krāsainais metāls

Krāsainie metāli, kas šaurā nozīmē zināmi arī kā krāsainie metāli, attiecas uz visiem metāliem, izņemot dzelzi (dažreiz mangānu un hromu) un dzelzs sakausējumus.

Vispārīgi runājot, krāsainie metāli ietver arī krāsaino metālu sakausējumus, kas ir sakausējumi, kas sastāv no viena vai vairākiem citiem elementiem, kas pievienoti krāsaino metālu matricai (parasti vairāk nekā 50%).

Krāsainie metāli ir pamatmateriāli valsts ekonomikas attīstībai, un lielākā daļa nozaru, piemēram, aviācija, kosmosa, automobiļu rūpniecība, mašīnu ražošana, enerģētika, sakari, celtniecība un sadzīves tehnika ir balstītas uz krāsaino metālu materiāliem ražošanā. . Strauji attīstoties mūsdienu ķīmijas inženierijai, lauksaimniecībai, kā arī zinātnei un tehnoloģijām, krāsaino metālu vieta cilvēces attīstībā kļūst arvien svarīgāka. Tas ir ne tikai nozīmīgs stratēģisks materiāls un ražošanas līdzeklis pasaulē, bet arī būtisks materiāls patēriņam cilvēka dzīvē.

Alumīnijs
Alumīnijs ir metālisks elements ar simbolu Al un atomskaitli 13. Tā elementārā viela ir sudrabbalts vieglmetāls. Ir paplašināms. No izstrādājumiem bieži izgatavo stieņus, loksnes, folijas, pulverus, sloksnes un pavedienus. Lai novērstu metāla koroziju, mitrā gaisā var izveidoties oksīda plēves slānis. Alumīnija pulveris, karsējot gaisā, var spēcīgi sadegt un izdalīt žilbinošas baltas liesmas. Viegli šķīst atšķaidītā sērskābes, slāpekļskābes, sālsskābes, nātrija hidroksīda un kālija hidroksīda šķīdumos, bet grūti izšķīdināt ūdenī. Relatīvais blīvums ir 2,70. Kušanas temperatūra 660 grādi. Vārīšanās temperatūra 2327 grādi. Alumīnijs ir trešais visbiežāk sastopamais metāla elements Zemes garozā pēc skābekļa un silīcija. Trīs svarīgo aviācijas, būvniecības un automobiļu nozaru attīstībai ir nepieciešami materiāli ar unikālām alumīnija un tā sakausējumu īpašībām, kas ievērojami atvieglo šī jaunā metāla alumīnija ražošanu un pielietojumu. Plaši pielietots.

Varš
Varš ir metāla elements un arī pārejas elements ar ķīmisko simbolu Cu, angļu varš un atomskaitli 29. Tīrs varš ir mīksts metāls ar sarkanu oranžu krāsu un metālisku spīdumu pirmajā griezumā un purpursarkanā krāsā. elementāra forma. Laba lokanība, augsta siltumvadītspēja un elektrovadītspēja, tāpēc tas ir visbiežāk izmantotais materiāls kabeļos, elektriskajās un elektroniskajās detaļās, kā arī var tikt izmantots kā būvmateriāls dažādu sakausējumu veidošanai. Vara sakausējumiem ir lieliskas mehāniskās īpašības un zema elektriskā pretestība, no kurām svarīgākās ir bronza un misiņš. Turklāt varš ir arī izturīgs metāls, ko var pārstrādāt vairākas reizes, neapdraudot tā mehāniskās īpašības. Divvērtīgie vara sāļi ir visizplatītākie vara savienojumi, un hidratētie joni bieži parādās zilā krāsā un hlora ligandi ir zaļi. Tie ir minerālu, piemēram, halkopirīta un tirkīza, krāsu avots, un vēsturē tie ir plaši izmantoti kā pigmenti. Vara ēku konstrukcijas pēc korozijas veidos vara zaļo (sārmaino vara karbonātu). Dekoratīvajā mākslā galvenokārt izmanto metālisku varu un vara saturošus pigmentus. Varš ir viens no agrākajiem metāliem, ko izmantoja cilvēki. Jau aizvēsturiskos laikos cilvēki sāka iegūt atklātās vara raktuves un izmantot iegūto varu ieroču, instrumentu un citu kuģu ražošanai. Vara izmantošanai bija liela ietekme uz agrīnās cilvēces civilizācijas attīstību. Varš ir metāls, kas pastāv Zemes garozā un okeānos. Vara saturs Zemes garozā ir aptuveni 0,01%, un dažās vara atradnēs vara saturs var sasniegt 3% līdz 5%. Vara dabā lielākoties pastāv kā savienojums, proti, vara rūda. Vara aktivitāte ir vāja, un reakcija starp elementāro dzelzi un vara sulfātu var izspiest elementāro varu. Varš nešķīst neoksidējošās skābēs.

Cinks
Cinks ir ķīmiskais elements ar ķīmisko simbolu Zn un atomskaitli 30. Tas atrodas ķīmisko elementu periodiskās tabulas 4. periodā un IIB grupā. Cinks ir gaiši pelēks pārejas metāls un ceturtais visizplatītākais metāls. Mūsdienu rūpniecībā cinks ir neaizstājams un svarīgs metāls bateriju ražošanā. Turklāt cinks ir arī viens no cilvēka organismam nepieciešamajiem mikroelementiem, kam ir ārkārtīgi svarīga loma.

