Из какого металла сделаны: Из какого металла сделаны монеты России: медь, латунь, бронза

керамика, пластик, медь, сталь, какой лучше?

Содержание

• Из каких материалов создают смесители
• Модели из латуни
• Модели из меди
• Модели из нержавеющей стали
• Модели из бронзы
• Из полимерных материалов
• Модели из искусственного камня
• Материалы, из которых изготавливают краны

Кем и из чего сделан смеситель, подающий воду в раковину, ванную или на шланг для душа? Вопрос, который нельзя игнорировать, если вам хочется установить в санузле/на кухне не только красивое и удобное, но и долговечное оборудование, способно справляться со своими функциями на протяжении многих лет.

Из каких материалов создают смесители

Смесители производящиеся из латуни – материала, представляющего собой сплав на основе меди. На нее приходится до 60%. Обычно к меди добавляют цинк, также традиционно присутствуют такие металлы, как:

Латунь устойчива к постоянному воздействию воды и безопасна для человеческого организма. Есть одно но – перед покупкой стоит поинтересоваться содержанием свинца. Норма предполагает 2,0–2,5%, однако некоторые производители увеличивают присутствие «плюмбума» до 5-6%. Для здоровья это неопасно, а вот при эксплуатации смесителя могут возникнуть проблемы. Возрастает риск образования «горячих» трещин, приводящих к протечкам или даже лопанию крана.

Из чего делают смесители для моек и душа помимо латуни? Китайские модели чаще всего изготавливают из Zamak (в нашей стране этот состав больше известен как ЦАМ). Его основой является цинк, легированный алюминием, медью и магнием. Стоит этот материал значительно дешевле, благодаря чему производители могут устанавливать низкие цены на конечный продукт. Зато в плане надежности и долговечности Zamak существенно уступает. Присадки, которые добавляют в водопроводную воду, относительно быстро разъедают корпус смесителя.

Модели из латуни

Самый значительный сегмент современного рынка сантехнических устройств, отличающийся широким ценовым диапазоном. Главными достоинствами изделий являются:

• надежность в работе и износостойкость;
• возможность выбора цветового решения;
• сохранение первоначального вида на протяжении всего периода эксплуатации.

 

Установка такого смесителя на кухне или в ванной позволяет «забыть» о коррозии и известковом налете. При желании выбрать действительно качественный продукт, особое внимание стоит уделить конструкциям, покрытым никелем изнутри и хромом снаружи. Недостатком изделий этого класса становится цена. Однако учитывая повышенную износостойкость и другие преимущества, этот недостаток можно считать условным.

Модели из меди

Изготовление медных устройств для смешивания горячей и холодной воды включает обязательное покрытие изделий защитным слоем. Несмотря на впечатляющий эффект моделей из меди, эти устройства достаточно «капризны» и требуют повышенного внимания при уходе (чистка выполняется специальными пастами).

Среди очевидных плюсов такого выбора можно отметить:

• устойчивость к воздействию синтетических моющих средств и бытовой химии;
• прочность и максимальная долговечность;
• стойкость к механическим повреждениям и коррозии.

К недостаткам смесителей из меди стоит выделить стоимость, которая не всегда целесообразна при выборе функционального устройства для подачи воды в обычной квартире.

Модели из нержавеющей стали

Смеситель из нержавейки имеет презентабельный внешний вид. Последнее, конечно, зависит от производителя. А вот срок службы изделия находится в прямой зависимости от качества металла.

Сталь имеет право называться нержавеющей только в том случае, если в ее составе не менее 13% хрома. Это дает гарантию, что материал будет сопротивляться воздействию коррозии при ежедневном контакте с водой. А если содержание хрома увеличить до 17%, материал будет устойчивым даже к 50%-й азотной кислоте. Коррозионная стойкость является одним из основных преимуществ смесителей из нержавеющей стали.

Второй плюс – механическая прочность и износостойкость. Цвет изделия не меняется во время всего периода эксплуатации.

Качественный смеситель из нержавейки должен быть полностью изготовлен из стали. К сожалению, на рынке часто встречаются подделки. В этом случае на кран наносится гальваническое покрытие, имитирующее нержавейку. Такое изделие прослужит очень недолго.

Краны из нержавеющей стали могут быть стилизованы под медные, бронзовые, серебряные, золотые. Этот прием чаще всего используется для изготовления моделей в стиле классика и ретро.Основным недостатком этого материала является его хрупкость

Если хотите, чтобы кухонный смеситель прослужил долго, обязательно обращайте внимание на марку стали. Наиболее предпочтительной является AISI 304, содержащая 18-20 % хрома и 10% никеля. Нержавейка AISI 201 стоит дешевле, однако содержит 14-16,5% хрома и всего 1-1,55 никеля.

Модели из бронзы

Смеситель из бронзы, как и медный, лучше всего подойдет для классических и винтажных интерьеров. Но некоторые производители выпускают из этого материала и модели в современном стиле. Стоимость бронзовых кранов доступна далеко не каждому, поэтому на рынке появились аналоги – смесители под бронзу. Чаще всего их изготавливают из латуни, на которую наносится цветное напыление. Конечно, такие изделия по качеству и долговечности уступают тем, которые изготовлены из чистой бронзы.

Бронзовый сплав был получен человеком еще в IV тыс. до н. э. Основным его компонентом является медь, которая дополняется алюминием, свинцом, бериллием, кремнием и другими элементами. Благодаря высокой коррозионной стойкости и устойчивости к истиранию бронза востребована в качестве материала для изготовления сантехнического оборудования даже с появлением нержавеющей стали.

По прочности и долговечности бронзовые смесители превосходят медные. Хорошая текучесть металла в расплавленном состоянии позволяет с успехом использовать его для литья, поэтому бронзовые краны отличаются большим разнообразием форм.

Главная характеристика материала – очень высокая стойкость к образованию коррозии. Ему не страшна ни хлорированная, ни даже морская вода. Бронза не подвержена и воздействию большинства кислот.

