Чорні та кольорові метали. Використання, застосування кольорових металів. Кольорові метали - це ...
Метали оточують нас завжди і всюди. Сьогодні це невід`ємна частина багатьох речей, якими ми користуємося щодня. Досить просто окинути поглядом кімнату, в якій ви перебуваєте, щоб зрозуміти, що це дійсно так.
Содержание
Ще зі шкільної лави ми знаємо, що всі ці корисні копалини матеріали діляться на дві великі групи - чорні і кольорові метали. Які з них до якої групи відносяться, нам і належить з`ясувати. Які кольорові метали існують на нашій планеті?
Що таке чорний метал
До категорії «чорні метали» відноситься залізо і всі його сплави, які нині існують. У чистому вигляді залізо зустрічається хіба що тільки в дослідницьких лабораторіях. Головним чином це стали.
Такий тип металів утворюється шляхом з`єднання заліза з вуглецем і додавання додаткових елементів, які надають отриманого металу ті чи інші властивості, необхідні в конкретному виробництві (наприклад, магнітні).
Чавун і сталь
Як правило, у виробництві чорні метали проходять кілька стандартних фаз: видобуток руди і її обробка в доменної печі. Після цього виходить чавун, з якого згодом отримують будь-які види стали і залізних сплавів. Останні частіше використовуються у важкій промисловості. На відміну від них, кольорові метали це більш м`яке речовина, що володіє дещо іншими властивостями, вони використовуються в іншій сфері.
До складу чавуну входить 93% заліза і близько 3-5% вуглецю, плюс залишкові елементи в незначній кількості. Цей матеріал рідко використовується для виробництва, оскільки володіє крихкістю. Його можна зустріти при виготовленні деяких видів труб, вентилів або ж клапанів. Але більшість виробленого обсягу чавуну (більш 90%) переробляється в сталь.
Основні види стали, які виготовляються з заліза, це: вуглецева і низьковуглецевий (загартована) сталь, нержавіюча, ферито-хромова, хромова, мартенситно-хромова, хром-ванадієва, легована, нікелева, вольфрамова, молібденова і марганцева сталь.
залізні руди
У чистому вигляді даний елемент таблиці Менделєєва в земній корі міститься в досить малих кількостях (всього 5,5%). Але його дуже багато в складі різних залізних руд.
Найбільш значними родовищами (запас становить понад 30 трильйонів тонн) є пласти залізистих кварцитів, вік яких становить понад два мільярди років. Поширені вони головним чином в таких місцях, як Південна і Північна Америка, Африка, Індія і захід Австралії.
Що таке кольорові метали
Інша велика група металів, на відміну від попередньої, має більш м`якими властивостями, вони більш пластичні, володіють тепло- і електропровідністю, стійкістю до корозії і багатьма іншими.
Кольорові метали - це об`єднана назва всіх металів і їх сплавів, за винятком заліза. Їх ще можна назвати «незалізній метали», що буде цілком справедливо.
Кольоровими металами є:
- золото, срібло, платина (дорогоцінні метали);
- алюміній, титан, магній, літій, берилій (легкі);
- мідь, олово, свинець, цинк, кобальт, нікель (важкі);
- ніобій, молібден, цирконій, хром, вольфрам (тугоплавкі);
- індій, галій, талій (розсіяні);
- скандій, ітрій і все лантаноїди (рідкоземельні);
- радій, технецій, актиній, полоній, торій, францій, уран і трансуранові елементи (радіоактивні).
Історія кольорової металургії
Кольорові метали сьогодні активно використовуються в машинобудуванні, хімічній промисловості, будівництві та багатьох інших областях виробництва. Завдяки науково-технічному прогресу сфера застосування цього матеріалу постійно розширюється, а технології видобутку металів продовжують удосконалюватися.
Згодом використання кольорових металів росло, що стало причиною відкриття нових елементів і назв. Все більше металів починало використовуватися у виробництві. На початку 20 століття застосовувалося близько 15 найменувань, а вже через 50 років - в два раз більше. На сьогоднішній день використовується більше 70 різних металів, що є більшістю серед нині відомих.
Зростання рівня попиту на важкі кольорові метали був обумовлений зростаючими потребами військової промисловості (для виробництва боєприпасів), а ось група легких використовувалися в авиаракетно-космічної промисловості.
Група шляхетних здавна масово використовується для виготовлення ювелірних виробів і прикрас. У 90-х роках 20 століття 78% золота, 36% платини і 15% срібла використовувалися саме для цих цілей. Якщо брати інші сфери, де використовуються благородні кольорові метали, - це електронне виробництво (золоті контакти в приладах), виробництво автомобілів (близько 43% платини), а срібло використовувалося для виготовлення кіно- і фотоматеріалів.
Особливості кольорових металів
Кожен з металів цієї групи має властивості, які і визначають в більшості його приналежність до неї. Це також обумовлює застосування кольорових металів у багатьох галузях промисловості.
Так, наприклад, більшості з них властива висока теплоємність і теплопровідність, що дає їм здатність швидко охолоджуватися після зварювання. Є і зворотна сторона цього: при роботі з такими металами, як магній і мідь, необхідно розігрівати їх безпосередньо перед зварюванням, а протягом самого процесу потрібно застосовувати сильні джерела тепла, щоб вони не охолоджувалися.
Ще однією характерною властивістю є зниження механічних властивостей. Зважаючи на це необхідно акуратно працювати з ними, щоб уникнути деформації.
Кольорові метали в процесі нагрівання активно вступають в реакцію з газами. Наочно демонструють це властивість титан, молібден і тантал.
Ця група металів здатні довго перебувати в експлуатації, але їх потрібно захищати від кисню, який руйнує метали. Для цього провідники, наприклад, покриваються захисним лаком. Попередньо метал піддається процедурі грунтування в два шари.
мідні руди
Такий тип руд є найбільш поширеним в категорії «кольорових». Цей метал також має найширшу область використання: будівництво, промислова енергетика, авіабудування, медицина, виробництво ефективних теплообмінників та багато інших.
Місця покладів міді також різноманітні. Сьогодні велике значення надається бідним вкраплення руд (порфірованного типу), що видобуваються в жерлах вулканів. Утворився хімічний елемент з гарячого розчину, який надходив з магматичних вогнищ. Великий запас такої руди розташований на території Північної і Південної Америки.
Інший тип мідних руд - Колчедан, видобувається з дна морів і океанів. Джерело - землі на Уралі.
І ще одним величезним джерелом таких руд є МЕДІСТІМ піщаник (Читинська область в Росії, Катанга в Африці).
Таким чином, кольорові метали - це незамінний матеріал для виготовлення багатьох речей, що нас оточують.
