Металът е един от най-ранните материали, използвани от човечеството за поддържане на няколко сектора, започвайки от строителството до технологиите. Използването на метали, които са категоризирани като химични елементи с метални свойства, има различни дефинирани свойства, които в продължение на много векове са формирали обществото и са докоснали цивилизацията от каменната ера до съвременната епоха. Шокира ме колко са здрави и в същото време пластични, добри проводници на топлина, и допуска образуване на сплав, като по този начин ги прави подходящи за привидно безкрайни употреби. Тук ще обсъдим около 24 видовете метали и техните особености, за да разкрият колко многофункционален е този материал.
Какво представляват металите?
Металът като елемент или съединение се характеризира главно с определени качества, включително висока електрическа и топлопроводимост, пластичност, и способност за сплавяване. Те обикновено са лъскави и имат метална плътност при стайна температура, тъй като повечето от тях са метали, с изключение на живака. Металите са основни метали, които са широко достъпни в земната кора в комбинирана форма с други елементи, известни като руди, които се добиват и пречистват за употреба в промишлени приложения. Той може да създаде множество връзки и може да бъде проектиран в стоки.
Какво е черен метал?
Желязо означава до голяма степен съставен от желязо и е една от най-силните групи метали. При нормални условия и когато са изложени на влага и въздух, те ръждясват или корозират, освен ако не са защитени или направени в сплав. Те включват; стоманен чугун. Тези метали се използват често в строителството, в автомобилната индустрия, както и в производствените индустрии.
Какво е цветен метал?
Цветните метали са тези метали, които не са смесени с желязото или имат ограничени качества на желязото, съдържащо се в тях. Те обикновено са по-издръжливи срещу корозия и окисляване от феритните метали и са с по-леко тегло, по-пластичен, и притежава превъзходни електрически и топлопроводими характеристики. Те включват алуминий, мед, олово, цинк, злато, сребро, и титан и много други също могат да бъдат споменати тук. Обичайните употреби на цветни метали включват космическата промишленост, електрическата промишленост и производството на бижута.
24 Различни видове метали и техните свойства
Ето подробна разбивка на свойствата и приложенията на 24 метали:
1. Алуминий (Ал)
Имоти:
- Лек: Отличен за приложения, където се изисква здравина без добавена маса: около една трета от теглото на стоманата.
- Немагнитни: Това е полезно в електрониката, защото алуминият не реагира на магнитни полета.
- Устойчив на корозия: Той образува естествен оксиден слой, който го предпазва допълнително от корозия.
- Пластичност: Той е ковък и може да се опъне на жици, или тънки листове.
- Електрическа и топлопроводимост: Проводим е на електричество и топлина, но не толкова проводими като медта, но способността му да го прави го прави ценен в много приложения.
Употреби:
Космонавтика, автомобилен, опаковка, строителство, електроника, морски, потребителски стоки, Възобновяема енергия, Транспортна инфраструктура, Медицински изделия, и приложения за готварски съдове.
2. Желязо (Fe)
Имоти:
- Здрав и издръжлив: Основен градивен елемент в строителството.
- Магнитни: Един от най-магнетичните метали, жизненоважни в двигателите и генераторите.
- Тежка и плътна: Придава стабилност на конструкциите.
- Склонни към окисление: Нелекувани, ръждясва и се управлява чрез нанасяне на покритие или сплав.
Употреби:
- В Строителни материали, Автомобилна, производство, Тежка техника, ЖП, енергия, Защита & Военен, Корабостроене, Тръбопроводи и инфраструктура, Копаене, Домакински уреди, Инструменти и хардуер, Производство на селскостопанска техника и мебели
3. Стомана
Имоти:
- Висока якост на опън: За носещи конструкции, това е от съществено значение.
- Устойчивост на корозия (неръждаема стомана): Сплавите от неръждаема стомана, които съдържат хром, предотвратяват ръждясването.
- Разнообразие от видове: Има вариации в използването на въглерод, неръждаема, и легирани стомани.
Употреби:
- Инструменти, уреди, автомобилен, строителство, и инфраструктура.
4. Мед (Cu)
Имоти:
- Отличен диригент: За електрическо окабеляване, използвани най-често.
- Устойчив на корозия: С времето образува патина върху повърхността и предотвратява по-дълбока корозия.
- Антимикробно: Убива бактериите при контакт.
- Ковък и ковък: Може лесно да се превърне в жици или тръби.
Употреби:
- Електрическо окабеляване, водопровод, топлообменници, Възобновяема енергия, Телекомуникации, Медицинско оборудване, електроника, Индустриални машини, и медицински инструменти.
5. злато (Au)
Имоти:
- Ковък и пластичен: Може да се оформя на тънки листове.
