Metalle’ Mehrere Merkmale machen sie für moderne Flugzeuge notwendig, Konstruktion, und Elektroniktechnik. Jedes Metall hat unterschiedliche physikalische und chemische Eigenschaften, die seine Verwendung beeinflussen, Haltbarkeit, Leitfähigkeit, und Korrosionsbeständigkeit. Zum Beispiel, Stähle - mit Chrom und Nickel adloziert - sind für ihre hohe Zugfestigkeit und -resistenz gegen Druck von wesentlicher Bedeutung. Auf der anderen Seite, Aluminium, Ein Drittel die Dichte des Stahls, ist perfekt für die Luft- und Raumfahrt, bei der jeder Gramm aufgrund seiner leichten Konstruktion und Korrosionsbeständigkeit zählt.
In der Zwischenzeit, Kupfer wird dank seiner hohen elektrischen Leitfähigkeit in der Stromerzeugung und Telekommunikation verwendet. Kupferdrahtmarkt wird wachsen $57.48 Milliarde bei 6.83% Cagr zwischen 2024 Und 2028. Refraktäre Metalle wie Wolfram werden in Raketenmotoren und Schneidwerkzeugen aufgrund ihrer hohen Schmelztemperaturen und Härte eingesetzt. Wenn Sie solche Arten von Metallen und deren Eigenschaften kennen.
Was ist Metall?
Metall ist eine Kategorie von Elementen mit einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften aufgrund metallischer Bindung und Elektronenmobilität. Metalle haben eine kristalline Struktur. Hier sind Atome eng in einem Gitter gepackt, mit dem sich Elektronen frei in der gesamten Struktur bewegen können. Das delokalisierte Elektron “Meer” definiert die elektrische und thermische Leitfähigkeit, Formbarkeit, Duktilität, und Glanz. Darüber hinaus, Metalle können Legierungen bilden, Welche Kombinationen mit anderen Elementen, die die Stärke verändern, Korrosionsbeständigkeit, und Härte. Jedoch, Nicht alle Metalle verhalten sich gleich.
Die Arten von Metallen variieren in ihren Eigenschaften pro Atomstruktur und Verunreinigungen. Zum Beispiel, Eisen Metalle enthalten Eisen, sind magnetisch, und sind anfällig für Rost. Im Gegensatz, Nichteisenmetalle, wie Aluminium und Kupfer, sind korrosionsbeständiger und leichter zu manipulieren, da sie niedrigere Dichte haben. Übergangsmetalle, einschließlich Eisen, Kupfer, und Nickel, Form Oxidationszustände für komplexe Ionen und katalytische Aktivität in der industriellen Chemie. Seltenerde-Metalle in der Lanthanid-Serie zeigen spezielle optische und magnetische Eigenschaften in der Elektronik- und erneuerbaren Energietechnologie.
Weiter, Metalle interagieren unter Stress unterschiedlich. Einige zeigen eine hohe Zugfestigkeit (Titan), Während andere schwer sind (Wolfram). Gold ist formbar und korrosionsresistent für elektrische Kontakte. Metallbearbeitungsmethoden variieren ebenfalls. Casting, Schmieden, und Extrusion werden nach dem Schmelzpunkt eines Metalls ausgewählt, Reaktivität, und Verarbeitbarkeit. Ob rein oder legiert, Jede Art von Metall erleidet Phasenübergänge bei verschiedenen Temperaturen, um ihre Verwendung in Hochtemperatureinstellungen zu beeinflussen. Die Atomstruktur, externe Bedingungen für Stabilität, und Verhalten bei Oxidations- oder Reduktionsreaktionen von Metallen, zusammen mit ihren mechanischen Eigenschaften, Bestimmen Sie ihre industriellen Anwendungen.
Arten von Metallen und ihre Eigenschaften 
Aluminium
Aluminium gehört zu den gängigen Metallenarten für seine niedrige Dichte und hohe Korrosionsbeständigkeit. Seine natürliche Oxidschicht schützt sie vor Korrosion durch Anodisierung, Dies verdickt die Schicht und verbessert die Haltbarkeit. Mit a 2.7 G/cm³ -Dichte, Aluminium ist ein Drittel so dicht wie Stahl für Anwendungen, die Gewichtsreduzierung benötigen, einschließlich Luft- und Raumfahrt. Trotz seiner leichten Natur, Aluminiumlegierungen können stark sein. Z.B., 7075 Legierungen können Zugstärken von bis zu 572 MPA. Auch, Es verfügt über eine thermische und elektrische Leitfähigkeit für Kühlkörper und Stromleitungen. Aufgrund seiner nichtmagnetischen Eigenschaften, Aluminium wird in elektronischen Geräten verwendet, um Störungen zu verhindern. Obwohl reines Aluminium keine Stärke hat, Kupfer, Magnesium, und Zinklegierung steigert seine mechanischen Eigenschaften.
