующая окислению.
Кислотный препарат «Делу» справляется с загрязнениями любой сложности. Профессиональный очиститель испаряет токсичные ингредиенты, опасные для органов дыхания и кожи. Во время работы для защиты надо надевать резиновые перчатки и респиратор.
Заключение
Сплав из меди с цинком – прочный материал, у которого привлекательный вид и дорогой блеск. Из соединения создают как детали для сложного оборудования, так и ювелирные изделия с декором и сантехникой. Если не знаете, латунь ржавеет или нет, советуем вспомнить об устойчивости металла к высокой влажности и коррозии. Правильный уход поможет сохранить декоративность.
Какие металлы ржавеют?
Что такое ржавчина?
Ржавчина, обычно называемая окислением, возникает, когда железо или металлические сплавы, содержащие железо, такие как сталь, подвергаются воздействию кислорода и воды в течение длительного периода времени.
Ржавчина образуется, когда железо подвергается процессу окисления, но не все окисления образуют ржавчину. Как уже говорилось выше, ржаветь может только железо или сплавы, содержащие железо, но и другие металлы могут подвергаться коррозии аналогичным образом.
Что такое коррозия?
Коррозия возникает, когда элемент, легко теряющий свои электроны (например, некоторые металлы), соединяется с элементом, который поглощает дополнительные электроны (кислород), а затем вступает в контакт с раствором электролита (водой). Работа воды в процессе коррозии заключается в ускорении потока электронов от металла к кислороду.
Что такое редукция?
Редукция – это название химической реакции, которая происходит, когда молекула получает электрон. Это роль кислорода в коррозии металлов.
Что такое окисление?
Окисление – это противоположная восстановлению реакция, которая происходит, когда молекула теряет электрон. Это роль воздействия металла в коррозии металла. Ржавчина и патина меди странного зеленого цвета – видимые результаты того, что металлы теряют свои электроны в воздухе.
Ржавеют ли медь, железо и алюминий?
Технически ржаветь может только железо и сплавы, содержащие железо. Другие металлы, включая драгоценные металлы, такие как золото и серебро, могут подвергаться аналогичной коррозии.
Что отличает определенные металлы, так это время, необходимое для того, чтобы они начали ржаветь или подвергаться коррозии.
Вот несколько примеров о том, как наиболее распространенные металлы противостоят ржавчине и коррозии.
В ассортименте нашей компании есть эффективный удалитель ржавчины с металлов «РжавоМед-У»
Ржавеет ли медь?
Медь не ржавеет, однако, корродирует. Медь имеет естественный коричневый цвет и при коррозии приобретает ярко-зеленый оттенок. Хотя некоторые считают, что реакция меди скорее потускнение, чем окисление, металл по-прежнему подвергается аналогичному процессу «ржавления».
В естественной среде медь крайне несклонна к коррозии. Тип коррозии, которая в конечном итоге приводит к поломке медных питьевых труб, называется эрозионной коррозией, и она возникает только из-за воздействия текущей турбулентной воды в течение длительного периода времени. Обычно видимая на старых монетах знаменитая красивая зеленая «патина» может полностью сформироваться за 20 лет.
Это один из немногих природных металлов, который не добывается из руды (хотя он может быть получен другими способами), пригодный для непосредственного использования в естественной среде. Этот, а также тот факт, что медь очень мягкая и с ней легко работать, повлекли за собой то, что медь стала одним из первых металлов, с которыми работали люди в истории человечества.
Фактически, медь имела такое большое значение, что у нас действительно есть период в истории, называемый медным веком.
Медь обладает высокой проводимостью к теплу и электричеству, поэтому ее часто используют в электропроводке.
Медь также имеет очень низкую реакционную способность. Известный инструмент в химии, который представляет собой последовательность металлов, упорядоченную от самой высокой до самой низкой реакционной способности до кислот, воды, извлечения металлов из их руд и других реакций. Из-за её низкой реакционной способности специальный сплав меди (90% меди и 10% никеля) используется для деталей лодок, которые в дальнейшем подвергаются воздействию морской воды, или в качестве труб для транспортировки питьевой воды. Если вы осмотритесь в своем доме или здании, то заметите, что во многих ваших приборах используются медные трубы для подачи и отвода воды.