- Нереактивен: Не потъмнява и не корозира, което го прави ценен в електрониката.
- Отличен диригент: Провежда електричество ефективно.
- Отразяващ и лъскав: Често се използва за естетически приложения в бижутата.
Употреби:
Бижута, електроника, валута, стоматология, и космическото пространство.
6. Сребро (Ag)
Имоти:
- Най-висока електропроводимост: По-скъп от медта, но не толкова добър, колкото медта.
- Топлопроводимост: Провежда топлина много добре.
- Ковък и ковък: Лесно се оформят на тънки слоеве.
- Антимикробно: Използва се и в медицински приложения за лечение на рани.
Употреби:
- електроника, бижута, съдове за хранене, огледала, медицински инструменти.
7. Титан (на)
Имоти:
- Високо съотношение на якост към тегло: По-лек от стомана, но също толкова здрав.
- Устойчив на корозия: Това образува пасивен оксиден слой, който предотвратява ръждата.
- Биосъвместим: Безопасен е за употреба в човешкото тяло.
- Немагнитни: Не пречи на магнитните полета.
Употреби:
- Медицински импланти, спортно оборудване, космическото пространство, и велосипеди от висок клас.
8. никел (в)
Имоти:
- Устойчив на корозия: Добавя издръжливост на сплавите.
- Феромагнитен: Използването им в специфична електроника е позволено от техните магнитни свойства.
- Пластичен и твърд: Може да се използва в среда с висок стрес.
Употреби:
Производство от неръждаема стомана, монети, батерии, и електроника.
9. Водя (Pb)
Имоти:
- Висока плътност: Използва се за приложения за тегло и стабилност.
- Мек и ковък: Може да се оформя лесно.
- Устойчив на корозия: Добавяне на дълготрайност към водещите приложения, не се корозира лесно.
- Ниска точка на топене: Топим или формован с малко топлина.
Употреби:
Радиационно екраниране, батерии, и сплави.
10. Платина (Пт)
Имоти:
- Устойчив на корозия: Окисляване не настъпва дори при екстремни условия.
- Висока точка на топене: Добър за приложения при високи температури.
- Каталитичен: Може да улесни химичните реакции, без да се консумира.
- Плътен и ковък: Също така лесен за работа и издръжлив.
Употреби:
Катализатори, бижута, електроника, и лабораторно оборудване.
11. Цинк (Zn)
Имоти:
- Устойчив на корозия: Често се използва като защитно покритие.
- Ниска точка на топене: Лесен за формоване и работа.
- Чуплив при стайна температура: Става по-ковък при по-високи температури.
- Реактивен: Образува оксиден слой, което се стреми да го предпази от по-нататъшно разграждане.
Употреби:
Това е жизненоважен микроелемент за тялото и за поцинковане на стомана, сплави за леене под налягане, и батерии.
12. хром (Кр)
Имоти:
- Устойчив на корозия: Не ръждясва лесно дори при тежки условия.
- Висок блясък: Придава блясък, отразяваща повърхност.
- Твърд и чуплив: Той е крехък, но добавя твърдост към сплавите.
- Образува оксиден слой: Помага за защита на метала отдолу.
Употреби:
- Неръждаема стомана, хромиране, и пигменти.
13. Магнезий (Mg)
Имоти:
- Лек: Намалява натоварването в сплави около две трети от теглото на алуминия.
- Запалим: Използва се при факли, защото гори при високи температури.
- Пластичен, когато е легиран: Магнезият е крехък, но легирането ще укрепи.
- Добър проводник на електричество: Използва се в определени електрически приложения.
Употреби:
Автомобилна, космическото пространство, електроника, фойерверки.
14. Кобалт (Co)
Имоти:
- Твърди и магнитни: Идеален е за магнити и издръжливи сплави.
- Устойчив на корозия: Издържа много добре в среда с високи температури.
- Висока точка на топене: Добър за суперсплави.
- Каталитичен: Химични и екологични процеси.
Употреби:
Сплави, пигменти, магнити, и батерии.
15. Волфрам (У)
Имоти:
- Най-висока точка на топене: Издържа на екстремни горещини.
- Много твърд и плътен: Може да реже други метали дори под напрежение.
- Устойчив на корозия: Рядко потъмнява.
- Висока якост на опън: Дори когато е разтегнат, ще устои на счупване.
Употреби:
Военни приложения, електрически контакти, нишки, и режещи инструменти.
16. Молибден (мо)
Имоти:
- Висока точка на топене: Настройки за висока температура.
- Укрепва сплавите: Без повишаване на якостта, но по-добра устойчивост на износване.
- Устойчив на корозия: Понася добре агресивни среди.
