neželezný kov

Neželezné kovy, tiež známe ako neželezné kovy v užšom zmysle, označujú všetky kovy okrem železa (niekedy mangánu a chrómu) a zliatin na báze železa.

Všeobecne povedané, neželezné kovy zahŕňajú aj neželezné zliatiny, čo sú zliatiny zložené z jedného alebo viacerých ďalších prvkov pridaných do matrice z neželezných kovov (zvyčajne viac ako 50 %).

Neželezné kovy sú základným materiálom pre rozvoj národného hospodárstva a drvivá väčšina priemyselných odvetví, ako je letectvo, letecký priemysel, automobilový priemysel, výroba strojov, energetika, komunikácia, stavebníctvo a domáce spotrebiče, je založená na materiáloch z neželezných kovov na výrobu. . S prudkým rozvojom moderného chemického inžinierstva, poľnohospodárstva, vedy a techniky sa postavenie neželezných kovov vo vývoji človeka stáva čoraz dôležitejším. Je to nielen dôležitý strategický materiál a výrobný prostriedok vo svete, ale aj nevyhnutný materiál pre spotrebu v živote človeka.

hliník
Hliník je kovový prvok so symbolom Al a atómovým číslom 13. Jeho elementárnou substanciou je strieborný biely ľahký kov. Má rozšíriteľnosť. Výrobky sa často vyrábajú do tyčí, listov, fólií, práškov, pásikov a vlákien. Vo vlhkom vzduchu sa môže vytvoriť vrstva oxidu, aby sa zabránilo korózii kovu. Hliníkový prášok môže pri zahrievaní na vzduchu prudko horieť a vydávať oslnivo biele plamene. Ľahko sa rozpúšťa v zriedenej kyseline sírovej, kyseline dusičnej, kyseline chlorovodíkovej, hydroxide sodnom a hydroxide draselnom, ale ťažko sa rozpúšťa vo vode. Relatívna hustota je 2,70. Teplota topenia 660 stupňov. Bod varu 2327 stupňov. Hliník je po kyslíku a kremíku tretím najrozšírenejším kovovým prvkom v zemskej kôre. Rozvoj troch dôležitých odvetví letectva, stavebníctva a automobilového priemyslu si vyžaduje materiály s jedinečnými vlastnosťami hliníka a jeho zliatin, čo značne uľahčuje výrobu a aplikáciu tohto nového kovového hliníka. Široko používané.

Meď
Meď je kovový prvok a tiež prechodný prvok s chemickým symbolom Cu, anglickou meďou a atómovým číslom 29. Čistá meď je mäkký kov s červenooranžovou farbou a kovovým leskom pri prvom rezaní a fialovočervenou farbou. elementárna forma. Dobrá ťažnosť, vysoká tepelná a elektrická vodivosť, preto je najčastejšie používaným materiálom v kábloch, elektrických a elektronických súčiastkach a možno ho použiť aj ako stavebný materiál na vytváranie rôznych zliatin. Zliatiny medi majú vynikajúce mechanické vlastnosti a nízky elektrický odpor, pričom najdôležitejšie sú bronz a mosadz. Okrem toho je meď tiež odolným kovom, ktorý je možné viacnásobne recyklovať bez toho, aby sa zhoršili jeho mechanické vlastnosti. Soli dvojmocnej medi sú najbežnejšie zlúčeniny medi, pričom hydratované ióny sa často javia ako modré a chlórové ligandy sa javia ako zelené. Sú zdrojom farieb pre minerály ako chalkopyrit a tyrkys a v histórii sa široko používali ako pigmenty. Medené stavebné konštrukcie budú po korózii produkovať medenú zeleň (alkalický uhličitan meďnatý). Dekoratívne umenie používa hlavne kovovú meď a pigmenty obsahujúce meď. Meď je jedným z prvých kovov, ktoré ľudia používali. Už v praveku ľudia začali ťažiť povrchové medené bane a získanú meď používali na výrobu zbraní, nástrojov a iných nádob. Použitie medi malo hlboký vplyv na pokrok ranej ľudskej civilizácie. Meď je kov, ktorý existuje v zemskej kôre a oceánoch. Obsah medi v zemskej kôre je asi 0,01 % a v niektorých ložiskách medi môže obsah medi dosahovať 3 % až 5 %. Meď v prírode väčšinou existuje ako zlúčenina, konkrétne medená ruda. Meď má slabú aktivitu a reakcia medzi elementárnym železom a síranom meďnatým môže vytesniť elementárnu meď. Meď je nerozpustná v neoxidujúcich kyselinách.

Zinok
Zinok je chemický prvok s chemickou značkou Zn a atómovým číslom 30. Nachádza sa v 4. perióde a skupine IIB periodickej tabuľky chemických prvkov. Zinok je svetlosivý prechodový kov a štvrtý najbežnejší kov. V modernom priemysle je zinok nenahraditeľným a dôležitým kovom pri výrobe batérií. Okrem toho je zinok tiež jedným zo základných stopových prvkov pre ľudské telo, ktorý zohráva mimoriadne dôležitú úlohu.

Po vstupe do 18. storočia rýchly rozvoj vedy a techniky podporil objavenie mnohých nových prvkov z farebných kovov. Spomedzi 64 neželezných kovov uvedených vyššie bolo 13 objavených v 18. storočí, okrem 8, ktoré boli uznané a používané už pred 17. storočím. V 19. storočí bolo objavených 39 druhov a ďalšie 4 boli objavené v 20. storočí.

V biomedicínskej oblasti sú materiály na báze neželezných kovov široko používané kvôli ich vynikajúcej biokompatibilite, mechanickým vlastnostiam a fototermálnej konverzii. Pokiaľ ide o intervenčný spotrebný materiál, neželezné kovy, ako je titán, horčík, tantal a zinok, spĺňajú požiadavky na opravu kostí a vaskulárnu remodeláciu a sú široko používané v klinickej praxi. Pri diagnostike a liečbe rakoviny bola tiež preukázaná aplikačná hodnota nanomateriálov na báze neželezných kovov prostredníctvom rozsiahlych experimentov in vitro a in vivo. Okrem toho sú liečivá na báze kovových komplexov a sondy so substrátmi senzorov ďalšími dvoma hlavnými oblasťami použitia neželezných kovov, najmä s prítomnosťou miliónov organických ligandov, vďaka čomu sú kovové organické štruktúry a kovové komplexy hodnejšie očakávaní ľudí.

Materiály z farebných kovov majú široké uplatnenie v zariadeniach elektrární. Medzi bežne používané patria hliník a zliatiny hliníka, meď a zliatiny medi, titán a zliatiny titánu atď. Zliatina hliníka sa bežne používa pri výrobe výmenníkov tepla, rúrok, nádob, plášťov a nitov; Zliatina medi je vhodnejšia na výrobu niektorých častí odolných voči korózii, ako sú turbíny, ložiskové plášte, puzdrá hriadeľov atď.; Titánová zliatina je vhodnejšia pre zariadenia, ako sú rúrky kondenzátora a lopatky turbín v tepelných elektrárňach.

V oblasti dopravy je najvýznamnejšou charakteristikou neželezných kovov, ako je hliník, zinok a horčík, ich nízka hustota, čo z nich robí najlepšie materiály na výrobu karosérií a iných častí nových energetických vozidiel, ktoré dokážu efektívne dosiahnuť odľahčenie. nových energetických vozidiel. Aplikácia neželezných kovov, ako je hliník a titán, zohráva v leteckom priemysle veľmi dôležitú úlohu. Ľahké materiály sú kľúčom k zníženiu hmotnosti lietadiel, rakiet, satelitov a iných kozmických lodí a zároveň poskytujú dôležitú podporu pre bezpečnosť lietadiel a energetickú účinnosť. Nikel, meď a olovo sú všetky neželezné kovy s vysokou hustotou a dobrou vodivosťou, takže sa používajú hlavne v batériách automobilov a nabíjacích staniciach. Nikel a olovo môžu byť použité na výrobu nikel-vodíkových batérií, olovených batérií a ternárnych lítiových batérií, pričom ternárne lítiové batérie sú hlavným typom batérií v nových energetických vozidlách.

V oblasti architektúry sú neželezné kovy široko používané, ako sú medené výrobky, dvere a okná z hliníkových zliatin, medené stenové panely a kovové strechy. Využitie neželezných kovov robí budovy krajšími, bezpečnejšími, odolnejšími a energeticky úspornejšími.

V oblasti elektroniky hrajú materiály z neželezných kovov dôležitú úlohu vo vývoji čipovej technológie. V procese neustáleho zmenšovania veľkosti pokročilých procesov hrajú drahé kovy a ich zliatinové materiály kľúčovú úlohu pri dosahovaní malých šírok čiar, nízkeho elektrického odporu, vysokej adhézie a ďalších aspektov. Po vstupe do 21. storočia čipové materiály pridali viac ako 40 prvkov, z ktorých asi 90 % tvoria drahé kovy a materiály prechodných kovov. Gálium a germánium sa široko používajú v polovodičových materiáloch, novej energii a iných oblastiach. Medzi nimi je gálium známe ako „nové zrno polovodičového priemyslu“ a je široko používané vo fotovoltaických, magnetických materiáloch, medicínskych, chemických, najmä bezdrôtových komunikáciách, LED a iných oblastiach.

V posledných rokoch sa hlavnými oblasťami rastu spotreby neželezných kovov stali fotovoltaika, veterná energia, nové energetické vozidlá, batérie a akumulátory energie.