Кольорові, дорогоцінні і чорні види металів та їх характеристика
Метали - це велика група простих елементів з характерними особливостями, такими як висока тепло- і електропровідність, позитивний температурний коефіцієнт і інше. Щоб правильно класифікувати і зрозуміти, що до чого, необхідно розібратися з усіма нюансами. Давайте постараємося з вами розглянути такі основні види металів, як чорні, кольорові, дорогоцінні, а також сплави. Це досить велика і складна тема, але ми постараємося розкласти все по поличках.
Що повинен знати кожен?
Перш ніж класифікувати метали за групами, необхідно розібратися з основними ознаками. До першорядним відносять негативний коефіцієнт провідності електрики. Це говорить про те, що з пониженням температури провідність підвищується, і деякі провідники стають сверхпроводниками. В цей же час підвищення температури призводить до часткової або повної втрати пропускної здатності. До другорядними ознаками необхідно віднести металевий блиск, а також високу температуру плавлення. Крім цього, деякі метали у вигляді сполук відіграють роль відновника при окислювально-відновних реакціях. Зверніть увагу на те, що в природі чисті метали практично не зустрічаються, тому забувати про руду і самородках теж не потрібно.
Про чорних металах
До даної групи відносять залізо, а також його сплави (чавун, феросплави). По суті, чорні метали - це сплав заліза з вуглецем, але крім цього в складі є й інші хімічні елементи, наприклад сірка, фосфор, кремній та ін. Якщо потрібно надати сплаву специфічні властивості, необхідні для виконання певних цілей, додаються легуючі речовини, в якості яких найчастіше виступає мідь, хром або нікель. Класифікуються всі види чорних металів за змістом вуглецю. Так, існують такі сплави:
- Чавун - кількість вуглецю коливається від 2 до 4,3%, в деяких випадках досягає критичної позначки в 5%. Різні хімічні елементи прямим чином впливають на властивості виробу. Так, сірка з фосфором підвищують крихкість, а хромові і нікелеві присадки роблять чавун більш жаростійким і стійким до корозії.
- Сталь - вміст вуглецю до 2%. Відрізняється від чавуну високою пластичністю, а також високими технологічними показниками (простіше піддається обробці).
види чорних металів
Особливості чавуну і сталі в подробицях
В даний час існує декілька видів чавуну, які використовуються в побуті, а також промисловості: ливарний (сірий) і переробний (білий). Останній відрізняється від першого виду тим, що вуглець знаходиться у зв'язаному стані у вигляді цементу, в першому ж випадку - у вільному стані у вигляді графіту. Зниження міцності даного матеріалу обумовлено тим, що пластинки графіту порушують металеву структуру, тим самим послаблюючи її. Існує модифікований сірий чавун. Його особливості в тому, що графіт знаходиться в кулястої формі, що підвищує механічні властивості виробу.
Ви напевно вже встигли зрозуміти, що стали більш універсальні, що обумовлено не такою великою кількістю вуглецю в складі. Так, конструкційні стали містять від 0,02 до 0,85% вуглецю і використовуються для будівництва. Основна їх перевага полягає в хорошій пластичності. Ступінь крихкості низька. Є ще інструментальні, в яких вміст вуглецю дещо більше - від 0,65 до 1,4%, отже, це більш міцний сплав, але крихкий. Використовується, як можна зрозуміти з назви, в якості заготовки для створення інструментів (різальних, пиляльних робочих органів машин і агрегатів). Ось ми розглянули види чорних металів, тому давайте підемо далі.
Благородні метали
До даної групи відносяться хімічно стійкі, що не окислюються у воді і повітрі сплави. Варто відзначити, що кількість таких металів на всій планеті відносно невелике, а процес видобутку та обробки виключно складний і трудомісткий. Якщо здавна людство знало все про 7 групах, то сьогодні їх трохи більше. Так, найбільш відомі види дорогоцінних металів: золото, срібло, платина, осмій, родій, паладій, іридій та ін. Всі вони зустрічаються в природі. Також існують так звані ізотопи. Їх отримують в лабораторіях шляхом складних хімічних реакцій. Найдорожчий такий метал - каліфорній-252 вартістю 500 тисяч доларів за грам. До найбільш же затребуваним відноситься осмій-187, що отримується в сучасних лабораторіях.
види дорогоцінних металів
Про сріблі та золоті
Ще з епохи кам'яного віку люди знайомі з таким металом, як золото. Можна з упевненістю сказати про те, що це найголовніший дорогоцінний метал у всьому світі. У природі найчастіше зустрічається в якості самородків з невеликою кількістю домішок або в сплаві з сріблом. До виключних особливостей варто віднести теплопровідність і дуже низький опір. Звичайно, не можна не відзначити ковкість золота, через що воно є вкрай популярним матеріалом для виготовлення ювелірних виробів. Цікавий факт: найбільший золотий самородок знайшли в Австралії. Важив він близько 90 кілограмів.
Якщо розглядати основні види дорогоцінних металів, то не можна не сказати про срібло. У природі цей матеріал зустрічається в самородному вигляді (Срібна руда). Але варто зазначити, що основна видобуток здійснюється з комплексних руд, де срібла відносно небагато, але поклади таких копалин зустрічаються частіше. Це дуже м'який і пластичний метал, який має виняткову електро- і теплопровідністю.
