מתכות מקיפות אותנו תמיד ובכל מקום.היום הוא חלק בלתי נפרד מדברים רבים שאנו משתמשים בהם מדי יום. זה מספיק רק להסתכל מסביב לחדר שבו אתה נמצא כדי להבין שזה אכן כך.
מבית הספר, אנחנו יודעים את כל אלהחומרים מינרליים מחולקים לשתי קבוצות גדולות - ברזל ולא מתכות ברזליות. מי מהם שייך לאיזו קבוצה, ואנחנו צריכים לגלות. אילו מתכות לא ברזליות קיימות על הפלנטה שלנו?
הקטגוריה "מתכות ברזליות" כוללת ברזל וכל סגסוגותיו הקיימות כיום. בצורתו הטהורה, ברזל נמצא רק במעבדות מחקר. בעיקר זו פלדה.
סוג זה של מתכת נוצר על ידי מליטהברזל עם פחמן ותוספת של אלמנטים נוספים המעניקים למתכת המתקבלת תכונות מסוימות הדרושות בייצור מסוים (למשל, מגנטי).
בדרך כלל בייצור מתכות ברזליותישנם מספר שלבים סטנדרטיים: כריית עפרות ועיבוד בתנור פיצוץ. לאחר מכן מתקבל ברזל יצוק, ממנו מתקבלים בהמשך כל סוגים של סגסוגות פלדה וברזל. האחרונים משמשים לרוב בתעשייה הכבדה. לעומת זאת, מתכות לא ברזליות הן חומר רך יותר עם תכונות שונות במקצת, הן משמשות בתחום אחר.
ברזל יצוק מכיל 93% ברזל וכ 3-5%פחמן, בתוספת יסודות שארית בכמויות קטנות. חומר זה משמש לעיתים רחוקות לייצור מכיוון שהוא שביר. ניתן למצוא אותו בייצור סוגים מסוימים של צינורות, שסתומים או שסתומים. אך מרבית הנפח המיוצר של ברזל חזיר (מעל 90%) מעובד לפלדה.
סוגי הפלדה העיקריים שעשויים מהםברזל, אלה הם: פלדת פחמן ופחמן נמוך (מוקשה), אל חלד, פריט-כרום, כרום, מרטנסיט-כרום, כרום-ונדיום, סגסוגת, ניקל, טונגסטן, מוליבדן ופלדת מנגן.
בצורתו הטהורה, מרכיב זה של הטבלה המחזורית בקרום כדור הארץ נכלל בכמויות קטנות למדי (5.5% בלבד). אבל יש הרבה מזה בהרכב עפרות ברזל שונות.
הפיקדונות המשמעותיים ביותר (מילואים)הוא יותר מ -30 טריליון טון) הם שכבות של קוורציטים ברזל, בני יותר משני מיליארד שנה. הם מופצים בעיקר במקומות כמו דרום וצפון אמריקה, אפריקה, הודו ומערב אוסטרליה.
לקבוצה גדולה נוספת של מתכות, בניגוד לקודמתה, יש תכונות רכות יותר, הן פלסטיות יותר, בעלות מוליכות תרמית וחשמלית, עמידות בפני קורוזיה ועוד רבות אחרות.
מתכות לא ברזליות הן השם הקולקטיבי של כל המתכות וסגסוגותיהן, למעט ברזל. הם יכולים גם להיקרא "מתכות לא ברזליות", שיהיו הוגנות למדי.
מתכות לא ברזליות הן:
- זהב, כסף, פלטינה (מתכות יקרות);
- אלומיניום, טיטניום, מגנזיום, ליתיום, בריליום (קליל);
- נחושת, פח, עופרת, אבץ, קובלט, ניקל (כבד);
- ניוביום, מוליבדן, זירקוניום, כרום, טונגסטן (עקשן);
- אינדיום, גליום, תליום (מפוזר);
- סקנדיום, איטריום וכל הלנטנידים (אדמות נדירות);
- רדיום, טכניום, כלניות, פולוניום, תוריום, פרנציום, אורניום ואלמנטים טרנסורניים (רדיואקטיביים).
