金属’ 複数の特性により、現代の航空機には必要になります, 工事, および電子工学. すべての金属には、その使用に影響する明確な物理的および化学的特性があります, 耐久性, 導電率, および腐食抵抗. 例えば, クロムとニッケルが並んでいる鋼は、緊張した強度と圧力に対する抵抗のために構造に不可欠です. 一方で, アルミニウム, 鋼の密度の3分の1, 航空宇宙に最適です。軽量の構造と腐食抵抗のためにすべてのグラムがカウントされる場所で使用する.
その間, 銅は、その高い電気伝導率のおかげで発電と通信に使用されます. 銅線市場は成長します $57.48 十億 で 6.83% CAGR間 2024 そして 2028. タングステンのような耐火性金属は、融合温度と硬度が高いため、ロケットエンジンや切削工具で採用されています. このようなタイプの金属とその特性を知ることは、材料の選択に役立ち、精密およびパフォーマンスの批判的なテクノロジーを促進します.
金属とは何ですか?
金属は、金属製の結合と電子移動性により、独自の物理的および化学的特性を持つ要素のカテゴリです. 金属には結晶構造があります. それは、原子が格子に密接に詰め込まれている場所で、電子が構造全体で自由に移動できるようになります. 非局在電子 “海” 電気伝導率と熱伝導率を定義します, 閉鎖性, 延性, そして光沢. さらに, 金属は合金を形成できます, 強度を変更する他の要素との組み合わせです, 腐食に対する耐性, と硬度. しかし, すべての金属が同じように動作するわけではありません.
金属の種類は、原子構造と不純物ごとの特性が異なります. 例えば, 鉄金属には鉄が含まれています, 磁気です, 錆びやすい. 対照的に, 非鉄金属, アルミニウムや銅のように, 密度が低いため、耐性耐性が高く、操作しやすい. 遷移金属, 鉄を含む, 銅, とニッケル, 産業化学における複雑なイオンと触媒活性のための酸化状態を形成する. ランタニドシリーズの希土類金属は、エレクトロニクスおよび再生可能エネルギー技術の特別な光学的および磁気特性を示しています.
さらに遠く, 金属はストレスの下で異なって相互作用します. いくつかは高い引張強度を示します (チタン), 他の人は難しいですが (タングステン). 金は順応性があり、電気接触に耐性があります. 金属加工方法も異なります. 鋳造, 鍛造, 押し出しは金属の融点に従って選択されます, 反応性, と作業性. 純粋であろうと合金か, 各タイプの金属は、高温設定での使用に影響を与えるために、さまざまな温度で位相遷移に苦しんでいます. 原子構造, 安定性に関する外部条件, 金属の酸化または還元反応の挙動, 機械的特性とともに, 産業用途を決定します.
金属の種類とその特性 
アルミニウム
アルミニウムは、その低密度と高い腐食抵抗のための一般的なタイプの金属の1つです. その天然の酸化物層は、陽極酸化により腐食からそれを保護します, 層が厚くなり、耐久性が向上します. で 2.7 g/cm³密度, アルミニウムは、減量を必要とするアプリケーションのために鋼のように密度が高い3分の1です, 航空宇宙を含む. その軽量性にもかかわらず, アルミニウム合金は強い場合があります. 例えば。, 7075 合金は、までの引張強度を達成する可能性があります 572 MPA. また, ヒートシンクと電力線に熱導電率と電気的導電率があります. 非磁性特性のため, アルミニウムは、干渉を防ぐために電子機器で使用されます. 純粋なアルミニウムには強度がありませんが, 銅, マグネシウム, 亜鉛合金はその機械的特性を高めます.
銅
銅は、その電気的および熱伝導性のための別の種類の金属です. その導電率は、非優先金属の中で最高です. そのように定量化されています 100% IACS (国際アニール銅標準) 電気配線と回路用. 銅合金, ブロンズを含む (銅 - ティン) そして真鍮 (銅亜鉛), その耐久性と有用性を増強します. 特に, 銅の抗菌特性は、ヘルスケアの鍵です. その表面は、微生物の存在を減らす可能性があります 99%. しかし, その柔らかさは、その構造用途を制限します. MOHSスケールの硬度が周りにあります 3. 銅の延性により、通信を壊すことなく薄いワイヤに引き込むことができます.