Родій і платина
Родій - метал, який не має власних мінералів, тому є одним з найдорожчих. За грам доведеться віддати більше 220 доларів. Даний благородний метал має сріблястий колір з блакитним відливом. Відрізняється своєю стійкістю до хімічних і температурних впливів, але украй уразливий до механічних пошкоджень зважаючи на свою крихкості. Так як коштує досить дорого, то використовується лише там, де не можна підібрати аналог.
Якщо розглядати типи та види металів, то не можна не сказати про платину, відкритої в 1952 році шведським хіміком. Це досить рідкісний матеріал і в природі зустрічається тільки в поєднанні сплавів з іншими металами. Процес видобутку вкрай трудомісткий і вимагає великих вкладень, але воно того варте, адже на платину не діє жодна відома на сьогоднішній день кислота. При нагріванні не змінює свій колір і не окислюється.
Види кольорових металів
Дана група є найбільш затребуваною, оскільки більшість матеріалів є сировиною для отримання металопрокату. Якщо говорити про сферу застосування, то вона досить обширна, це: машинобудування, металургія, радіоелектроніка, сфера високих технологій і т. Д. За фізичними властивостями бувають такі види кольорових металів:
- важкі (свинець, цинк, олово, нікель та ін.) ;
- легкі (алюміній, титан, магній тощо.).
Згідно даної класифікації, існує металургія легких та важких металів. Не секрет, що з даної групи можна виготовити абсолютно будь-яку техніку. Зверніть увагу, що до кольорових відносяться всі види сплавів металів, крім заліза. А зараз давайте підемо далі.
види кольорових металів
Основні види важких металів
На сьогоднішній день існує приблизно 40 визначень поняття даної групи матеріалів. Серед відмінних особливостей - значний атомна вага, як правило, більше 50. З цього можна зробити висновок про те, що в список варто включити все, що йде після ванадію (незалежно від щільності). Але якщо використовувати інше визначення, то визначальним параметром може бути щільність, яка повинна бути більш, ніж у заліза (8 г / см3). У цьому випадку в список потраплять: свинець, ртуть, мідь, а ось олово опиниться за списком. Сьогодні вкрай гостро стоїть питання забруднення навколишнього середовища даною групою. Це обумовлено тим, що багато метали використовуються в важкої промисловості і потрапляють в океан разом зі стічними водами. Основна проблема - це висока токсичність ртуті, свинцю, кадмію. Крім того, деякі види важких металів мають особливість накопичуватися в живих організмах. Так, через отруєння ртуттю в 1977 році налічувалося понад 2300 жертв.
Ртуть, свинець і кадмій
Це найнебезпечніші кольорові метали, що відносяться до тяжких. Є основними забруднювачами навколишнього середовища. Ртуть - високотоксичний метал для людини, в океан потрапляє через атмосферу і зі стічними водами. Коли на електростанціях спалюють вугілля, то сполуки ртуті потрапляють в атмосферу, а потім випадають в океан в вигляді опадів. Крім того, багато прісноводні і морські мешканці накопичують у своєму організмі значну кількість ртуті, що не один раз призводило до отруєння людини, і навіть смерті.
Кадмій - розсіяний і досить рідкісний елемент, який потрапляє в океан разом зі стічними водами металургійних і рудообогатітельних виробництв. Слід зазначити, що кадмій присутній в організмі людини, але його дуже мало. При хронічному отруєнні руйнуються кістки, і починається анемія. Що стосується свинцю, то цей метал в розсіяному стані є практично скрізь. Такі види металів, фото яких ми навели вище, виводяться з організму, але досить повільно, тому їх надмірна кількість викликає серйозні проблеми зі здоров'ям. Поряд з континентальної пилом в океан разом з атмосферними опадами потрапляє приблизно 25 тисяч тонн свинцю.
На замітку
Як ви бачите, існують самі різні види і властивості металів. Щось зовсім не небезпечно, і кожен день ми носимо срібний хрестик і золоте кільце на руці. Радіоактивні речовини можуть вбити людину, тому екологи всього світу намагаються частково вирішити питання викиду небезпечних металів в океан і атмосферу. Звичайно, вирішувати такі проблеми дуже складно, особливо враховуючи те, що більшість підприємців взагалі не йдуть на контакт. Тим не менш, не варто забувати про те, що без провідників, які складаються теж з металу, неможливі електричні схеми, а без залоза не буде машин та інших звичних для нас речей.
Нами не була порушена група так званих радіоактивних металів періодичної таблиці Менделєєва. Сюди відносяться: технецій, полоній, прометий та ін. Основне призначення - використання в ядерних реакторах і зброю, що робить їх дуже небезпечними.
види і властивості металів
Висновок
Ви напевно помітили, що є найрізноманітніші види металів. У природі більшість їх є у вигляді руд і утворює різні сульфіди, карбонати та інші хімічні сполуки. Для отримання чистих металів і подальшого їх застосування використовують сучасні технологічні очисні і збагачувальні лінії. Напевно вам буде цікаво дізнатися, що організм людини теж містить в собі невелику кількість металевих з'єднань - приблизно 3%. Так, в кістках у нас є кальцій, в крові залізо, в м'язах постійно накопичується магній, а в печінці є мідь.
Ну, от, в принципі, і все, що можна сказати про те, які існують види сплавів металів. Незважаючи на те що це досить складна тема, вона може бути цікава тим, хто захоплюється металургією.