כיום משתמשים באופן פעיל במתכות שאינן ברזליותהנדסת מכונות, תעשייה כימית, בנייה ותחומי ייצור רבים אחרים. הודות להתקדמות מדעית וטכנולוגית, היקף היישום של חומר זה מתרחב כל הזמן והטכנולוגיות להפקת מתכות ממשיכות להשתפר.
עם הזמן השימוש במתכות לא ברזליות גדל,שהייתה הסיבה לגילוי אלמנטים ושמות חדשים. יותר ויותר מתכות החלו להשתמש בייצור. בתחילת המאה העשרים השתמשו בכ -15 שמות, ולאחר 50 שנה - פי שניים. כיום משתמשים ביותר מ -70 מתכות שונות, המהוות את רובן הידועות כיום.
הגידול בביקוש למתכות לא ברזליות כבדות היהבשל הצרכים הגוברים של התעשייה הצבאית (לייצור תחמושת), אך קבוצת האור שימשה בתעשייה האווירית.
בקבוצת האנשים האצילים נעשה שימוש מאסיבי מאז ימי קדםלייצור תכשיטים וקישוטים. בשנות ה -90 של המאה ה -20 שימשו למטרות אלה 78% מזהב, 36% מפלטינה ו -15% מכסף. אם ניקח אזורים אחרים שבהם משתמשים במתכות אצילות לא ברזליות, מדובר בייצור אלקטרוני (מגעי זהב במכשירים), ייצור רכב (כ- 43% פלטינה) וכסף שימש לייצור חומרי קולנוע וצילום.
לכל אחת מהמתכות בקבוצה זו יש תכונות הקובעות, לרוב, את שייכותה אליה. זה מוביל גם לשימוש במתכות לא ברזליות בתחומי תעשייה רבים.
כך, למשל, רובם טבועיםיכולת חום גבוהה ומוליכות תרמית, המעניקה להם את היכולת להתקרר במהירות לאחר הריתוך. יש לכך גם חסרון: כשעובדים עם מתכות כמו מגנזיום ונחושת, יש צורך לחמם אותן מיד לפני הריתוך, ובמהלך התהליך עצמו צריך להשתמש במקורות חום חזקים כדי שלא יתקררו.
מאפיין אופייני נוסף הוא הפחתת התכונות המכניות. לאור זאת, יש צורך לעבוד איתם בזהירות על מנת למנוע עיוותים.
מתכות שאינן ברזליות מגיבות באופן פעיל עם גזים במהלך החימום. טיטניום, מוליבדן וטנטלום מדגימים בבירור תכונה זו.
קבוצת מתכות זו מסוגלת להישאר בהפעולה, אך עליהם להיות מוגנים מפני חמצן, המשמיד מתכות. לשם כך, המוליכים מצופים בלכה מגנה, למשל. בעבר, המתכת מתאימה להליך תחול דו-שכבתי.
סוג זה של עפרות הוא הנפוץ ביותר.בקטגוריית "צבעוני". למתכת זו יש גם תחום השימוש הרחב ביותר: בנייה, אנרגיה תעשייתית, בניית מטוסים, רפואה, ייצור מחליפי חום יעילים ורבים אחרים.
פיקדונות הנחושת הם גם מגוונים.כיום מייחסים חשיבות רבה לעפרות המופצות העניים (סוג הפורפיר), הנכרות בפתחי הגעש של הרי געש. יסוד כימי נוצר מתמיסה חמה שהגיעה מתאי מגמה. שמורה גדולה של עפרות כאלה ממוקמת בצפון אמריקה ובדרום אמריקה.
סוג אחר של עפרות נחושת - פיריט, ממוקש מקרקעית הים והאוקיאנוסים. מקור - נוחת באוראל.
ומקור עצום נוסף של עפרות כאלה הוא אבן חול גביעית (אזור צ'יטה ברוסיה, קטנגה באפריקה).
לפיכך, מתכות לא ברזליות הן חומר הכרחי לייצור דברים רבים הסובבים אותנו.