鉄
鉄は、ほとんどの構造用途にとって金属のタイプの中で重要です. 炭素で合金化されたとき, スチールを生産できます. 炭素含有量ごとに異なる場合があります. 鋳鉄には上記の炭素含有量があります 2% エンジンブロックとパイプに加工性と圧縮強度を提供します. 鉄は、モーターと変圧器に磁気特性を示します. まだ, 酸化に対する鉄の陽性は、錆びやすい環境での保護亜鉛めっきまたは塗装を必要とします. 純粋な鉄 (錬鉄) 脆く、非常に延性がありません. その柔軟性のために芸術的で装飾的なアプリケーションで使用されています.
鋼鉄
鋼は鉄と炭素の合金を暗示しています. それはその強度と靭性のために便利なタイプの金属の1つです, 炭素含有量と合金要素ごとに調整されます. 例えば。, 軟鋼には含まれています 0.2% 炭素. 高炭素鋼は最大です 1.5% より大きな硬度と脆性のための炭素. HSSには、切削工具の高温で硬度を保持しながら、タングステンとモリブデンが含まれています. ステンレス鋼には少なくとも含まれています 10.5% クロム. それは海洋環境で腐食に抵抗する受動的な酸化物層を形成します. Steelのリサイクル性は、建設および自動車産業での使用に追加されます.
チタン
チタンは、金属のタイプ間の強度と重量の比率で評価されています. の密度があります 4.5 g/cm³, 鋼の半分. 塩水環境での耐食性, チタンは航空宇宙の鍵です, 医療インプラント, および海洋アプリケーション. その生体適合性により、インプラントの拒絶の低いために人間の骨と統合できます. チタン合金, TI-6AL-4Vを含む, オーバーの引張強度があります 1000 高ストレス成分のMPA. 硬度と熱伝導率が低いために機械加工するのは困難ですが, 熱に対するチタンの抵抗により、ジェットエンジンでの使用が可能になります.
亜鉛
亜鉛は、亜鉛メッキのための一般的なタイプの金属です. 犠牲のアノードとして作用しながら錆を避けるために鋼に保護層を形成します. その酸化は緑青を作り出します, 基礎となる鋼を保護します. さらに, 亜鉛合金, Zamakを含む, ダイキャスティングで使用されます. それらは金型に流れ込み、寸法の精度を保持します. 融点は419.5°Cです, 亜鉛は、自動車およびハードウェアアプリケーションの小型キャストコンポーネントに役立ちます. その強さは穏やかですが, 耐食性と鋳造の容易さにおける亜鉛の役割は、製造においてかけがえのないものになります.
ニッケル
ニッケルは、順応性があり、腐食耐性金属です. 他の金属を高めるためのメッキとして使用されます’ 耐久性. また、腐食抵抗とフォーミン性のためのステンレス鋼の生産にも役立ちます. SuperAlloy Inconelはニッケルで構成されています. 機械的特性を最大1000°Cに保つために、ガスタービンとジェットエンジンの高温に耐えます. ニッケルの磁気特性と高酸化抵抗は、電子機器およびニッケルメタル水素化物およびリチウムイオン電池で重要です.
マグネシウム
マグネシウムは、最も軽い構造タイプの金属の1つです. その密度はです 1.74 g/cm³, それはそのことです 30% アルミニウムよりも軽い. AZ31およびAZ91合金は高強度比を提供し、航空宇宙で使用されます, 自動車, ポータブル電子デバイス. しかし, マグネシウムの高い反応性と可燃性は、粉末または薄いセクションでの取り扱いが必要です. マグネシウムの650°Cの低い融点は、高温設定でのアプリケーションを制限します. まだ, マグネシウムのリサイクル性と軽量の特性は、体重に敏感なエンジニアリングアプリケーションに人気があります.
