LOGAM BUKAN FERUS: STRUKTUR, JENIS, CIRI - KIMIA - 2024

Yang bukan - logam ferus adalah mereka yang tidak mempunyai atau sedikit sahaja jumlah besi. Ini, dalam perkadaran jisim yang berbeza, digunakan untuk membuat aloi yang menunjukkan sifat fizikal yang lebih baik daripada logam individu.

Oleh itu, struktur kristal dan interaksi logam mereka adalah asas aplikasi aloi bukan ferus. Walau bagaimanapun, logam tulen ini mendapati penggunaannya lebih sedikit kerana sangat sensitif dan reaktif. Atas sebab ini, mereka berfungsi paling baik sebagai asas dan bahan tambahan untuk aloi.

Gangsa adalah aloi bukan ferus; Terutama terdiri daripada campuran tembaga dan timah emas (patung dalam gambar di atas). Tembaga dalam aloi mengoksidakan dan membentuk CuO, sebatian yang menghitamkan permukaan keemasannya. Dalam persekitaran lembap, CuO menghidrat dan menyerap karbon dioksida dan garam untuk membentuk sebatian biru-hijau.

Sebagai contoh, Patung Liberty dilindungi oleh lapisan karbonat tembaga (CuCO ₃ ) yang dikenali sebagai patina. Secara amnya, semua logam berkarat. Bergantung pada kestabilan oksida mereka, mereka melindungi aloi pada tahap yang lebih rendah atau lebih besar daripada kakisan dan faktor luaran.

Struktur

Besi adalah salah satu daripada semua logam di alam, jadi struktur dan aloi logam bukan ferus lebih beragam.

Walau bagaimanapun, dalam keadaan normal kebanyakan logam mempunyai tiga struktur kristal yang ditubuhkan oleh ikatan logamnya: heksagon ringkas (hcp), kubik padat (ccp) dan kubik berpusat badan (bcc).

Heks padat (hcp)

Dari ketiga-tiga struktur, ini adalah yang paling padat dan padat, dan pada masa yang sama adalah struktur dengan jumlah isipadu terbesar.

Oleh itu, lebih mudah menampung molekul dan atom kecil. Begitu juga, dalam kubus ini setiap atom dikelilingi oleh lapan jiran.

Contoh

- Vanadium (V).

- Niobium (Nb).

- Kromium (Cr).

- Logam alkali.

- Tungsten (W).

Di samping itu, terdapat struktur lain, seperti kubik sederhana dan struktur lain yang lebih kompleks yang terdiri daripada susunan tiga yang pertama yang kurang padat atau memutarbelitkan. Walau bagaimanapun, struktur kristal di atas hanya berlaku untuk logam tulen.

Dalam keadaan pengotor, tekanan tinggi dan suhu, susunan ini diputarbelitkan dan, apabila merupakan komponen aloi, mereka berinteraksi dengan logam lain untuk menghasilkan struktur logam baru.

Sebenarnya, pengetahuan dan manipulasi yang tepat mengenai pengaturan ini memungkinkan reka bentuk dan pembuatan aloi dengan sifat fizikal yang diinginkan untuk tujuan tertentu.

Jenis-Jenis

Dalam istilah yang sangat umum, logam bukan ferus dapat diklasifikasikan kepada tiga jenis: berat (plumbum), cahaya (tembaga dan aluminium) dan ultralight (magnesium). Pada gilirannya, ini dibahagikan kepada dua subkelas: mereka yang mempunyai titik lebur sederhana dan yang mempunyai titik lebur tinggi.

Jenis logam bukan ferus yang lain sesuai dengan logam mulia (atau berharga). Contohnya ialah logam dengan struktur ccp (kecuali aluminium, nikel dan lain-lain).

Begitu juga, logam nadir bumi dianggap bukan ferus (cerium, samarium, scandium, yttrium, thulium, gadolinium, dll.). Terakhir, logam radioaktif juga dikira bukan ferus (polonium, plutonium, radium, francium, astate, radon, dll.).

Ciri dan sifat

Walaupun ciri-ciri dan sifat logam berbeza-beza dalam keadaan tulen dan aloi, mereka menunjukkan sifat umum yang membezakannya dari logam besi:

- Mereka adalah konduktor elektrik dan haba yang mudah ditempa dan hebat

- Mereka kurang dipengaruhi oleh rawatan haba.

- Mereka mempunyai ketahanan yang lebih besar terhadap pengoksidaan dan kakisan.

- Mereka tidak menunjukkan banyak paramagnetisme, yang memungkinkan mereka menjadi bahan yang digunakan untuk aplikasi elektronik.