Бронза имеет красивый цвет, который зависит от состава сплава. Поэтому на кухонные смесители наносится только защитное покрытие. Без него металл быстро тускнеет. Для очистки можно использовать натуральные средства, например, состав из соли, муки и уксуса, лимонный сок, льняное масло.

Из полимерных материалов

Пластиковые смесители относятся к категории бюджетных сантехнических изделий. Пластиковый корпус и излив легко формировать, да и сам полимер стоит недорого. Встречаются, конечно, и исключения, зачастую у зарубежных производителей.

Разновидностей современных полимеров насчитывается множество, но оценить их качество по внешнему виду практически невозможно. Некоторые изделия могут прослужить всего 2-3 года, а у других эксплуатационный срок составляет около полувека. Но по прочностным характеристикам любой пластик все равно уступает металлу. Поэтому смесители из полимерных материалов легко царапаются, быстро теряют внешнюю привлекательность.

Однако у кранов из пластика есть преимущества: выгодная цена, устойчивость к воздействию коррозии. Пластик не разрушается под воздействием хлора и солей, имеет небольшую теплопроводность. На нем практически не видны разводы и следы от хлорированной воды. Пластиковый корпус легко очистить доступными химическими средствами. Если материал имеет высокое качество, он не будет выделять вредных веществ.

Еще одно преимущество пластиковых смесителей – большое разнообразие моделей. Правда, подходят они в основном для современных интерьеров – в классических пластик будет смотреться неуместно и дешево.

Модели из искусственного камня

В последнее время особую популярность приобрели кухонные мойки из искусственного камня. Они отличаются высокой прочностью, способны прослужить несколько десятилетий. Конечно, в дополнение к каменной раковине можно установить  металлический кран, однако кран из искусственного камня будет смотреться более органично.

Большая часть композитных материалов, используемых для производства сантехнического оборудования, на 80% состоит из гранитной крошки или кварцевого песка, и на 20% из акриловой смолы. Кроме того, в состав входят полимеры, а у некоторых производителей и светоотражающие частицы, создающие 3D-эффект.

Краны под мойку из искусственного камня можно подобрать любого цвета. Материал довольно прост в обработке, поэтому дизайн изделий также отличается разнообразием. Основой кранов из камня служат металлические конструкции, что позволяет упростить производство.

Краны из искусственного камня не ржавеют, не разрушаются под воздействием хлорированной воды. Материал устойчив к химическим веществам, кислотам, хорошо выдерживает повседневные нагрузки, перепады температур,  сильные удары. Повредить или сломать смеситель будет непросто. Стоимость изделий доступна, но выше, чем у моделей из нержавеющей стали или латуни.

Материалы, из которых изготавливают краны

Современные краны изготавливаются в основном из двух материалов:

• Силумин — сплав алюминия и кремния. Из него делают китайские смесители низкого качества. Основным недостатком этого материала является хрупкость (его буквально можно сломать голыми руками). Силуминовый кран легко опознать по его маленькому весу и низкой цене. На вид он будет невзрачный — с плохим, дешевым покрытием и люфтами
• Латунь — сплав меди и цинка. Крепкий и дорогой материал. Краны из него стоят дороже, но зато могут служить более пяти лет без необходимости ремонта. Латунный кран также можно опознать по весу, но только в его случае этот вес будет внушительным. На рынке имеется большой выбор европейских и китайских латунных кранов.

Источники:

• https://mainstro.ru/iz-chego-delayut-smesiteli/
• https://NiceSpb.ru/vodyanye/iz-chego-delayut-krany-dlya-vody.html
• https://baumarket.by/articles/smesitel-iz-kakogo-materiala-luchshe/
• https://mto-profi. ru/inzhenernye-sistemy/iz-chego-delayut-smesiteli

«Из какого металла делают спутники и/или ракеты?» — Яндекс Кью

К сожалению, наши технологии не достигли такого этапа развития, чтобы один материал мог применяться для совершенно разных целей. Но, тем не менее, человечество оказалась достаточно развито для того, чтобы использовать в своих целях огромное число природных и искусственно созданных материалов: металлов, керамики, полимеры.

Давайте же поговорим подробнее про том, какие материалы и для чего использует человечество.

Металлы

Это основные конструкционные материалы для изделий ракетно-космической техники, их масса в массе сухих изделий, в некоторых случаях, составляет более 90 %. Это ничуть не удивительно, что человек стал использовать в космической промышленности именно металлы. Это наиболее подходящий по совокупности характеристик класс материалов.

Начало развития серьезной космонавтики пришлось на конец Второй Мировой войны и послевоенный период, к тому моменту широко было освоено производство и использование алюминия и его модификаций для нужд авиации. Очень легкий и имеющий неплохую прочность, он был первым материалом из которого делались обшивка ракет и некоторые конструкционные элементы.

Из сплава алюминия и лития, например, были сделаны баллоны для водорода на “Энергии” и американском шаттле.

Вторым в списке, но точно не по значению и не по проценту использования, идет сталь. Сталь, в отличие от алюминия, обладает более высокими прочностными свойствами, обладает веской вибрационной стойкостью. Что это значит? А то, что при использовании стальных деталей, можно уменьшать их толщину, до разумных пределов, а, следовательно, и массу, для критически важных деталей. В итоге получаем легкую, но прочную деталь, в добавок еще и коррозионно стойкую.

Со временем, сталь начала вытесняется титаном, еще более легким и прочным материалом, но будучи более тяжелым в обработке титан все еще не вытеснил сталь из космической отрасли.

Медь. От банального примера проводов я откажусь и скажу, что медь используется для покрытия стенок сопел ракетных двигателей у “Союзов” связано это с её тугоплавкостью. Сейчас, на смену меди идут более технологичные, удобные в обработке материалы по типу: графита, эрозионно стойких пластмасс и углепластика. Но это я забежал немного вперед.

Сопла двигателя РД-107

Часто на спутниках и вторых, третьих ступенях ракет можно увидеть серебряную или золотую фольгу. Часто это целый теплозащитный пирог из разных материалов, слоев алюминиевых листов, разделенных специальным термически непрозрачным пластиком или графитовой пеной. Назначение этих фольг, защита аппаратов от перегрева и чрезмерного охлаждения.

“Золотая фольга” термозащита для спутника

Если интересна эта тема, то советую это видео “Why Won’t it Melt? How NASA’s Solar Probe will Survive the Sun”.

Полимеры

При возвращении на Землю, проходя через плотные слои атмосферы, спускаемый аппарат или корабль сильно нагреваются. И под сильно, я имею ввиду очень сильно, до такой степени, что на определенном этапе вокруг капсулы возникает слой плазмы достигающей температуры 1400 градусов Цельсия.

Рисунок возвращения спускаемой капсулы на Землю

А вот, например, шкала температур нагрева для “Бурана”. Колоссальные температуры!

Поэтому, с ранних пор развития космонавтики, перед конструкторами и технологами встал острый вопрос обеспечения теплозащиты для кораблей, возвращающихся и космоса. Изначально для этих целей были разработаны специальные пластмассы на основе феноло-формальдегидных смол, обладающие хорошими теплопоглощающими свойствами. В начале 60-х годов были разработаны также Новые материалы на основе эпоксидных смол.

У такой защиты был существенный минус до поры до времени не волновавший специалистов из отрасли. Дело в том, что такая защита была одноразовая. Испытывая воздействие температур, защита разрушалась тем самым уберегая корабль. Но с развитием космической техники и с появлением идеей по созданию многоразовых кораблей такой метод защиты был не выгоден. Нужны были новые решения

Керамика

Да, керамика — это не только красивые сервизы или статуэтки, это еще и важный материал для космической отрасли.

Инженеры NASA при разработке шаттла пришли к выводу, что керамика обладает рядом уникальных особенностей таких как: высокая термостойкость, малый коэффициент расширения при нагреве, легкость материала и еще ряд важных параметров.

Решено было делать термозащитные плитки для «Спейс Шаттла» по керамической технологии. Защита состояла из: кварцевого барьерного слоя, излучающего слоя, состоящего из высококремнеземного стекла и излучающего агента, глазурованный слой толщиной от 2 до 4 мм, состоящий из высококремнеземного стекла и боросиликатного стекла в соотношении от 3:1 до 19:1

Астронавты осматривают теплозащиту шаттла

Пара слов про спутники и АМС

Все то что написано выше, справедливо и для космических аппаратов, и для АМС. Сталь и алюминий заменяется на титан. Там, где можно отказываются от металла его заменяют композитами, углеродными материалами, пластмассами.

Да, пока до полного отказа от металла далеко, но некогда прочному, термостойкому и надежному материалу находят замену, подчас еще более прочную, легкую и, что тоже важно, дешевую и более простую в производстве.

Быть может, когда-нибудь в космос будут летать не огромные металлические монстры, а легкие ракеты из переработанных материалов, а просторы космоса будут бороздить корабли причудливых форм из органических выращенных или напечатанных материала. Кто знает?

18 различных типов металла (факты и применение) – сделай из металла

Многое произошло со времен бронзового века. Существуют тысячи различных типов и марок металла, и каждый из них разработан для очень специфического применения.

Каждый день вы будете регулярно вступать в контакт с десятками видов металлов. Вот интересное руководство, которое проведет вас через некоторые из этих распространенных металлов и где вы их найдете.

Содержание

Сталь

Это самый распространенный металл в современном мире.

Сталь, по определению, представляет собой просто железо (элемент), смешанное с углеродом. Это соотношение обычно составляет около 99% железа и 1% углерода, хотя это соотношение может немного варьироваться.

Забавный факт: В 2017 году во всем мире было произведено более 1,8 миллиарда тонн стали (половина из которых была произведена в Китае). Средний африканский слон весит около 5 тонн. Если бы вы поставили слонов друг на друга, чтобы сформировать действительно своеобразный мост на Луну (на самом деле это невозможно), он все равно не был бы таким тяжелым, как вес стали, которая производится каждый год.

На самом деле есть много разных видов стали. Вот обзор основных типов:

Углеродистая сталь

Это основная сталь, хороший углерод и железо, хотя могут быть добавлены некоторые другие очень небольшие количества других элементов.

Три основные категории: сталь с низким, средним и высоким содержанием углерода. Больше углерода означает тверже и прочнее. Меньше углерода означает дешевле, мягче и проще в производстве.

Углеродистая сталь чаще всего используется в качестве конструкционного строительного материала, простых механических компонентов и различных инструментов.

Легированная сталь

Думайте об этом как о генетически модифицированной стали. Легированная сталь производится путем добавления в смесь других элементов. Это изменяет свойства и, по сути, делает металл настраиваемым. Это чрезвычайно распространенный тип металла, потому что его, как правило, все еще очень дешево производить.

Общие легирующие элементы для стали включают марганец, ванадий, хром, никель и вольфрам. Каждый из этих элементов будет изменять свойства металла по-разному.

Например, легированная сталь может придать дополнительную прочность высокопроизводительным зубчатым колесам, повысить коррозионную стойкость и износостойкость медицинских имплантатов, а также увеличить величину давления, которое могут выдерживать трубопроводы. Его обычно считают рабочей лошадкой металлического мира.

Нержавеющая сталь

Технически это разновидность легированной стали, но существует так много типов в таких огромных количествах, что обычно она получает отдельную категорию. Это сталь, которая специально ориентирована на коррозионную стойкость.

По сути это просто сталь с заметным содержанием хрома. Хром создает сверхтонкий барьер при коррозии, который замедляет ржавчину. Если соскоблить барьер, тут же образуется новый.

Вы часто увидите это на кухнях; ножи, столы, посуда, все, что соприкасается с едой.

Не очень забавный факт: То, что что-то из нержавеющей стали, не означает, что оно не может ржаветь. Различные составы предотвратят ржавление в разной степени. Нержавеющая сталь, которая используется в соленой воде, должна быть особенно устойчивой к коррозии, чтобы она не гнила. Но все типы нержавеющей стали будут ржаветь, если их не чистить и не ухаживать должным образом.

Если вы хотите узнать больше о нержавеющих сталях (и о том, как их идентифицировать), щелкните здесь для моего руководства.

Железо (кованое или литое)

Несмотря на то, что это очень старомодный металл (особенно распространенный в «железный век»), он по-прежнему находит множество современных применений.

Во-первых, это основной ингредиент стали. Но помимо этого, вот несколько других применений и объяснение того, почему используется железо:

• Кухонная посуда (например, сковороды) – пористая поверхность позволяет растительному маслу пригорать и создает естественную антипригарную поверхность
• Дровяные печи – Чугун имеет чрезвычайно высокую температуру плавления, поэтому печь может выдерживать высокие температуры
• Основания и рамы тяжелой техники — этот тяжелый металл снижает вибрацию и обеспечивает жесткость

Забавный факт: Железо — шестой по распространенности элемент во Вселенной.

Алюминий

Что касается металлов, то это действительно современный металл. Алюминий был впервые произведен в 1825 году, и с тех пор он стал основой для некоторых крупных достижений.

Например, из-за удивительного отношения прочности к весу этот металл в значительной степени отвечает за полет и доставку человека на Луну. Он легко формуется (податлив) и не ржавеет, что делает его идеальным для банок из-под газировки. И (возможно) самое главное, из него можно сделать очень тонкий лист, который можно использовать для барбекю из свежевыловленной рыбы до идеального увлажнения.

Хотя процесс изготовления алюминия немного сложнее, чем некоторых других металлов, на самом деле это чрезвычайно распространенный металл. Это самый распространенный цветной (не содержащий железа) металл на планете.

Пока не заржавеет, окислится. Железо на самом деле единственный металл, который «ржавеет» по определению. Алюминий подвергается коррозии при контакте с солью. Однако при контакте с водой он будет подвергаться коррозии. Это делает алюминий действительно полезным для изготовления таких вещей, как пресноводные лодки.

Возможно, вы ежедневно взаимодействуете с алюминием чаще, чем думаете. Эта статья объяснит, почему.

Магний

Магний — действительно классный металл. Он весит примерно 2/3 веса алюминия и имеет сравнимую прочность. Из-за этого он становится все более и более распространенным.

Чаще всего это сплав. Это означает, что он смешивается с другими металлами и элементами для создания гибридного материала с особыми свойствами. Это также может упростить использование для производственных процессов.

Одним из самых популярных применений магния является автомобильная промышленность. Магний считается шагом вперед по сравнению с алюминием, когда речь идет о высокопрочном снижении веса, и он не астрономически дороже.

Некоторые места, где вы увидите магний на высокопроизводительном автомобиле, — это колесные диски, блоки цилиндров и картеры трансмиссии.

Однако у магния есть недостатки. По сравнению с алюминием он легче подвергается коррозии. Например, он будет подвергаться коррозии при контакте с водой, а алюминий — нет.

В целом, он примерно вдвое дороже алюминия, но, как правило, с ним быстрее иметь дело в производстве.

Забавный факт: Магний легко воспламеняется и горит очень сильно. Металлическую стружку, опилки и порошок необходимо тщательно утилизировать, чтобы предотвратить взрыв.

Медь

Медь — еще один старомодный металл. Сегодня вы часто будете видеть его в виде сплава (подробнее об этом позже) или в достаточно чистом состоянии.

Общие области применения включают электронику, водопроводные трубы и гигантские статуи, олицетворяющие свободу. Медь образует патина или оксидированный слой, который фактически предотвратит дальнейшую коррозию. По сути, он станет зеленым и перестанет разъедать. Это может продлиться веками.

Статуя Свободы изготовлена ​​из меди и покрыта патиной или слоем оксида, благодаря которому она выглядит зеленовато-синей

Если вам нужна дополнительная информация о том, почему этот металл зеленеет, вы можете найти эту статью. Я написал, чтобы было интересно читать.

Латунь

Латунь на самом деле представляет собой сплав меди и цинка. Полученный желтый металл действительно полезен по ряду причин.

Его золотистый цвет делает его очень популярным для украшения. Обычно этот металл используется в антикварной мебели в качестве ручек и ручек.

Он также чрезвычайно податлив, что означает, что его можно выковывать и формовать. Вот почему это то, что используется для духовых инструментов , таких как тубы, трубы и тромбоны. Им легко придать форму (условно говоря), и они долговечны. Латунь

также является отличным материалом для подшипников, так как она хорошо скользит по другим металлам.

Еще одно действительно классное свойство латуни заключается в том, что она никогда не воспламеняется. Например, стальной молоток может дать искру, если ударить по нему определенным образом. Медный молоток этого не делает. Это означает, что латунные инструменты отлично подходят для областей, которые могут находиться рядом с легковоспламеняющимися газами, жидкостями или порошками.

Бронза

Изготовлен в основном из меди, но также содержит около 12% олова. В результате получается металл, который тверже и прочнее, чем обычная медь.

Бронза также может быть сплавом с другими элементами. Например, алюминий, никель, цинк и марганец являются обычными легирующими элементами. Каждый из них может очень заметно изменить металл.

Бронза имеет огромное историческое значение (например, в бронзовом веке), и ее легко найти. Одним из распространенных мест, где его можно увидеть, являются массивные церковные колокола. Бронза жесткая и прочная, поэтому она не трескается и не гнется, как другие металлы, когда по ней звенят. Это также звучит лучше.

Современное использование включает скульптуры и предметы искусства, пружины и подшипники, а также гитарные струны.

Забавный факт: Бронза была первым искусственным сплавом.

Цинк

Это интересный металл из-за его полезности.

Сам по себе он имеет довольно низкую температуру плавления, что делает его очень легким для литья. Материал легко течет при плавлении, и полученные куски относительно прочны. Его также очень легко расплавить, чтобы переработать.

Цинк — очень распространенный металл, который используется в покрытиях для защиты других металлов. Например, часто можно увидеть оцинкованную сталь, которая представляет собой просто сталь, погруженную в цинк. Это поможет предотвратить ржавление.

Забавный факт: Ежегодно производится около 12 миллионов тонн цинка, и половина этого количества используется для цинкования.

Титан

Это действительно удивительный современный металл. Впервые он был обнаружен в 1791 году, впервые создан в чистом виде в 1910 году и впервые изготовлен за пределами лаборатории в 1932 году.

Титан на самом деле очень распространен (7-й по распространенности металл на Земле), но его очень трудно очистить. Вот почему этот металл такой дорогой. Это также очень полезно:

• Титан биосовместим, а это значит, что ваше тело не будет сопротивляться и отвергать его. Медицинские имплантаты обычно изготавливаются из титана.
• Его отношение прочности к весу выше, чем у любого другого металла. Это делает его чрезвычайно ценным для всего, что летает.
• Очень устойчив к коррозии
• Нитрид титана (титан, реагирующий с азотом в высокоэнергетическом вакууме) — это невероятно твердое покрытие с низким коэффициентом трения, которое наносится на металлорежущие инструменты.

Забавный факт: Причина, по которой титан устойчив к коррозии, заключается в том, что он мгновенно вступает в реакцию с кислородом, создавая очень тонкий и прочный барьер, защищающий металл. Если соскоблить преграду, мгновенно образуется новая. Это как самолечение.

Дополнительный забавный факт: Титан не встречается в природе сам по себе. Он всегда связан с другим элементом.

Вольфрам

Вольфрам имеет самую высокую температуру плавления и самую высокую прочность на растяжение среди всех чистых металлов. Это делает его чрезвычайно полезным.

Около половины всего вольфрама используется для производства карбида вольфрама. Это безумно твердый материал, который используется для режущих инструментов (для добычи полезных ископаемых и металлообработки), абразивов и тяжелого оборудования. Он может легко резать титан и жаропрочные сплавы.

Свое название он получил от шведских слов « tung sten », что означает «тяжелый камень». Это примерно в 1,7 раза больше плотности свинца.

Вольфрам также является популярным легирующим элементом. Поскольку его температура плавления очень высока, его часто сплавляют с другими элементами, чтобы делать такие вещи, как сопла ракет, которые должны выдерживать экстремальные температуры.

Адамантий

Это не реально.

К сожалению.

Никель

Никель — очень распространенный элемент, который используется повсеместно. Его наиболее распространенное применение — изготовление нержавеющей стали, где он повышает прочность металла и коррозионную стойкость. Фактически, почти 70% мирового никеля используется для производства нержавеющей стали.

Интересно, что никель составляет только 25% состава пятицентовой американской монеты.

Никель также является распространенным металлом, используемым для покрытия и легирования. Его можно использовать для покрытия лабораторного и химического оборудования, а также всего, что должно иметь действительно гладкую полированную поверхность.

Забавный факт: Никель получил свое название из средневекового немецкого фольклора. Никелевая руда очень похожа на медную, но когда старые горняки не могли получить из нее медь, они винили в этом озорного духа по имени Никель.

Кобальт

Это металл, который долгое время использовался для изготовления синего пигмента в красках и красителях. Сегодня он в основном используется для изготовления износостойких высокопрочных стальных сплавов.

Кобальт очень редко добывается сам по себе, на самом деле это побочный продукт производства меди и никеля.

Олово

Олово очень мягкое и податливое. Он используется в качестве легирующего элемента для изготовления таких вещей, как бронза (1/8 олова и 7/8 меди). Это также основной ингредиент олова (85-99%).

Забавный факт: Когда вы сгибаете оловянный брусок, вы можете услышать нечто, называемое «жестяным плачем». Это гнусавый звук реорганизации кристаллической структуры (называемый двойникованием ).

Свинец

Свинец действительно мягкий и податливый, а также очень плотный и тяжелый. У него тоже очень низкая температура плавления.

В 1800-х годах было обнаружено, что свинец на самом деле довольно токсичен. Вот почему в наше время он не так распространен, хотя не так давно его все еще можно было найти в таких вещах, как краски и пули.

Свинец — это нейротоксин, который, среди прочего, может вызвать повреждение головного мозга и поведенческие проблемы.

Тем не менее, у него все еще есть современное применение. Например, он отлично подходит для защиты от радиации. Его также иногда добавляют в медные сплавы, чтобы их было легче резать. Медно-свинцовая смесь часто используется для улучшения работы подшипников.

Кремний

С технической точки зрения кремний представляет собой металлоид. Это означает, что он обладает как металлическими, так и неметаллическими качествами.

Например, выглядит как металл. Он твердый, блестящий, гибкий и имеет высокую температуру плавления. Тем не менее, он ужасно проводит электричество. Отчасти поэтому он не считается цельным металлом.

Тем не менее, это обычный элемент, который можно найти в металлах. Использование его для легирования может немного изменить свойства металла. Например, добавление кремния к алюминию облегчает сварку.

У какого металла самое длинное название?

Согласно периодической таблице празеодим (прай·зее·ов· di ·mee·uhm) имеет самое длинное имя среди всех элементов. Он используется в основном в сплавах. Например, он используется в качестве легирующего элемента в магнии для изготовления авиационных двигателей. Он также используется в кремнях для зажигалок и в постоянных магнитах.

Сколько существует видов металлов?

94 из 118 элементов периодической таблицы относятся к металлам. Другими словами, около 80% элементов, о которых мы знаем, представляют собой какой-то металл!

Как изготавливаются металлы

Ниже приводится статья из «Читатель ванной дяди Джона»

У вас есть кольцо на пальце? Он сделан из золота, серебра, платины или другого природного металла? Затем подумайте вот о чем: металл в этом кольце на вашем пальце старше, чем планета, на которой вы стоите.

ЧТО ТАКОЕ «МЕТАЛЛ»?

С научной точки зрения, металлы — это встречающиеся в природе химические элементы, обычно твердые, блестящие и хорошо проводящие как тепло, так и электричество. Примеры включают железо, золото, серебро, медь, цинк, никель и т. д., а также элементы, которые мы обычно не считаем металлами. Одним из них является натрий — металл, который мы регулярно употребляем в пищу: натрий — это мягкий серебристо-белый металл, который обычно связывается с элементом хлора с образованием хлорида натрия или поваренной соли.

Другим является астатин, который был обнаружен в 1940 году в лаборатории, где он был создан искусственно. Он не был обнаружен в природе до 1943 года. Астат очень радиоактивен, и считается, что на Земле существует всего одна его унция. Из 118 известных химических элементов 88 являются металлами.

НАСТОЯЩАЯ АЛХИМИЯ

Откуда взялись все эти металлы? Вот очень упрощенное объяснение:

Все элементы, включая металлы, состоят из одного и того же вещества: атомарного материала — электронов, нейтронов и протонов. Атомы различных элементов можно отличить друг от друга по количеству содержащихся в них протонов. (Количество нейтронов и электронов может различаться даже среди атомов одного и того же элемента.) Например, атом водорода содержит только один протон. Атом золота имеет 79. Это верно для каждого из бесчисленных атомов водорода и золота во Вселенной.

Если бы вы нашли способ смешать 79 атомов водорода в один атом, у вас был бы атом с 79 протонами, а значит, у вас был бы атом золота. И это почти то же самое… за исключением того, что это происходит внутри звезд.

ЗВЕЗДЫ В НИХ ЗОЛОТО

Примерно 13,7 миллиардов лет назад впервые появилась материя в виде атомов двух легчайших элементов: водорода с одним протоном и гелия с двумя. Они остаются, безусловно, самыми распространенными элементами во Вселенной.

По прошествии многих миллионов лет первые атомы водорода и гелия собрались в облака пыли и газа, настолько огромные, что их можно было бы измерить световыми годами (1 световой год = 6 триллионам миль или 9,5 триллионам километров). В конце концов облака поддались собственной огромной гравитации и рухнули, образовав первые звезды. А звезды были разрушителями атомов — достаточно горячими, чтобы разрушить эти атомы водорода и гелия и снова соединить их воедино, переделав их в более крупные атомы других, более тяжелых элементов.

Например, если объединить два атома водорода, получится атом с двумя протонами — или гелий. Соедините вместе три атома водорода, и вы получите атом с тремя протонами — литий, первый и самый легкий металл. Объедините вместе три гелия, и вы получите атом с шестью протонами — углерод. Это то, что происходит со всеми звездами, которые вы видите на небе ночью. В массивных процесс может привести к производству все более и более тяжелых элементов, включая такие металлы, как титан (22 протона) и железо (26 протонов). Если они особенно массивны, они могут производить самые тяжелые металлы, такие как золото (79протонов) и урана (92 протона). Это одна из вещей, которые делают звезды, и именно так все элементы, включая все эти блестящие металлы, образуются в природе.

Итак, как они сюда попали?

ВНИЗ НА ЗЕМЛЮ

В первые несколько миллиардов лет после Большого Взрыва родились миллиарды и миллиарды звезд, как мы только что описали. Многие из них были чрезвычайно массивными (в сотни раз больше нашего Солнца), а массивные звезды живут относительно недолго — в некоторых случаях всего несколько миллионов лет (более мелкие звезды могут жить миллиарды лет) — а затем умирают, взорвавшись как сверхновые.

И когда эти массивные звезды взорвались миллиарды лет назад, они выбросили созданные ими тяжелые элементы, отправив их в космос. Они, так сказать, «засеяли» вселенную элементами, в том числе металлами. И сверхмассивные, непостижимые количества — триллионы, триллионы и триллионы мегатонн. Это означает, что когда новые звезды образовались позже, они уже были «засеяны» металлами, оставленными этими сверхновыми.

Одной из таких более поздних звезд, богатых металлами, было наше Солнце. Беглый взгляд на эту историю:

• Около 4,5 миллиардов лет назад массивное космическое облако пыли и газа, засеянное большим количеством более тяжелых элементов, коллапсировало, начав процесс формирования новой звезды.
• Большая часть водорода и гелия в облаке стала частью новообразованной звезды. Остальная пыль и газ, включая металлы, скопились в расплавленной массе, вращаясь вокруг новой звезды. Вращательное движение расплющило массу (представьте себе вращение теста для пиццы) в расплавленный вращающийся диск.
• За миллионы лет, по мере того как диск остывал, его части слипались то здесь, то там, и эти сгустки стали планетами в нашей Солнечной системе. А металлы в пыли? Они стали всеми металлами, найденными на всех планетах, включая нашу собственную.

Наша Доля: На Земле много металла. Почти треть массы планеты составляет элемент железа, большая часть которого находится в ядре планеты. Еще 14 процентов составляют магний, 1,5 процента — никель и 1,4 процента — алюминий. это 49процентов планеты. Остальные металлы Земли, включая «драгоценные» металлы, такие как золото, серебро, платина и палладий, существуют лишь в следовых количествах. Остальное — неметаллическая часть — составляет около 30 процентов кислорода и 15 процентов кремния, а также меньшее количество множества других неметаллических элементов.

СМОТРИ! БЛЕСТЯЩИЙ!

В течение как минимум нескольких миллионов лет люди и их предки использовали инструменты из таких материалов, как дерево, кость и камень, чтобы немного облегчить себе жизнь. Это не сильно облегчило их жизнь: Homo sapiens почти все время своего существования были относительно примитивными кочевым охотниками и собирателями. Затем, около 10 000 лет назад, они начали открывать способы работы с «новым» материалом: металлом.

