למרות יותר ויותר בתעשייהחומרים מלאכותיים משמשים בחיי היומיום, זה עדיין לא ניתן לנטוש את השימוש של מתכות. יש להם שילוב ייחודי של תכונות, וסגסוגות מאפשרים לך למקסם את הפוטנציאל שלהם. באילו תחומים ניתן לייצר ולהשתמש במתכות?
תחת מתכות להבין את סט של כימיקלים אנאורגניים עם תכונות אופייניות. הם כוללים בדרך כלל את הדברים הבאים:
כמובן, לא כל האלמנטים של קבוצה זו ישכל המאפיינים האלה, למשל, כספית בטמפרטורת החדר היא נוזלית, גליום הוא נמס מן החום של הידיים האנושי, ביסמוט בקושי יכול להיקרא פלסטיק. אבל באופן כללי, כל התכונות הללו הם לייחס את מכלול של מתכות.
מתכות מחולקות באופן מסורתי למספר קטגוריות, שכל אחת מהן משלבת אלמנטים הקרובים ביותר זה לזה בפרמטרים שונים. קיימות הקבוצות הבאות:
מחוץ לקבוצות נותרו עוד שניים: בריליום ומגנזיום. לכן, ברגע של כל האלמנטים הפתוחים, 94 מדענים מתייחסים למתכות.
בנוסף, ראוי להזכיר כי יש אחריםסיווג. לדבריהם, מתכות אצילות, פלטינה, מתכות לאחר מעבר, עקשן, ברזל ולא ברזליות, וכו 'נחשבות בנפרד, גישה זו הגיוני רק למטרות ספציפיות, ולכן זה יותר נוח להשתמש בסיווג המקובל.
האנושות לאורך כל התפתחותההיה קשור באופן הדוק עם עיבוד ושימוש של מתכות. מלבד העובדה שהם התברר להיות האלמנטים הנפוצים ביותר, הם יכולים לשמש לייצור מוצרים שונים רק בעזרת עיבוד מכני. מאז המיומנויות של עבודה עם עפרות עדיין לא, בהתחלה זה היה רק על השימוש נאגטס. בהתחלה זה היה מתכת רכה, אשר נתן את השם לעידן הנחושת, אשר החליף את האבן אחת. בתקופה זו פותחה שיטת זיוף קרה. בכמה תרבויות, ההתכה הפכה אפשרית. בהדרגה, אנשים שולטים בייצור של מתכות לא ברזליות, כגון זהב, כסף, פח.
מאוחר יותר החליף עידן הברונזה את הנחושת.הוא נמשך כ -20 מילניום והפך לנקודת מפנה לאנושות, שכן בתקופה זו ניתן היה לייצר סגסוגות. יש פיתוח הדרגתי של המתכות, שיטות משופרת של ייצור מתכות. עם זאת, במאות 13-12. לפני הספירה er היתה התמוטטות ברונזה כביכול, שסימנה את ראשית תקופת הברזל. זה כנראה בגלל דלדול של מניות פח. ועופרת וכספית, שהתגלו בשלב זה, לא יכלו להפוך תחליף לברונזה. אז אנשים היו צריכים לפתח את הייצור של מתכות עפרות.
Следующий период продлился относительно недолго - פחות מאלף, אבל השאיר עקבות בהירים בהיסטוריה. למרות העובדה כי ברזל היה ידוע הרבה קודם לכן, זה היה בקושי בשימוש בגלל חסרונותיו לעומת ברונזה. בנוסף, זה היה הרבה יותר קל להשיג, בעוד ההתכת של עפרות היה מייגע יותר. העובדה היא כי ברזל יליד הוא נדיר למדי, ולכן אין זה מפתיע כי סירוב של ברונזה היה כל כך איטי.
על ידי אנלוגיה עם איך אבותיו של האדם הראשוןהכין כלי, קשרו אבן חדה למקל, המעבר לחומר חדש היה גרנדיוזי. היתרונות העיקריים של מוצרי מתכת היו כי הם היו יותר קל לעשות, והיה את האפשרות של תיקון. לאבן, לעומת זאת, אין פלסטיות וזמירות, כך שכל הכלים לא יוכלו להיחלץ ממנה, לא ניתן לתקן אותם.
