فلزات همیشه و همه جا ما را احاطه کرده اند. امروزه بخشی جدایی ناپذیر از بسیاری از چیزهایی است که ما هر روز از آنها استفاده می کنیم. کافی است به اطراف اتاقی که در آن هستید نگاه کنید تا بفهمید که واقعاً چنین است.
از دوران مدرسه، ما می دانیم که همه این مواد معدنی به دو گروه بزرگ تقسیم می شوند - فلزات آهنی و غیر آهنی. کدام یک از آنها متعلق به کدام گروه است، باید دریابیم. چه فلزات غیر آهنی در سیاره ما وجود دارد؟
بلک متال چیست
مقوله "فلزات آهنی" شامل آهن و تمام آلیاژهای آن است که در حال حاضر وجود دارد. آهن به صورت خالص فقط در آزمایشگاه های تحقیقاتی یافت می شود. عمدتاً فولاد است.
این نوع فلز با ترکیب آهن با کربن و افزودن عناصر اضافی که به فلز حاصل خواص خاصی می دهد که در یک تولید خاص ضروری است (مثلاً مغناطیسی) تشکیل می شود.
آهن و فولاد
به عنوان یک قاعده، در تولید فلزات آهنی، چند مرحله استاندارد وجود دارد: استخراج سنگ معدن و فرآوری آن در کوره بلند. پس از این، چدن به دست می آید که متعاقباً از آن دریافت می شودهر نوع فولاد و آلیاژ آهن. دومی بیشتر در صنایع سنگین استفاده می شود. بر خلاف آنها، فلزات غیر آهنی ماده نرم تری با خواص کمی متفاوت هستند و در مناطق متفاوتی استفاده می شوند.
ترکیب چدن شامل ۹۳ درصد آهن و حدود ۳ تا ۵ درصد کربن، به علاوه عناصر باقیمانده در مقادیر کم است. این ماده به دلیل شکننده بودن به ندرت برای تولید استفاده می شود. می توان آن را در ساخت انواع خاصی از لوله ها، شیرها یا شیرآلات یافت. اما بیشتر آهن تولید شده (بیش از 90٪) به فولاد تبدیل می شود.
انواع اصلی فولادی که از آهن ساخته می شوند عبارتند از: کربن و فولاد کم کربن (سخت شده)، ضد زنگ، فریت-کروم، کروم، مارتنزیتی-کروم، کروم-وانادیم، آلیاژ، نیکل، تنگستن، مولیبدن. و فولاد منگنز.
سنگ آهن
در شکل خالص خود، این عنصر جدول تناوبی در پوسته زمین در مقادیر نسبتاً کمی (فقط 5.5٪) وجود دارد. اما مقدار زیادی از آن در ترکیب سنگ های مختلف آهن وجود دارد.
مهمترین ذخایر (ذخایر بیش از 30 تریلیون تن) لایه هایی از کوارتزیت های آهن دار هستند که عمر آنها بیش از دو میلیارد سال است. آنها عمدتاً در مناطقی مانند آمریکای جنوبی و شمالی، آفریقا، هند و غرب استرالیا توزیع می شوند.
فلزات غیر آهنی چیست
گروه بزرگ دیگری از فلزات، بر خلاف گروه قبلی، بیشتر داردخواص نرم، انعطاف پذیرتر هستند، هدایت حرارتی و الکتریکی، مقاومت در برابر خوردگی و بسیاری موارد دیگر دارند.
فلزات غیرآهنی نام ترکیبی همه فلزات و آلیاژهای آنها به استثنای آهن است. همچنین می توان آنها را "فلزات غیر آهنی" نامید که کاملاً منصفانه است.
فلزات غیرآهنی عبارتند از:
- طلا، نقره، پلاتین (فلزات گرانبها)؛
- آلومینیوم، تیتانیوم، منیزیم، لیتیوم، بریلیم (سبک)؛
- مس، قلع، سرب، روی، کبالت، نیکل (سنگین)؛
- نیوبیم، مولیبدن، زیرکونیوم، کروم، تنگستن (نسوز)؛
- ایندیم، گالیم، تالیم (پراکنده)؛
- اسکاندیم، ایتریم و همه لانتانیدها (زمینی کمیاب)؛
- رادیوم، تکنسیم، اکتینیم، پلونیوم، توریم، فرانسیم، اورانیوم و عناصر فرااورانیوم (رادیواکتیو).
