Métaux’ Les caractéristiques multiples les rendent nécessaires aux avions contemporains, construction, et ingénierie électronique. Chaque métal a des propriétés physiques et chimiques distinctes qui affectent son utilisation, durabilité, conductivité, et résistance à la corrosion. Par exemple, Les aciers - alliés avec du chrome et du nickel - sont essentiels dans la construction de leur résistance à la traction élevée et de leur résistance à la pression. D'autre part, aluminium, Un tiers de la densité d'acier, est parfait pour les utilisations aérospatiales où chaque gramme compte en raison de sa construction légère et de sa résistance à la corrosion.
Entre-temps, Le cuivre est utilisé dans la production d'électricité et les télécommunications grâce à sa haute conductivité électrique. Le marché des fils de cuivre augmentera $57.48 milliard à 6.83% CAGR Entre 2024 et 2028. Les métaux réfractaires comme le tungstène sont employés dans des moteurs-fusées et des outils de coupe en raison de leurs températures de fusion et de leur dureté élevées. Connaître ces types de métaux et leurs propriétés aide à choisir des matériaux et favorise la technologie et la technologie critique des performances.
Qu'est-ce que le métal?
Le métal est une catégorie d'éléments avec des caractéristiques physiques et chimiques uniques dues à la liaison métallique et à la mobilité des électrons. Les métaux ont une structure cristalline. C'est là que les atomes sont étroitement emballés dans un réseau qui permet aux électrons de se déplacer librement dans toute la structure. L'électron délocalisé “mer” définit la conductivité électrique et thermique, malléabilité, ductilité, et lustre. De plus, Les métaux peuvent former des alliages, qui sont des combinaisons avec d'autres éléments qui modifient la force, résistance à la corrosion, et la dureté. Cependant, Tous les métaux ne se comportent pas de la même manière.
Les types de métaux varient dans leurs propriétés par structure atomique et impuretés. Par exemple, Les métaux ferreux contiennent du fer, sont magnétiques, et sont sujets à la rouille. En revanche, métaux non ferreux, comme l'aluminium et le cuivre, sont plus résistants à la corrosion et plus faciles à manipuler en raison de leur densité plus faible. Métaux de transition, y compris le fer, cuivre, et nickel, former des états d'oxydation pour les ions complexes et l'activité catalytique en chimie industrielle. Les métaux rare-terrains de la série Lanthanide présentent des propriétés optiques et magnétiques spéciales dans l'électronique et les technologies d'énergie renouvelable.
Plus loin, Les métaux interagissent différemment sous le stress. Certains affichent une résistance à la traction élevée (titane), tandis que d'autres sont durs (tungstène). L'or est malléable et résistant à la corrosion pour les contacts électriques. Les méthodes de travail des métaux varient également. Fonderie, forgeage, et l'extrusion sont choisies selon le point de fusion d'un métal, réactivité, et l'ouvrabilité. Qu'il soit pur ou allié, Chaque type de métal souffre de transitions de phase à différentes températures pour influencer leur utilisation à haute température. La structure atomique, Conditions externes sur la stabilité, et comportement dans les réactions d'oxydation ou de réduction des métaux, avec leurs propriétés mécaniques, déterminer leurs applications industrielles.
Types de métaux et leurs propriétés 
Aluminium
L'aluminium fait partie des types de métaux communs pour sa faible densité et sa forte résistance à la corrosion. Sa couche d'oxyde naturel la protège contre la corrosion par anodisation, qui épaissit la couche et améliore la durabilité. Avec un 2.7 densité g / cm³, L'aluminium est un tiers aussi dense que l'acier pour les applications nécessitant une réduction du poids, y compris l'aérospatiale. Malgré sa nature légère, Les alliages en aluminium peuvent être forts. Par exemple, 7075 les alliages peuvent atteindre des forces de traction jusqu'à 572 MPA. Aussi, Il a une conductivité thermique et électrique pour les dissipateurs de chaleur et les lignes électriques. En raison de ses propriétés non magnétiques, L'aluminium est utilisé dans les appareils électroniques pour éviter les interférences. Bien que l'aluminium pur manque de force, cuivre, magnésium, et l'alliage de zinc stimule ses propriétés mécaniques.
Cuivre
Le cuivre est un autre type de métal pour sa conductivité électrique et thermique. Sa cote de conductivité est la plus élevée parmi les métaux non précieux. Il est quantifié comme 100% IACS (Norme internationale de cuivre recuit) pour le câblage électrique et les circuits. Alliages de cuivre, y compris le bronze (cuivre) et laiton (cuivre-zinc), Augmenter sa durabilité et son utilité. Notamment, Les propriétés antimicrobiennes du cuivre sont la clé des soins de santé. Ses surfaces peuvent diminuer la présence microbienne jusqu'à 99%. Cependant, sa douceur limite ses applications structurelles. Une dureté sur l'échelle Mohs est autour 3. La ductilité du cuivre lui permet d'être dessinée en fils minces sans se casser dans les télécommunications.
Fer
Le fer est important parmi les types de métaux pour la plupart des utilisations structurelles. Lorsqu'il est allié avec du carbone, L'acier peut être produit. Il peut varier en propriétés par la teneur en carbone. La fonte a une teneur en carbone au-dessus 2% et offre une machinabilité et une résistance à la compression pour les blocs de moteur et les tuyaux. Le fer présente des propriétés magnétiques dans les moteurs et les transformateurs. Encore, La projection du fer à l'oxydation nécessite une galvanisation ou une peinture protectrice dans des environnements sujets à la rouille. Fer pur (fer à fonte) est moins cassant et très ductile. Il est utilisé dans des applications artistiques et décoratives en raison de sa malléabilité.
Acier
L'acier fait allusion à un alliage de fer et de carbone. C'est l'un des types de métaux pratiques en raison de sa force et de sa ténacité, ajusté par contenu en carbone et éléments d'alliage. Par exemple, L'acier doux contient 0.2% carbone. L'acier à haute teneur en carbone a jusqu'à 1.5% carbone pour une plus grande dureté et une fragilité. HSS contient du tungstène et du molybdène tout en conservant la dureté à des températures élevées pour les outils de coupe. L'acier inoxydable contient au moins 10.5% chrome. Il forme une couche d'oxyde passive qui résiste à la corrosion en milieu marin. La recyclabilité de Steel ajoute à son utilisation dans les industries de la construction et de l'automobile.
Titane
Le titane est évalué à son rapport force / poids parmi les types de métaux. Il a une densité de 4.5 g / cm³, la moitié de l'acier. Avec une résistance à la corrosion dans les environnements d'eau salée, Le titane est la clé de l'aérospatiale, implants médicaux, et applications marines. Sa biocompatibilité lui permet de s'intégrer à l'os humain pour un rejet d'implant inférieur. Alliages en titane, y compris TI-6AL-4V, ont des forces de traction de plus 1000 MPA pour les composants à stress élevé. Bien que difficile à machine en raison de sa dureté et de sa faible conductivité thermique, La résistance du titane à la chaleur permet son utilisation dans les moteurs à réaction.
Zinc
Le zinc est un type de métal commun pour la galvanisation. Il forme une couche protectrice sur l'acier pour éviter la rouille tout en agissant comme une anode sacrificielle. Son oxydation crée une patine, qui protège l'acier sous-jacent. En plus, alliages de zinc, y compris Zamak, sont utilisés dans le casting mou. Ils s'écoulent dans les moules et conservent une précision dimensionnelle. Avec un point de fusion de 419,5 ° C, Le zinc bénéficie des composants de petits couleurs dans les applications automobiles et matérielles. Bien que sa force soit modérée, Le rôle du zinc dans la résistance à la corrosion et la facilité de casting le rend irremplaçable dans la fabrication.
Nickel
Le nickel est un métal malléable et résistant à la corrosion. Il est utilisé comme placage pour augmenter les autres métaux’ durabilité. Il aide également à la production en acier inoxydable pour la résistance et la formabilité à la corrosion. Inconel de Superalloy est composé de nickel. Il subit des températures élevées pour les turbines à gaz et les moteurs à réaction pour maintenir ses propriétés mécaniques jusqu'à 1000 ° C. Les propriétés magnétiques du nickel et la forte résistance à l'oxydation sont cruciales dans l'électronique et l'hydrure de nickel-métal et les batteries au lithium-ion.
Magnésium
Le magnésium est l'un des types de métaux les plus légers. Sa densité est 1.74 g / cm³, qui dépend 30% plus léger que l'aluminium. Les alliages AZ31 et AZ91 fournissent des rapports à haute résistance / poids et sont utilisés dans l'aérospatiale, automobile, et appareils électroniques portables. Cependant, La forte réactivité et l'inflammabilité du magnésium nécessitent une manipulation en poudre ou en sections minces. Le faible point de fusion du magnésium de 650 ° C limite ses applications dans des réglages à haute température. Toujours, La recyclabilité du magnésium et les caractéristiques légères sont populaires pour les applications d'ingénierie sensibles au poids.