לפיכך, זהו המעבר לשימושמתכות הובילו לשיפור נוסף של כלים, את הופעתם של פריטים ביתיים חדשים, תכשיטים, שהיו בעבר בלתי אפשרי לעשות. כל זה נתן תנופה להתקדמות הטכנולוגית והניח את היסודות להתפתחות המטלורגיה.
אם בימי קדם אנשים ידעו רקהשגת מתכות מעפרות, או שהם יכולים להסתפק בנאגטס, עכשיו יש שיטות אחרות. הם התאפשרו על ידי התפתחות הכימיה. לפיכך, נוצרו שני כיוונים עיקריים:
יש עוד טכנולוגיה מעניינת אחת.בזכותה התאפשר ייצור מתכות יקרות בעלות טוהר גבוה ועם הפסדים מינימליים. זה עניין של עידון. תהליך זה הוא אחד מסוגי הזיקוק, כלומר הפרדה הדרגתית של זיהומים. לדוגמה, במקרה של זהב, ההמסה רוויה בכלור, והפלטינה מומסת בחומצות מינרליות, ולאחר מכן בידוד עם ריאגנטים.
אגב, ייצור מתכות על ידי אלקטרוליזה הוא לעתים קרובות יותרחל רק אם ההתכה או השחזור אינם כדאיים כלכלית. זה בדיוק מה שקורה עם אלומיניום ונתרן. ישנן גם טכנולוגיות חדשניות יותר המאפשרות להשיג מתכות לא ברזליות גם מעפרות דלות למדי ללא עלויות משמעותיות, אך על כך נדון מעט בהמשך.
רוב המתכות הידועות בעת העתיקה אינןתמיד ענה על כמה צרכים. קורוזיה, קשיות לא מספקת, שבירות, שבריריות, שבריריות - לכל אלמנט בצורתו הטהורה יש את החסרונות שלו. לכן, היה צורך למצוא חומרים חדשים המשלבים את היתרונות של המוכרים שבהם, כלומר למצוא דרכים להשיג סגסוגות מתכת. כיום ישנן שתי שיטות עיקריות:
בעשורים האחרונים, המבטיח ביותרנראה כי מתכות מתקבלות באמצעות ביוטכנולוגיה, בעיקר בעזרת חיידקים. כבר התאפשר להפיק נחושת, ניקל, אבץ, זהב ואורניום מחומרי גלם גופרתיים. מדענים מקווים לחבר מיקרואורגניזמים לתהליכים כמו שטיפה, חמצון, ספיגה ושקיעה. בנוסף, בעיית הטיפול בשפכים עמוקים היא דחופה ביותר, גם מנסים למצוא לה פתרון תוך שיתוף חיידקים.
ללא מתכות וסגסוגות, החיים יהיו בלתי אפשרייםבצורה שבה היא מוכרת כיום לאנושות. בניינים רבי קומות, מטוסים, כלים, מראות, מוצרי חשמל, מכוניות ועוד הרבה יותר קיימים רק הודות למעבר הרחוק של אנשים מאבן לנחושת, ברונזה וברזל.
בשל חשמל ומתכות מוליכות תרמית משמשות בחוטים וכבלים למטרות שונות. זהב משמש ליצירת מגעים שאינם ניתנים לחמצון. בשל חוזקן וקשיותן, מתכות נמצאות בשימוש נרחב בבנייה ולהשגת מגוון רחב של מבנים. תחום יישום נוסף הוא אינסטרומנטלי. לייצור של עובד, למשל, חלק חיתוך, סגסוגות קשות וסוגים מיוחדים של פלדה משמשים לעתים קרובות. לבסוף, מתכות יקרות נחשבות מאוד כחומר לתכשיטים. אז יש הרבה יישומים.
השימוש באלמנטים אלה כל כך רחב ויש לו היסטוריה כה ארוכה עד שאין זה מפתיע שמתעוררים מצבים מוזרים שונים. יש לצטט אותם ורק כמה עובדות מוזרות בסופו של דבר:
