Metalle werden in eisenhaltige und nichteisenhaltige Typen eingeteilt, die jeweils einzigartige Eigenschaften und Verwendungszwecke haben. Dieser Artikel befasst sich mit den Eigenschaften, Anwendungen und faszinierenden Fakten dieser Metalle, vom gewöhnlichen Eisen bis zu den Seltenerdmetallen. Am Ende werden Sie verstehen, wie die verschiedenen Metalle unser tägliches Leben und den technischen Fortschritt beeinflussen. Sind Sie bereit, die Welt der Metalle und ihrer verborgenen Geheimnisse zu entdecken?
Eisenmetall bezieht sich hauptsächlich auf Eisen und seine Legierungen, wie Stahl, Roheisen, Eisenlegierungen und Gusseisen. Es wird auch als "schwarzes Metall" bezeichnet.
Die Bezeichnungen "Eisenmetall" und "Nichteisenmetall" können oft zu Missverständnissen führen, da man annehmen könnte, dass Eisenmetall immer schwarz ist.
Tatsächlich gibt es jedoch drei Arten von EisenmetallEisen, Mangan und Chrom, von denen keines wirklich schwarz ist.
Reines Eisen ist silber-weiß, Chrom ist silber-weiß und Mangan ist grau-weiß.
Da die Oberfläche von Eisen häufig rostet, ist sie mit einer Mischung aus schwarzem Eisenoxid und braunem Eisenoxid bedeckt, die schwarz erscheint. Deshalb nennt man es auch "Eisenmetall".
Der Begriff "Eisenmetallurgie" bezieht sich hauptsächlich auf die Stahl in der Industrie, denn die gängigsten Legierungen für Stahl sind Manganstahl und Chromstahl, weshalb man Mangan und Chrom auch als "Eisenmetalle" bezeichnet.
Abgesehen von Eisen, Mangan und Chrom gelten alle anderen Metalle als Nichteisenmetalle.
Nichteisenmetalle, die im engeren Sinne auch als Farbmetalle bezeichnet werden, umfassen alle Metalle außer Eisen, Mangan und Chrom. Im weiteren Sinne gehören zu den Farbmetallen auch farbige Legierungen.
Nichteisenlegierungen sind Legierungen, die aus einem farbigen Metall als Matrix (in der Regel mehr als 50%) und einem oder mehreren anderen Elementen bestehen.
Farbige Metalle beziehen sich in der Regel auf alle Metalle außer Eisen (manchmal auch Mangan und Chrom) und Eisenbasislegierungen.
Nichteisenmetalle lassen sich in Schwermetalle (wie Kupfer, Blei, Zink), Leichtmetalle (wie Aluminium, Magnesium), Edelmetalle (wie Gold, Silber, Platin) und seltene Metalle (wie WolframMolybdän, Germanium, Lithium, Lanthan, Uran), die insgesamt 64 Arten umfassen: Aluminium, Magnesium, Kalium, Natrium, Calcium, Strontium, Barium, Kupfer, Blei, Zink, Zinn, Kobalt, Nickel, Antimon, Quecksilber, Cadmium, Wismut, Gold, Silber, Platin, Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium, Beryllium, Lithium, Rubidium, Cäsium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Wolfram, Molybdän, Gallium, Indium, Thallium, Germanium, Rhenium, Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium, Scandium, Yttrium und Thorium.
Die Festigkeit und Härte von Nichteisenlegierungen sind im Allgemeinen höher als die von reinen Metallen.
Sie haben auch einen höheren elektrischen Widerstand und einen niedrigeren Temperaturkoeffizienten und verfügen über eine gute umfassende mechanische Eigenschaften.
Zu den gängigen Nichteisenlegierungen gehören AluminiumlegierungenKupferlegierungen, Magnesiumlegierungen, Nickellegierungen, Zinnlegierungen, Tantallegierungen, Titanlegierungen, Zinklegierungen, Molybdänlegierungen und Zirkoniumlegierungen.
In der praktischen Anwendung werden farbige Metalle in der Regel in fünf Kategorien eingeteilt:
Der Begriff bezieht sich in der Regel auf eine Gruppe von Metallen, die in der Erdkruste reichlich vorhanden und relativ billig sind, wie Eisen, Aluminium, Kupfer, Zink usw.
Seltene Metalle sind Metalle mit geringer Häufigkeit und verstreuter Verteilung in der Erdkruste oder Metalle, die schwer aus Rohstoffen zu gewinnen sind, wie Lithium, Beryllium, Titan, Vanadium, Germanium, Niob, Molybdän, Cäsium, Lanthan, Wolfram, Radium und andere.
Sie lassen sich aufgrund ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften sowie ihrer Herstellungsmethoden in verschiedene Kategorien einteilen:
Seltene Metalle werden hauptsächlich für die Herstellung von Spezialstählen, superharten Legierungen und hochtemperaturbeständigen Legierungen verwendet und finden breite Anwendung in Branchen wie der Elektro-, Chemie-, Keramik-, Atom- und Raketentechnik.
