Sa kabila ng katotohanan na ang mga artipisyal na nilikha na materyales ay lalong ginagamit sa industriya at pang-araw-araw na buhay, hindi pa posible na tanggihan ang paggamit ng mga metal. Mayroon silang natatanging kumbinasyon ng mga katangian, at pinapayagan ka ng mga haluang metal na i-maximize ang kanilang potensyal. Sa anong mga lugar ang paggawa at paggamit ng mga metal?
Katangian ng isang pangkat ng mga elemento
Ang mga metal ay nauunawaan bilang isang set ng mga inorganic na kemikal na may mga katangian. Karaniwang kasama sa mga ito ang sumusunod:
- high thermal conductivity;
- ductility, relatibong kadalian ng machining;
- medyo mataas na punto ng pagkatunaw;
- magandang electrical conductivity;
- characteristic na "metallic" na kinang;
- role ng reducing agent sa mga reaksyon;
- high density.
Siyempre, hindi lahat ng elemento ng grupong ito ay may lahat ng mga katangiang ito, halimbawa, ang mercury ay likido sa temperatura ng silid, ang gallium ay natutunaw mula sa init ng mga kamay ng tao, at ang bismuth ay halos hindi matatawag na plastik. Ngunit sa pangkalahatan, ang lahat ng tampok na ito ay maaaring masubaybayan sa kabuuan ng mga metal.
Internal na pag-uuri
Ang mga metal ay may kondisyong nahahati sa ilang kategorya, na ang bawat isa ay pinagsasama ang mga elemento na pinakamalapit sa isa't isa sa iba't ibang mga parameter. Ang mga sumusunod na grupo ay nakikilala:
- alkalina - 6;
- alkaline earth - 4;
- transitional - 38;
- light - 7;
- semimetals - 7;
- lanthanides - 14+1;
- actinides - 14+1;
Sa mga grupo ay may dalawa pa: beryllium at magnesium. Kaya, sa ngayon, sa lahat ng natuklasang elemento, 94 na siyentipiko ang nagpapatungkol sa mga metal.
Sa karagdagan, ito ay nagkakahalaga ng pagbanggit na may iba pang mga klasipikasyon. Ayon sa kanila, ang mga marangal na metal, platinum group metal, post-transition, refractory, ferrous at non-ferrous na mga metal, atbp. ay isinasaalang-alang nang hiwalay. Ang diskarte na ito ay may katuturan lamang para sa ilang mga layunin, kaya mas maginhawang gamitin ang pangkalahatang tinatanggap na pag-uuri.
History ng Resibo
Ang sangkatauhan sa buong pag-unlad nito ay malapit na nauugnay sa pagproseso at paggamit ng mga metal. Bilang karagdagan sa pagiging pinakakaraniwang elemento, maaari silang gawin sa iba't ibang mga produkto lamang sa tulong ng mekanikal na pagproseso. Dahil walang mga kasanayan sa pagtatrabaho sa ore, noong una ay tungkol lamang ito sa paggamit ng mga nuggets. Sa una ito ay isang malambot na metal, na nagbigay ng pangalan nito sa panahon ng tanso, na pinalitan ang bato. Sa panahong ito, binuo ang cold forging method. Naging posible ang pagtunaw sa ilang sibilisasyon. Unti-unti, pinagkadalubhasaan ng mga tao ang pagpapakulaymga metal gaya ng ginto, pilak, lata.
Mamaya ay pinalitan ng Bronze Age ang copper age. Ito ay tumagal ng mga 20 millennia at naging isang punto ng pagbabago para sa sangkatauhan, dahil sa panahong ito naging posible na makakuha ng mga haluang metal. Mayroong unti-unting pag-unlad ng metalurhiya, ang mga paraan ng pagkuha ng mga metal ay pinapabuti. Gayunpaman, sa 13-12 siglo. BC e. ang tinatawag na bronze collapse ay naganap, na minarkahan ang simula ng Iron Age. Ito ay marahil dahil sa pagkaubos ng mga reserbang lata. At ang tingga at mercury, na natuklasan noong panahong iyon, ay hindi maaaring maging kapalit ng tanso. Kaya kinailangan ng mga tao na bumuo ng produksyon ng mga metal mula sa ores.