По данным Министерства жилищного строительства и городского развития России, средний срок службы медной водопроводной трубы составляет 50-70 лет.
Ржавеет ли железо?
Да. Помните, что технически ржаветь может только железо и сплавы, содержащие железо.
По сравнению с коррозией других металлов, железо относительно быстро ржавеет, особенно если оно подвергается воздействию воды и кислорода. Фактически, когда железо подвергается воздействию воды и кислорода, оно может начать ржаветь в течение нескольких часов.
Железо также быстро ржавеет при воздействии высоких температур. Экстремальные температуры могут изменить химический состав металла, что делает его чрезвычайно склонным к рекомбинации с кислородом в окружающей среде.
Алюминий производится в 3 этапа:
Этап 1. Добыча полезных ископаемых
Этап 2. Обработка
Этап 3. Электролитическое восстановление (при котором образуется сам алюминий)
Алюминий получают из минерала боксита. Бокситы чаще всего встречаются в субтропических местах, таких как Африка, Западная Индия, Южная Америка и Австралия, хотя есть небольшие месторождения и в других местах, например, в Европе. Австралия является крупнейшим производителем бокситов. На его долю приходится около 23% мировой добычи.
Затем этот боксит перерабатывается в оксид алюминия, который состоит только из атомов алюминия и кислорода, связанных вместе.
Затем через оксид алюминия пропускается электрический ток, который отделяет различные компоненты друг от друга. Пузырьки кислорода образуются на одном конце, а капли чистого расплавленного алюминия собираются на другом.
Около 4-5 тонн боксита перерабатывается в 2 тонны оксида алюминия, что дает 1 тонну чистого алюминия.
Алюминий корродирует намного медленнее, чем другие металлы, такие как железо. Причина того, что алюминий не так легко подвергается коррозии, как другие металлы, заключается в его особой реакции с водой.
Обычно, когда вода вступает в контакт с металлом, она побуждает металл еще быстрее отдавать свои электроны окружающему его кислороду.
Однако у алюминия особая реакция на воду. Когда вода соприкасается с алюминием, атомы алюминия и кислорода (содержащиеся в металле, а не кислород в окружающем его воздухе) перемещаются дальше друг от друга.
Они окажутся почти на 50% дальше друг от друга, чем были в начале. Эта реакция удаления меняет молекулярную структуру алюминия настолько, что он становится химически инертным, а это означает, что он не так легко подвергается коррозии.
Как предотвратить ржавление металлов
Ржавчина – это естественная химическая реакция. Несмотря на то, что некоторые металлы ржавеют быстрее других, это не должно вас сдерживать от использования этих металлов для определенных целей. Есть много способов предотвратить ржавчину металлов, например, металлические краски и покрытия, защитные барьеры, барьерные пленки, а также многочисленные антикоррозионные растворы и лужение. В каждом методе используются разные соединения и материалы для создания защитного барьера между металлом и элементами, вызывающими ржавчину и коррозию.
В ассортименте нашей компании есть эффективный удалитель ржавчины с металлов «РжавоМед-У»
14 различных типов металлов
Термин «металл» происходит от греческого слова «metalléuō», что означает выкапываю или добываю из земли. Наша планета содержит много металла. На самом деле из 118 элементов периодической системы порядка 95 являются металлами.
Это число не является точным, потому что граница между металлами и неметаллами довольно расплывчата: нет стандартного определения металлоида, как нет и полного согласия относительно элементов, соответствующим образом классифицированных как таковые.
Сегодня мы используем различные виды металлов, даже не замечая их. Начиная с зажимов в сантехнике и заканчивая устройством, которое вы используете для чтения этой статьи, все они сделаны из определенных металлов. Фактически, некоторые металлические элементы необходимы для биологических функций, таких как приток кислорода и передача нервных импульсов. Некоторые из них также широко используются в медицине в виде антацидов.