鉛
鉛の密度は高いです (11.34 g/cm³) 放射線シールドの耐食性. ガンマ線とX線を吸収します. その柔らかさと閉鎖性は、形を簡単にすることができます, ただし、これにより構造用途が制限されます. 鉛蓄電池は、電気化学的特性を利用して、自動車および産業用電力アプリケーションに高い充電密度を提供します. その毒性にもかかわらず, リードは専門産業の鍵です, 規制上の制限は消費者製品での使用を制限していますが.
クロム
クロムは、ステンレス鋼の生産において高い硬度と腐食抵抗を持っています. 合金化されたとき, 攻撃的な環境でさびや変色を避けるために、受動的な酸化物層を形成します. 鋼の表面上のハードクロムメッキは耐摩耗性を高め、ツールと機械の寿命を長引かせます. クロムの融点, 1900°C以上, 高熱の使用で構造的信頼性を維持することができます. HastelloyとIncenelでのその存在は、化学的および熱条件での性能を向上させます.
銀
銀は、高い電気導電率と熱伝導率を提供します. 電子パネルとソーラーパネルの重要な素材です. その反射率は、高性能ミラーや光学者でも高い. 銀は柔らかく、変色しやすいですが, 銅でそれを合金化すると、宝石やコインのためにそれを強化します. 高価であるにもかかわらず, その抗菌特性は、医療機器と浄水システムで価値があります. シルバーの導電率と抗菌性の特徴は、重要な用途ではかけがえのないものです.
金
金は、信頼できる接触のためにエレクトロニクスで使用される導電性および耐腐食性の種類の金属の1つです. その不活性は、時間の経過とともに湿った環境または腐食性の環境での安定した導電率の酸化を防ぎます. 金の柔軟性は、電子部品のために薄いワイヤに引き込まれるのに役立ちます. その生体適合性は、医療および歯の使用にも便利です. 高価ですが, ゴールドの導電率と腐食抵抗は、高精度および高価値のアプリケーションでの使用を正当化することを正当化します.
白金
Platinumは、その触媒特性に対して賞を受賞しています. より低い排出量のために自動車触媒コンバーターで使用されています. 化学処理と精製において高温と化学物質への曝露があります. 環境全体でのプラチナの腐食抵抗と安定性は、電気化学プロセスの電極にとって価値があります. 費用がかかりますが, エキサイティングな条件でのプラチナのパフォーマンスは、専用化学療法とペースメーカー電極の中心であることを保証します.
タングステン
タングステンは、3422°Cで純粋な金属の最高の融点を保持しています. それは、白熱電球の高温ロケットノズルとフィラメントワイヤの基本です. その高密度 (19.25 g/cm³) また、航空宇宙および軍事アプリケーションのバラストにも役立ちます. それにもかかわらず, タングステンは機械加工を複雑にし、構造用途での使用を制限するために脆いです. タングステン炭化物は、炭素のある合金です, 切削工具と鉱業の硬度と耐摩耗性を提供します.
コバルト
コバルトは、ジェットエンジンとガスタービンの高強度合金の鍵です. 高温で安定性を維持し、腐食に抵抗します. リチウムイオン電池での磁気特性と使用は、エネルギー貯蔵と電子機器に不可欠です. 歯科用および整形外科インプラントのコバルトベースの超合金は、医療用途のストレスに耐えます. 豊富ではありませんが, 高温および磁気アプリケーションでのコバルトのパフォーマンスは、エンジニアリング分野での需要を検証します.
真鍮
真鍮は銅と亜鉛の合金を暗示しています. それは備品の低い摩擦であり、腐食耐性です, バルブ, と楽器. 亜鉛と銅の特定の比率は、その音響特性をもたらします. それにもかかわらず, ブリキと鉛は、その機密性と強度を変えることができます. 真鍮には中程度の引張強度がありますが (まで 400 MPA), その芸術的な魅力と作業性は、装飾的および産業用途に高く評価されています. その抗菌特性は、ドアノブや配管でも役立ちます.