Hindi nagtagal ang susunod na panahon - wala pang isang milenyo, ngunit nag-iwan ng maliwanag na marka sa kasaysayan. Sa kabila ng katotohanan na ang bakal ay kilala nang mas maaga, halos hindi ito ginamit dahil sa mga pagkukulang nito kumpara sa tanso. Bilang karagdagan, ang huli ay mas madaling makuha, habang ang pagtunaw ng mineral ay mas masinsinang paggawa. Ang katotohanan ay ang katutubong bakal ay medyo bihira, kaya hindi nakakagulat na ang pag-abandona ng tanso ay napakabagal.
Kahulugan ng mga kasanayan sa pagkuha ng metal
Katulad ng kung paano unang gumawa ng kasangkapan ang ninuno ng tao sa pamamagitan ng pagtatali ng matalas na bato sa isang patpat, ang paglipat sa isang bagong materyal ay naging kasing engrande. Ang mga pangunahing bentahe ng mga produktong metal ay ang mga ito ay mas madaling gawin at repairable. Ang bato ay walang plasticity at malleability, kaya iyonanumang sandata mula rito ay maaari lamang gawin muli, hindi sila maaaring ayusin.
Kaya, ito ay ang paglipat sa paggamit ng mga metal na humantong sa karagdagang pagpapabuti ng mga kasangkapan, ang paglitaw ng mga bagong gamit sa bahay, mga dekorasyon, na dati ay imposibleng gawin. Ang lahat ng ito ay nagbigay ng lakas sa pag-unlad ng teknolohiya at naglatag ng pundasyon para sa pagbuo ng metalurhiya.
Mga modernong pamamaraan
Kung noong unang panahon ang mga tao ay pamilyar lamang sa pagkuha ng mga metal mula sa mga ores, o maaari silang makuntento sa mga nugget, kung gayon sa kasalukuyan ay may iba pang mga paraan. Naging posible sila salamat sa pag-unlad ng kimika. Kaya, dalawang pangunahing direksyon ang lumitaw:
- Pyrometallurgy. Sinimulan nito ang pag-unlad nito nang mas maaga at nauugnay sa mataas na temperatura na kinakailangan upang maproseso ang materyal. Pinapayagan din ng modernong teknolohiya sa lugar na ito ang paggamit ng plasma.
- Hydrometallurgy. Ang direksyon na ito ay nakikibahagi sa pagkuha ng mga elemento mula sa ores, basura, concentrates, atbp gamit ang tubig at mga kemikal na reagents. Halimbawa, ang isang paraan na kinasasangkutan ng paggawa ng mga metal sa pamamagitan ng electrolysis ay lubhang karaniwan, at ang paraan ng carburizing ay medyo popular din.
May isa pang kawili-wiling teknolohiya. Ang pagkuha ng mga mahalagang metal na may mataas na kadalisayan at may kaunting pagkalugi ay naging posible salamat dito. Ito ay tungkol sa pagpipino. Ang prosesong ito ay isa sa mga uri ng pagdadalisay, iyon ay, ang unti-unting paghihiwalay ng mga dumi. Halimbawa, sa kaso ng ginto, ang saturation ng natutunaw na may chlorine ay ginagamit, at ang platinum ay natunaw samineral acid na sinusundan ng paghihiwalay na may mga reagents.
Nga pala, ang pagkuha ng mga metal sa pamamagitan ng electrolysis ay kadalasang ginagamit kung ang smelting o pagbawi ay hindi matipid. Ito ay eksakto kung ano ang nangyayari sa aluminyo at sodium. Mayroon ding higit pang mga makabagong teknolohiya na ginagawang posible na makakuha ng mga non-ferrous na metal kahit na mula sa medyo mahihirap na ores nang walang makabuluhang gastos, ngunit pag-uusapan natin ito sa ibang pagkakataon.