Все металлы в периодической таблице можно классифицировать по их химическим или физическим свойствам. Ниже мы перечислили некоторые различные типы металлов вместе с их реальным применением.
Классификация по физическим свойствам
14. Легкие металлы
Сплав титана 6AL-4V
Примеры: Алюминий, титан, магний
Легкие металлы имеют относительно низкую плотность. Формального определения или критериев для идентификации этих металлов нет, но твердые элементы с плотностью ниже 5 г/см³ обычно считаются легкими металлами.
Металлургия легких металлов была впервые развита в середине 19 века. Хотя большинство из них происходит естественным путем, значительная их часть образуется при электротермии и электролизе плавленых солей.
Их сплавы широко используются в авиационной промышленности благодаря их низкой плотности и достаточным механическим свойствам. Например, сплав титана 6AL-4V составляет почти 50 процентов всех сплавов, используемых в авиастроении. Он используется для изготовления роторов, лопастей компрессоров, мотогондол, компонентов гидравлических систем.
13. Тяжелые металлы
Окисленные свинцовые конкреции и кубик размером 1 см3
Примеры: железо, медь, кобальт, галлий, олово, золото, платина.
Эти металлы редки в земной коре, но они присутствуют в различных аспектах современной жизни. Они используются в солнечных батареях, сотовых телефонах, транспортных средствах, антисептиках и ускорителях частиц.
Тяжелые металлы часто смешиваются в окружающей среде из-за промышленной деятельности, ухудшая качество почвы, воды и воздуха, а затем вызывая проблемы со здоровьем у животных и растений. Выбросы транспортных средств, горнодобывающие и промышленные отходы, удобрения, свинцово-кислотные батареи и микропластики, плавающие в океанах, являются одними из наиболее распространенных источников тяжелых металлов в этом контексте.
12. Белый металл
Подшипники из белого металла
Примеры: Обычно изготавливается из олова, свинца, висмута, сурьмы, кадмия, цинка.
Белый металлический сплав изготавливается путем объединения определенных металлов в фиксированных пропорциях в соответствии с требованиями конечного продукта. Основной металл для ювелирных изделий, например, формуется, охлаждается, экстрагируется, а затем полируется, чтобы придать ему точную форму и блестящий вид.
Они также используются для изготовления тяжелых подшипников общего назначения, подшипников внутреннего сгорания среднего размера и электрических машин.
11. Хрупкий металл
Хрупкое разрушение чугуна
Примеры: сплавы углеродистой стали, чугуна и инструментальной стали.
Металл считается хрупким, если он твердый, но не может противостоять ударам или вибрации под нагрузкой. Такие металлы под воздействием напряжения ломаются без заметной пластической деформации. Они имеют низкую прочность на разрыв и часто издают щелкающий звук при поломке.
Многие стальные сплавы становятся хрупкими при низких температурах, в зависимости от их обработки и состава. Чугун, например, твердый, но хрупкий из-за высокого содержания углерода. Напротив, керамика и стекло гораздо более хрупки, чем металлы, из-за их ионных связей.
Галлий, висмут, хром, марганец и бериллий также хрупки. Они часто используются в различных гражданских и военных целях, связанных с высокими деформационными нагрузками. Чугун, устойчивый к повреждениям в результате окисления, используется в машинах, трубах и деталях автомобильной промышленности, таких как корпуса коробок передач и головки цилиндров.
10. Тугоплавкий металл
Микроскопическое изображение вольфрамовой нити в лампе накаливания
Примеры: молибден, вольфрам, тантал, рений, ниобий.
Тугоплавкие металлы имеют чрезвычайно высокие температуры плавления (более 2000 °С) и устойчивы к износу, деформации и коррозии. Они являются хорошими проводниками тепла и электричества и имеют высокую плотность.