ブロンズ
金属のタイプの中で, ブロンズは銅とブリキの合金です. それはベアリングとギアに耐摩耗性と低い摩擦をもたらします. また、海洋環境では海水腐食に抵抗します. リン青銅には、耐摩耗性のためのリンの追加が含まれています. 同時に, シリコンブロンズは強度と機械加工性を豊かにします. 金属疲労に対するブロンズの高い抵抗は、ヘビーロードアプリケーションでの長期的なパフォーマンスを保証します. 芸術におけるその歴史的使用は、その耐久性を強調しています.
モリブデン
モリブデンは、高温炉部品とミサイル成分の2623°Cの融点に関与しています. 鋼で合金化されたとき, それは硬さを改善します, タフネス, 自動車および建設アプリケーションの耐食性. ジスルフィドモリブデンは硫化物です, 機械の摩擦を減らすための極端な温度での潤滑剤. 高い熱導電率と電気伝導率, モリブデンは、電子機器および再生可能エネルギー技術でも使用されています.
錫
スズは、鋼のコーティングとして使用されます (ブリキ), 腐食に抵抗します, 缶詰の食物の寿命を延ばします. 融点が低いです (231.9°C) はんだ付けと電気接続のアプリケーションを簡素化するために順応性を展示します. 銅と合金化すると青銅が生成されます. その間, リードフリーのはんだでのスズの使用は、現代のエレクトロニクス製造においてそれが不可欠になります. その低毒性と耐食性は、保護コーティングで価値があります. そこには、食品グレードの材料が必要です.
パラジウム
パラジウムは触媒特性を提供し、有害な排出量を減らすために触媒コンバーターで使用されます. 高温と化学攻撃に耐え、エレクトロニクスに合っています, 歯科, および水素精製. パラジウムの水素吸収能力は順調です 900 そのボリューム, 水素貯蔵と燃料電池での使用を可能にします. 高価ですが, パラジウムの特性は、自動車での継続的な使用を確認しています, 化学薬品, 電子, および水素エネルギーアプリケーション.
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金属の種類に関するFAQ
金属の2つの主なタイプは何ですか?
金属は2つの主要なタイプに分割される可能性があります. 鉄金属には鉄が含まれています, 一方、非鉄金属はそうではありません. 柔らかすぎて延性があります, 純粋な鉄はエンジニアリングには適さない.
何ですか 4 純粋な金属?
単一原子の金属は純粋です. それらの高度に構造化された原子構造は、それらを柔軟で曲げやすくします. 純粋な金属には金が含まれます, 銀, 銅, およびアルミニウム.
ダイヤモンドは金属です?
通常、非金属は柔らかいです, ダイヤモンドですが, 炭素同種ロープ, 最も難しい非金属です.
最強の金属は何ですか?
タングステンは最強の金属です. で発見されました 1781. 弾丸の製造に使用されます, ミサイル, 金属蒸発, 塗料, 電子チューブとテレビチューブ, ガラスから金属シーリング, もっと.
合金と呼ばれるもの?
合金は、2つ以上の元素の組み合わせまたは溶液である金属物質です. 覚えて, ほとんどの合金成分は金属です, しかし、鋼には炭素が必要です, 非金属.
何ですか 10 金属の特性?
- 高い電気伝導率.
- 高い熱伝導率.
- 高密度.
- 強さと硬さ.
- 高い融点と沸点.
- 耐食性 (一部の金属の場合).
最も弱い金属は何ですか?
水銀は室温で液体です. 融点が低いため (-39 °C) および結合エネルギー (61 KJ/mol), それはすべての元素と合金の中で最も弱い金属結合を持っています.
最も柔らかい金属は何ですか?
最も柔らかい金属はセシウムです. シルバーホワイト, 光沢のある金属はまれです. 室温で, ワックス状です.
最も高価な金属は何ですか?
プラチナグループの最も貴重な金属はロジウムです.
錆はどのように形成されますか?
鉄または鉄合金が酸素と水分に長い間さらされている場合, 彼らは錆を形成します, 酸化物と水酸化物の複合体. 錆びは金属と反応して錆を生成するときに発生します.