Tungkol sa mga haluang metal
Karamihan sa mga metal na kilala noong unang panahon ay hindi palaging nakakatugon sa ilang pangangailangan. Kaagnasan, hindi sapat na katigasan, brittleness, brittleness, hina - bawat elemento sa dalisay nitong anyo ay may mga kakulangan nito. Samakatuwid, naging kinakailangan upang makahanap ng mga bagong materyales na pinagsasama ang mga pakinabang ng mga kilala, iyon ay, upang makahanap ng mga paraan upang makakuha ng mga haluang metal. Sa ngayon, may dalawang pangunahing paraan:
- Pag-cast. Ang pagkatunaw ng mga halo-halong sangkap ay pinalamig at na-kristal. Ang paraang ito ang naging posible upang makuha ang mga unang sample ng mga haluang metal: bronze at brass.
- Pagpindot. Ang pinaghalong mga pulbos ay sumasailalim sa mataas na presyon at pagkatapos ay sintered.
Karagdagang pagpapabuti
Sa nakalipas na mga dekada, ang pinaka-promising ay ang paggawa ng mga metal gamit ang biotechnology, pangunahin sa tulong ng bacteria. Naging posible na ang pagkuha ng tanso, nikel, sink, ginto, at uranium mula sa mga hilaw na materyales ng sulfide. Inaasahan ng mga siyentipiko na ikonekta ang mga microorganism sa mga proseso tulad ng leaching, oxidation, sorption at precipitation. Bilang karagdagan, ito ay lubhang mahalagaproblema ng deep wastewater treatment, para dito, sinusubukan din nilang maghanap ng solusyon na may kinalaman sa partisipasyon ng bacteria.
Application
Kung walang mga metal at haluang metal, ang buhay sa anyo na alam na ngayon ng sangkatauhan ay magiging imposible. Ang mga matataas na gusali, eroplano, kagamitan, salamin, electrical appliances, kotse at marami pang iba ay umiiral lamang dahil sa malayong paglipat ng mga tao mula sa bato patungo sa tanso, tanso at bakal.
Dahil sa kanilang pambihirang electrical at thermal conductivity, ang mga metal ay ginagamit sa mga wire at cable para sa iba't ibang layunin. Ginagamit ang ginto upang gumawa ng mga non-oxidizing contact. Dahil sa kanilang lakas at tigas, ang mga metal ay malawakang ginagamit sa pagtatayo at para sa iba't ibang uri ng mga istraktura. Ang isa pang lugar ng aplikasyon ay instrumental. Para sa paggawa ng isang gumagana, halimbawa, ang pagputol ng bahagi, matigas na haluang metal at mga espesyal na uri ng bakal ay kadalasang ginagamit. Sa wakas, ang mga marangal na metal ay lubos na pinahahalagahan bilang isang materyal para sa alahas. Kaya maraming application.
Kawili-wili tungkol sa mga metal at haluang metal
Ang paggamit ng mga elementong ito ay napakalaganap at may napakahabang kasaysayan na hindi nakakagulat na lumitaw ang iba't ibang mga kakaibang sitwasyon. Sila at ilang kawili-wiling katotohanan lang ang dapat dalhin sa huli:
- Bago ang malawakang paggamit nito, ang aluminyo ay lubos na pinahahalagahan. Ang mga kubyertos, na ginamit ni Napoleon III kapag tumatanggap ng mga panauhin, ay ginawa mula sa materyal na ito at naging paksa ngpagmamalaki ng monarko.
- Ang pangalang platinum sa Espanyol ay nangangahulugang "pilak". Nakatanggap ang elemento ng ganoong hindi kanais-nais na pangalan dahil sa medyo mataas na punto ng pagkatunaw at, samakatuwid, ang imposibilidad na gamitin ito nang mahabang panahon.
- Sa pinakadalisay nitong anyo, ang ginto ay malambot at madaling scratched gamit ang isang kuko. Kaya naman ito ay hinahalo sa pilak o tanso para gawing alahas.
- May mga haluang metal na may kakaibang katangian ng thermoelasticity, iyon ay, ang epekto ng memorya ng hugis. Kapag na-deform at pagkatapos ay pinainit, babalik sila sa kanilang orihinal na estado.