تاریخچه متالورژی غیرآهنی
فلزات غیرآهنی امروزه به طور فعال در مهندسی، صنایع شیمیایی، ساخت و ساز و بسیاری از زمینه های دیگر تولید استفاده می شود. به لطف پیشرفت های علمی و فناوری، دامنه این مواد به طور مداوم در حال گسترش است و فناوری های استخراج فلزات همچنان در حال پیشرفت هستند.
با گذشت زمان، استفاده از فلزات غیرآهنی افزایش یافته است که منجر به کشف عناصر و نام‌های جدیدی شده است. بیشتر و بیشتر از فلزات در تولید استفاده می شود. در آغاز قرن بیستم، حدود 15 مورد استفاده شد، و پس از 50 سال - دو برابر. تا به امروز، بیش از 70 فلز مختلف استفاده می شود که اکثریت در بین فلزات فعلی استمعروف.
رشد سطح تقاضا برای فلزات سنگین غیرآهنی به دلیل نیازهای روزافزون صنایع نظامی (برای تولید مهمات) بود، اما گروهی از فلزات سبک در صنعت هوافضا استفاده شدند.
گروه نجیب از زمان های قدیم برای ساخت جواهرات و زیور آلات به طور گسترده ای استفاده می شده است. در دهه 90 قرن بیستم، 78 درصد طلا، 36 درصد پلاتین و 15 درصد نقره برای این اهداف استفاده می شد. اگر بخش‌های دیگری را در نظر بگیریم که از فلزات غیرآهنی گرانبها استفاده می‌شود، تولید الکترونیکی (تماس‌های طلا در دستگاه‌ها)، تولید خودرو (حدود 43 درصد پلاتین)، و نقره برای ساخت فیلم و مواد عکاسی استفاده می‌شود.
ویژگی های فلزات غیر آهنی
هر یک از فلزات این گروه دارای خواصی است که تا حد زیادی تعلق آن را به آن مشخص می کند. این همچنین منجر به استفاده از فلزات غیر آهنی در بسیاری از صنایع می شود.
بنابراین، به عنوان مثال، اکثر آنها ظرفیت گرمایی و رسانایی حرارتی بالایی دارند که به آنها توانایی خنک شدن سریع پس از جوشکاری را می دهد. این یک نقطه ضعف دارد: هنگام کار با فلزاتی مانند منیزیم و مس، باید بلافاصله قبل از جوشکاری آنها را گرم کنید و در طول فرآیند باید از منابع حرارتی قوی استفاده کنید تا سرد نشوند.
یکی دیگر از ویژگی های مشخصه کاهش خواص مکانیکی است. با توجه به این موضوع، لازم است با دقت با آنها کار کنید تا از تغییر شکل جلوگیری شود.
فلزات غیر آهنی در فرآیند گرمایش فعالبا گازها واکنش نشان می دهد. تیتانیوم، مولیبدن و تانتالیوم به وضوح این ویژگی را نشان می‌دهند.
این گروه از فلزات را می توان برای مدت طولانی مورد استفاده قرار داد، اما باید از آنها در برابر اکسیژن محافظت کرد که فلزات را از بین می برد. برای انجام این کار، هادی ها، به عنوان مثال، با یک لاک محافظ پوشانده می شوند. پیش از این، فلز در دو لایه خود را به فرآیند پرایمینگ می‌رساند.
سنگ مس
این نوع سنگ معدن رایج ترین در دسته غیر آهنی است. این فلز همچنین دارای وسیع ترین حوزه استفاده است: ساخت و ساز، انرژی صنعتی، هواپیماسازی، پزشکی، تولید مبدل های حرارتی کارآمد و بسیاری موارد دیگر.
مکان‌های ذخایر مس نیز متنوع هستند. امروزه اهمیت زیادی به کانسنگ های پراکنده ضعیف (نوع پورفیرات) داده می شود که در دریچه های آتشفشان ها استخراج می شوند. یک عنصر شیمیایی از محلول داغی که از محفظه‌های ماگما به دست می‌آمد، تشکیل شد. ذخایر بزرگی از چنین سنگ معدنی در آمریکای شمالی و جنوبی قرار دارد.
نوع دیگری از سنگ مس پیریت است که از کف دریاها و اقیانوس ها استخراج می شود. منبع - در اورال فرود می آید.
و منبع عظیم دیگری از این نوع سنگ ها ماسه سنگ مس است (منطقه چیتا در روسیه، کاتانگا در آفریقا).
بنابراین، فلزات غیر آهنی یک ماده ضروری برای ساخت بسیاری از چیزهایی هستند که ما را احاطه کرده اند.
