Кольорові, дорогоцінні і чорні види металів і їх характеристика
Метали - це велика група простих елементів з характерними особливостями, такими як висока тепло- і електропровідність, позитивний температурний коефіцієнт і інше. Щоб правильно класифікувати і зрозуміти, що до чого, необхідно розібратися з усіма нюансами. Давайте спробуємо з вами розглянути такі основні види металів, як чорні, кольорові, дорогоцінні, а також сплави. Це досить велика і складна тема, але ми постараємося розкласти все по поличках.
Содержание
Що повинен знати кожен?
Перш ніж класифікувати метали за групами, необхідно розібратися з основними ознаками. До першорядним відносять негативний коефіцієнт провідності електрики. Це говорить про те, що з пониженням температури провідність підвищується, і деякі провідники стають сверхпроводниками. В цей же час підвищення температури призводить до часткової або повної втрати пропускної здатності. До другорядними ознаками необхідно віднести металевий блиск, а також високу температуру плавлення. Крім цього, деякі метали у вигляді сполук відіграють роль відновника при окислювально-відновних реакціях. Зверніть увагу на те, що в природі чисті метали практично не зустрічаються, тому забувати про руду і самородках теж не потрібно.
Про чорних металах
До даної групи відносять залізо, а також його сплави (чавун, феросплави). По суті, чорні метали - це сплав заліза з вуглецем, але крім цього в складі є і інші хімічні елементи, наприклад сірка, фосфор, кремній і ін. Якщо потрібно надати сплаву специфічні властивості, необхідні для виконання певних цілей, додаються легуючі речовини, в якості яких найчастіше виступає мідь, хром або нікель. Класифікуються всі види чорних металів за змістом вуглецю. Так, існують такі сплави:
- Чавун - кількість вуглецю коливається від 2 до 4,3%, в деяких випадках досягає критичної позначки в 5%. Різні хімічні елементи прямим чином впливають на властивості виробу. Так, сірка з фосфором підвищують крихкість, а хромові і нікелеві присадки роблять чавун більш жаростійким і стійким до корозії.
- Сталь - вміст вуглецю до 2%. Відрізняється від чавуну високої пластичністю, а також високими технологічними показниками (простіше піддається обробці).
Особливості чавуну і сталі в подробицях
В даний час існує декілька видів чавуну, які використовуються в побуті, а також промисловості: ливарний (сірий) і переробний (білий). Останній відрізняється від першого виду тим, що вуглець знаходиться у зв`язаному стані у вигляді цементу, в першому ж випадку - у вільному стані у вигляді графіту. Зниження міцності даного матеріалу обумовлено тим, що пластинки графіту порушують металеву структуру, тим самим послаблюючи її. Існує модифікований сірий чавун. Його особливості в тому, що графіт знаходиться в кулястої формі, що підвищує механічні властивості виробу.
Ви напевно вже встигли зрозуміти, що стали більш універсальні, що обумовлено не такою великою кількістю вуглецю в складі. Так, конструкційні стали містять від 0,02 до 0,85% вуглецю і використовуються для будівництва. Основна їхня перевага полягає в хорошій пластичності. Ступінь крихкості низька. Є ще інструментальні, в яких вміст вуглецю трохи більше - від 0,65 до 1,4%, отже, це більш міцний сплав, але крихкий. Використовується, як можна зрозуміти з назви, в якості заготовки для створення інструментів (різальних, пиляльних робочих органів машин і агрегатів). Ось ми розглянули види чорних металів, тому давайте підемо далі.
благородні метали
До даної групи належать хімічно стійкі, що не окислюються у воді і повітрі сплави. Варто зазначити, що кількість таких металів на всій планеті відносно невелике, а процес видобутку та обробки виключно складний і трудомісткий. Якщо здавна людство знало все про 7 групах, то сьогодні їх трохи більше. Так, найбільш відомі види дорогоцінних металів: золото, срібло, платина, осмій, родій, паладій, іридій та ін. Всі вони зустрічаються в природі. Також існують так звані ізотопи. Їх отримують в лабораторіях шляхом складних хімічних реакцій. Найдорожчий такий метал - калифорний-252 вартістю 500 тисяч доларів за грам. До найбільш ж затребуваним відноситься осмій-187, який отримують в сучасних лабораторіях.
Про срібло та золото
Ще з епохи кам`яного віку люди знайомі з таким металом, як золото. Можна з упевненістю сказати про те, що це найголовніший дорогоцінний метал у всьому світі. У природі найчастіше зустрічається в якості самородків з невеликою кількістю домішок або в сплаві з сріблом. До виключних особливостей варто віднести теплопровідність і дуже низький опір. Звичайно, не можна не відзначити гнучкість золота, через що воно є вкрай популярним матеріалом для виготовлення ювелірних виробів. Цікавий факт: найбільший золотий самородок знайшли в Австралії. Важив він близько 90 кілограмів.
Якщо розглядати основні види дорогоцінних металів, то не можна не сказати про срібло. У природі цей матеріал зустрічається в самородному вигляді (Срібна руда). Але варто зазначити, що основний видобуток здійснюється з комплексних руд, де срібла відносно небагато, але поклади таких копалин зустрічаються частіше. Це дуже м`який і пластичний метал, який має виняткову електро- і теплопровідністю.