Die Namen der seltenen Metalle haben eine gewisse Relativität, und in dem Maße, in dem die Forschung über seltene Metalle zunimmt, neue Quellen und Gewinnungsmethoden entdeckt werden und sich ihr Anwendungsbereich erweitert, wird die Grenze zwischen seltenen Metallen und anderen Metallen allmählich verschwinden.
Einige seltene Metalle kommen in der Erdkruste häufiger vor als Kupfer, Quecksilber, Cadmium und andere Metalle.
Einige seltene Metalle weisen ähnliche physikalische und chemische Eigenschaften auf und lassen sich nicht ohne weiteres in einzelne Metalle trennen. In der Vergangenheit wurden sie nur selten hergestellt und verwendet, daher der Name seltene Metalle.
Der Begriff "seltene Elemente" existierte bereits im 19. Jahrhundert, und in den 1920er Jahren wurde er in "seltene Metalle" umbenannt. Die Entwicklung der seltenen Metalle ist relativ spät, weshalb sie manchmal als "neue Metalle" bezeichnet werden.
Seit dem Zweiten Weltkrieg haben sich mit der Entwicklung neuer Technologien und dem Anstieg der Nachfrage die Forschung und die Anwendung seltener Metalle rasch weiterentwickelt, und neue metallurgische Verfahren werden entwickelt, was zu einem Anstieg der Produktion führt.
Seltene Metalle sind nicht mehr selten. Auch die Metalle, die zu den seltenen Metallen gehören, verändern sich.
Titan zum Beispiel wird in der modernen Technik immer häufiger verwendet und seine Produktion hat zugenommen, so dass es manchmal als Leichtmetall eingestuft wird.
Metalle mit einer Dichte von weniger als 5000 kg/m3 werden als Leichtmetalle bezeichnet, die auch als leichte Nichteisenmetalle bekannt sind. Insgesamt gibt es sieben Metalle, darunter Aluminium (Al), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr), Barium (Ba), Kalium (K) und Natrium (Na).
Seltene Metalle mit ähnlich geringer Dichte, wie Beryllium, Lithium, Rubidium und Cäsium, werden im Allgemeinen als seltene Leichtmetalle eingestuft.
Calcium, Strontium, Magnesium und Barium in Leichtmetallen werden als Erdalkalimetalle bezeichnet, während Kalium und Natrium zu den Alkalimetallen gehören.
Erdalkalimetalle sind die schwereren Elemente der Gruppe II A des Periodensystems, während Alkalimetalle alle Elemente der Gruppe I A sind, einschließlich Lithium, Rubidium, Cäsium und Francium, sowie Kalium und Natrium.
Aluminium, Magnesium und ihre Legierungen haben viele hervorragende physikalische und chemische Eigenschaften und sind wichtige, häufig verwendete Nichteisenmetalle.
Die Erdalkalimetalle Calcium, Strontium und Barium sowie die Alkalimetalle Natrium und Kalium werden in der Regel in Form von Verbindungen in der chemischen und anderen Industrien verwendet.
Darüber hinaus haben Leichtmetalle aktive chemische Eigenschaften und sind starke Reduktionsmittel, die in der metallurgischen Industrie von Bedeutung sind.
Schwermetalle beziehen sich auf Metalle mit einer Dichte von mehr als 4,5 g/cm3Dazu gehören Gold, Silber, Kupfer, Eisen, Quecksilber, Blei, Kadmium und so weiter.
Die Anreicherung von Schwermetallen im menschlichen Körper kann bis zu einem gewissen Grad zu chronischen Vergiftungen führen.
In Bezug auf die Umweltverschmutzung beziehen sich Schwermetalle hauptsächlich auf biotoxische Schwerelemente wie Quecksilber, Kadmium, Blei, Chrom und arsenähnliche Metalle.
Schwermetalle sind sehr schwer biologisch abbaubar, können aber in der Nahrungskette durch Biomagnifikation tausendfach angereichert werden und schließlich in den menschlichen Körper gelangen.
Schwermetalle im menschlichen Körper können stark mit Proteinen und Enzymen interagieren, so dass diese ihre Aktivität verlieren, und sie können sich auch in bestimmten Organen des menschlichen Körpers ansammeln und chronische Vergiftungen verursachen.
Edelmetalle beziehen sich hauptsächlich auf acht MetallelementeGold, Silber und die Metalle der Platingruppe (Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium und Platin).
Diese Metalle haben meist schöne Farben und eine hohe chemische Stabilität und reagieren unter normalen Bedingungen nicht leicht mit anderen Chemikalien.
Die Kosten für dieses Metall sind im Vergleich zu anderen gebräuchlichen Metallen höher, und seine Verfügbarkeit in der Erdkruste ist gering.