- Proses pembuatannya lebih mudah, termasuk pemutus, pengelasan, penempaan dan penggulungan.

- Mereka mempunyai pewarnaan yang lebih menarik, jadi mereka mendapat kegunaan sebagai elemen hiasan; di samping itu, mereka kurang padat.

Sebilangan kekurangannya berbanding logam besi ialah: rintangan rendah, kos tinggi, permintaan rendah dan kurang banyak mineral.

Contoh

Dalam industri metalurgi terdapat banyak pilihan dalam pembuatan logam dan aloi bukan ferus; yang paling biasa adalah: tembaga, aluminium, zink, magnesium, titanium dan superalloy berasaskan nikel.

Tembaga

Tembaga telah digunakan untuk berbagai aplikasi kerana sifatnya yang menguntungkan, seperti kekonduksian terma dan elektriknya yang tinggi.

Ia kuat, lentur dan lentur, begitu banyak reka bentuk praktikal yang dapat diperoleh daripadanya: dari paip hingga balang hingga duit syiling. Itu juga digunakan untuk memperkuat kapel kapal, dan banyak digunakan dalam industri elektrik.

Walaupun dalam keadaan tulen sangat lembut, paduannya (antara tembaga dan tembaga) lebih tahan dan dilindungi oleh lapisan Cu ₂ O (kemerahan oksida).

Aluminium

Ia adalah logam yang dianggap ringan kerana ketumpatannya yang rendah; ia mempunyai kekonduksian terma dan elektrik yang tinggi, dan tahan terhadap kakisan berkat lapisan Al ₂ O ₃ yang melindungi permukaannya.

Memandangkan sifatnya, ia adalah logam yang ideal terutama dalam bidang aeronautik, industri automotif dan pembinaan, antara lain.

Zink dan magnesium

Aloi zink (seperti KAYEM, dengan aluminium 4% dan tembaga 3% mengikut jisim) digunakan untuk pembuatan coran kompleks. Ia bertujuan untuk kerja-kerja pembinaan dan kejuruteraan.

Dalam hal magnesium, aloi mempunyai aplikasi dalam seni bina, dan juga di tempat letak basikal, di parapet jambatan dan dalam struktur yang dikimpal.

Ia juga dapat digunakan dalam industri aeroangkasa, jentera berkelajuan tinggi dan peralatan pengangkutan.

Titanium

Titanium membentuk aloi ringan sedikit. Mereka tahan super, dan dilindungi dari kakisan oleh lapisan TiO ₂ . Pengekstrakannya mahal dan mempunyai struktur kristal bcc di atas 882 ºC.

Selain itu, biokompatibel, itulah sebabnya ia dapat digunakan sebagai bahan untuk prostesis dan implan perubatan. Selain itu, titanium dan aloi terdapat di dalam jentera, di laut, di komponen jet dan di reaktor kimia.

Superalloy

Superalloy adalah fasa pepejal yang sangat kuat yang terdiri daripada nikel (sebagai logam asas) atau kobalt.

Mereka digunakan sebagai baling-baling dalam turbin pesawat dan mesin, dalam bahan reaktor yang menyokong tindak balas kimia agresif, dan dalam peralatan penukar haba.

Rujukan

1. Kateřina Skotnicová, Monika Losertová, Miroslav Kursa. (2015). Teori penghasilan logam dan aloi bukan ferus. Universiti Teknikal Ostrava.
2. Dr. C. Ergun. Aloi Nonferus. Diakses pada 21 April 2018, dari: users.fs.cvut.cz
3. Sains dan Teknologi Adana. Logam Bukan Ferrous. Diakses pada 21 April 2018, dari: web.adanabtu.edu.tr
4. Sánchez M. Vergara E., Campos I. Silva E. (2010). Teknologi bahan. Editorial Trillas SA (edisi pertama, Mexico). Halaman 282-297.
5. Bahan Besi dan Logam Bukan Aloi dan Aloi. . Diakses pada 21 April 2018, dari: ikbooks.com
6. Perbezaan antara logam besi dan bukan ferus. (2015, 23 September). Diakses pada 21 April 2018, dari: metalsupermarkets.com
7. Wonderopolis. (2018). Mengapa patung kebebasan berwarna hijau? Diakses pada 21 April 2018, dari: wonderopolis.org
8. Moises Hinojosa. (31 Mei 2014). Struktur hablur logam. Diakses pada 21 April 2018, dari: researchgate.net
9. Tony Hisgett. (18 Mac 2009). Kelengkapan tembaga. . Diakses pada 22 April 2018, dari: flickr.com
10. Brandon Baunach. (22 Februari 2007). enam pek kertas-berat. Diakses pada 22 April 2018, dari: flickr.com