Другой ключевой характеристикой является их термостойкость: они не расширяются и не растрескиваются при многократном нагревании и охлаждении. Однако они могут деформироваться при высоких нагрузках и окисляться при высоких температурах.
Благодаря своей прочности и твердости они идеально подходят для сверления и резки. Карбиды и сплавы тугоплавких металлов используются почти во всех отраслях промышленности, включая горнодобывающую, автомобильную, аэрокосмическую, химическую и ядерную.
Металлический вольфрам, например, используется в ламповых нитях. Сплавы рения используются в гироскопах и ядерных реакторах. А ниобиевые сплавы используются для форсунок жидкостных ракетных двигателей.
9. Черные и цветные металлы
Валы-шестерни из (черной) нержавеющей стали
Черные металлы: Сталь, чугун, сплавы железа.
Цветные металлы: Медь, алюминий, свинец, цинк, серебро, золото.
Термин «железо» происходит от латинского слова «Ferrum», что переводится как «железо». Таким образом, термин «черный металл» обычно означает «содержащий железо», тогда как «цветной металл» означает металлы и сплавы, которые не содержат достаточного количества железа.
Поскольку черные металлы могут иметь широкий спектр легирующих элементов, которые значительно изменяют их характеристики, очень трудно поместить свойства всех черных металлов под один зонт. Тем не менее некоторые обобщения могут быть сделаны, например, большинство черных металлов являются твердыми и магнитными.
Черные металлы используются для применения с высокой нагрузкой и низкой скоростью, в то время как цветные металлы предпочтительны для применения с высокой скоростью и нулевой нагрузкой для применения с низкой нагрузкой.
Сталь является наиболее распространенным черным металлом. Она составляет около 80% всего металлического материала благодаря своей доступности, высокой прочности, низкой стоимости, простоте изготовления и широкому спектру свойств. Она широко используется в строительстве и обрабатывающей промышленности. Фактически, рост производства стали показывает общее развитие промышленного мира.
8. Цветные и благородные металлы
Ассортимент благородных металлов
Цветные металлы: медь, алюминий, олово, никель, цинк
Благородные металлы: родий, ртуть, серебро, рутений, осмий, иридий
Благородные металлы, с другой стороны, устойчивы к окислению и коррозии во влажном воздухе. Согласно атомной физике, благородные металлы имеют заполненный электрон d-диапазона. В соответствии с этим строгим определением, медь, серебро и золото являются благородными металлами.
Они находят применение в таких областях, как орнамент, металлургия и высокие технологии. Их точное использование варьируется от одного элемента к другому. Некоторые благородные металлы, такие как родий, используются в качестве катализаторов в химической и автомобильной промышленности.
7. Драгоценные металлы
Родий: 1 грамм порошка, 1 грамм прессованного цилиндра и 1 г аргонодуговой переплавленной гранулы
Примеры: палладий, золото, платина, серебро, родий.
Драгоценные металлы считаются редкими и имеют высокую экономическую ценность. Химически они менее реакционноспособны, чем большинство элементов (включая благородные металлы). Они также пластичны и имеют высокий блеск.
Несколько веков назад эти металлы использовались в качестве валюты. Но сейчас они в основном рассматриваются как промышленные товары и инвестиции. Многие инвесторы покупают драгоценные металлы (в основном золото), чтобы диверсифицировать свои портфели или победить инфляцию.
Классификация по химическим свойствам
6. Щелочные металлы
Твердый металлический натрий
Примеры: натрий, калий, рубидий, литий, цезий и франций.
Щелочь относится к основной природе гидроксидов металлов. Когда эти металлы реагируют с водой, они образуют сильные основания, которые легко нейтрализуют кислоты.
Они настолько реактивны, что обычно встречаются в природе в слиянии с другими веществами. Карналлит (хлорид калия-магния) и сильвин (хлорид калия), например, растворимы в воде и, таким образом, легко извлекаются и очищаются. Нерастворимые в воде щелочи, такие, как фторид лития, также существуют в земной коре.
5. Щелочноземельные металлы
Изумрудный кристалл, основной минерал бериллия.
Примеры: бериллий, кальций, магний, барий, стронций и радий.
Щелочноземельные металлы в стандартных условиях мягкие и серебристо-белые. Они имеют низкую плотность, температуру кипения и температуру плавления. Хотя они не так реакционноспособны, как щелочные металлы, они очень легко образуют связи с элементами. Как правило, они вступают в реакцию с галогенами, образуя галогениды щелочноземельных металлов.
Все они встречаются в земной коре, кроме радия, который является радиоактивным элементом. Радий уже распадался в ранней истории Земли из-за относительно короткого периода полураспада (1600 лет). Современные образцы поступают из цепочки распада урана и тория.
Щелочноземельные металлы имеют широкий спектр применения. Бериллий, например, используется в полупроводниках, теплопроводниках, электрических изоляторах и в военных целях. Магний часто сплавляют с цинком или алюминием для получения материалов со специфическими свойствами. Кальций в основном используется в качестве восстановителя, а барий используется в вакуумных трубках для удаления газов.
4. Переходные металлы
Примеры: титан, ванадий, хром, никель, серебро, вольфрам, платина, кобальт.
Большинство элементов используют электроны из своей внешней оболочки для связи с другими элементами. Переходные металлы, однако, могут использовать две крайние оболочки для соединения с другими элементами. Это химическая особенность, которая позволяет им связываться со многими различными элементами в различных формах.
Они занимают среднюю часть таблицы Менделеева, служа мостом между (или переходом) между двумя сторонами таблицы. Более конкретно, есть 38 переходных металлов в группах с 3 по 12 периодической таблицы. Все они являются пластичными, податливыми и хорошими проводниками тепла и электричества.
Многие из этих металлов, такие как медь, никель, железо и титан, используются в конструкциях и в электронике. Большинство из них образуют полезные сплавы друг с другом и с другими металлическими веществами. Некоторые из них, включая золото, серебро и платину, называются благородными металлами, потому что они крайне инертны и устойчивы к кислотам.
3. Постпереходные металлы
Висмут в виде синтетических кристаллов
Примеры: алюминий, галлий, олово, свинец, таллий, индий, висмут.
Физически они хрупки (или мягки) и имеют более низкую температуру плавления и механическую прочность, чем переходные металлы. Их кристаллическая структура довольно сложна: они проявляют ковалентные или направленные эффекты связи.
Различные металлы этого семейства имеют различное применение. Алюминий, например, используется для изготовления оконных рам, кухонной посуды, банок, фольги, деталей автомобилей. Оловянные сплавы используются в мягких припоях, оловянных и сверхпроводящих магнитах.
2. Лантаноиды
1-сантиметровый кусок чистого лантана
Примеры: лантан, церий, прометий, гадолиний, тербий, иттербий, лютеций.
Сплавы лантаноидов используются в металлургии из-за их сильных восстановительных способностей. Около 15 000 тонн лантаноидов ежегодно расходуется в качестве катализаторов и при производстве стекол. Они также широко используются в лазерах и оптических усилителях.
Некоторые исследования показывают, что лантаноиды могут быть использованы в качестве противораковых средств. Лантан и церий, в частности, могут подавлять пролиферацию раковых клеток и способствовать цитотоксичности.
1. Актиниды
Металлический уран, высокообогащенный ураном-235
Примеры: актиний, уран, торий, плутоний, фермий, нобелий, лоренций
Подобно лантаноидам, актиниды образуют семейство редкоземельных элементов с аналогичными свойствами. Они представляют собой серию из 15 последовательных химических элементов в периодической системе от атомных номеров 89 до 103.
Все они радиоактивны по своей природе. Синтетически произведенный плутоний, а также природные уран и торий являются наиболее распространенными актинидами на Земле. Первым актинидом, который был открыт в 1789 году, был уран. И большая часть существующих продуктов актинидов была произведена в 20 веке.