Diese Knappheit spiegelt sich auch im Clarke-Wert wider, der die durchschnittliche Konzentration der chemischen Elemente in der Erdkruste angibt.
Die Reinigung dieses Metalls ist eine anspruchsvolle Aufgabe, ähnlich wie die Raffination von Gold, Silber und Metallen der Platingruppe.
Amphotere Elemente, auch bekannt als metalloide Elemente oder Halbmetallelemente, sind Elemente, die einige chemische Eigenschaften sowohl von Metallen als auch von Nichtmetallen aufweisen, wie Bor, Silizium, Germanium, Arsen, Antimon, Selen und Tellur.
Ihre Oxide und Hydroxide sind häufig amphoter. Während sie im Allgemeinen metallische Eigenschaften zu haben scheinen, weisen ihre chemischen Eigenschaften sowohl Merkmale von Metallen als auch von Nichtmetallen auf.
Ihre Oxide sind amphoter, das heißt, sie lösen sich sowohl in Säuren als auch in Basen.
Metalloide haben eine relativ große Anzahl leerer Elektronenorbitale in ihrer elektronischen Struktur, wodurch sie sehr reaktiv sind und leicht metallorganische Verbindungen mit organischen Molekülen bilden können.
Seltene Metalle sind Metalle mit relativ geringer Häufigkeit und verstreuter Verteilung in der Erdkruste oder Metalle, die schwer aus Rohstoffen zu gewinnen sind, wie Lithium, Beryllium, Titan, Vanadium, Germanium, Niob, Molybdän, Cäsium, Lanthan, Wolfram und Radium.
Sie lassen sich nach ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften sowie nach ihren Produktionsmethoden einteilen:
Seltene Metalle werden hauptsächlich zur Herstellung von Spezialstahl, superharte Legierungen und hochtemperaturbeständige Legierungen in der Elektro-, Chemie-, Keramik-, Atom- und Raketenindustrie.
Die Namen der seltenen Metalle sind relativ, und mit der umfassenden Erforschung der seltenen Metalle, der Entdeckung neuer Quellen und neuer Raffinationsmethoden sowie der Ausweitung ihres Anwendungsbereichs werden die Grenzen zwischen seltenen Metallen und anderen Metallen allmählich verschwinden, da einige seltene Metalle in der Erdkruste häufiger vorkommen als Kupfer, Quecksilber, Cadmium und andere Metalle.
Einige seltene Metalle haben ähnliche physikalische und chemische Eigenschaften und lassen sich nicht ohne weiteres in einzelne Metalle trennen.
In der Vergangenheit wurden sie nur selten hergestellt und verwendet, daher der Name "seltene Metalle".
Der Begriff "seltene Elemente" wurde im 19. Jahrhundert geprägt und in den 1920er Jahren in "seltene Metalle" umbenannt.
Die Entwicklung seltener Metalle begann relativ spät, weshalb sie manchmal auch als "neue Metalle" bezeichnet werden.
Seit dem Zweiten Weltkrieg haben sich mit der Entwicklung neuer Technologien und dem Anstieg der Nachfrage die Erforschung und Anwendung seltener Metalle rasch weiterentwickelt, neue metallurgische Verfahren sind entstanden, und die Produktion dieser Metalle ist schrittweise gestiegen.
Seltene Metalle sind nicht mehr selten. Auch die Metalle, die zu den seltenen Metallen gehören, verändern sich.
So wird beispielsweise Titan in der modernen Technik immer häufiger eingesetzt und die Produktion steigt, weshalb es manchmal als Leichtmetall eingestuft wird.
Tabelle Metallliste
| Nichteisen-Metalle | Kupfer, Aluminium, Blei, Zink, Zinn, Nickel, Magnesium, Antimon, Kobalt, Quecksilber |
| Eisenhaltiges Metall | Eisen, Mangan und Chrom |
| Edles Metall | Gold, Silber, Platin, Palladium, Ruthenium, Rhodium, Iridium, Osmium |
| Leichte Nichteisenmetalle | Aluminium, Magnesium, Natrium, Kalium, Calcium, Strontium, Barium |
| Schwere Nichteisenmetalle | Kupfer, Nickel, Blei, Zink, Kobalt, Zinn, Antimon, Quecksilber, Cadmium, Wismut |
| Seltenes Refraktärmetall | Zirkonium, Molybdän, Vanadium, Hafnium |
| Seltenes Leichtmetall | Lithium, Rubidium, Beryllium, Cäsium, Titan |
| Verstreutes Metall | Gallium, Indium, Thallium, Germanium |
| Verstreutes radioaktives Metall | Radium, Uran, Plutonium, Francium, Polonium, Thorium |
| Metall der Seltenen Erden | Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium, Scandium und Yttrium |
| Halbmetall | Silizium, Selen, Tellur, Arsen und Bor |
Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.
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