spalvotųjų metalų

Spalvotieji metalai, dar vadinami spalvotaisiais metalais siaurąja prasme, reiškia visus metalus, išskyrus geležį (kartais manganą ir chromą) ir geležies lydinius.

Apskritai, spalvotieji metalai taip pat apima spalvotųjų metalų lydinius, kurie yra lydiniai, sudaryti iš vieno ar daugiau kitų elementų, pridėtų prie spalvotųjų metalų matricos (paprastai daugiau nei 50 %).

Spalvotieji metalai yra pagrindinės medžiagos šalies ekonomikai vystytis, o didžioji dauguma pramonės šakų, tokių kaip aviacija, kosmosas, automobilių, mašinų gamyba, energetika, ryšiai, statyba ir buitinė technika, yra gaminami iš spalvotųjų metalų medžiagų. . Sparčiai tobulėjant šiuolaikinei chemijos inžinerijai, žemės ūkiui, mokslui ir technologijoms, spalvotųjų metalų padėtis žmogaus raidoje tampa vis svarbesnė. Tai ne tik svarbi strateginė medžiaga ir gamybos priemonė pasaulyje, bet ir būtina žmogaus gyvenime vartojama medžiaga.

Aliuminis
Aliuminis yra metalinis elementas, kurio simbolis Al ir atominis skaičius 13. Jo elementinė medžiaga yra sidabro baltumo lengvasis metalas. Turi išplečiamumą. Iš gaminių dažnai gaminami strypai, lakštai, folijos, milteliai, juostelės ir gijos. Drėgname ore gali susidaryti oksidinės plėvelės sluoksnis, kad būtų išvengta metalo korozijos. Aliuminio milteliai gali smarkiai degti kaitinami ore ir skleisti akinančią baltą liepsną. Lengvai tirpsta praskiestoje sieros rūgšties, azoto rūgšties, druskos rūgšties, natrio hidroksido ir kalio hidroksido tirpaluose, bet sunkiai tirpsta vandenyje. Santykinis tankis yra 2,70. Lydymosi temperatūra 660 laipsnių. Virimo temperatūra 2327 laipsniai. Aliuminis yra trečias pagal gausumą metalinis elementas Žemės plutoje po deguonies ir silicio. Trims svarbioms aviacijos, statybos ir automobilių pramonės šakoms plėtoti reikalingos unikalių aliuminio ir jo lydinių savybių turinčios medžiagos, o tai labai palengvina šio naujo metalinio aliuminio gamybą ir pritaikymą. Plačiai taikomas.

Varis
Varis yra metalinis elementas ir pereinamasis elementas, kurio cheminis simbolis Cu, angliškas varis ir atominis skaičius 29. Grynas varis yra minkštas metalas, kurio pirmas pjovimas yra raudonos oranžinės spalvos ir metalo blizgesio, o jo spalva yra violetinė raudona. elementari forma. Geras plastiškumas, didelis šilumos ir elektros laidumas, todėl dažniausiai naudojama kabelių, elektros ir elektroninių komponentų medžiaga, taip pat gali būti naudojama kaip statybinė medžiaga įvairiems lydiniams formuoti. Vario lydiniai turi puikias mechanines savybes ir mažą elektrinę varžą, iš kurių svarbiausi yra bronza ir žalvaris. Be to, varis taip pat yra patvarus metalas, kurį galima daug kartų perdirbti nepažeidžiant jo mechaninių savybių. Dvivalentės vario druskos yra labiausiai paplitę vario junginiai, kurių hidratuoti jonai dažnai būna mėlyni, o chloro ligandai – žali. Jie yra mineralų, tokių kaip chalkopiritas ir turkis, spalvų šaltinis ir istorijoje buvo plačiai naudojami kaip pigmentai. Varinės statybinės konstrukcijos po korozijos gamins vario žalią (šarminį vario karbonatą). Dekoratyviniame mene daugiausia naudojamas metalinis varis ir vario turintys pigmentai. Varis yra vienas iš pirmųjų metalų, kuriuos naudojo žmonės. Dar priešistoriniais laikais žmonės pradėjo kasti atviras vario kasyklas, o gautą varį naudoti ginklams, įrankiams ir kitiems indams gaminti. Vario naudojimas turėjo didelę įtaką ankstyvosios žmogaus civilizacijos pažangai. Varis yra metalas, esantis Žemės plutoje ir vandenynuose. Vario kiekis Žemės plutoje yra apie 0,01%, o kai kuriose vario telkiniuose vario kiekis gali siekti nuo 3% iki 5%. Varis gamtoje dažniausiai egzistuoja kaip junginys, būtent vario rūda. Varis turi silpną aktyvumą, o reakcija tarp elementinės geležies ir vario sulfato gali išstumti elementinį varį. Varis netirpus neoksiduojančiose rūgštyse.

Cinkas
Cinkas yra cheminis elementas, kurio cheminis simbolis Zn, o atominis skaičius yra 30. Jis yra periodinės cheminių elementų lentelės 4 periode ir IIB grupėje. Cinkas yra šviesiai pilkas pereinamasis metalas ir ketvirtas labiausiai paplitęs metalas. Šiuolaikinėje pramonėje cinkas yra nepakeičiamas ir svarbus metalas baterijų gamyboje. Be to, cinkas taip pat yra vienas iš būtinų žmogaus organizmui mikroelementų, atliekantis nepaprastai svarbų vaidmenį.

