Walaupun fakta bahawa bahan buatan buatan semakin digunakan dalam industri dan kehidupan seharian, masih belum mungkin untuk menolak penggunaan logam. Mereka mempunyai gabungan sifat yang unik, dan aloi membolehkan anda memaksimumkan potensi mereka. Dalam bidang apakah pengeluaran dan penggunaan logam?
Ciri sekumpulan unsur
Logam difahami sebagai satu set bahan kimia tak organik dengan ciri ciri. Ia biasanya termasuk yang berikut:
- kekonduksian haba yang tinggi;
- kemuluran, relatif mudah dimesinan;
- takat lebur yang agak tinggi;
- kekonduksian elektrik yang baik;
- ciri kilauan "logam";
- peranan agen pengurangan dalam tindak balas;
- ketumpatan tinggi.
Sudah tentu, tidak semua unsur kumpulan ini mempunyai semua sifat ini, contohnya, merkuri adalah cecair pada suhu bilik, galium cair daripada haba tangan manusia, dan bismut tidak boleh dipanggil plastik. Tetapi secara umum, semua ciri ini boleh dikesan dalam keseluruhan logam.
Klasifikasi dalaman
Logam dibahagikan secara bersyarat kepada beberapa kategori, setiap satunya menggabungkan elemen yang paling hampir antara satu sama lain dalam pelbagai parameter. Kumpulan berikut dibezakan:
- alkali - 6;
- bumi beralkali - 4;
- peralihan - 38;
- cahaya - 7;
- separuh logam - 7;
- lantanida - 14+1;
- aktinida - 14+1;
Daripada kumpulan terdapat dua lagi: berilium dan magnesium. Oleh itu, pada masa ini, daripada semua unsur yang ditemui, 94 saintis mengaitkan kepada logam.
Selain itu, perlu dinyatakan bahawa terdapat klasifikasi lain. Menurut mereka, logam mulia, logam kumpulan platinum, pasca peralihan, logam refraktori, ferus dan bukan ferus, dan lain-lain dianggap secara berasingan. Pendekatan ini masuk akal hanya untuk tujuan tertentu, jadi lebih mudah untuk menggunakan klasifikasi yang diterima umum..
Sejarah Penerimaan
Kemanusiaan sepanjang perkembangannya berkait rapat dengan pemprosesan dan penggunaan logam. Sebagai tambahan kepada elemen yang paling biasa, ia boleh dibuat menjadi pelbagai produk hanya dengan bantuan pemprosesan mekanikal. Oleh kerana tiada kemahiran bekerja dengan bijih, pada mulanya ia hanya mengenai penggunaan nugget. Pada mulanya ia adalah logam lembut, yang memberikan namanya kepada zaman tembaga, yang menggantikan batu itu. Dalam tempoh ini, kaedah penempaan sejuk telah dibangunkan. Peleburan telah menjadi mungkin dalam beberapa tamadun. Secara beransur-ansur, orang ramai menguasai mewarnalogam seperti emas, perak, timah.
Kemudian Zaman Gangsa menggantikan zaman tembaga. Ia berlangsung kira-kira 20 millennia dan menjadi titik perubahan bagi manusia, kerana dalam tempoh inilah ia menjadi mungkin untuk mendapatkan aloi. Terdapat perkembangan metalurgi secara beransur-ansur, kaedah mendapatkan logam sedang diperbaiki. Walau bagaimanapun, dalam 13-12 abad. BC e. apa yang dipanggil keruntuhan gangsa berlaku, yang menandakan permulaan Zaman Besi. Ini mungkin disebabkan oleh kehabisan rizab bijih timah. Dan plumbum dan merkuri, yang ditemui pada masa itu, tidak boleh menjadi pengganti gangsa. Jadi orang ramai terpaksa membangunkan pengeluaran logam daripada bijih.
Tempoh seterusnya tidak bertahan lama - kurang daripada satu milenium, tetapi meninggalkan kesan cerah dalam sejarah. Walaupun fakta bahawa besi diketahui lebih awal, ia hampir tidak pernah digunakan kerana kekurangannya berbanding gangsa. Di samping itu, yang terakhir adalah lebih mudah diperoleh, manakala peleburan bijih adalah lebih intensif buruh. Hakikatnya ialah besi asli agak jarang berlaku, jadi tidak menghairankan bahawa pengabaian gangsa begitu perlahan.
Maksud kemahiran pengekstrakan logam
Sama seperti cara nenek moyang manusia mula-mula membuat alat dengan mengikat batu tajam pada kayu, peralihan kepada bahan baharu ternyata sama hebatnya. Kelebihan utama produk logam ialah ia lebih mudah dibuat dan boleh dibaiki. Batu itu tidak mempunyai keplastikan dan kebolehtempaan, jadisebarang senjata daripadanya hanya boleh dibuat baharu, ia tidak boleh dibaiki.
Oleh itu, peralihan kepada penggunaan logam yang membawa kepada penambahbaikan alat, kemunculan barangan rumah baru, hiasan, yang sebelum ini mustahil untuk dibuat. Semua ini memberi dorongan kepada kemajuan teknologi dan meletakkan asas untuk pembangunan metalurgi.