Первыми металлами, используемыми людьми, были те, с которыми ранним кузнецам не нужно было много работать, чтобы сделать их пригодными для использования. Это самородные металлы — металлы, встречающиеся в природе в чистом виде или в естественной смеси с другими элементами таким образом, что сохраняются их полезные свойства. К ним относятся медь, олово, свинец, серебро и золото.

Кто-то мог просто найти самородки этих металлов в русле реки или в корнях выкопанного дерева и подумал, что они привлекательны. Возможно, они колотили их каменными молотками и обнаружили, что могут придавать им форму. Это могло привести к использованию металлов в ювелирных изделиях или украшениях или к изготовлению металлических инструментов и оружия, таких как топоры, ножи и мечи, — значительное улучшение по сравнению со старыми каменными орудиями. Все это в конечном итоге привело к тому, что люди начали активно искать больше металлов, открывать шахты, торговать металлами между разными народами и зарождаться металлургическая промышленность. Однако это произошло — это произошло во многих местах по всему миру.

МЕТАЛЛУРГИЯ

Около 8000 лет назад люди начали открывать, что они могут изменять металл. Возможно, они обнаружили это случайно, или, возможно, люди просто проявили творческий подход, или, возможно, это была комбинация того и другого. В любом случае были разработаны новые процессы для изменения металлов, а затем для создания совершенно новых, которых вообще не существовало в природе, — с огромным улучшением качества. В течение следующих нескольких тысяч лет добыча полезных ископаемых и металлообработка стали неотъемлемой частью большинства культур на Земле, а металл стал одним из веществ, наиболее сильно изменивших цивилизацию в истории человечества. Каждый из этих новых процессов связан с огнем, и вполне вероятно, что эксперименты с одним привели непосредственно к следующему. Наиболее важные достижения:

• Отжиг. Это просто процесс нагревания металла до вишнево-красного цвета. Это восстанавливает старый, хрупкий металл до его первоначального ковкого состояния, позволяя переделывать его и продлевая срок его использования. Отжиг можно проводить при относительно низких температурах (медь можно отжигать на костре). Впервые это было сделано где-то около 6000 г. до н.э., где-то на Ближнем Востоке и, возможно, в Европе и Индии примерно в то же время.
• Плавка. В этом процессе металлы плавятся в жидком состоянии, что дает гораздо больше свободы для придания им различных форм. Металлы были впервые выплавлены около 5000 г. до н.э., после разработки более совершенных гончарных печей, которые могут производить гораздо более высокую температуру, чем можно было бы достичь в простом открытом огне.
• Производство сплавов. Это процесс смешивания различных металлов, пока они находятся в расплавленном состоянии. Это началось около 3300 г. до н. э. (начало бронзового века), с первым производством бронзы — смеси меди и олова, гораздо более твердой и прочной, чем любой из ее компонентов.
• Добыча. Благодаря дальнейшему совершенствованию технологии печей и последующей возможности достижения более высоких температур были разработаны методы, позволяющие извлекать металлы из руды. Впервые это было сделано из железа на Ближнем Востоке около 1500 г. до н.э., что ознаменовало начало железного века.
• Плавка, производство сплавов и добыча практиковались древними народами в Европе, Азии, Южной Америке и даже на севере, вплоть до Мексики, но не в остальной части Северной Америки или в Австралии, пока не прибыли европейцы. Эти простые процессы остаются основой, вероятно, крупнейшей и самой успешной отрасли в истории человечества: металлургической промышленности.

ЖЕЛЕЗО

Железо — самый распространенный металл на Земле. Но, как и в случае с большинством металлов, добраться до него сложно, потому что он очень редко встречается в чистом виде в природе. Чаще всего он существует в оксидах железа — молекулах, состоящих из железа и кислорода, которые встречаются в смеси с породой в железной руде. Чтобы получить железо, нужно избавиться от кислорода и камня. Вот наиболее распространенный процесс, используемый сегодня:

• Подготовка: После добычи железная руда измельчается в порошок. Затем огромные магнитные барабаны используются для отделения бедной железом руды от богатой железом. (Руда, богатая железом, прилипает к бочкам, остальное отпадает.) Богатый железом порошок смешивают с глиной и превращают в окатыши размером с мрамор, которые затем подвергают термообработке. Это позволяет более эффективно сжигать на следующем этапе, плавке.
• Плавка: окатыши плавятся в печи вместе с коксом — углем, который был переработан в почти чистый углерод — и известняком. Интенсивная жара разрывает железо-кислородные связи в руде, высвобождая кислород в виде газа, который соединяется с углеродным газом, выделяющимся из горящего кокса, с образованием CO2 (двуокиси углерода). CO2 выходит из верхней части печи, а железо, лишенное кислорода, плавится (при температуре около 2800°F) и собирается на дне печи. Известняк также плавится и связывается с примесями, образуя расплавленные отходы, известные как шлак. Шлак легче железа, и его постоянно удаляют с верхней части печи.
• Результат: Продуктом этого процесса является передельный чугун из сплава железа. Он имеет относительно высокое содержание углерода, около 5 процентов, что делает его очень хрупким, и поэтому чугун в основном бесполезен, за исключением производства других сплавов железа, особенно стали.

