színesfém

A színesfémek, más néven színesfémek szűk értelemben, a vas (néha mangán és króm) és a vasalapú ötvözetek kivételével minden fémet jelentenek.

Általánosságban elmondható, hogy a színesfémek közé tartoznak a színesfémötvözetek is, amelyek egy vagy több, egy színesfémmátrixhoz hozzáadott elemből (általában 50%-nál nagyobb arányban) álló ötvözetek.

A színesfémek a nemzetgazdaság fejlődésének alapvető anyagai, és az olyan iparágak túlnyomó többsége, mint a légi közlekedés, az űripar, az autóipar, a gépgyártás, az energiaipar, a kommunikáció, az építőipar és a háztartási gépek gyártása színesfém anyagokon alapul. . A modern vegyipar, a mezőgazdaság, valamint a tudomány és technológia rohamos fejlődésével a színesfémek szerepe az emberiség fejlődésében egyre fontosabbá válik. Nemcsak a világban fontos stratégiai anyag és termelési eszköz, hanem az emberi élet fogyasztása nélkülözhetetlen anyaga is.

Alumínium
Az alumínium 13-as rendszámú Al jelű fémelem. Elemi anyaga ezüstfehér könnyűfém. Bővíthető. A termékekből gyakran rudak, lapok, fóliák, porok, csíkok és szálak készülnek. Nedves levegőben oxidfilm réteg képződhet a fémkorrózió megelőzésére. Az alumíniumpor hevesen éghet a levegőben, és vakító fehér lángot bocsát ki. Könnyen oldódik híg kénsav-, salétromsav-, sósav-, nátrium-hidroxid- és kálium-hidroxid-oldatokban, de nehezen oldódik vízben. A relatív sűrűség 2,70. Olvadáspont 660 fok. Forráspont 2327 fok. Az alumínium az oxigén és a szilícium után a harmadik legnagyobb mennyiségben előforduló fémelem a földkéregben. A három fontos iparág, a repülés, az építőipar és az autóipar fejlődéséhez az alumínium és ötvözetei egyedi tulajdonságaival rendelkező anyagokra van szükség, ami nagyban megkönnyíti ennek az új fémalumíniumnak a gyártását és alkalmazását. Széles körben alkalmazzák.

Réz
A réz fémes elem és egyben átmeneti elem is, a Cu vegyjele, az angol réz és a 29-es atomszám. A tiszta réz egy puha fém, amelynek első vágáskor vörös narancssárga színű és fémes fénye van, és lila vörös színű. elemi forma. Jó alakíthatóság, nagy hő- és elektromos vezetőképesség, ezért a leggyakrabban használt anyag kábelekben, elektromos és elektronikai alkatrészekben, valamint építőanyagként is felhasználható különféle ötvözetek kialakításához. A rézötvözetek kiváló mechanikai tulajdonságokkal és alacsony elektromos ellenállással rendelkeznek, amelyek közül a legfontosabb a bronz és a sárgaréz. Ezen túlmenően a réz egy tartós fém is, amely többszörösen újrahasznosítható anélkül, hogy a mechanikai tulajdonságait veszélyeztetné. A kétértékű rézsók a leggyakoribb rézvegyületek, a hidratált ionok gyakran kéken, a klór ligandumok pedig zölden jelennek meg. Ezek az ásványok, például a kalkopirit és a türkiz színforrásai, és a történelem során széles körben használták pigmentként. A réz épületszerkezetek korrózió után rézzöldet (lúgos rézkarbonátot) termelnek. A díszítőművészet főként fémes rezet és réztartalmú pigmenteket használ. A réz az egyik legkorábbi ember által használt fém. Már a történelem előtti időkben az emberek külszíni rézbányákat kezdtek bányászni, és a megszerzett rezet fegyverek, szerszámok és egyéb edények gyártására használták fel. A réz használata nagy hatással volt a korai emberi civilizáció fejlődésére. A réz egy fém, amely a földkéregben és az óceánokban található. A földkéreg réztartalma körülbelül 0,01%, egyes rézlelőhelyeken a réztartalom elérheti a 3-5%-ot is. A réz a természetben többnyire vegyületként, nevezetesen rézércként létezik. A réz aktivitása gyenge, és az elemi vas és a réz-szulfát közötti reakció kiszoríthatja az elemi rezet. A réz nem oxidáló savakban oldhatatlan.

Cink
A cink egy kémiai elem, melynek vegyjele Zn és rendszáma 30. A kémiai elemek periódusos rendszerének 4. periódusában és IIB csoportjában található. A cink egy világosszürke átmeneti fém és a negyedik leggyakoribb fém. A modern iparban a cink pótolhatatlan és fontos fém az akkumulátorgyártásban. Emellett a cink az emberi szervezet egyik nélkülözhetetlen nyomeleme, rendkívül fontos szerepet tölt be.

