Metallerin hazırlanması ve kullanımı

Sektörde giderek artan bir şekilde olmasına rağmenHayat yapay olarak kullanılan malzemeler kullanılır, metallerin kullanımını terk etmek henüz mümkün değildir. Benzersiz bir özellik kombinasyonuna sahiptirler ve alaşımlar potansiyellerinin maksimum kullanımını sağlar. Metallerin üretimi ve kullanımı hangi alanlardadır?

Bir grup elemanın özellikleri

Metal, karakteristik özelliklere sahip bir dizi inorganik kimyasal anlamına geldiği anlaşılmaktadır. Genellikle, aşağıdakileri içerir:

yüksek termal iletkenlik;
Plastisite, işleme nispi kolaylığı;
nispeten yüksek erime noktası;
iyi elektriksel iletkenlik;
karakteristik "metalik" parlaklık;
indirgeyici maddenin reaksiyonlardaki rolü;
yüksek yoğunluklu.

Tabii ki, bu grubun tüm unsurları sahip değildirtüm bu özellikler, mesela oda sıcaklığında civa sıvıdır, galyum insan elinin ısısından erir ve bizmut neredeyse plastik olarak adlandırılamaz. Fakat genel olarak, tüm bu özellikler metallerin toplamında izlenir.

Iç sınıflandırma

Metaller geleneksel olarak, her biri çeşitli parametrelere en yakın elemanları bir araya getiren birkaç kategoriye ayrılır. Aşağıdaki gruplar var:

alkalin - 6;
Alkali toprak - 4;
geçiş dönemi - 38;
akciğerler - 7;
yarı nesiller - 7;
lantanidler - 14 + 1;
aktinitler - 14 + 1;

Grupların dışında iki tane daha var: berilyum ve magnezyum. Dolayısıyla, şu anda, tüm açık unsurlar arasında, 94 bilim adamı metal olarak adlandırılmaktadır.

Ayrıca, başkalarının da var olduğunu belirtmek gerekir.sınıflandırılması. Onlara göre, soy metaller, platin grubu metaller, geçiş sonrası, refrakter, siyah ve renk ayrı olarak kabul edilir. Bu yaklaşım sadece belirli amaçlar için mantıklıdır, dolayısıyla genel kabul görmüş sınıflandırmayı kullanmak daha uygundur.

Makbuz tarihi

İnsanoğlunun gelişimi boyuncaMetallerin işlenmesi ve kullanımı ile yakından ilişkiliydi. En yaygın elementlerin yanı sıra, sadece mekanik işlemenin yardımıyla farklı ürünler üretmek için kullanılabilirler. Cevherle çalışacak yetenekler olmadığından, ilk önce sadece nuggets kullanmaktan bahsediyorduk. Başlangıçta, bir tanesini değiştiren bakır çağı adı veren yumuşak bir metaldi. Bu dönemde soğuk dövme yöntemi geliştirilmiştir. Bazı medeniyetlerde, eritme mümkün oldu. Yavaş yavaş, insanlar altın, gümüş, kalay gibi demir dışı metallerin üretimine hakim oldular.

Daha sonra bakır çağı bronz çağın yerini aldı. Yaklaşık 20 bin yıl sürdü ve insanlık için bir dönüm noktası oldu, çünkü bu dönemde bu alaşımları elde etmek mümkün oldu. Metalurjinin kademeli bir gelişimi vardır, metallerin elde edilmesi için yöntemler geliştirilmektedir. Ancak, 13.-12. Yüzyıllarda, MÖ. e. Demir Çağı'na temel oluşturan bir bronz çöküş vardı. Bu muhtemelen kalay stoklarının tükenmesine bağlı. Ve şu anda keşfedilen kurşun ve cıva, bronzun yerini alamazdı. Böylece insanlar cevherlerden metallerin üretimini geliştirmek zorundaydılar.

Bir sonraki dönem nispeten kısa sürdü -bir binyıldan daha az, ama tarihte parlak bir iz bıraktı. Demirin daha erken bilinmesine rağmen, bronzla karşılaştırıldığında dezavantajları yüzünden neredeyse kullanılmamıştı. Buna ek olarak, sonuncusu elde etmek çok daha kolaydı, öte yandan cevher eritme daha fazla emek yoğundu. Mesele şu ki, yerli demir nadirdir, bu yüzden bronzun reddedilmesinin çok yavaş gerçekleşmesi şaşırtıcı değildir.

Metal ekstraksiyonunda becerilerin önemi

İlk kez insanın atası ile benzer şekildebir alet haline getirdi, keskin bir taşı bir sopayla bağladı, yeni bir malzemeye geçiş aynı derecede büyüktü. Metal ürünlerin ana avantajları, daha kolay yapılabilmeleri ve sabitleme imkanı da vardı. Taşın plastisitesi ve eğilebilirliği yoktur, bundan dolayı herhangi bir alet sadece yeniden yapılabilir, tamir edilemez.

Böylece, bu geçişMetaller, aletlerin daha da geliştirilmesine, daha önce üretilmesi imkansız olan günlük yaşamın yeni nesnelerinin ortaya çıkmasına yol açtı. Bütün bunlar teknik ilerlemeyi hızlandırdı ve metalurjinin gelişimine zemin hazırladı.