- Добър диригент: Той също така подпомага ефективния пренос на топлина в сплави.
Употреби:
Двигатели и нагревателни елементи, и стоманени сплави.
17. Паладий (Pd)
Имоти:
- Каталитичен: Ускорява химичните реакции.
- Абсорбира водород: Съхранението и горивните клетки са уникални.
- Устойчив на корозия: Рядко потъмнява.
- пластичен: Могат да се оформят на тънки пластове, без да се счупят.
Употреби:
електроника, бижута, горивни клетки, и каталитични конвертори.
18. Меркурий (Hg)
Имоти:
- Течност при стайна температура: Уникален сред металите.
- Висока плътност: По-тежки от повечето метали.
- Проводим: Ще провежда добре електричество.
- Токсичен: Изисква внимателно боравене.
Употреби:
Флуоресцентно осветление, термометри, и барометри.
19. Бисмут (Би)
Имоти:
- Нетоксична алтернатива на оловото: Безопасен за хранителна и медицинска употреба.
- Висока плътност и ниска точка на топене: Идеален за нискотопими сплави.
- Нереактивен: Не ръждясва и не се държи добре.
- Разширява се при втвърдяване: Полезен в калъпи.
Употреби:
Като екологичен заместител на оловото, във фармацевтиката, козметика, и сплави.
20. Родий (Rh)
Имоти:
- Светлоотразителни: Често се използва в огледала.
- Устойчив на корозия: Не потъмнява лесно.
- Каталитичен: Помага за разграждането на замърсителите.
- Висока точка на топене: Понася екстремни температури.
Употреби:
- Бижута, каталитични конвертори, електроника.
21. Кадмий (Cd)
Имоти:
- Устойчив на корозия: Тежките условия издържат добре.
- Токсичен: Поради рискове за здравето, ограничена употреба.
- Проводим: Особено ефективен за използване в електрически приложения.
- Чуплив: Чупи се лесно при стрес.
Употреби:
Пигменти, батерии, и покрития.
22. Антимон (сб)
Имоти:
- Крехък и кристален: Чупи се лесно, но е стабилен, твърд метал.
- Лош диригент: Той е непроводим за метал.
- Увеличава твърдостта на сплавите: Често легирани, за да станат твърди.
- Умерена устойчивост на корозия: Не е толкова устойчив като металите, като платина, но стабилен.
Употреби:
Батерии, електроника, и полупроводници.
23. Ванадий (V)
Имоти:
- Високо съотношение на якост към тегло: Добавя сила, без голяма тежест.
- Устойчив на корозия: Не ръждясва лесно.
- Ковък и ковък: Може да се формира без да се счупи.
- Каталитичен: Химични реакции, особено при производството на сярна киселина.
Употреби:
Химическо производство, аерокосмически компоненти, инструменти, и стоманени сплави с висока якост.
24. литий (Ли)
Имоти:
- Най-лекият метал: Плава върху вода, много ниска плътност.
- Силно реактивен: Реагира с вода и въздух, така че трябва да се съхранява внимателно.
- Висок електрохимичен потенциал: Той дава своята стойност в приложенията на батериите.
- Мек и пластичен: Лесно се оформя и се реже с нож.
Употреби:
- Те включват акумулаторни батерии (напр., литиево-йонни за електроника и електрически превозни средства), лекарства за разстройства на настроението, и някои сплави с висока производителност.
Заключение
В заключение, много индустрии разчитат в голяма степен на металите за техните свойства поради ниското им тегло и устойчивост на корозия, Алуминият е добър избор за космическата и автомобилната промишленост, и желязото и стоманата са необходими за конструкцията и инфраструктурата, за да имат здравина и издръжливост. Електрическото окабеляване използва добрата проводимост на медта, докато злато, платина, и среброто имат двойна употреба за електроника и бижута, защото те също отговарят на неговата проводимост и хубав външен вид.
Често задавани въпроси
Кои са черните метали и кои са цветните?
Ферометалите съдържат желязо и са податливи на ръжда, докато неферометалните метали не съдържат желязо и следователно не са податливи на ръжда толкова, колкото ферометалните метали.
Защо цветните метали са избрани за използване в космическото пространство?
Черните и цветните метали – алуминий и титан – са меки, лек, имат висока устойчивост на корозия, и са здрави материали, подходящи за космическа употреба.
Как може да се предотврати ръждясването на черни метали?
Тъй като реагира директно с въздуха, избягвайте използването на желязо и стомана или го боядисвайте, използвайте защитни покрития, или използвайте сплави без ръжда или редовно го ремонтирайте.
Могат ли всички цветни метали да се рециклират?
да, материали като алуминий и мед са лесни за рециклиране, и използването им запазва много ресурси.
