Neželezné, drahé a železné druhy kovů a jejich vlastnosti

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Kovy jsou velkou skupinou jednoduchých prvků s charakteristickými vlastnostmi, jako je vysoká tepelná a elektrická vodivost, kladný teplotní koeficient a další. Abyste správně klasifikovali a pochopili, co je co, musíte se vypořádat se všemi nuancemi. Zkusme s vámi zvážit takové základní druhy kovů, jako jsou železné, neželezné, drahé a také slitiny. Toto je poměrně obsáhlé a složité téma, ale pokusíme se vše umístit na police.

Co by měl každý vědět?

Před zařazením kovů do skupin je nutné porozumět hlavním rysům. Mezi primární patří záporný koeficient vodivosti elektřiny. To naznačuje, že s klesající teplotou se zvyšuje vodivost a některé vodiče se stávají supravodiči. Současně zvýšení teploty vede k částečnémunebo úplná ztráta šířky pásma. Sekundární vlastnosti zahrnují kovový lesk, stejně jako vysoký bod tání. Některé kovy ve formě sloučenin navíc hrají roli redukčního činidla při redoxních reakcích. Upozorňujeme, že čisté kovy se v přírodě prakticky nikdy nevyskytují, takže byste neměli zapomínat ani na rudu a nugety.

O železných kovech

Do této skupiny patří železo a také jeho slitiny (litina, feroslitiny). Železné kovy jsou ve skutečnosti slitinou železa a uhlíku, ale kromě toho existují další chemické prvky, jako je síra, fosfor, křemík atd., kterými jsou nejčastěji měď, chrom nebo nikl. Všechny druhy železných kovů jsou klasifikovány podle obsahu uhlíku. Existují tedy následující slitiny:

• Litina – množství uhlíku se pohybuje od 2 do 4,3 %, v některých případech dosahuje kritické úrovně 5 %. Různé chemické prvky přímo ovlivňují vlastnosti produktu. Takže síra s fosforem zvyšují křehkost, zatímco přísady chrómu a niklu činí litinu odolnější vůči teplu a korozi.
• Ocel - obsah uhlíku do 2%. Od litiny se liší vysokou tažností a také vysokým technologickým výkonem (snáze zpracovatelný).

Vlastnosti litiny a oceli v detailu

V současné době existujeněkolik typů litiny, které se používají v každodenním životě, stejně jako v průmyslu: slévárenství (šedá) a konverze (bílá). Ten se liší od prvního typu tím, že uhlík je ve vázaném stavu ve formě cementu, v prvním případě - ve volném stavu ve formě grafitu. Snížení pevnosti tohoto materiálu je způsobeno tím, že grafitové desky porušují kovovou strukturu a tím ji oslabují. Je zde upravená šedá litina. Jeho vlastnosti spočívají v tom, že grafit má kulovitý tvar, což zvyšuje mechanické vlastnosti produktu.

Pravděpodobně jste si již uvědomili, že se staly všestrannějšími, protože ve složení není tolik uhlíku. Konstrukční oceli tedy obsahují od 0,02 do 0,85 % uhlíku a používají se ke konstrukci. Jejich hlavní výhodou je dobrá plasticita. Stupeň křehkosti je nízký. Existují i instrumentální, ve kterých je obsah uhlíku o něco vyšší - od 0,65 do 1,4 %, jde tedy o pevnější slitinu, ale křehkou. Používá se, jak již z názvu vyplývá, jako polotovar pro tvorbu nástrojů (řezání, řezání pracovních částí strojů a sestav). Zde jsme se podívali na typy železných kovů, takže pojďme dále.

Vzácné kovy

Tato skupina zahrnuje chemicky stabilní slitiny, které neoxidují ve vodě a na vzduchu. Stojí za zmínku, že počet takových kovů na celé planetě je relativně malý a proces těžby a zpracování je extrémně složitý a časově náročný. Jestliže lidstvo dlouhou dobu znalo jen asi 7 skupin, dnes jich je několik.více. Takže nejznámější druhy drahých kovů: zlato, stříbro, platina, osmium, rhodium, palladium, iridium atd. Všechny se nacházejí v přírodě. Existují také takzvané izotopy. Získávají se v laboratořích složitými chemickými reakcemi. Nejdražším takovým kovem je kalifornium-252 v hodnotě 500 000 dolarů za gram. Osmium-187, získané v moderních laboratořích, patří mezi nejžádanější.

O stříbře a zlatě

Od doby kamenné lidé znali takový kov, jako je zlato. S jistotou lze říci, že jde o nejdůležitější vzácný kov na světě. V přírodě se nejčastěji vyskytuje jako nugety s malým množstvím nečistot nebo ve slitině se stříbrem. Mezi výjimečné vlastnosti patří tepelná vodivost a velmi nízký odpor. Samozřejmě si nelze nevšimnout kujnosti zlata, a proto je mimořádně oblíbeným materiálem pro výrobu šperků. Zajímavost: největší zlatý nuget byl nalezen v Austrálii. Vážil asi 90 kilogramů.

Pokud vezmeme v úvahu hlavní typy drahých kovů, pak nemůžeme mluvit o stříbře. V přírodě se tento materiál nachází v přirozené formě (stříbrná ruda). Ale stojí za zmínku, že hlavní výroba se provádí z komplexních rud, kde je relativně málo stříbra, ale ložiska takových minerálů jsou běžnější. Je to velmi měkký a tažný kov, který má výjimečnou elektrickou a tepelnou vodivost.

