โลหะรอบตัวเราทุกที่และทุกเวลา วันนี้เป็นส่วนสำคัญของหลายสิ่งที่เราใช้ทุกวัน แค่มองไปรอบๆ ห้องที่คุณอยู่ก็เพียงพอแล้ว
ตั้งแต่สมัยเรียน เรารู้ว่าแร่ธาตุเหล่านี้แบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่ - เหล็กและอโลหะ ซึ่งในกลุ่มนั้นเราจะต้องค้นหา โลหะที่ไม่ใช่เหล็กชนิดใดที่มีอยู่บนโลกของเรา
โลหะสีดำคืออะไร
หมวด "โลหะเหล็ก" รวมถึงเหล็กและโลหะผสมทั้งหมดที่มีอยู่ในปัจจุบัน ในรูปแบบบริสุทธิ์ ธาตุเหล็กพบได้เฉพาะในห้องปฏิบัติการวิจัยเท่านั้น ส่วนใหญ่เป็นเหล็ก
โลหะประเภทนี้เกิดขึ้นจากการรวมเหล็กกับคาร์บอนและเพิ่มองค์ประกอบเพิ่มเติมที่ทำให้โลหะมีคุณสมบัติที่จำเป็นในการผลิตเฉพาะ (เช่น แม่เหล็ก)
เหล็กกับเหล็กกล้า
ตามกฎแล้ว ในการผลิตโลหะเหล็ก มีหลายขั้นตอนมาตรฐาน: การสกัดแร่และการแปรรูปในเตาหลอม หลังจากนี้ก็ได้เหล็กหล่อมาซึ่งภายหลังจะได้รับเหล็กและโลหะผสมเหล็กชนิดใดก็ได้ หลังมักใช้ในอุตสาหกรรมหนัก โลหะที่ไม่ใช่เหล็กเป็นสารที่อ่อนกว่าและมีคุณสมบัติต่างกันเล็กน้อย ซึ่งต่างจากโลหะเหล่านี้ แต่ใช้ในพื้นที่ที่แตกต่างกัน
เหล็กหล่อประกอบด้วยเหล็ก 93% และคาร์บอนประมาณ 3-5% รวมทั้งธาตุที่เหลือในปริมาณเล็กน้อย วัสดุนี้ไม่ค่อยได้ใช้ในการผลิตเพราะมีความเปราะบาง สามารถพบได้ในการผลิตท่อ วาล์ว หรือวาล์วบางชนิด แต่เหล็กที่ผลิตได้ส่วนใหญ่ (มากกว่า 90%) จะถูกแปรรูปเป็นเหล็ก
เหล็กประเภทหลักที่ผลิตจากเหล็ก ได้แก่ เหล็กกล้าคาร์บอนและคาร์บอนต่ำ (ชุบแข็ง) สแตนเลส เฟอร์ไรต์-โครเมียม โครเมียม มาร์เทนซิติก-โครเมียม โครเมียม-วานาเดียม โลหะผสม นิกเกิล ทังสเตน โมลิบดีนัม และเหล็กแมงกานีส.
แร่เหล็ก
ในรูปแบบบริสุทธิ์ องค์ประกอบของตารางธาตุในเปลือกโลกนี้มีอยู่ในปริมาณที่ค่อนข้างน้อย (เพียง 5.5%) แต่ก็มีอยู่มากมายในองค์ประกอบของแร่เหล็กต่างๆ
เงินฝากที่สำคัญที่สุด (สำรองมากกว่า 30 ล้านล้านตัน) คือชั้นของผลึกควอทซ์ซึ่งมีอายุมากกว่าสองพันล้านปี ส่วนใหญ่จะจำหน่ายในสถานที่ต่างๆ เช่น อเมริกาใต้และอเมริกาเหนือ แอฟริกา อินเดีย และออสเตรเลียตะวันตก
โลหะอโลหะคืออะไร
โลหะกลุ่มใหญ่อีกกลุ่มไม่เหมือนกลุ่มก่อนมีมากกว่าคุณสมบัติอ่อนนุ่ม มีความเหนียวมากกว่า มีการนำความร้อนและไฟฟ้า ทนต่อการกัดกร่อน และอื่นๆ อีกมากมาย
โลหะที่ไม่ใช่เหล็กเป็นชื่อที่รวมกันของโลหะทั้งหมดและโลหะผสมของพวกมัน ยกเว้นเหล็ก นอกจากนี้ยังสามารถเรียกได้ว่าเป็น "โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก" ซึ่งค่อนข้างยุติธรรม
โลหะนอกกลุ่มเหล็กคือ:
- ทอง เงิน ทองคำขาว (โลหะมีค่า);
- อลูมิเนียม ไททาเนียม แมกนีเซียม ลิเธียม เบริลเลียม (เบา);
- ทองแดง ดีบุก ตะกั่ว สังกะสี โคบอลต์ นิกเกิล (หนัก);
- ไนโอเบียม โมลิบดีนัม เซอร์โคเนียม โครเมียม ทังสเตน (วัสดุทนไฟ);
- อินเดียม แกลเลียม แทลเลียม (กระจัดกระจาย);
- สแกนเดียม อิตเทรียม และแลนทาไนด์ทั้งหมด (แรร์เอิร์ท);
- เรเดียม เทคนีเชียม แอกทิเนียม พอโลเนียม ทอเรียม แฟรนเซียม ยูเรเนียม และธาตุทรานซูรานิก (กัมมันตภาพรังสี)
ประวัติโลหะนอกกลุ่มเหล็ก
ปัจจุบันมีการใช้โลหะที่ไม่ใช่เหล็กอย่างแข็งขันในงานวิศวกรรม อุตสาหกรรมเคมี การก่อสร้าง และด้านการผลิตอื่นๆ อีกมากมาย ขอบคุณความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ขอบเขตของเนื้อหานี้มีการขยายอย่างต่อเนื่อง และเทคโนโลยีการขุดโลหะยังคงปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง
เมื่อเวลาผ่านไป การใช้โลหะที่ไม่ใช่เหล็กได้เติบโตขึ้น ซึ่งนำไปสู่การค้นพบองค์ประกอบและชื่อใหม่ มีการใช้โลหะมากขึ้นในการผลิต ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 มีการใช้งานประมาณ 15 รายการและหลังจาก 50 ปี - มากเป็นสองเท่า จนถึงปัจจุบันมีการใช้โลหะมากกว่า 70 ชนิดซึ่งส่วนใหญ่เป็นโลหะในปัจจุบันมีชื่อเสียง
ระดับความต้องการโลหะที่ไม่ใช่เหล็กหนักเพิ่มขึ้นเนื่องจากความต้องการที่เพิ่มขึ้นของอุตสาหกรรมการทหาร (สำหรับการผลิตกระสุน) แต่กลุ่มของวัตถุเบาถูกใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ
กลุ่มขุนนางถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเครื่องประดับและเครื่องประดับมาตั้งแต่สมัยโบราณ ในยุค 90 ของศตวรรษที่ 20 ทอง 78% แพลตตินั่ม 36% และเงิน 15% ถูกใช้เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ หากเราใช้พื้นที่อื่นๆ ที่ใช้โลหะมีค่าที่ไม่ใช่เหล็ก สิ่งเหล่านี้คือการผลิตทางอิเล็กทรอนิกส์ (หน้าสัมผัสทองคำในอุปกรณ์) การผลิตรถยนต์ (แพลตตินัมประมาณ 43%) และเงินถูกนำมาใช้เพื่อทำฟิล์มและวัสดุถ่ายภาพ
คุณสมบัติของโลหะอโลหะ
โลหะแต่ละชนิดในกลุ่มนี้มีคุณสมบัติที่กำหนดว่าเป็นของโลหะส่วนใหญ่ นอกจากนี้ยังนำไปสู่การใช้โลหะที่ไม่ใช่เหล็กในหลายอุตสาหกรรม
ตัวอย่างเช่น ส่วนใหญ่มีความจุความร้อนสูงและการนำความร้อน ซึ่งทำให้เย็นลงได้อย่างรวดเร็วหลังการเชื่อม มีข้อเสียคือ เมื่อทำงานกับโลหะ เช่น แมกนีเซียมและทองแดง คุณต้องทำให้ร้อนทันทีก่อนทำการเชื่อม และในระหว่างกระบวนการเอง คุณต้องใช้แหล่งความร้อนแรงเพื่อไม่ให้เย็นลง
คุณสมบัติเด่นอีกอย่างคือคุณสมบัติทางกลลดลง ด้วยเหตุนี้ จึงจำเป็นต้องทำงานอย่างระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงการเสียรูป
โลหะที่ไม่ใช่เหล็กในกระบวนการให้ความร้อนอย่างแข็งขันทำปฏิกิริยากับก๊าซ ไทเทเนียม โมลิบดีนัม และแทนทาลัมแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงคุณสมบัตินี้
โลหะกลุ่มนี้ใช้ได้นานๆแต่ต้องป้องกันจากออกซิเจนซึ่งจะทำลายโลหะ ในการทำเช่นนี้ตัวนำจะถูกเคลือบด้วยสารเคลือบเงา ก่อนหน้านี้ โลหะยืมตัวเองไปยังขั้นตอนการรองพื้นในสองชั้น
แร่ทองแดง
แร่ประเภทนี้พบได้บ่อยที่สุดในประเภทที่ไม่ใช่กลุ่มเหล็ก โลหะนี้ยังมีพื้นที่การใช้งานที่กว้างที่สุด: การก่อสร้าง, พลังงานอุตสาหกรรม, การผลิตเครื่องบิน, ยารักษาโรค, การผลิตเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีประสิทธิภาพ และอื่นๆ อีกมากมาย
แหล่งทองแดงก็มีความหลากหลายเช่นกัน ทุกวันนี้ แร่ที่แพร่กระจายได้ไม่ดี (ประเภทพอร์ไฟเรต) มีความสำคัญอย่างยิ่ง ซึ่งขุดได้จากปล่องภูเขาไฟ องค์ประกอบทางเคมีเกิดขึ้นจากสารละลายร้อนที่มาจากห้องแมกมา มีแร่สำรองจำนวนมากตั้งอยู่ในอเมริกาเหนือและใต้
แร่ทองแดงอีกประเภทหนึ่งคือไพไรต์ ซึ่งขุดได้จากก้นทะเลและมหาสมุทร ที่มา - ดินแดนในเทือกเขาอูราล
และแหล่งแร่ขนาดใหญ่อีกแหล่งหนึ่งคือหินทรายทองแดง (เขต Chita ในรัสเซีย Katanga ในแอฟริกา)
ดังนั้น โลหะที่ไม่ใช่เหล็กจึงเป็นวัสดุที่ขาดไม่ได้สำหรับการผลิตสิ่งต่างๆ รอบตัวเรา
