Logam bukan ferus Struktur, Jenis, Ciri

The logam bukan ferus mereka semua yang kurang atau mempunyai jumlah iron yang kecil. Ini, dalam bahagian jisim yang berbeza, digunakan untuk penciptaan aloi yang mempamerkan sifat fizikal yang lebih baik daripada logam individu.

Oleh itu, struktur kristal dan interaksi logam adalah asas penggunaan aloi bukan ferus. Walau bagaimanapun, logam tulen ini kurang digunakan kerana ia sangat sensitif dan reaktif. Atas sebab ini, mereka berfungsi sebagai asas dan aditif untuk aloi.

Gangsa adalah aloi bukan ferus; Ia terdiri daripada campuran emas tembaga dan timah (patung dalam imej di atas). Tembaga dalam aloi mengoksidasi dan membentuk CuO, sebatian yang menghilangkan permukaan keemasannya. Dalam persekitaran lembap, CuO menghidrat dan menyerap karbon dioksida dan garam untuk membentuk sebatian biru-hijau.

Sebagai contoh, Patung Liberty ditutup dengan lapisan karbonat tembaga (CuCO₃) yang dikenali sebagai patina. Secara umum, semua logam teroksida. Bergantung kepada kestabilan oksida mereka, mereka melindungi tahap yang lebih besar atau lebih rendah daripada aloi terhadap kakisan dan faktor luaran.

Indeks

• 1 Struktur
  • 1.1 padat heksagonal (hcp)
  • 1.2 padat padu (ccp)
  • 1.3 Cubic berpusat pada badan (bcc)
• 2 Jenis
• 3 Ciri-ciri dan sifat
• 4 Contoh
  • 4.1 Tembaga
  • 4.2 aluminium
  • 4.3 Zink dan magnesium
  • 4.4 Titanium
  • 4.5 Superjaan
• 5 Rujukan

Struktur

Besi adalah salah satu daripada semua logam di alam, jadi struktur dan aloi logam bukan ferus adalah lebih pelbagai.

Walau bagaimanapun, dalam keadaan normal, kebanyakan logam mempunyai tiga struktur kristal yang ditubuhkan oleh bon logam mereka: heksagon padat (hcp), kubik padat (ccp) dan kubik berpusat di dalam badan (bcc).

Padat heksagon (hcp)

Dalam struktur ini, atom-atom logam dibungkus dalam bentuk prisma heksagon, mengambil kesempatan dari semua ruang.

Daripada semua struktur ini adalah yang paling padat, maka boleh diharapkan bahawa dengan cara yang sama adalah logam yang memilikinya. Dalam hal ini, semua atom dikelilingi oleh dua belas jiran.

Contohnya

- Titanium (Ti).

- Zink (Zn).

- Magnesium (Mg).

- Kadmium (cd).

- Kobalt (Co).

- Ruthenium (Ru).

- Osmio (Os).

- Logam bumi alkali (dengan pengecualian barium dan francium).

Padu padu (ccp)

Struktur kristal ini kurang padat daripada hcp, dan di dalamnya setiap atom dikelilingi oleh dua belas jiran.

Di sini, interstices (ruang kosong) lebih besar daripada dalam kes hcp, jadi logam ini boleh mengandungi dalam molekul dan atom kecil ini (seperti hidrogen molekul, H₂).

Contohnya

- Aluminium (Al).

- Nikel (ni).

- Perak (ag).

- Tembaga (Cu).

- Emas (Au).

- Rhodium (Rh).

- Iridium (Go).

Cubic berpusat pada badan (bcc)

Daripada ketiga-tiga struktur ini, ini adalah yang paling padat dan padat, yang pada masa yang sama, yang membentangkan interstices volume yang lebih tinggi.

Oleh itu, ia lebih mudah menampung molekul dan atom kecil. Begitu juga, dalam kiub ini setiap atom dikelilingi oleh lapan jiran.

Contohnya

- Vanadium (V).

- Niobium (Nb).

- Chrome (Cr).

- Logam alkali.

- Tungsten (W).

Di samping itu, terdapat struktur lain, seperti padu ringkas dan lain-lain yang lebih rumit yang terdiri daripada tatasusunan yang kurang padat atau yang tersisihkan daripada tiga yang pertama. Walau bagaimanapun, struktur kristal di atas hanya digunakan untuk logam tulen.

Di bawah keadaan pengotor, tekanan dan suhu yang tinggi, susunan ini diputarbelitkan dan, apabila ia adalah komponen aloi, mereka berinteraksi dengan logam lain untuk menjana struktur logam baru.

Malah pengetahuan dan manipulasi yang tepat dari perkiraan ini membolehkan reka bentuk dan penjelasan aloi dengan sifat fizikal yang dikehendaki untuk tujuan tertentu.

Jenis

Secara umum, logam bukan ferus boleh dikelaskan kepada tiga jenis: berat (plumbum), cahaya (tembaga dan aluminium) dan ultralight (magnesium). Sebaliknya, ini dibahagikan kepada dua subkelas: mereka yang mempunyai titik leburan sederhana dan mereka yang mempunyai titik lebur yang tinggi.

Lain-lain jenis logam bukan ferus sesuai dengan logam mulia (atau berharga). Contohnya adalah logam dengan struktur ccp (kecuali aluminium, nikel dan lain-lain).

Begitu juga, logam nadir bumi dianggap bukan ferus (cerium, samarium, scandium, yttrium, thulium, gadolinium, dan sebagainya). Akhirnya, logam radioaktif juga dikira sebagai bukan ferus (polonium, plutonium, radium, francium, astatine, radon, dan lain-lain). 

