Metaloznawstwo

Metaloznawstwo - nauka zajmująca się:
? strukturą
? składem chemicznym
? właściwościami
o chemicznymi
o fizycznymi
o mechanicznymi
metali i ich stopów oraz powiązaniami między własnościami, strukturą i składem chemicznym w funkcji temperatury i obciążeń zewnętrznych. W badaniach tych metaloznawstwo korzysta z dorobku fizyki ciała stałego, chemii fizycznej, termodynamiki, mechaniki, krystalografii i innych dziedzin nauki.

Do metali używanych w technice należą m.in. :

Glin (Al, łac. aluminium) to pierwiastek chemiczny, metal z bloku p układu okresowego. Czysty, krystaliczny glin jest kruchy i łamliwy. Sproszkowany glin używany jest
w hutnictwie do otrzymywania metali z ich tlenków w procesie aluminotermii. Użyta w tym procesie mieszanina glinu oraz tlenków metali jest znana pod nazwą termit. Używany do produkowania materiałów wybuchowych w wojsku oraz w modelarstwie rakietowym. Stosowany jest również w przemyśle spożywczym, jako barwnik metaliczny pozyskiwany
z boksytów. Używany jest przy srebrnych dekoracjach ciast i tortów. Parlament Europejski uznał, że dodawanie aluminium powinno być zakazane. W pirotechnice amatorskiej glin jest używany do robienia domowych petard. Sproszkowany zmieszany ze sproszkowanym manganianem(VII) potasu tworzy szybko i łatwopalną mieszankę, która bez dostępu tlenu wybucha w bardzo krótkim czasie z wydzieleniem się dużej ilości dymu.

Bizmut (Bi, łac. bismutum) - pierwiastek chemiczny, metal bloku
p układu okresowego. Bizmut stosowany jest jako dodatek do stopów niskotopliwych (np. stop Wooda), w Niemczech także do produkcji stopów, z których odlewano czcionki drukarskie. Niektóre jego kompleksy karbonylkowe znalazły zastosowanie jako katalizatory metatezy węglowodorów. Wykorzystuje się go do produkcji tworzyw sztucznych, farb. Stosuje się (np. w postaci zawiesiny) jako wypełnienie przy wykonywaniu zdjęć rentgenowskich.

Chrom (Cr, łac. chromium) - pierwiastek chemiczny, metal przejściowy z bloku d układu okresowego. Ze względu na swoje antykorozyjne właściwości, chrom jest stosowany jako zewnętrzna warstwa pokrywająca elementy stalowe, poprawiająca ich wygląd oraz chroniąca przed korozją, jest także składnikiem stali nierdzewnych (chromowych). Stal taka jest stosowana m.in. w armaturze łazienkowej lub w samochodach, ale także w produkcji samolotów, broni i pojazdów wojskowych.

Kadm (Cd, łac. cadmium) - pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych układu okresowego.
Kadm, głównie metaliczny, stosuje się w metalurgii, w stopach łożyskowych jako powłoki ochronne innych metali medycynie (plomby zębów), energetyce
w akumulatorach, niklowo-kadmowych, w reaktorach jądrowych, do wyrobu prętów kontrolujących przebieg reakcji łańcuchowej, sztuce (do otrzymywania barwnika, źółcieni kadmowej) Kadm jest identycznie jak ołów i rtęć szkodliwy dla człowieka, a zarazem bardzo niebezpieczny.


Platyna (Pt, łac. platinum) - pierwiastek chemiczny
z grupy metali przejściowych w układzie okresowym. Używany jest w jubilerstwie, produkuje się z niego elementy urządzeń pomiarowych (jest składnikiem elektrod II rodzaju, m.in. w pH-metrach i w ogniwach paliwowych). Z platyny wykonuje się także rezystory stosowane do pomiaru temperatury (np. standardowe 100-omowe, tzw. Pt-100) ze względu na ich stabilność. Ze stopów platyny wykonuje się także niektóre typy termopar.