Pēc ienākšanas 18. gadsimtā straujā zinātnes un tehnikas attīstība veicināja daudzu jaunu krāsaino metālu elementu atklāšanu. No 64 iepriekš minētajiem krāsainajiem metāliem 13 tika atklāti 18. gadsimtā, papildus 8, kas tika atzīti un izmantoti jau pirms 17. gadsimta. 19. gadsimtā tika atklātas 39 sugas, bet 20. gadsimtā tika atklātas vēl 4 sugas.

Biomedicīnas jomā materiāli, kuru pamatā ir krāsainie metāli, tiek plaši izmantoti to lieliskās bioloģiskās saderības, mehānisko īpašību un fototermiskās konversijas dēļ. Intervences palīgmateriāliem krāsainie metāli, piemēram, titāns, magnijs, tantals un cinks, atbilst kaulu remonta un asinsvadu pārveidošanas prasībām un tiek plaši izmantoti klīniskajā praksē. Vēža diagnostikā un ārstēšanā krāsaino metālu nanomateriālu pielietojuma vērtība ir pierādīta arī ar plašiem in vitro un in vivo eksperimentiem. Turklāt metālu kompleksi medikamenti un sensoru substrātu zondes ir pārējās divas galvenās krāsaino metālu pielietojuma jomas, jo īpaši ar miljoniem organisko ligandu klātbūtni, padarot metāla organiskos karkasus un metālu kompleksus cilvēku cerības cienīgākus.

Krāsaino metālu materiāliem ir plašs pielietojums spēkstaciju iekārtās. Parasti izmanto alumīniju un alumīnija sakausējumus, varu un vara sakausējumus, titānu un titāna sakausējumus utt. Alumīnija sakausējumu parasti izmanto siltummaiņu, cauruļu, konteineru, apvalku un kniežu ražošanā; Vara sakausējums ir vairāk piemērots dažu pret koroziju izturīgu detaļu, piemēram, turbīnu, gultņu apvalku, vārpstas uzmavu uc izgatavošanai; Titāna sakausējums ir vairāk piemērots iekārtām, piemēram, kondensatora caurulēm un turbīnu lāpstiņām termoelektrostacijās.

Transporta jomā krāsaino metālu, piemēram, alumīnija, cinka un magnija, visredzamākā īpašība ir to zemais blīvums, padarot tos par labākajiem materiāliem virsbūves korpusu un citu jaunu enerģijas transportlīdzekļu daļu ražošanai, kas var efektīvi sasniegt vieglu svaru. jaunajiem enerģijas transportlīdzekļiem. Krāsaino metālu, piemēram, alumīnija un titāna, izmantošanai ir ļoti svarīga loma aviācijas un kosmosa rūpniecībā. Vieglie materiāli ir galvenais, lai samazinātu lidmašīnu, raķešu, satelītu un citu kosmosa kuģu svaru, vienlaikus sniedzot būtisku atbalstu gaisa kuģu drošībai un energoefektivitātei. Niķelis, varš un svins ir augsta blīvuma krāsainie metāli ar labu vadītspēju, tāpēc tos galvenokārt izmanto transportlīdzekļu barošanas akumulatoros un uzlādes stacijās. Niķeli un svina metālus var izmantot, lai ražotu niķeļa ūdeņraža akumulatorus, svina-skābes akumulatorus un trīskāršo litija akumulatorus, un pēdējie ir galvenais akumulatoru veids jaunos enerģijas transportlīdzekļos.

Arhitektūras jomā plaši tiek izmantoti krāsainie metāli, piemēram, vara izstrādājumi, alumīnija sakausējuma durvis un logi, vara sienu paneļi, metāla jumti. Krāsaino metālu izmantošana padara ēkas skaistākas, drošākas, izturīgākas un energoefektīvākas.

Elektronikas jomā krāsaino metālu materiāliem ir liela nozīme mikroshēmu tehnoloģijas attīstībā. Progresīvo procesu lieluma nepārtrauktas samazināšanas procesā dārgmetāliem un to sakausējumu materiāliem ir galvenā loma mazu līniju platuma, zemas elektriskās pretestības, augstas adhēzijas un citu aspektu sasniegšanā. Pēc ieiešanas 21. gadsimtā skaidu materiāli ir pievienojuši vairāk nekā 40 elementus, no kuriem aptuveni 90% ir dārgmetāli un pārejas metālu materiāli. Gallijs un germānija tiek plaši izmantoti pusvadītāju materiālos, jaunā enerģētikā un citās jomās. Tostarp gallijs ir pazīstams kā "jaunais pusvadītāju nozares grauds" un tiek plaši izmantots fotoelektriskajos, magnētiskajos materiālos, medicīnā, ķīmiskajā, īpaši bezvadu sakaru, LED un citās jomās.

Pēdējos gados fotoelementi, vēja enerģija, jauni enerģijas transportlīdzekļi, enerģijas un enerģijas akumulatori ir kļuvuši par galvenajām krāsaino metālu patēriņa pieauguma jomām.