Kupfer
Kupfer ist eine andere Art von Metall für seine elektrische und thermische Leitfähigkeit. Seine Leitfähigkeitsbewertung ist die höchste unter nicht kontrollierenden Metallen. Es wird quantifiziert als 100% IACs (Internationaler geglühter Kupferstandard) Für elektrische Verkabelung und Schaltung. Kupferlegierungen, einschließlich Bronze (Kupfer-Tin) und Messing (Kupfer-Zinc), Erhöhen Sie seine Haltbarkeit und Nützlichkeit. Vor allem, Die antimikrobiellen Eigenschaften von Kupfer sind der Schlüssel zur Gesundheitsversorgung. Seine Oberflächen können mikrobielles Vorhandensein um bis zu bis hin zu verringern 99%. Jedoch, Seine Weichheit begrenzt seine strukturellen Anwendungen. Eine Härte auf der MOHS -Skala ist da 3. Die Duktilität von Kupfer ermöglicht es, in dünne Drähte zu gelangen, ohne die Telekommunikation zu brechen.
Eisen
Eisen ist bei den Arten von Metallen für die meisten strukturellen Verwendungen wichtig. Wenn mit Kohlenstoff legiert, Stahl kann hergestellt werden. Es kann in den Eigenschaften je nach Kohlenstoffgehalt variieren. Gusseisen hat oben einen Kohlenstoffgehalt 2% und bietet Verwirrbarkeit und Druckfestigkeit für Motorblöcke und Rohre. Eisen zeigt magnetische Eigenschaften in Motoren und Transformatoren. Noch, Die Fülle von Eisen zur Oxidation erfordert schützende Galvanisierung oder Malerei in rostantrieben Umgebungen. Reines Eisen (Schmiedeeisen) ist weniger spröde und hoch duktil. Es wird aufgrund seiner Formbarkeit in künstlerischen und dekorativen Anwendungen verwendet.
Stahl
Stahl spielt auf eine Legierung aus Eisen und Kohlenstoff an. Es ist eine der praktischen Arten von Metallen aufgrund seiner Stärke und Zähigkeit, Eingestellt pro Kohlenstoffgehalt und Legierungselemente. Z.B., Weichstahl enthält 0.2% Kohlenstoff. Mit hohem Kohlenstoffstahl hat bis zu 1.5% Kohlenstoff für größere Härte und Sprödigkeit. HSS enthält Wolfram und Molybdän, während sie die Härte bei hohen Temperaturen zum Schneiden von Werkzeugen beibehalten. Edelstahl enthält mindestens 10.5% Chrom. Es bildet eine passive Oxidschicht, die sich der Korrosion in Meereseinstellungen widersetzt. Die Recyclingabilität von Steel trägt zu seiner Verwendung in der Bau- und Automobilindustrie bei.
Titan
Titan wird für sein Verhältnis von Stärke zu Gewicht zwischen Arten von Metallen geschätzt. Es hat eine Dichte von 4.5 g/cm³, Hälfte des Stahls. Mit Korrosionsbeständigkeit in Salzwasserumgebungen, Titan ist der Schlüssel zur Luft- und Raumfahrt, Medizinische Implantate, und Meeresanwendungen. Seine Biokompatibilität ermöglicht es ihm, sich in den menschlichen Knochen zu integrieren, um eine geringere Implantatabstoßung zu erhalten. Titanlegierungen, einschließlich Ti-6Al-4V, haben Zugstärken von über 1000 MPA für Hochstresskomponenten. Obwohl aufgrund seiner Härte und geringer thermischer Leitfähigkeit schwer zu maschinellen, Die Wärmebeständigkeit des Titans ermöglicht die Verwendung in Jet -Motoren.