Rtęć (Hg, łac. hydrargyrum) ? pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym. Rtęć jest jedynym metalem występującym
w warunkach normalnych w stanie ciekłym. Dzięki swoim właściwościom znalazła zastosowanie do wypełniania termometrów, barometrów, manometrów, pomp próżniowych, itp. Duże ilości rtęci zużywane są do wydobywania złota i srebra, oraz do elektrolizy litowców i produkcji materiałów wybuchowych. Oprócz tego jest stosowana: do produkcji farb okrętowych, w medycynie i przemyśle farmaceutycznym, jest używana do ekstrakcji złota
i srebra, do wykonywania plomb dentystycznych, przy produkcji świetlówek.

Srebro (Ag, łac. argentum) - pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym. Srebro znajduje zastosowanie głównie jako metal szlachetny. Srebro próby 925 w stopie z miedzią jest używane do produkcji biżuterii, naczyń
i sztućców. Używa się go też do produkcji medali. Srebro wykorzystuje się też na szeroką skalę w fotografii, w postaci związków ? azotanu srebra i halogenków.

Wanad (V, łac. vanadium) - pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym. Wanad ma zastosowanie jako: katalizatory reakcji utleniania w przemysłowej chemii organicznej, np. utlenianie etylenu do etanolu, domieszki do stali, produkcja cermetali, materiał konstrukcyjny reaktorów jądrowych, znacznik promieniotwórczy - sztuczny izotop 48V otrzymywany w reakcjach 50Cr(d,?)48V i 47Ti(d,n)48V

Do stopów stosowanych w technice należą między innymi:
stal znalazła zastosowanie w różnych dziedzinach techniki. W budownictwie stanowi jeden z kilku podstawowych materiałów konstrukcyjnych.

żeliwo stosuje się w przemyśle motoryzacyjnym, piecach żeliwnych.:

brąz używane są na elementy sprężyste, trudno ścieralne, a przy większej zawartości ołowiu na tuleje i panwie łożyskowe, monety, elementy pracujące w wodzie morskiej, armaturę.

miedzionikiel stosowany na wyroby specjalne i monety, rurociągi dla płynów korozyjnych, elementy specjalne w przemyśle maszynowym i okrętowym,
mosiądz zastosowany w produkcji biżuterii

stopy cyny stosowane są jako spoiwa do lutowania. Ze względu na wysoką ciągliwość stopy cyny używane są do wytwarzania folii. Stopy cyny charakteryzują się dobrą lejnością. Używa się ich do wykonywania mało obciążonych odlewów, w tym odlewanych ciśnieniowo.

stopy cynku są tanim substytutem miedzi stopowej. W porównaniu do niej stopy cynku posiadają gorsze własności wytrzymałościowe i są mniej odporne na korozję. Ze względu na to stosowane są tylko przy konstrukcjach i elementach mniej odpowiedzialnych.

stopy magnezu używane są w obręczach kół, wspornikach, elementach konstrukcyjnych sportowych samochodów. Ich zaletami są bardzo mała waga oraz duża wytrzymałość mechaniczna, wadami skomplikowana technologia produkcji (konieczność pracy w atmosferze beztlenowej - magnez spala się przed osiągnięciem temperatury topnienia) i w konsekwencji wysoka cena oraz mała odporność na wysokie temperatury - możliwości pracy kończą się w okolicy 160-300C z powodu niskich temperatur topnienia magnezu i litu.

stopy niklu stosowane na elementy maszyn pracujących w styczności z agresywnymi substancjami np. łopatki turbin parowych, sprężyny zegarowe. do produkcji odpowiedzialnych przyrządów pomiarowych.

stopy ołowiu stosowane na powłoki kabli, podkładki i uszczelki, aparaturę chemiczną, anody do galwanizacji, elementy akumulatorów, powłoki kabli.

stopy łożyskowe używane są na łożyska do dużych silników wysokoprężnych.