demir dışı metal

Demir dışı metaller, dar anlamda demir dışı metaller olarak da bilinir, demir (bazen manganez ve krom) ve demir bazlı alaşımlar hariç tüm metalleri ifade eder.

Geniş anlamda, demir dışı metaller ayrıca, bir veya daha fazla başka elementin demir dışı bir metal matrisine (genellikle %50'den fazla) eklenmesiyle oluşan alaşımlar olan demir dışı alaşımları da içerir.

Demir dışı metaller, ulusal ekonominin gelişimi için temel malzemelerdir ve havacılık, uzay, otomotiv, makine imalatı, güç, iletişim, inşaat ve ev aletleri gibi endüstrilerin büyük çoğunluğu üretim için demir dışı metal malzemelere dayanmaktadır. Modern kimya mühendisliğinin, tarımın ve bilim ve teknolojinin hızla gelişmesiyle, demir dışı metallerin insan gelişimindeki konumu giderek daha önemli hale gelmektedir. Sadece dünyada önemli bir stratejik malzeme ve üretim aracı değil, aynı zamanda insan yaşamında tüketilmesi gereken temel bir malzemedir.

Alüminyum
Alüminyum, sembolü Al ve atom numarası 13 olan metalik bir elementtir. Elementel maddesi gümüş beyazı hafif bir metaldir. Genişleyebilir. Ürünler genellikle çubuklar, levhalar, folyolar, tozlar, şeritler ve filamentler halinde yapılır. Metal korozyonunu önlemek için nemli havada bir oksit film tabakası oluşturulabilir. Alüminyum tozu havada ısıtıldığında şiddetle yanabilir ve göz kamaştırıcı beyaz alevler yayabilir. Seyreltik sülfürik asit, nitrik asit, hidroklorik asit, sodyum hidroksit ve potasyum hidroksit çözeltilerinde çözünmesi kolaydır, ancak suda çözünmesi zordur. Bağıl yoğunluk 2,70'dir. Erime noktası 660 derece. Kaynama noktası 2327 derece. Alüminyum, oksijen ve silikondan sonra Dünya kabuğunda en bol bulunan üçüncü metal elementtir. Havacılık, inşaat ve otomobil gibi üç önemli endüstrinin gelişimi, alüminyumun ve alaşımlarının benzersiz özelliklerine sahip malzemeler gerektirir ve bu da bu yeni metal alüminyumun üretimini ve uygulamasını büyük ölçüde kolaylaştırır. Yaygın olarak uygulanır.

Bakır
Bakır, kimyasal sembolü Cu, İngilizce bakır ve atom numarası 29 olan metalik bir element ve aynı zamanda bir geçiş elementidir. Saf bakır, ilk kesildiğinde kırmızı turuncu renkte ve metalik parlaklığa sahip, element halindeyken ise mor-kırmızı renkte yumuşak bir metaldir. İyi süneklik, yüksek termal ve elektriksel iletkenlik gösterir, bu nedenle kablolarda, elektrikli ve elektronik bileşenlerde en yaygın kullanılan malzemedir ve ayrıca çeşitli alaşımlar oluşturmak için yapı malzemesi olarak da kullanılabilir. Bakır alaşımları mükemmel mekanik özelliklere ve düşük elektriksel dirence sahiptir, en önemlileri bronz ve pirinçtir. Ayrıca bakır, mekanik özelliklerinden ödün vermeden birden fazla kez geri dönüştürülebilen dayanıklı bir metaldir. İki değerlikli bakır tuzları, hidratlı iyonların genellikle mavi, klor ligandlarının ise yeşil göründüğü en yaygın bakır bileşikleridir. Kalkopirit ve turkuaz gibi mineraller için renk kaynağıdırlar ve tarihte yaygın olarak pigment olarak kullanılmıştır. Bakır bina yapıları korozyondan sonra bakır yeşili (alkali bakır karbonat) üretecektir. Dekoratif sanatlar çoğunlukla metalik bakır ve bakır içeren pigmentler kullanır. Bakır, insanlar tarafından kullanılan en eski metallerden biridir. Tarih öncesi çağlardan itibaren insanlar açık ocak bakır madenlerini çıkarmaya ve elde edilen bakırı silah, alet ve diğer kaplar üretmek için kullanmaya başladılar. Bakırın kullanımı, erken insan uygarlığının ilerlemesi üzerinde derin bir etkiye sahipti. Bakır, Dünya kabuğunda ve okyanuslarda bulunan bir metaldir. Dünya kabuğundaki bakır içeriği yaklaşık %0.01'dir ve bazı bakır yataklarında bakır içeriği %3 ila %5'e ulaşabilir. Bakır doğada çoğunlukla bir bileşik, yani bakır cevheri olarak bulunur. Bakırın aktivitesi zayıftır ve elementel demir ile bakır sülfat arasındaki reaksiyon elementel bakırın yerini alabilir. Bakır oksitlenmeyen asitlerde çözünmez.