СТАЛЬ

Сегодня около 98 процентов производимого во всем мире чугуна идет на производство стали, наиболее широко используемого металла или металлического сплава в истории. Процесс начинается с заливки расплавленного чугуна в сталеплавильные печи, где его обрабатывают для удаления любых оставшихся примесей и снижения содержания углерода до 0,1–2%. Это одна из главных характеристик стали: все, кроме очень немногих из сотен различных типов стали, содержат углерод в таких количествах. Это снижает хрупкость, увеличивая при этом прочность и твердость. Затем в смесь добавляются различные элементы, в зависимости от типа производимой стали. Два примера:

• Марганцевая сталь, или мангаллой, содержит около 13 процентов марганца, что делает ее чрезвычайно ударопрочной. Это делает мангаллой популярным для использования в горнодобывающих инструментах, дробильном оборудовании и бронировании военной техники.
• Нержавеющая сталь на самом деле является названием для широкого спектра сталей, но все они имеют одну общую черту: хром, примерно от 10 до 30 процентов, в зависимости от типа. Хром на поверхности нержавеющей стали связывается с кислородом воздуха, образуя слой оксида хрома, который придает нержавеющей стали очень твердый, блестящий вид и делает ее устойчивой к коррозии. А если он поврежден или поцарапан, хром повторно связывается с кислородом, и образуется новый слой — так что он самовосстанавливается. Нержавеющая сталь используется в самых разных изделиях, от кухонной утвари до хирургического оборудования и уличной скульптуры. (Он также на 100 % подлежит вторичной переработке.)

АЛЮМИНИЙ

Наиболее распространенной рудой, используемой для производства алюминия, является боксит, глиноподобное вещество, примерно на 50 процентов состоящее из глинозема, связанного кислородом. Как и в случае с железом, получение алюминия означает избавление от кислорода и минералов в руде. Этот процесс намного сложнее, чем извлечение железа, и был разработан только в конце 1800-х годов. (Алюминий был идентифицирован как уникальный элемент только в 1808 году.) Первая часть системы, наиболее часто используемая сегодня, называется процессом Байера, названным в честь австрийского химика Карла Байера, который изобрел его в 1877 году.

Процесс Байера: Бокситы добывают и измельчают, затем смешивают с водой и щелочью и нагревают в резервуарах. Это тепло и щелочь заставляют глинозем в руде растворяться в воде, а примеси оседают на дно. Затем вода, богатая глиноземом, откачивается и фильтруется для удаления дополнительных примесей, а затем перекачивается в огромные отстойники, где вода выпадает в осадок. То, что остается, представляет собой белый кристаллический порошок, который примерно на 99% состоит из оксида алюминия. Кристаллы промывают и дают им высохнуть.

Следующий этап известен как процесс Холла-Эру, названный в честь двух химиков, разработавших его независимо друг от друга в 1886 году. В этом процессе кристаллы оксида алюминия (вместе с минералами, помогающими разлагать оксид алюминия) выплавляются при температуре около 1760°F в стальных чанах. Но этого недостаточно, чтобы разорвать алюминий-кислородные связи в оксиде алюминия; они намного прочнее, чем связи железо-кислород. Таким образом, через расплавленный материал проходит мощный электрический ток, что приводит к разрыву связей. Кислород высвобождается в виде газа и притягивается к углеродным стержням, подвешенным над расплавленной смесью, где он связывается с углеродом с образованием газообразного CO2 (точно так же, как в процессе плавки железа). Освобожденный алюминий плавится и собирается на дне кастрюли. На данный момент это 99,8% чистый алюминий.

Алюминий широко используется в чистом виде (алюминиевая фольга изготавливается почти из чистого алюминия) и чаще всего в сплавах, смешанных с такими элементами, как кремний, медь и цинк. Некоторые из них прочнее стали и имеют дополнительное преимущество, заключающееся в том, что они намного легче. Обычное использование включает в себя кухонную посуду, банки для безалкогольных напитков и блоки автомобильных двигателей.

ПЛАТИНА

Платина — блестящий серебристо-белый металл, очень редкий и обладающий некоторыми уникальными качествами: это один из самых плотных металлов, но при этом очень пластичный; он чрезвычайно устойчив к коррозии под воздействием температуры, ржавчины или воздействия таких материалов, как кислоты; и у нее очень высокая температура плавления 3215°F (точка плавления золота всего 1064°, а железа 1535°). Платина существует в чистом виде в природе, но чаще встречается в смеси с другими элементами, включая кислород, медь и никель. Более 90 процентов платины, добываемой сегодня в мире, поступает всего из четырех месторождений: трех в России и одного в Южной Африке. Производство достаточно сложное.

Для производства одной унции платины необходимо добыть более десяти тонн руды. Краткое описание процесса выглядит следующим образом:

• Руда добывается, измельчается в порошок и смешивается с водой и химикатами. Через смесь продувается воздух, создавая пузырьки, к которым прилипают крошечные частицы платины. Пузырьки поднимаются на поверхность бака, образуя мыльную пену. Пену собирают, сушат и плавят при температуре выше 2700°F. Более тяжелые частицы — металлы — опускаются на дно печи. Более легкие примеси собираются поверх расплавленного металла и удаляются. Затем используются сложные химические процессы для отделения платины от любой меди, никеля и других металлов, которые все еще присутствуют, пока, наконец, не будет получена чистая платина.

БЛЕСТЯЩИЕ КУСОЧКИ

• Железная руда выплавляется в доменной печи: Перегретый воздух — до 2200°F — «вдувается» в печь, заставляя ее гореть намного горячее, чем могло бы быть в противном случае. Типичная доменная печь на сталелитейном заводе работает 24 часа в сутки, 365 дней в неделю, до 20 лет, после чего ее необходимо заменить.
• Чистая сталь очень восприимчива к ржавчине. Оцинкованная сталь — это сталь, покрытая цинком, который очень устойчив к ржавчине.
• Основной химический компонент рубинов, изумрудов и сапфиров: алюминий.
• Для чего используется большая часть чрезвычайно редкого металла платины? Каталитические нейтрализаторы — устройства на автомобилях, используемые для очистки выхлопных газов. Платина является исключительно хорошим катализатором: она способствует преобразованию токсичных газов в выхлопных газах, таких как окись углерода, в нетоксичные газы.
• Это миф, что у коренных американцев не было металлообработки. У многих племен на самом деле были давние традиции обработки меди, особенно в районе Великих озер, где металла было в изобилии.
• Вся платина, добытая в истории, могла бы поместиться в подвале среднего дома.