Zink
Zink ist eine häufige Metalltyp für die Galvanisierung. Es bildet eine Schutzschicht auf Stahl, um Rost zu vermeiden, während sie als Opferanode wirkt. Seine Oxidation erzeugt eine Patina, was den zugrunde liegenden Stahl schützt. Zusätzlich, Zinklegierungen, einschließlich Zamak, werden zum Sterben verwendet. Sie fließen in Formen und behalten die dimensionale Genauigkeit bei. Mit einem Schmelzpunkt von 419,5 ° C, Zinkgreift Vorteile kleiner Kaste-Komponenten in Automobil- und Hardwareanwendungen. Obwohl seine Stärke moderat ist, Zincs Rolle bei der Korrosionsbeständigkeit und der einfachen Gießrenderung ist es unersetzlich im Fertigung.
Nickel
Nickel ist ein formbares und korrosionsbeständiges Metall. Es wird als Plattierung verwendet, um andere Metalle zu erhöhen’ Haltbarkeit. Es hilft auch bei der Edelstahlproduktion für Korrosionsbeständigkeit und Formbarkeitsfähigkeit. Superalloy Inconel besteht aus Nickel. Es hält hohe Temperaturen für Gasturbinen und Strahlmotoren aus, um seine mechanischen Eigenschaften auf 1000 ° C zu halten. Die magnetischen Eigenschaften von Nickel und die hohe Oxidationsbeständigkeit sind entscheidend für Elektronik- und Nickel-Metall-Hydrid- und Lithium-Ionen-Batterien.
Magnesium
Magnesium ist eine der leichtesten strukturellen Arten von Metallen. Seine Dichte ist 1.74 g/cm³, Welches ist um 30% leichter als Aluminium. AZ31- und AZ91-Legierungen liefern hohe Verhältnisse zu Gewicht und werden in der Luft- und Raumfahrt verwendet, Automobil, und tragbare elektronische Geräte. Jedoch, Die hohe Reaktivität und Entflammbarkeit von Magnesium müssen in Pulver oder Dünnschnitten umgehen. Der niedrige Schmelzpunkt von Magnesium von 650 ° C begrenzt seine Anwendungen in Hochtemperatureinstellungen. Trotzdem, Die Rezyklierbarkeit und die leichten Eigenschaften von Magnesium sind für Gewichtsempfindlichkeitsanwendungen beliebt.
Führen
Blei hat eine hohe Dichte (11.34 g/cm³) und Korrosionsbeständigkeit für Strahlungsschutz. Es absorbiert Gammastrahlen und Röntgenstrahlen. Seine Weichheit und Formbarkeit machen es leicht zu formen, Dies schränkt jedoch seine strukturellen Anwendungen ein. Blei-Säure-Batterien nutzen ihre elektrochemischen Eigenschaften, um eine hohe Ladungsdichte für Anwendungen für Automobil- und Industrieanwendungen zu erzielen. Trotz seiner Toxizität, Blei ist der Schlüssel zu spezialisierten Branchen, Obwohl regulatorische Einschränkungen die Verwendung bei Konsumgütern einschränken.
Chrom
Chrom hat eine hohe Härte und Korrosionsbeständigkeit bei der Produktion von Edelstahl. Wenn legiert, Es bildet eine passive Oxidschicht, um Rost und Anlauf in aggressiven Umgebungen zu vermeiden. Hartchrom -Plattierung auf Stahloberflächen erhöht den Verschleißfestigkeit und läuft die Lebensdauer von Werkzeugen und Maschinen. Chroms Schmelzpunkt, über 1900 ° C., ermöglicht es, die strukturelle Zuverlässigkeit bei hohen Heizgebrauch zu halten. Seine Anwesenheit bei Hastelloy und Inconel erhöht die Leistung bei chemischen und thermischen Bedingungen.
Silber
Silber bietet eine hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit. Es ist ein Schlüsselmaterial in Elektronik und Sonnenkollektoren. Sein Reflexionsvermögen ist auch hoch für Hochleistungsspiegel und Optik. Obwohl Silber weich und anfällig für Anderwände ist, Das Alloying mit Kupfer stärkt es für Schmuck und Münzen. Obwohl es teuer ist, Die antibakteriellen Eigenschaften sind in medizinischen Geräten und Wasserreinigungssystemen wertvoll. Silberleitfähigkeit und antimikrobielle Merkmale von Silber sind in kritischen Anwendungen unersetzlich.