Įžengus į XVIII amžių, sparti mokslo ir technikos raida paskatino atrasti daug naujų spalvotųjų metalų elementų. Iš 64 aukščiau paminėtų spalvotųjų metalų 13 buvo aptikti XVIII amžiuje, be 8, kurie jau buvo pripažinti ir pritaikyti iki XVII a. XIX amžiuje buvo aptiktos 39 rūšys, o XX amžiuje – dar 4 rūšys.

Biomedicinos srityje spalvotųjų metalų medžiagos yra plačiai naudojamos dėl puikaus biologinio suderinamumo, mechaninių savybių ir fototerminės konversijos. Intervencinėms eksploatacinėms medžiagoms spalvotieji metalai, tokie kaip titanas, magnis, tantalas ir cinkas, atitinka kaulų atstatymo ir kraujagyslių remodeliavimo reikalavimus ir yra plačiai naudojami klinikinėje praktikoje. Diagnozuojant ir gydant vėžį, spalvotųjų metalų nanomedžiagų panaudojimo vertė taip pat buvo įrodyta atliekant išsamius in vitro ir in vivo eksperimentus. Be to, metalų kompleksiniai vaistai ir jutiklio substrato zondai yra kitos dvi pagrindinės spalvotųjų metalų taikymo sritys, ypač su milijonais organinių ligandų, todėl metalo organinės konstrukcijos ir metalų kompleksai labiau atitinka žmonių lūkesčius.

Spalvotųjų metalų medžiagos yra plačiai naudojamos elektrinių įrangoje. Dažniausiai naudojami aliuminis ir aliuminio lydiniai, varis ir vario lydiniai, titanas ir titano lydiniai ir kt. Aliuminio lydinys dažniausiai naudojamas šilumokaičių, vamzdžių, talpyklų, korpusų ir kniedžių gamyboje; Vario lydinys labiau tinka kai kurioms korozijai atsparioms dalims, tokioms kaip turbinos, guolių korpusai, veleno įvorės ir kt., gaminti; Titano lydinys labiau tinka tokiai įrangai kaip kondensatoriaus vamzdžiai ir turbinų mentės šiluminėse elektrinėse.

Transporto srityje ryškiausia spalvotųjų metalų, tokių kaip aliuminis, cinkas ir magnis, savybė yra mažas tankis, todėl jie yra geriausios medžiagos kėbulams ir kitoms naujų energetinių transporto priemonių dalims gaminti, kurios gali efektyviai pasiekti lengvumą. naujų energetinių transporto priemonių. Spalvotųjų metalų, tokių kaip aliuminis ir titanas, naudojimas aviacijos ir kosmoso pramonėje atlieka labai svarbų vaidmenį. Lengvos medžiagos yra pagrindinis veiksnys, padedantis sumažinti orlaivių, raketų, palydovų ir kitų erdvėlaivių svorį, taip pat teikia didelę paramą orlaivių saugai ir energijos vartojimo efektyvumui. Nikelis, varis ir švinas yra didelio tankio spalvotieji metalai, turintys gerą laidumą, todėl jie daugiausia naudojami transporto priemonių akumuliatoriuose ir įkrovimo stotyse. Nikelis ir švino metalai gali būti naudojami gaminant nikelio-vandenilio baterijas, švino rūgšties baterijas ir trijų dalių ličio baterijas, o pastarosios yra pagrindinės naujos energijos transporto priemonėse naudojamos baterijos.

Architektūros srityje plačiai naudojami spalvotieji metalai, tokie kaip vario gaminiai, aliuminio lydinio durys ir langai, varinės sienų plokštės, metaliniai stogai. Spalvotųjų metalų panaudojimas daro pastatus gražesnius, saugesnius, ilgaamžiškesnius ir taupesnius energiją.

Elektronikos srityje spalvotųjų metalų medžiagos vaidina svarbų vaidmenį lustų technologijos raidoje. Nuolat mažinant pažangių procesų dydį, taurieji metalai ir jų lydinių medžiagos vaidina pagrindinį vaidmenį siekiant mažo linijų pločio, mažos elektrinės varžos, didelio sukibimo ir kitų aspektų. Įžengus į XXI amžių, drožlių medžiagos pridėjo daugiau nei 40 elementų, iš kurių apie 90% yra taurieji metalai ir pereinamojo metalo medžiagos. Galis ir germanis plačiai naudojami puslaidininkinėse medžiagose, naujoje energetikoje ir kitose srityse. Tarp jų galis yra žinomas kaip "naujas puslaidininkių pramonės grūdas" ir yra plačiai naudojamas fotovoltinės, magnetinės medžiagos, medicinos, chemijos, ypač belaidžio ryšio, šviesos diodų ir kitose srityse.

Pastaraisiais metais pagrindinėmis spalvotųjų metalų vartojimo augimo sritimis tapo fotoelektra, vėjo energija, naujos energijos transporto priemonės, galią ir energiją kaupiančios baterijos.