Kaedah moden
Jika pada zaman dahulu orang hanya biasa mendapatkan logam daripada bijih, atau mereka boleh berpuas hati dengan nugget, maka pada masa ini terdapat cara lain. Mereka menjadi mungkin terima kasih kepada perkembangan kimia. Oleh itu, dua arah utama muncul:
- Pyrometallurgy. Ia memulakan pembangunannya lebih awal dan dikaitkan dengan suhu tinggi yang diperlukan untuk memproses bahan. Teknologi moden di kawasan ini juga membenarkan penggunaan plasma.
- Hydrometallurgy. Arah ini terlibat dalam pengekstrakan unsur-unsur daripada bijih, sisa, pekat, dsb. menggunakan air dan reagen kimia. Contohnya, kaedah yang melibatkan pengeluaran logam melalui elektrolisis adalah sangat biasa, dan kaedah pengkarbonan juga agak popular.
Ada satu lagi teknologi yang menarik. Mendapatkan logam berharga dengan ketulenan tinggi dan dengan kerugian yang minimum menjadi mungkin berkatnya. Ia mengenai penghalusan. Proses ini adalah salah satu jenis penapisan, iaitu, pemisahan kekotoran secara beransur-ansur. Sebagai contoh, dalam kes emas, tepu cair dengan klorin digunakan, dan platinum dibubarkan dalamasid mineral diikuti dengan pengasingan dengan reagen.
Dengan cara ini, mendapatkan logam melalui elektrolisis paling kerap digunakan jika peleburan atau pemulihan tidak berdaya maju dari segi ekonomi. Inilah yang berlaku dengan aluminium dan natrium. Terdapat juga teknologi yang lebih inovatif yang memungkinkan untuk mendapatkan logam bukan ferus walaupun daripada bijih yang agak lemah tanpa kos yang ketara, tetapi kita akan membincangkannya sedikit kemudian.
Mengenai aloi
Kebanyakan logam yang diketahui pada zaman dahulu tidak selalu memenuhi beberapa keperluan. Kakisan, kekerasan yang tidak mencukupi, kerapuhan, kerapuhan, kerapuhan - setiap unsur dalam bentuk tulennya mempunyai kelemahannya. Oleh itu, menjadi perlu untuk mencari bahan baru yang menggabungkan kelebihan yang diketahui, iaitu, untuk mencari cara untuk mendapatkan aloi logam. Hari ini terdapat dua kaedah utama:
- Penghantaran. Leburan komponen campuran disejukkan dan dihablurkan. Kaedah inilah yang memungkinkan untuk mendapatkan sampel aloi pertama: gangsa dan loyang.
- Menekan. Campuran serbuk tertakluk kepada tekanan tinggi dan kemudian disinter.
Peningkatan selanjutnya
Dalam beberapa dekad kebelakangan ini, yang paling menjanjikan ialah pengeluaran logam menggunakan bioteknologi, terutamanya dengan bantuan bakteria. Ia telah menjadi mungkin untuk mengekstrak tembaga, nikel, zink, emas, dan uranium daripada bahan mentah sulfida. Para saintis berharap dapat menghubungkan mikroorganisma kepada proses seperti larut lesap, pengoksidaan, penyerapan dan pemendakan. Di samping itu, ia amat pentingmasalah rawatan air sisa dalam, untuk ini juga, mereka cuba mencari penyelesaian yang melibatkan penyertaan bakteria.
Permohonan
Tanpa logam dan aloi, kehidupan dalam bentuk yang kini diketahui oleh manusia adalah mustahil. Bangunan bertingkat tinggi, kapal terbang, perkakas, cermin, peralatan elektrik, kereta dan banyak lagi wujud hanya hasil daripada peralihan jauh orang daripada batu kepada tembaga, gangsa dan besi.
Oleh kerana kekonduksian elektrik dan haba yang luar biasa, logam digunakan dalam wayar dan kabel untuk pelbagai tujuan. Emas digunakan untuk membuat hubungan bukan pengoksidaan. Oleh kerana kekuatan dan kekerasannya, logam digunakan secara meluas dalam pembinaan dan untuk pelbagai jenis struktur. Satu lagi bidang permohonan adalah instrumental. Untuk pembuatan kerja, sebagai contoh, bahagian pemotongan, aloi keras dan jenis keluli khas sering digunakan. Akhir sekali, logam mulia sangat dihargai sebagai bahan untuk perhiasan. Jadi terdapat banyak aplikasi.
Menarik tentang logam dan aloi
Penggunaan unsur-unsur ini begitu meluas dan mempunyai sejarah yang begitu panjang sehingga tidak hairanlah pelbagai situasi yang ingin tahu timbul. Mereka dan hanya beberapa fakta menarik harus dibawa pada akhirnya:
- Sebelum digunakan secara meluas, aluminium sangat dihargai. Kutleri, yang Napoleon III gunakan semasa menerima tetamu, dibuat daripada bahan ini dan menjadi subjekkebanggaan raja.
- Nama platinum dalam bahasa Sepanyol bermaksud "perak". Unsur tersebut mendapat nama yang tidak menarik kerana takat lebur yang agak tinggi dan, oleh itu, kemustahilan untuk menggunakannya untuk masa yang lama.
- Dalam bentuknya yang paling tulen, emas lembut dan mudah dicalar dengan kuku. Itulah sebabnya ia dicampur dengan perak atau tembaga untuk membuat perhiasan.
- Terdapat aloi dengan sifat ingin tahu keanjalan, iaitu kesan ingatan bentuk. Apabila cacat dan kemudian dipanaskan, ia kembali ke keadaan asalnya.