Родій і платина
Родій - метал, який не має власних мінералів, тому є одним з найдорожчих. За грам доведеться віддати більше 220 доларів. Даний благородний метал має сріблястий колір з блакитним відливом. Відрізняється своєю стійкістю до хімічних і температурних впливів, але украй уразливий до механічних пошкоджень через свою крихкості. Так як коштує досить дорого, то використовується лише там, де не можна підібрати аналог.
Якщо розглядати типи і види металів, то не можна не сказати про платину, відкритої в 1952 році шведським хіміком. Це досить рідкісний матеріал і в природі зустрічається тільки в поєднанні сплавів з іншими металами. Процес видобутку вкрай трудомісткий і вимагає великих вкладень, але воно того варте, адже на Платіні не діє жодна відома на сьогоднішній день кислота. При нагріванні не змінює свій колір і не окислюється.
Види кольорових металів
Дана група є найбільш затребуваною, тому що більшість матеріалів є сировиною для отримання металопрокату. Якщо говорити про сферу застосування, то вона досить обширна, це: машинобудування, металургія, радіоелектроніка, сфера високих технологій і т. Д. За фізичними властивостями бувають такі види кольорових металів:
- важкі (свинець, цинк, олово, нікель і ін.);
- легкі (алюміній, титан, магній і ін.).
Згідно з цією класифікацією, існує металургія легких і важких металів. Не секрет, що з даної групи можна виготовити абсолютно будь-яку техніку. Зверніть увагу, що до кольорових відносяться всі види сплавів металів, крім заліза. А зараз давайте підемо далі.
Основні види важких металів
На сьогоднішній день існує приблизно 40 визначень поняття даної групи матеріалів. Серед відмінних рис - значний атомний вага, як правило, понад 50 відсотків З цього можна зробити висновок про те, що в список варто включити всі, що йде після ванадію (незалежно від щільності). Але якщо використовувати інше визначення, то визначальним параметром може бути щільність, яка повинна бути більш, ніж у заліза (8 г / см3). У цьому випадку в список потраплять: свинець, ртуть, мідь, а ось олово виявиться за списком. Сьогодні вкрай гостро стоїть питання забруднення навколишнього середовища даною групою. Це обумовлено тим, що багато метали використовуються в важкої промисловості і потрапляють в океан разом зі стічними водами. Основна проблема - це висока токсичність ртуті, свинцю, кадмію. Крім того, деякі види важких металів мають особливість накопичуватися в живих організмах. Так, з-за отруєння ртуттю в 1977 році налічувалося понад 2300 жертв.
Ртуть, свинець та кадмій
Це найнебезпечніші кольорові метали, що відносяться до тяжких. Є основними забруднювачами навколишнього середовища. Ртуть - високотоксичний метал для людини, в океан потрапляє через атмосферу і зі стічними водами. Коли на електростанціях спалюють вугілля, то сполуки ртуті потрапляють в атмосферу, а потім випадають в океан в вигляді опадів. Крім того, багато прісноводних та морських мешканців накопичують в своєму організмі значну кількість ртуті, що не один раз призводило до отруєння людини, і навіть смерті.
Кадмій - розсіяний і досить рідкісний елемент, який потрапляє в океан разом зі стічними водами металургійних і рудозбагачувальних виробництв. Слід зазначити, що кадмій присутній в організмі людини, але його дуже мало. При хронічному отруєнні руйнуються кістки, і починається анемія. Що стосується свинцю, то цей метал в розсіяному стані є практично скрізь. Такі види металів, фото яких ми навели вище, виводяться з організму, але досить повільно, тому їх надмірна кількість викликає серйозні проблеми зі здоров`ям. Поряд з континентальним пилом в океан разом з атмосферними опадами потрапляє приблизно 25 тисяч тонн свинцю.
На замітку
Як ви бачите, існують найрізноманітніші види і властивості металів. Щось зовсім не небезпечно, і кожен день ми носимо срібний хрестик і золоте кільце на руці. радіоактивні речовини можуть вбити людину, тому екологи всього світу намагаються частково вирішити питання викиду небезпечних металів в океан і атмосферу. Звичайно, вирішувати такі проблеми дуже складно, особливо з огляду на те, що більшість підприємців взагалі не йдуть на контакт. Проте, не варто забувати про те, що без провідників, які складаються теж з металу, неможливі електричні схеми, а без залоза не буде машин і інших звичних для нас речей.
Нами не була порушена група так званих радіоактивних металів періодичної таблиці Менделєєва. Сюди відносяться: технецій, полоній, прометий і ін. Основне призначення - використання в ядерних реакторах і зброю, що робить їх дуже небезпечними.
висновок
Ви напевно помітили, що є найрізноманітніші види металів. У природі більшість їх є у вигляді руд і утворює різні сульфіди, карбонати та інші хімічні сполуки. Для отримання чистих металів і подальшого їх застосування використовують сучасні технологічні очисні і збагачувальні лінії. Напевно вам буде цікаво дізнатися, що організм людини теж містить в собі невелику кількість металевих з`єднань - приблизно 3%. Так, в кістках у нас є кальцій, в крові залізо, в м`язах постійно накопичується магній, а в печінці є мідь.
Ну, ось, в принципі, і все, що можна сказати про те, які існують види сплавів металів. Незважаючи на те що це досить складна тема, вона може бути цікава тим, хто захоплюється металургією.
