- Structuur
- Compacte hex (hcp)
- Voorbeelden
- Soorten
- Kenmerken en eigenschappen
- Voorbeelden
- Koper
- Aluminium
- Zink en magnesium
- Titanium
- Superlegeringen
- Referenties
De non - ferro metalen zijn metalen die geen of verwaarloosbare hoeveelheden ijzer bevatten. Deze, in verschillende massaverhoudingen, worden gebruikt om legeringen te maken die betere fysische eigenschappen vertonen dan individuele metalen.
Hun kristallijne structuren en metallische interacties zijn dus de hoeksteen van toepassingen van non-ferro legeringen. Deze zuivere metalen vinden echter minder toepassingen omdat ze erg gevoelig en reactief zijn. Om deze reden werken ze het beste als basis en additief voor legeringen.
Brons is een non-ferro legering; Het bestaat voornamelijk uit een gouden mengsel van koper en tin (beeld in bovenstaande afbeelding). Het koper in de legering oxideert en vormt CuO, een verbinding die het gouden oppervlak zwart maakt. In vochtige omgevingen hydrateert en absorbeert CuO kooldioxide en zouten om blauwgroene verbindingen te vormen.
Het Vrijheidsbeeld is bijvoorbeeld bedekt met lagen kopercarbonaten (CuCO 3 ), ook wel patina genoemd. Over het algemeen roesten alle metalen. Afhankelijk van de stabiliteit van hun oxiden beschermen ze legeringen in meer of mindere mate tegen corrosie en externe factoren.
Structuur
IJzer is slechts een van alle metalen in de natuur, dus de structuren en legeringen van non-ferrometalen zijn diverser.
Onder normale omstandigheden hebben de meeste metalen echter drie kristallijne structuren die tot stand worden gebracht door hun metaalbindingen: compact hexagonaal (hcp), compact cubic (ccp) en body-centered cubic (bcc).
Compacte hex (hcp)
Van de drie structuren is dit de minst dichte en compacte structuur, en tegelijkertijd degene met de grootste tussenruimten.
Daarom herbergt het gemakkelijker kleine moleculen en atomen. Evenzo is in deze kubus elk atoom omgeven door acht buren.
Voorbeelden
- Vanadium (V).
- Niobium (Nb).
- Chroom (Cr).
- Alkalimetalen.
- Wolfraam (W).
Daarnaast zijn er andere structuren, zoals de eenvoudige kubieke en andere meer complexe structuren die bestaan uit minder dichte of vervormde opstellingen van de eerste drie. De bovenstaande kristalstructuren zijn echter alleen van toepassing op zuivere metalen.
Onder omstandigheden van onzuiverheid, hoge druk en temperatuur zijn deze opstellingen vervormd en, als ze componenten zijn van een legering, werken ze samen met andere metalen om nieuwe metalen structuren te genereren.
In feite maken de exacte kennis en manipulatie van deze opstellingen het ontwerpen en vervaardigen van legeringen met de gewenste fysische eigenschappen voor een specifiek doel mogelijk.
Soorten
In zeer algemene termen kunnen non-ferro metalen worden ingedeeld in drie soorten: zwaar (lood), licht (koper en aluminium) en ultralicht (magnesium). Deze zijn op hun beurt onderverdeeld in twee subklassen: die met gemiddelde smeltpunten en die met hoge smeltpunten.
Andere soorten non-ferrometalen komen overeen met edelmetalen (of edelmetalen). Voorbeelden hiervan zijn metalen met ccp-structuren (behalve aluminium, nikkel en andere).
Evenzo worden zeldzame aardmetalen als non-ferro beschouwd (cerium, samarium, scandium, yttrium, thulium, gadolinium, enz.). Ten slotte tellen radioactieve metalen ook als non-ferro (polonium, plutonium, radium, francium, astaat, radon, enz.).
Kenmerken en eigenschappen
Hoewel de kenmerken en eigenschappen van metalen variëren in hun zuivere toestand en in legeringen, vertonen ze algemeenheden die ze onderscheiden van ferrometalen:
- Ze zijn vervormbaar en uitstekende elektrische en thermische geleiders.
- Ze worden minder beïnvloed door warmtebehandelingen.
- Ze zijn beter bestand tegen oxidatie en corrosie.
- Ze vertonen niet zoveel paramagnetisme, waardoor ze materialen kunnen zijn die worden gebruikt voor elektronische toepassingen.
- De fabricageprocessen zijn eenvoudiger, inclusief gieten, lassen, smeden en walsen.