Modern yöntemler

Eski zamanlarda insanlar sadece tanıdık geldiysecevherlerden metal elde etmek, ya da nuggets ile tatmin olabilir, şu anda başka yollar vardır. Kimya gelişimi nedeniyle mümkün oldu. Böylece iki ana yön vardı:

Pirometalurji. Gelişimini daha erken başlamış ve malzemenin işlenmesi için gerekli yüksek sıcaklıklarla ilişkilendirilmiştir. Bu alandaki modern teknolojiler ayrıca plazma kullanımına da izin vermektedir.
Hidrometalurji. Bu yön, su ve kimyasal reaktifler yardımıyla cevher, atık, konsantreler vb. Elementlerin çıkarılması ile ilgilidir. Örneğin, elektroliz ile metallerin üretimini içeren yöntem çok yaygındır ve sementasyon yöntemi de oldukça popülerdir.

Başka ilginç bir teknoloji var. Değerli metallerin yüksek saflıkta ve minimum kayıplarla üretimi sayesinde mümkün olmuştur. Rafine etmekle ilgili. Bu süreç, arıtma türlerinden biridir, yani safsızlıkların aşamalı olarak ayrılmasıdır. Örneğin, altın durumunda, eriyiğin klor ile doyması kullanılır ve platin mineral asitlerde çözülür, ardından reaktifler ile yalıtılır.

Bu arada, elektroliz ile daha çok metal üretimieritme veya restorasyon ekonomik olarak kârlı ise hepsi uygulanır. Bu alüminyum ve sodyum ile durumdur. Oldukça fakir cevherlerden bile demir içermeyen metallerin üretimini önemli maliyetler olmadan mümkün kılan daha yenilikçi teknolojiler var, ancak bu biraz sonra ele alınacak.

Alaşımlar hakkında

Antik çağda bilinen metallerin çoğuher zaman bazı ihtiyaçlarını karşıladı. Korozyon, yetersiz sertlik, kırılganlık, kırılganlık, kırılganlık - her elemanın saf formunda sakıncaları vardır. Bu nedenle, bilinen kaynakların avantajlarını birleştiren, yani metal alaşımları üretmenin yollarını bulmak için yeni malzemeler bulmak gerekli hale geldi. Bugüne kadar iki ana yöntem vardır:

Döküm. Karışık bileşenlerin eriyiği soğutulur ve kristalleştirilir. Bronz ve pirinç alaşımlarının ilk örneklerinin elde edilmesini mümkün kılan bu yöntemdir.
Basmak. Tozların karışımı yüksek basınç altında kalır ve daha sonra sinterlenir.

Daha fazla gelişme

Son yıllarda, en umut vericiöncelikle bakteri yardımı ile biyoteknoloji kullanan metallerin üretimi gibi görünüyor. Sülfür hammaddelerinden bakır, nikel, çinko, altın ve uranyum elde etmek mümkün olmuştur. Bilim adamları, mikroorganizmaları, liç, oksidasyon, emilim ve yağış gibi süreçlere bağlamayı umuyorlar. Buna ek olarak, derin atık suların temizlenmesi problemi son derece topikaldir, çünkü o da bakterilerin katılımını içeren bir çözüm bulmaya çalışmaktadır.

uygulama

Metaller ve alaşımlar olmadan, hayatinsanoğlunun bildiği türden. Yüksek irtifa evleri, uçaklar, tabaklar, aynalar, elektrikli ev aletleri, arabalar ve daha birçok şey sadece taştan bakır, bronz ve demirden insanın uzak geçişi sayesinde var.

Olağanüstü elektrik veTermal iletkenlik metalleri, çeşitli amaçlarla kablo ve kablolarda kullanılır. Altın oksitlenemeyen kontaklar yapmak için kullanılır. Mukavemet ve sertlikleri nedeniyle, metaller inşaatta ve çeşitli tasarımların elde edilmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Diğer bir uygulama alanı araçsaldır. Sert metal alaşımları ve özel çelik türleri, çalışma parçasını, örneğin kesme kısmını yapmak için sıklıkla kullanılır. Son olarak, kıymetli metaller takı için bir malzeme olarak çok değerlidir. Yani bol miktarda uygulama var.

Metaller ve alaşımlar hakkında ilginç

Bu unsurların kullanımı çok yaygın veBu kadar uzun bir tarihi var ki, çeşitli meraklı durumların ortaya çıkması şaşırtıcı değil. Onlar ve sadece birkaç ilginç gerçekler ve sonuna kadar getirilmelidir:

Yaygın kullanımından önce alüminyum çoktakdir edildi. Napolyon III'ün misafirleri almak için kullandığı çatal bıçak takımı bu malzemeden yapılmış ve hükümdarın gururu olmuştur.
İspanyolca platin adı"Serebrishko". Göreceli olarak yüksek bir erime noktası ve sonuç olarak uzun bir süre boyunca uygulanamaması nedeniyle böyle bir uçucu olmayan isim elemanı alınmıştır.
Saf formda, altın yumuşaktır ve tırnağınızla kolayca çizilebilir. Bu yüzden mücevher yapmak gümüş veya bakır ile kaynaştırılır.
Termoelastisitenin meraklı bir özelliği olan alaşımlar vardır, yani şeklin "hafıza" etkisi. Deformasyon ve müteakip ısıtma ile, orijinal hallerine geri döner.