A 18. századba lépés után a tudomány és a technika rohamos fejlődése sok új színesfém elem felfedezését segítette elő. A fent említett 64 színesfém közül 13-at a 18. században fedeztek fel a 8-on kívül, amelyeket már a 17. század előtt felismertek és alkalmaztak. században 39, a 20. században további 4 fajt fedeztek fel.

Az orvosbiológiai területen a színesfém alapú anyagokat széles körben használják kiváló biokompatibilitásuk, mechanikai tulajdonságaik és fototermikus konverziójuk miatt. Az intervenciós fogyóeszközök esetében a színesfémek, mint például a titán, magnézium, tantál és cink megfelelnek a csontjavítás és az érrendszeri átépítés követelményeinek, és széles körben használják a klinikai gyakorlatban. A rák diagnosztizálásában és kezelésében a színesfém alapú nanoanyagok alkalmazási értékét kiterjedt in vitro és in vivo kísérletekkel is bizonyították. Emellett a fémkomplex gyógyszerek és az érzékelő szubsztrát szondák jelentik a színesfémek másik két fő alkalmazási területét, különösen több millió szerves ligandum jelenlétében, így a fém szerves vázak és fémkomplexek jobban megfelelnek az emberek elvárásainak.

A színesfém anyagok széles körben alkalmazhatók az erőművi berendezésekben. A leggyakrabban használt alumíniumötvözet és alumíniumötvözetek, réz és rézötvözetek, titán és titánötvözetek stb. Az alumíniumötvözetet általában hőcserélők, csövek, tartályok, burkolatok és szegecsek gyártására használják; A rézötvözet alkalmasabb bizonyos korrózióálló alkatrészek, például turbinák, csapágyhéjak, tengelyhüvelyek stb. A titánötvözet alkalmasabb olyan berendezésekhez, mint a hőerőművek kondenzátorcsövek és turbinalapátok.

A szállítás területén a színesfémek, mint például az alumínium, a cink és a magnézium legszembetűnőbb jellemzője az alacsony sűrűségük, így ezek a legjobb anyagok karosszériahéjak és új energetikai járművek egyéb alkatrészeinek gyártásához, amelyekkel hatékonyan lehet könnyű súlyt elérni. új energetikai járművek. A színesfémek, például az alumínium és a titán alkalmazása nagyon fontos szerepet játszik a repülőgépiparban. A könnyű anyagok jelentik a kulcsot a repülőgépek, rakéták, műholdak és más űrjárművek súlyának csökkentésében, ugyanakkor fontos támogatást nyújtanak a repülőgépek biztonságához és energiahatékonyságához. A nikkel, a réz és az ólom mind nagy sűrűségű színesfémek, amelyek jó vezetőképességgel rendelkeznek, ezért elsősorban járművek akkumulátoraiban és töltőállomásaiban használják. A nikkel és az ólomfémek felhasználhatók nikkel-hidrogén-akkumulátorok, ólom-savas akkumulátorok és háromkomponensű lítium akkumulátorok gyártására, amelyek közül az utóbbi a fő akkumulátortípus az új energetikai járművekben.

Az építészet területén széles körben használják a színesfémeket, mint például a réztermékeket, alumíniumötvözet nyílászárókat, réz falpaneleket és fémtetőket. A színesfémek felhasználása szebbé, biztonságosabbá, tartósabbá és energiahatékonyabbá teszi az épületeket.

Az elektronika területén a színesfém anyagok fontos szerepet játszanak a chiptechnológia fejlődésében. A fejlett eljárások méretének folyamatos zsugorítása során a nemesfémek és ötvözetanyagaik kulcsszerepet játszanak a kis vonalszélesség, az alacsony elektromos ellenállás, a nagy tapadás és egyéb szempontok elérésében. A 21. századba való belépés után a forgácsanyagok több mint 40 elemet adtak hozzá, amelyeknek körülbelül 90%-a nemesfém és átmenetifém anyag. A galliumot és a germániumot széles körben használják félvezető anyagokban, új energiákban és más területeken. Közülük a galliumot "a félvezetőipar új szemcséjeként" ismerik, és széles körben használják a fotovoltaikus, mágneses anyagok, orvosi, vegyi, különösen vezeték nélküli kommunikáció, LED és egyéb területeken.

Az elmúlt években a napelemek, a szélenergia, az új energiahordozók, az energiahordozók és az energiatároló akkumulátorok váltak a színesfém-fogyasztás növekedésének fő területeivé.