Gold
Gold ist eine der leitfähigen und korrosionsresistenten Metalle, die in der Elektronik für zuverlässigen Kontakt verwendet werden. Seine Trägheit verhindert die Oxidation für eine stabile Leitfähigkeit in feuchten oder korrosiven Umgebungen im Laufe der Zeit. Die Formbarkeit von Gold hilft es, für elektronische Komponenten in dünne Drähte gezogen zu werden. Seine Biokompatibilität ist auch bei medizinischen und zahnärztlichen Anwendungen nützlich. Obwohl teuer, Die Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit von Gold rechtfertigen seine Verwendung in hochpräzisen und hochwertigen Anwendungen.
Platin
Platinum ist preisgekrönt für seine katalytischen Eigenschaften. Es wird in Automobilkatalysatoren für niedrigere Emissionen verwendet. Es trägt hohe Temperaturen und chemische Exposition bei der chemischen Verarbeitung und Raffination. Die Korrosionsbeständigkeit und die Stabilität von Platinum in allen Umgebungen sind für Elektroden in elektrochemischen Prozessen wertvoll. Obwohl teuer, Die Leistung von Platinum unter aufregenden Bedingungen garantiert, dass es in dedizierter Chemotherapie und Herzschrittmacherelektroden von zentraler Bedeutung ist.
Wolfram
Wolfram behält den höchsten Schmelzpunkt jedes reinen Metalls bei 3422 ° C bei. Es ist grundlegend für Hochtemperatur-Raketendüsen und Filamentdrähte in Glühlampen. Seine hohe Dichte (19.25 g/cm³) ist auch hilfreich für Ballast in Luft- und Raumfahrt- und militärischen Anwendungen. Dennoch, Wolfram ist spröde, um die Bearbeitung zu komplizieren und die Verwendung in strukturellen Anwendungen zu begrenzen. Wolframkarbid ist eine Legierung mit Kohlenstoff, Dies bietet Härte und Verschleißfestigkeit für Schneidwerkzeuge und Bergbaugeräte.
Kobalt
Cobalt ist der Schlüssel zu hochfesten Legierungen für Jet-Motoren und Gasturbinen. IT hält Stabilität bei hohen Temperaturen auf und widersteht Korrosion. Die magnetischen Eigenschaften und die Verwendung in Lithium-Ionen-Batterien sind für die Energiespeicherung und die Elektronik unerlässlich. Superlegierungen auf Kobaltbasis in zahnärztlichen und orthopädischen Implantaten tolerieren die Belastungen von medizinischen Anwendungen. Obwohl weniger reichlich vorhanden, Die Leistung von Cobalt in Hochtemperatur- und magnetischen Anwendungen validiert seine Nachfrage in technischen Bereichen.
Messing
Messing spielt auf eine Legierung von Kupfer und Zink an. Es ist niedrig ausgebraucht und korrosionsresistent für Armaturen, Ventile, und Musikinstrumente. Ein spezifisches Verhältnis von Zink zu Kupfer führt zu seinen akustischen Eigenschaften. Trotzdem, Zinn und Blei können seine Verwirrbarkeit und Stärke verändern. Obwohl Messing eine mäßige Zugfestigkeit hat (bis zu 400 MPA), Seine künstlerische Anziehungskraft und Verarbeitbarkeit werden in dekorativen und industriellen Anwendungen geschätzt. Seine antimikrobiellen Eigenschaften sind auch bei Türknauf und Sanitär hilfreich.
Bronze
Unter den Arten von Metallen, Bronze ist eine Legierung von Kupfer und Zinn. Es liefert Verschleißfestigkeit und geringe Reibung für Lager und Zahnräder. Es widersetzt sich auch der Meerwasserkorrosion in Meeresumgebungen. Phosphorbronze enthält zusätzlichen Phosphor zur Verschleißresistenz. Gleichzeitig, Siliziumbronze bereichert die Stärke und Bearbeitbarkeit. Die hohe Resistenz von Bronze gegen Metallermüdung garantiert eine lang anhaltende Leistung in schweren Lastanwendungen. Die historische Verwendung in der Kunst unterstreicht seine Haltbarkeit.
Molybdän
Molybdän beteiligt sich an einem Schmelzpunkt von 2623 ° C für Hochtemperaturofen und Raketenkomponenten. Wenn mit Stahl legiert, Es verbessert die Härte, Zähigkeit, und Korrosionsbeständigkeit für Automobil- und Bauanwendungen. Molybdän Disulfid ist seine Sulfidform, ein Schmiermittel bei extremen Temperaturen, um die Reibung in Maschinen zu verringern. Mit hoher thermischer und elektrischer Leitfähigkeit, Molybdän wird auch in Elektronik- und erneuerbaren Energietechnologien eingesetzt.