Plomb
Le plomb a une densité élevée (11.34 g / cm³) et résistance à la corrosion pour le blindage des radiations. Il absorbe les rayons gamma et les rayons X. Sa douceur et sa malléabilité rendent facilement, Bien que cela limite ses applications structurelles. Les batteries au plomb utilisent leurs propriétés électrochimiques pour fournir une densité de charge élevée pour les applications d'alimentation automobile et industrielle. Malgré sa toxicité, Le plomb est la clé des industries spécialisées, Bien que les restrictions réglementaires limitent son utilisation dans les produits de consommation.
Chrome
Le chrome a une forte résistance à la dureté et à la corrosion dans la production d'acier inoxydable. Quand il est allié, Il forme une couche d'oxyde passive pour éviter la rouille et ternir dans des environnements agressifs. Le placage du chrome dur sur les surfaces en acier augmente la résistance à l'usure et saillie la durée de vie des outils et des machines. Le point de fusion du chrome, Plus de 1900 ° C, lui permet de maintenir la fiabilité structurelle dans les utilisations de la chaleur élevée. Sa présence à Hastelloy et Inconel augmente les performances des conditions chimiques et thermiques.
Argent
L'argent offre une conductivité électrique et thermique élevée. C'est un matériau clé dans l'électronique et les panneaux solaires. Sa réflectivité est également élevée pour les miroirs et optiques hautes performances. Bien que l'argent soit doux et sujet au ternissement, L'alliage avec le cuivre le renforce pour les bijoux et les pièces. En dépit d'être cher, Ses propriétés antibactériennes sont précieuses dans les équipements médicaux et les systèmes de purification de l'eau. La conductivité et les caractéristiques antimicrobiennes de Silver sont irremplaçables dans les applications critiques.
Or
L'or est l'un des types de métaux conducteurs et résistants à la corrosion utilisés en électronique pour un contact fiable. Son inertie empêche l'oxydation d'une conductivité stable dans des environnements humides ou corrosifs au fil du temps. La malléabilité de l'or l'aide à être entraînée dans des fils fins pour les composants électroniques. Sa biocompatibilité est également pratique dans les utilisations médicales et dentaires. Bien que cher, La conductivité et la résistance à la corrosion de l'or justifient son utilisation dans des applications de haute précision et de grande valeur.
Platine
Platinum est primé pour ses propriétés catalytiques. Il est utilisé dans les convertisseurs catalytiques automobiles pour les émissions inférieures. Il a des températures élevées et une exposition chimique dans le traitement des produits chimiques et le raffinage. La résistance et la stabilité de la corrosion de Platinum dans les environnements sont précieuses pour les électrodes dans les processus électrochimiques. Bien que coûteux, La performance de Platinum dans des conditions passionnantes garantit qu'elle est au cœur de la chimiothérapie dédiée et des électrodes de stimulateur cardiaque.
Tungstène
Le tungstène conserve le point de fusion le plus élevé de tout métal pur à 3422 ° C. Il est fondamental pour les buses de roquettes à haute température et les fils de filament dans des ampoules à incandescence. Sa haute densité (19.25 g / cm³) est également utile pour le ballast dans les applications aérospatiales et militaires. Néanmoins, Le tungstène est fragile pour compliquer l'usinage et limiter son utilisation dans des applications structurelles. Le carbure de tungstène est un alliage avec du carbone, qui offre une résistance à la dureté et à l'usure pour les outils de coupe et l'équipement d'exploitation.
Cobalt
Le cobalt est la clé des alliages à haute résistance pour les moteurs à réaction et les turbines à gaz. Il confirme la stabilité à des températures élevées et résiste à la corrosion. Ses propriétés magnétiques et son utilisation dans les batteries au lithium-ion sont essentielles dans le stockage d'énergie et l'électronique. Les superalliages à base de cobalt dans les implants dentaires et orthopédiques tolèrent le stress des applications médicales. Bien que moins abondant, Les performances de Cobalt dans les applications à haute température et magnétiques valident sa demande dans les champs d'ingénierie.
Laiton
Le laiton fait allusion à un alliage de cuivre et de zinc. Il est à faible friction et résistant à la corrosion pour les raccords, vannes, et instruments de musique. Un rapport spécifique du zinc au cuivre entraîne ses propriétés acoustiques. Néanmoins, l'étain et le plomb peuvent modifier sa machinabilité et sa résistance. Bien que le laiton ait une résistance à la traction modérée (jusqu'à 400 MPA), Son attrait artistique et son autonabilité sont prisés dans des applications décoratives et industrielles. Ses propriétés antimicrobiennes sont également utiles dans les poignées de porte et la plomberie.