- Ze hebben aantrekkelijkere kleuren, dus vinden ze toepassingen als decoratieve elementen; bovendien zijn ze minder dicht.
Enkele van de nadelen in vergelijking met ferrometalen zijn: lage weerstand, hoge kosten, lagere eisen en minder overvloed aan mineralen.
Voorbeelden
In de metallurgische industrie zijn er veel opties bij de vervaardiging van non-ferrometalen en legeringen; de meest voorkomende zijn: koper, aluminium, zink, magnesium, titanium en de op nikkel gebaseerde superlegeringen.
Koper
Koper wordt voor een breed scala aan toepassingen gebruikt vanwege zijn gunstige eigenschappen, zoals zijn hoge thermische en elektrische geleidbaarheid.
Het is sterk, kneedbaar en taai, dus er kunnen veel praktische ontwerpen van worden gemaakt: van pijpen tot potten tot munten. Het is ook gebruikt om de kiel van schepen te versterken en wordt veel gebruikt in de elektrische industrie.
Hoewel het in zijn pure staat erg zacht is, zijn zijn legeringen (inclusief messing en brons) resistenter en worden ze beschermd door lagen Cu 2 O (roodachtig oxide).
Aluminium
Het is een metaal dat als licht wordt beschouwd vanwege zijn lage dichtheid; het heeft een hoge thermische en elektrische geleidbaarheid en is bestand tegen corrosie dankzij de Al 2 O 3- laag die het oppervlak beschermt.
Gezien zijn eigenschappen is het een ideaal metaal, vooral in onder meer de luchtvaart, de auto-industrie en de bouwsector.
Zink en magnesium
Zinklegeringen (zoals KAYEM, met 4% aluminium en 3% koper in massa) worden gebruikt voor de vervaardiging van complexe gietstukken. Het is bedoeld voor bouw- en technische werkzaamheden.
In het geval van magnesium hebben de legeringen ervan toepassingen in de architectuur, maar ook in fietsbehuizingen, in borstweringen van bruggen en in gelaste constructies.
Het wordt ook gebruikt in de lucht- en ruimtevaartindustrie, in hogesnelheidsmachines en in transportapparatuur.
Titanium
Titanium vormt licht lichtgewicht legeringen. Ze zijn super bestendig en worden tegen corrosie beschermd door een laag TiO 2 . De extractie is duur en heeft een kristallijne bcc-structuur boven 882 ºC.
Bovendien is het biocompatibel, waardoor het kan worden gebruikt als materiaal voor medische prothesen en implantaten. Bovendien zijn titanium en zijn legeringen aanwezig in machines, in de zee, in jetonderdelen en in chemische reactoren.
Superlegeringen
Superlegeringen zijn zeer sterke vaste fasen die zijn samengesteld uit nikkel (als basismetaal) of kobalt.
Ze worden gebruikt als schoepen in vliegtuigturbines en motoren, in reactormaterialen die agressieve chemische reacties ondersteunen, en in warmtewisselaarapparatuur.
Referenties
- Kateřina Skotnicová, Monika Losertová, Miroslav Kursa. (2015). Theorie van de productie van non-ferro metalen en legeringen. Technische Universiteit van Ostrava.
- Dr. C. Ergun. Non-ferro legeringen. Opgehaald op 21 april 2018, van: users.fs.cvut.cz
- Adana wetenschap en technologie. Non-ferrometalen. Opgehaald op 21 april 2018, van: web.adanabtu.edu.tr
- Sánchez M. Vergara E., Campos I. Silva E. (2010). Materiaaltechnologie. Redactioneel Trillas SA (1e editie, Mexico). Pagina 282-297.
- Ferro materialen en non-ferro metalen en legeringen. . Opgehaald op 21 april 2018, van: ikbooks.com
- Het verschil tussen ferro en non-ferro metaal. (2015, 23 september). Opgehaald op 21 april 2018, van: metalsupermarkets.com
- Wonderopolis. (2018). Waarom is het standbeeld van vrijheid groen? Opgehaald op 21 april 2018, van: wonderopolis.org
- Moises Hinojosa. (31 mei 2014). De kristallijne structuur van metalen. Opgehaald op 21 april 2018, van: researchgate.net
- Tony Hisgett. (18 maart 2009). Koperen fittingen. . Opgehaald op 22 april 2018, van: flickr.com
- Brandon Baunach. (22 februari 2007). sixpack-papiergewicht. Opgehaald op 22 april 2018, van: flickr.com