Zinn
Zinn wird als Beschichtung für Stahl verwendet (Zinnplatte), widersteht Korrosion, und erweitert die Lebensdauer von Konservenfutter. Es hat einen niedrigen Schmelzpunkt (231.9° C) und zeigt eine Formbarkeit, um Löt- und elektrische Verbindungsanwendungen zu vereinfachen. Legierung mit Kupfer produziert Bronze. In der Zwischenzeit, Die Verwendung von Tin in Blei-freien Löttern macht es für die zeitgenössische Elektronikherstellung von entscheidender Bedeutung. Seine geringe Toxizität und Korrosionsresistenz sind bei Schutzbeschichtungen wertvoll. Hier sind Materialien für Lebensmittelqualität erforderlich.
Palladium
Palladium bietet katalytische Eigenschaften und wird in Katalysatoren verwendet, um schädliche Emissionen zu verringern. Es erträgt hohe Temperaturen und chemische Angriffe und passt zu Elektronik, Zahnheilkunde, und Wasserstoffreinigung. Die Wasserstoffabsorptionskapazität von Palladium ist bis 900 mal sein Volumen, Dies ermöglicht die Verwendung in Wasserstoffspeichern und Brennstoffzellen. Obwohl teuer, Die Eigenschaften von Palladium bestätigen die fortgesetzte Verwendung in der Automobilanlage, Chemikalie, elektronisch, und Wasserstoffenergieanwendungen.
Wenn Sie Hilfe bei der Auswahl des besten Metalls für Ihre Anwendungen benötigen, Shanentech ist zur Verfügung.
FAQs über die Arten von Metallen
Was sind die beiden Haupttypen von Metall??
Metalle können in zwei Haupttypen unterteilt werden. Eisen Metalle enthalten Eisen, während nichteiere Metalle nicht tun. Zu weich und duktil, Reines Eisen ist für das Engineering ungeeignet.
Was sind 4 Reine Metalle?
Single-Atom-Metalle sind rein. Ihre hoch strukturierte Atomstruktur macht sie flexibel und biegbar. Reine Metalle enthalten Gold, Silber, Kupfer, und Aluminium.
Ist Diamond ein Metall?
Nichtmetalle sind normalerweise weich, Obwohl Diamond, Ein Kohlenstoff -Allotrop, ist der härteste Nicht-Metal.
Was ist das stärkste Metall?
Wolfram ist das stärkste Metall. Es wurde in entdeckt in 1781. Es wird zur Herstellung von Kugeln verwendet, Raketen, Metallverdunstung, Farben, Elektronen- und Fernsehröhre, Glas bis Metallversiegelung, und mehr.
Wie heißt Legierung?
Eine Legierung ist eine metallische Substanz, die die Kombination oder Lösung von zwei oder mehr Elementen ist. Erinnern, Die meisten Legierungskomponenten sind Metalle, Aber Stahl benötigt Kohlenstoff, ein Nicht-Metal.
Was sind 10 Eigenschaften von Metallen?
- Hohe elektrische Leitfähigkeit.
- Hohe thermische Leitfähigkeit.
- Hohe Dichte.
- Stärke und Härte.
- Hohe Schmelz- und Siedepunkte.
- Korrosionsbeständigkeit (für einige Metalle).
Was ist das schwächste Metall?
Quecksilber ist flüssig bei Raumtemperatur. Wegen seines niedrigen Schmelzpunkts (-39 ° C) und Bindungsenergie (61 KJ/Mol), Es hat die schwächste metallische Bindung aller Elemente und Legierungen.
Was ist das weichste Metall?
Das weichste Metall ist Cäsium. Silber-Weiß, glänzendes Metall ist selten. Bei Raumtemperatur, Es ist wachsartig.
Was ist das teuerste Metall?
Das wertvollste Metall der Platingruppe ist Rhodium.
Wie ist Rost gebildet??
Wenn Eisen- oder Eisenlegierungen lange Zeit Sauerstoff und Feuchtigkeit ausgesetzt sind, Sie bilden Rost, Ein Komplex von Oxiden und Hydroxiden. Rosten tritt auf, wenn Sauerstoff mit Metall reagiert, um Rost zu erzeugen.