Rhodium a platina

Rhodium je kov, nemít vlastní minerály je proto jedním z nejdražších. Za gram budete muset zaplatit více než 220 dolarů. Tento ušlechtilý kov má stříbřitou barvu s namodralým nádechem. Vyznačuje se odolností vůči chemickým a tepelným vlivům, ale je extrémně zranitelný vůči mechanickému poškození kvůli své křehkosti. Protože je poměrně drahý, používá se pouze tam, kde není možné najít analog.

Pokud vezmeme v úvahu typy a typy kovů, pak nemůžeme říci o platině, objevené v roce 1952 švédským chemikem. Jedná se o poměrně vzácný materiál a v přírodě se vyskytuje pouze v kombinaci se slitinami s jinými kovy. Proces těžby je extrémně pracný a vyžaduje velké investice, ale vyplatí se to, protože žádná dosud známá kyselina neovlivňuje platinu. Při zahřátí nemění barvu a neoxiduje.

Druhy neželezných kovů

Tato skupina je nejžádanější, protože většinu materiálů tvoří suroviny pro výrobu válcovaného kovu. Pokud se budeme bavit o rozsahu, tak ten je poměrně rozsáhlý, jde o: strojírenství, metalurgii, radioelektroniku, špičkové technologie atd. Podle fyzikálních vlastností se rozlišují tyto druhy neželezných kovů:

• těžký (olovo, zinek, cín, nikl atd.);
• lehký (hliník, titan, hořčík atd.).

Podle této klasifikace se rozlišuje metalurgie lehkých a těžkých kovů. Není žádným tajemstvím, že z této skupiny lze vyrobit naprosto jakoukoli techniku. Vezměte prosím na vědomí, že pro barvuzahrnuje všechny typy kovových slitin kromě železa. Teď pojďme dál.

Hlavní typy těžkých kovů

K dnešnímu dni existuje přibližně 40 definic pojmu této skupiny materiálů. Mezi charakteristické rysy patří působivá atomová hmotnost, obvykle více než 50. Z toho můžeme usoudit, že vše, co přichází po vanadu (bez ohledu na hustotu), by mělo být zahrnuto do seznamu. Pokud se však použije jiná definice, pak určujícím parametrem může být hustota, která by měla být vyšší než hustota železa (8 g/cm3). V tomto případě bude seznam obsahovat: olovo, rtuť, měď, ale za seznamem bude cín. Dnes je otázka znečištění životního prostředí touto skupinou extrémně akutní. To je způsobeno tím, že mnoho kovů se používá v těžkém průmyslu a končí v oceánu spolu s odpadními vodami. Hlavním problémem je vysoká toxicita rtuti, olova, kadmia. Některé typy těžkých kovů mají navíc tendenci se hromadit v živých organismech. Takže v důsledku otravy rtutí v roce 1977 bylo obětí více než 2300.

Rtuť, olovo a kadmium

Toto jsou nejnebezpečnější těžké neželezné kovy. Jsou hlavními znečišťujícími látkami životního prostředí. Rtuť je pro člověka vysoce toxický kov, do oceánu se dostává atmosférou a odpadními vodami. Při spalování uhlí v elektrárnách se sloučeniny rtuti uvolňují do atmosféry a poté padají do oceánu jako srážky. Kromě toho se v nich hromadí mnoho sladkovodních a mořských živočichůznačné množství rtuti v těle, které nejednou vedlo k lidské otravě a dokonce smrti.

Kadmium je rozptýlený a poměrně vzácný prvek, který se dostává do oceánu spolu s odpadními vodami z hutního průmyslu a úpraven rud. Je třeba poznamenat, že kadmium je v lidském těle přítomno, ale je ho velmi málo. Při chronické otravě jsou zničeny kosti a začíná anémie. Pokud jde o olovo, tento kov v rozptýleném stavu se nachází téměř všude. Takové druhy kovů, jejichž fotografie jsme uvedli výše, se z těla vylučují, ale poměrně pomalu, takže jejich nadbytek způsobuje vážné zdravotní problémy. Spolu s kontinentálním prachem se do oceánu spolu se srážkami dostává přibližně 25 000 tun olova.

Poznámka

Jak vidíte, existuje celá řada typů a vlastností kovů. Něco není vůbec nebezpečné a každý den nosíme na ruce stříbrný kříž a zlatý prsten. Radioaktivní látky mohou zabít člověka, a tak se ekologové po celém světě snaží částečně vyřešit otázku uvolňování nebezpečných kovů do oceánu a atmosféry. Samozřejmě je velmi obtížné takové problémy řešit, zvláště vezmeme-li v úvahu, že většina podnikatelů kontakt vůbec nenavazuje. Nezapomínejte však, že bez vodičů, které se skládají také z kovu, jsou elektrické obvody nemožné a bez železa nebudou žádná auta a další nám známé věci.

Nedotkli jsme se skupiny tzv. radioaktivních kovů Mendělejevovy periodické tabulky. Tadyzahrnují: technecium, polonium, promethium atd. Hlavním účelem je použití v jaderných reaktorech a zbraních, což je činí velmi nebezpečnými.

Závěr

Určitě jste si všimli, že existuje mnoho různých druhů kovů. V přírodě se jich většina vyskytuje ve formě rud a tvoří různé sulfidy, uhličitany a další chemické sloučeniny. K získání čistých kovů a jejich dalšímu využití slouží moderní technologické čistící a obohacovací linky. Jistě vás bude zajímat, že lidské tělo obsahuje i malé množství sloučenin kovů – asi 3 %. Takže vápník máme v kostech, železo v krvi, hořčík se neustále hromadí ve svalech a měď je v játrech.

No, to je v zásadě vše, co lze říci o tom, jaké typy kovových slitin existují. Přestože se jedná o poměrně komplikované téma, může být zajímavé pro milovníky metalurgie.