Ciri-ciri dan sifat

Walaupun ciri-ciri dan sifat-sifat logam berbeza dalam keadaan tulen dan dalam aloi, mereka mempersembahkan generalisasi yang membezakannya daripada logam ferus:

- Mereka adalah konduktor elektrik dan haba yang mudah dibasuh dan sangat baik.

- Mereka kurang dipengaruhi oleh rawatan haba.

- Mereka mempunyai ketahanan yang lebih besar terhadap pengoksidaan dan kakisan.

- Mereka tidak memberikan banyak paramagnetisme, yang membolehkan mereka menjadi bahan yang digunakan untuk aplikasi elektronik.

- Proses pembuatannya lebih mudah, termasuk pemutus, kimpalan, penempaan dan rolling.

- Mereka mempunyai warna yang lebih menarik, jadi mereka mencari kegunaan sebagai unsur hiasan; Di samping itu, mereka kurang padat.

Antara keburukannya berbanding dengan logam ferus adalah: rintangan rendah, kos yang tinggi, permintaan yang lebih rendah dan kelimpahan mineralogi yang lebih rendah.

Contohnya

Dalam industri metalurgi terdapat banyak pilihan dalam pembuatan logam dan aloi bukan ferus; Yang paling biasa adalah: superalloy berasaskan tembaga, aluminium, zink, magnesium, titanium dan nikel.

Tembaga

Tembaga telah digunakan untuk pelbagai aplikasi kerana sifat-sifatnya yang berfaedah, seperti haba dan elektrik yang tinggi.

Ia tahan, lembut dan mulur, jadi ia boleh didapati dari banyak reka bentuk praktikal ini: dari paip ke balang dan duit syiling. Ia juga telah digunakan dalam pengukuhan perahu bot, dan banyak digunakan dalam industri elektrik.

Walaupun dalam keadaan tulennya sangat lembut, aloi (antara tembaga dan gangsa) lebih tahan dan dilindungi oleh lapisan Cu₂O (kemerahan oksida).

Aluminium

Ia adalah logam yang dianggap ringan kerana ketumpatannya yang rendah; Ia mempunyai konduktiviti terma dan elektrik yang tinggi, dan tahan terhadap kakisan berkat salutan Al₂O₃ yang melindungi permukaannya.

Memandangkan sifatnya, ia adalah logam yang ideal terutamanya dalam aeronautik, dalam industri automotif dan pembinaan, antara lain.

Zink dan magnesium

Aloi zink (seperti KAYEM, dengan aluminium 4% dan tembaga 3% dengan massa) digunakan untuk pembuatan cawan kompleks. Ia bertujuan untuk pembinaan dan kerja-kerja kejuruteraan.

Dalam kes magnesium, aloi mempunyai aplikasi dalam seni bina, serta perumah basikal, parapet jambatan dan struktur dikimpal..

Ia juga digunakan dalam industri aeroangkasa, jentera berkelajuan tinggi dan peralatan pengangkutan.

Titanium

Titanium membentuk sedikit aloi cahaya. Mereka tahan super, dan dilindungi daripada kakisan oleh lapisan TiO₂. Pengekstrakannya mahal dan mempunyai bcc struktur kristal di atas 882 ° C.

Di samping itu, ia adalah biokompatibel, oleh itu ia boleh digunakan sebagai bahan untuk implan dan implan perubatan. Di samping itu, titanium dan aloinya terdapat dalam jentera, angkatan laut, komponen jet dan reaktor kimia.

Superalloys

Superalloys adalah fasa pepejal yang sangat tahan yang terdiri daripada nikel (sebagai logam asas) atau kobalt.

Ia digunakan sebagai van dalam turbin dan enjin pesawat, dalam bahan untuk reaktor yang menahan reaksi kimia yang agresif dan peralatan penukar haba.

Rujukan

1. Kateřina Skotnicová, Monika Losertová, Miroslav Kursa. (2015). Teori pengeluaran logam dan aloi bukan ferus. Universiti Teknikal Ostrava.
2. Dr. C. Ergun. Paduan bukan ferus. Diperoleh pada 21 April 2018, dari: users.fs.cvut.cz
3. Sains dan Teknologi Adana. Logam Bukan Ferrous. Diperoleh pada 21 April 2018, dari: web.adanabtu.edu.tr
4. Sánchez M. Vergara E., Campos I. Silva E. (2010). Teknologi bahan. Editorial Trillas S.A. (Edisi 1, Mexico). Pg 282-297.
5. Bahan-bahan Ferrous dan Logam dan Padu Bukan Ferus. [PDF] Diperoleh pada 21 April 2018, dari: ikbooks.com
6. Perbezaan antara logam ferus dan bukan ferus. (23 September 2015). Diambil pada 21 April 2018, dari: metalsupermarkets.com
7. Wonderopolis. (2018). Kenapa patung kebebasan hijau? Diperoleh pada 21 April 2018, dari: wonderopolis.org
8. Moises Hinojosa. (31 Mei 2014). Struktur kristal logam. Diambil pada 21 April 2018, dari: researchgate.net
9. Tony Hisgett. (18 Mac 2009). Kelengkapan tembaga. [Rajah] Diambil pada 22 April 2018, dari: flickr.com
10. Brandon Baunach. (22 Februari 2007). berat kertas 6-pek Diambil pada 22 April 2018, dari: flickr.com