DEMIR DIŞI METALLER: YAPI, TÜRLER, ÖZELLIKLER - KIMYA - 2025

Olmayan - metaller demir hiç veya ihmal edilebilir miktarda sahip olanlardır. Bunlar, farklı kütle oranlarında, tek tek metallerden daha iyi fiziksel özellikler sergileyen alaşımlar oluşturmak için kullanılır.

Bu nedenle, kristal yapıları ve metalik etkileşimleri demir dışı alaşım uygulamalarının temel taşıdır. Bununla birlikte, bu saf metaller çok hassas ve reaktif oldukları için daha az kullanım alanı bulmaktadır. Bu nedenle, alaşımlar için bir baz ve katkı maddesi olarak en iyi şekilde çalışırlar.

Bronz, demir içermeyen bir alaşımdır; Esas olarak altın bir bakır ve kalay karışımından oluşur (yukarıdaki resimde heykel). Alaşımdaki bakır oksitlenir ve altın yüzeyini karartan bir bileşik olan CuO'yu oluşturur. Nemli ortamlarda CuO, mavi-yeşil bileşikler oluşturmak için karbondioksit ve tuzları hidratlar ve emer.

Örneğin, Özgürlük Anıtı, patine olarak bilinen bakır karbonat (CuCO ₃ ) katmanlarıyla kaplıdır . Genel olarak tüm metaller paslanır. Oksitlerinin kararlılığına bağlı olarak alaşımları aşınmaya ve dış etkenlere karşı az ya da çok korurlar.

yapı

Demir, doğadaki tüm metallerden biridir, bu nedenle demir dışı metallerin yapıları ve alaşımları daha çeşitlidir.

Bununla birlikte, normal koşullar altında çoğu metal, metalik bağları tarafından oluşturulan üç kristal yapıya sahiptir: kompakt altıgen (hcp), kompakt kübik (ccp) ve gövde merkezli kübik (bcc).

Kompakt Hex (hcp)

Üç yapıdan bu, en az yoğun ve kompakt olanıdır, aynı zamanda en büyük hacim aralıklarına sahip olanıdır.

Bu nedenle küçük molekülleri ve atomları daha kolay barındırır. Aynı şekilde, bu küpte her bir atom sekiz komşuyla çevrilidir.

Örnekler

- Vanadyum (V).

- Niyobyum (Nb).

- Krom (Cr).

- Alkali metaller.

- Tungsten (W).

Ayrıca, ilk üçünün daha az yoğun veya bozuk düzenlemelerinden oluşan basit kübik ve diğer daha karmaşık yapılar gibi başka yapılar da vardır. Bununla birlikte, yukarıdaki kristal yapılar yalnızca saf metaller için geçerlidir.

Safsızlık, yüksek basınç ve sıcaklık koşulları altında, bu düzenlemeler bozulur ve bir alaşımın bileşenleri olduklarında, yeni metalik yapılar oluşturmak için diğer metallerle etkileşime girerler.

Aslında, bu düzenlemelerin kesin bilgisi ve manipülasyonu, belirli bir amaç için istenen fiziksel özelliklere sahip alaşımların tasarımına ve üretimine izin verir.

Türleri

Çok genel anlamda demir içermeyen metaller üç tipte sınıflandırılabilir: ağır (kurşun), hafif (bakır ve alüminyum) ve ultra hafif (magnezyum). Sırasıyla, bunlar iki alt sınıfa ayrılır: orta erime noktaları olanlar ve yüksek erime noktaları olanlar.

Diğer demir dışı metal türleri asil (veya değerli) metallere karşılık gelir. Bunların örnekleri ccp yapılı metallerdir (alüminyum, nikel ve diğerleri hariç).

Benzer şekilde, nadir toprak metalleri demir içermeyen olarak kabul edilir (seryum, samaryum, skandiyum, itriyum, tulium, gadolinyum, vb.). Son olarak, radyoaktif metaller de demir içermeyen (polonyum, plütonyum, radyum, fransiyum, astat, radon vb.) Olarak sayılır.

Özellikleri ve özellikleri

Metallerin özellikleri ve özellikleri saf hallerinde ve alaşımlarında değişiklik gösterse de, onları demirli metallerden ayıran genellikler sunarlar:

- Dövülebilir ve mükemmel elektrik ve termal iletkenlerdir.

- Isıl işlemlerden daha az etkilenirler.

- Oksidasyona ve korozyona karşı direnci yüksektir.

- Çok fazla paramanyetizma göstermezler, bu da elektronik uygulamalar için kullanılan malzemeler olmalarına izin verir.

- Döküm, kaynak, dövme ve haddeleme dahil imalat süreçleri daha kolaydır.

- Daha çekici renklere sahipler, bu nedenle dekoratif öğeler olarak kullanım alanları bulurlar; ayrıca daha az yoğundurlar.