Bronze
Parmi les types de métaux, Le bronze est un alliage de cuivre et d'étain. Il offre une résistance à l'usure et une faible frottement pour les roulements et les engrenages. Il résiste également à la corrosion de l'eau de mer dans les environnements marins. Le bronze de phosphore comprend du phosphore ajouté pour la résistance à l'usure. En même temps, Le bronze en silicium enrichit la force et la machinabilité. La haute résistance du bronze à la fatigue métallique garantit des performances durables dans les applications à charge lourde. Son utilisation historique dans l'art met en évidence sa durabilité.
Molybdène
Le molybdène partage un point de fusion de 2623 ° C pour les pièces de four à haute température et les composants de missile. Lorsqu'il est allié avec de l'acier, ça améliore la dureté, dureté, et résistance à la corrosion pour les applications automobiles et de construction. Le disulfure de molybdène est sa forme de sulfure, un lubrifiant à des températures extrêmes pour réduire le frottement des machines. Avec une conductivité thermique et électrique élevée, MolybDenum est également utilisé dans les technologies d'électronique et d'énergie renouvelable.
Étain
L'étain est utilisé comme revêtement pour l'acier (fer blanc), résiste à la corrosion, et prolonge la vie de la nourriture en conserve. Il a un faible point de fusion (231.9° C) et présente une malléabilité pour simplifier les applications de soudage et de connexion électrique. L'alliage avec du cuivre produit du bronze. Entre-temps, L'utilisation de l'étain dans les soldats sans plomb le rend vital dans la fabrication d'électronique contemporaine. Sa faible toxicité et sa résistance à la corrosion sont précieuses dans les revêtements protecteurs. C'est là que les matériaux de qualité alimentaire sont nécessaires.
Palladium
Le palladium offre des propriétés catalytiques et est utilisé dans les convertisseurs catalytiques pour diminuer les émissions nuisibles. Il endure des températures élevées et des attaques chimiques et des combinaisons électroniques, dentisterie, et purification d'hydrogène. La capacité d'absorption d'hydrogène du palladium est à la hauteur 900 fois son volume, qui permet son utilisation dans le stockage d'hydrogène et les piles à combustible. Bien que cher, Les propriétés de Palladium confirment son utilisation continue en automobile, chimique, électronique, et applications d'énergie d'hydrogène.
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FAQ sur les types de métaux
Quels sont les deux principaux types de métal?
Les métaux peuvent être divisés en deux types principaux. Les métaux ferreux contiennent du fer, alors que les métaux non ferreux ne. Trop doux et ductile, Le fer pur ne convient pas à l'ingénierie.
Que sont 4 Métaux purs?
Les métaux à atome unique sont purs. Leur structure atomique très structurée les rend flexibles et pliables. Les métaux purs incluent l'or, argent, cuivre, et l'aluminium.
Le diamant est-il un métal?
Les non-métaux sont généralement doux, Bien que diamant, un allotrope en carbone, est le non-métal le plus difficile.
Quel est le métal le plus fort?
Le tungstène est le métal le plus fort. Il a été découvert dans 1781. Il est utilisé pour fabriquer des balles, missiles, évaporation métallique, peintures, tubes électron et téléviseur, scellage de verre à métal, Et plus.
Comment s'appelle l'alliage?
Un alliage est une substance métallique qui est la combinaison ou la solution de deux ou plusieurs éléments. Souviens-toi, La plupart des composants alliés sont des métaux, Mais l'acier nécessite du carbone, un non-métal.
Que sont 10 Propriétés des métaux?
- Haute conductivité électrique.
- Haute conductivité thermique.
- Densité élevée.
- Force et dureté.
- Points de fusion et d'ébullition élevés.
- Résistance à la corrosion (Pour certains métaux).
Quel est le métal le plus faible?
Le mercure est liquide à température ambiante. En raison de son faible point de fusion (-39 ° C) et l'énergie de liaison (61 kJ / mol), Il a la liaison métallique la plus faible de tous les éléments et alliages.
Quel est le métal le plus doux?
Le métal le plus doux est le césium. Argenté, Le métal brillant est rare. À température ambiante, c'est cireux.
Quel est le métal le plus cher?
Le métal le plus précieux du groupe Platinum est le rhodium.
Comment la rouille se forme-t-elle?
Lorsque les alliages de fer ou de fer sont exposés à l'oxygène et à l'humidité pendant longtemps, Ils forment de la rouille, un complexe d'oxydes et d'hydroxydes. La rouille se produit lorsque l'oxygène réagit avec le métal pour générer de la rouille.