Çinko
Çinko, kimyasal sembolü Zn ve atom numarası 30 olan bir kimyasal elementtir. Kimyasal elementlerin periyodik tablosunun 4. periyodunda ve IIB Grubunda yer alır. Çinko, açık gri bir geçiş metalidir ve dördüncü en yaygın metaldir. Modern endüstride çinko, pil üretiminde yeri doldurulamaz ve önemli bir metaldir. Ayrıca çinko, insan vücudu için son derece önemli bir rol oynayan temel eser elementlerden biridir.

18. yüzyıla girildikten sonra bilim ve teknolojinin hızla gelişmesi birçok yeni demir dışı metal elementinin keşfini teşvik etti. Yukarıda belirtilen 64 demir dışı metal arasında 13'ü 18. yüzyılda keşfedildi, buna ek olarak 17. yüzyıldan önce zaten tanınan ve uygulanan 8 metal daha vardı. 19. yüzyılda 39 tür keşfedildi ve 20. yüzyılda 4 tür daha keşfedildi.

Biyomedikal alanda, mükemmel biyouyumlulukları, mekanik özellikleri ve fototermal dönüşümleri nedeniyle demir dışı metal bazlı malzemeler yaygın olarak kullanılmaktadır. Girişimsel sarf malzemeleri için titanyum, magnezyum, tantal ve çinko gibi demir dışı metaller kemik onarımı ve vasküler yeniden şekillendirme gereksinimlerini karşılar ve klinik uygulamada yaygın olarak kullanılır. Kanser tanısı ve tedavisinde, demir dışı metal bazlı nanomalzemelerin uygulama değeri de kapsamlı in vitro ve in vivo deneylerle gösterilmiştir. Ek olarak, metal kompleks ilaçları ve sensör substrat probları, özellikle milyonlarca organik ligandın varlığıyla, metal organik çerçeveleri ve metal komplekslerini insanların beklentilerine daha layık hale getiren demir dışı metallerin diğer iki önemli uygulama alanıdır.

Demir dışı metal malzemeler, enerji santrali ekipmanlarında geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir. Yaygın olarak kullanılanlar arasında alüminyum ve alüminyum alaşımları, bakır ve bakır alaşımları, titanyum ve titanyum alaşımları vb. bulunur. Alüminyum alaşımı genellikle ısı eşanjörleri, borular, kaplar, kasalar ve perçinlerin üretiminde kullanılır; Bakır alaşımı, türbinler, yatak kovanları, şaft kovanları vb. gibi bazı korozyona dayanıklı parçaların yapımında daha uygundur; Titanyum alaşımı, termik santrallerdeki kondenser boruları ve türbin kanatları gibi ekipmanlar için daha uygundur.

Taşımacılık alanında, alüminyum, çinko ve magnezyum gibi demir dışı metallerin en belirgin özelliği düşük yoğunluklarıdır ve bu da onları yeni enerji araçlarının gövde kabukları ve diğer parçalarının üretiminde en iyi malzemeler haline getirir ve bu da yeni enerji araçlarının hafifletilmesini etkili bir şekilde sağlayabilir. Alüminyum ve titanyum gibi demir dışı metallerin uygulanması havacılık endüstrisinde çok önemli bir rol oynar. Hafif malzemeler, uçak, roket, uydu ve diğer uzay araçlarının ağırlığını azaltmanın anahtarıdır ve aynı zamanda uçak güvenliği ve enerji verimliliği için önemli destek sağlar. Nikel, bakır ve kurşun, iyi iletkenliğe sahip yüksek yoğunluklu demir dışı metallerdir, bu nedenle çoğunlukla araç güç akülerinde ve şarj istasyonlarında kullanılırlar. Nikel ve kurşun metalleri, nikel hidrojen pilleri, kurşun-asit pilleri ve üçlü lityum pilleri üretmek için kullanılabilir; ikincisi, yeni enerji araçlarında ana akım pil türüdür.

Mimarlık alanında, bakır ürünler, alüminyum alaşımlı kapılar ve pencereler, bakır duvar panelleri ve metal çatılar gibi demir dışı metaller yaygın olarak kullanılır. Demir dışı metallerin kullanımı binaları daha güzel, güvenli, dayanıklı ve enerji açısından verimli hale getirir.

Elektronik alanında, demir dışı metal malzemeler çip teknolojisinin evriminde önemli bir rol oynar. Gelişmiş süreçlerin boyutunu sürekli küçültme sürecinde, değerli metaller ve alaşım malzemeleri küçük hat genişlikleri, düşük elektrik direnci, yüksek yapışma ve diğer yönlere ulaşmada önemli bir rol oynar. 21. yüzyıla girdikten sonra, çip malzemelerine yaklaşık %90'ı değerli metaller ve geçiş metali malzemeleri olmak üzere 40'tan fazla element eklendi. Galyum ve germanyum, yarı iletken malzemelerde, yeni enerjide ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılır. Bunlar arasında, galyum "yarı iletken endüstrisinin yeni tanesi" olarak bilinir ve fotovoltaik, manyetik malzemeler, tıbbi, kimyasal, özellikle kablosuz iletişim, LED ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılır.

Son yıllarda fotovoltaik, rüzgar enerjisi, yeni enerji araçları, güç ve enerji depolama pilleri demir dışı metal tüketiminde büyümenin ana alanları haline geldi.