Demirli metallere kıyasla bazı dezavantajları şunlardır: düşük direnç, yüksek maliyetler, daha düşük talepler ve daha az mineral bolluğu.

Örnekler

Metalurji endüstrisinde demir dışı metallerin ve alaşımların üretiminde birçok seçenek vardır; en yaygın olanları: bakır, alüminyum, çinko, magnezyum, titanyum ve nikel bazlı süper alaşımlardır.

Bakır

Bakır, yüksek termal ve elektriksel iletkenlikleri gibi avantajlı özellikleri nedeniyle çok çeşitli uygulamalarda kullanılmıştır.

Güçlü, dövülebilir ve sünektir, ondan pek çok pratik tasarım elde edilebilir: borulardan kavanozlara ve madeni paralara. Aynı zamanda gemilerin omurgasını güçlendirmek için kullanılmış ve elektrik endüstrisinde çok kullanım alanı bulmuştur.

Saf haliyle çok yumuşak olmasına rağmen, alaşımları (bu pirinç ve bronz arasında) daha dayanıklıdır ve Cu ₂ O (kırmızımsı oksit) katmanları ile korunur .

Alüminyum

Düşük yoğunluğu nedeniyle hafif kabul edilen bir metaldir; yüksek ısıl ve elektriksel iletkenliğe sahiptir ve yüzeyini koruyan Al ₂ O ₃ tabakası sayesinde korozyona karşı dayanıklıdır .

Özellikleri göz önüne alındığında, diğerleri arasında özellikle havacılık, otomotiv ve inşaat endüstrilerinde ideal bir metaldir.

Çinko ve magnezyum

Karmaşık dökümlerin üretiminde çinko alaşımları (kütlece% 4 alüminyum ve% 3 bakır içeren KAYEM gibi) kullanılır. İnşaat ve mühendislik işleri için tasarlanmıştır.

Magnezyum durumunda, alaşımlarının mimaride olduğu kadar bisiklet kovanlarında, köprü parapetlerinde ve kaynaklı yapılarda uygulamaları vardır.

Ayrıca havacılık endüstrisinde, yüksek hızlı makinelerde ve nakliye ekipmanlarında kullanım alanı bulur.

Titanyum

Titanyum hafif alaşımlar oluşturur. Bunlar süper dirençlidir ve TiO tabakasıyla korozyondan korunur ₂ . Ekstraksiyonu pahalıdır ve 882 ºC'nin üzerinde bir bcc kristal yapıya sahiptir.

Ek olarak biyouyumludur, bu nedenle tıbbi protezler ve implantlar için bir malzeme olarak kullanılabilir. Ek olarak, titanyum ve alaşımları makinelerde, denizde, jet bileşenlerinde ve kimyasal reaktörlerde mevcuttur.

Süperalaşımlar

Süper alaşımlar, nikel (ana metal olarak) veya kobalttan oluşan çok güçlü katı fazlardır.

Uçak türbinlerinde ve motorlarında, agresif kimyasal reaksiyonları destekleyen reaktör malzemelerinde ve ısı eşanjörü ekipmanlarında kanat olarak kullanılırlar.

Referanslar

1. Kateřina Skotnicová, Monika Losertová, Miroslav Kursa. (2015). Demir dışı metallerin ve alaşımların üretim teorisi. Ostrava Teknik Üniversitesi.
2. Dr. C. Ergün. Demirdışı Alaşımlar. 21 Nisan 2018'de, users.fs.cvut.cz adresinden alındı
3. Adana Bilim ve Teknoloji. Demir olmayan metaller. 21 Nisan 2018 tarihinde web.adanabtu.edu.tr adresinden erişildi.
4. Sánchez M.Vergara E., Campos I. Silva E. (2010). Malzeme teknolojisi. Editoryal Trillas SA (1. baskı, Meksika). Sayfa 282-297.
5. Demirli Malzemeler ve Demir Dışı Metaller ve Alaşımlar. . 21 Nisan 2018'de ikbooks.com adresinden alındı
6. Demirli ve demirsiz metaller arasındaki fark. (2015, 23 Eylül). 21 Nisan 2018'de, metalupermarkets.com adresinden alındı
7. Wonderopolis. (2018). Özgürlük heykeli neden yeşil? 21 Nisan 2018'de, wonderopolis.org adresinden alındı.
8. Moises Hinojosa. (31 Mayıs 2014). Metallerin kristal yapısı. 21 Nisan 2018'de şu adresten alındı: researchgate.net
9. Tony Hisgett. (18 Mart 2009). Bakır bağlantı parçaları. . 22 Nisan 2018'de, flickr.com adresinden alındı
10. Brandon Baunach. (22 Şubat 2007). altılık-kağıt-ağırlık. 22 Nisan 2018'de, flickr.com adresinden alındı