II, n.mmVm Đon vj do
KIM LOẠI VĂ HỢP KIM MĂU
Kim loại được chia thănh hai nhóm ch írh lă kim loại đen vă kim loại mău. Việc phđn loại năy khơng chính xâc về m ặt khoa học mă theo truyền thống vă ước lệ, phù hợp với thực tế luyện kim.
Kim loại đen chỉ gồm sắt. Tuy nhiín, ít khi người ta đùng sất ở dạng nguyín chất mă chủ yếu ở dạng hợp kim của sât như gang vă thĩp. Kim loại đen được sản xuất vă sử dụng với quy mô rấ t lớn trong công nghiệp, chủ yếu lăm câc v ật liệu kết cấu.
Tất cả câc kim ’loại còn lại thuộc về nhồm kim loại mău, tín gọi năy chỉ mang tính biểu tượng, vì thực tế, chỉ có một số kim loại mău lă có mău rõ rệ t như đồng mău hồng, văng mău văng, bạc mău trắng, ...
Kim loại mău được sử dụng ở cả dạng nguyín chất vă hợp kim của chúng. Nói chung, kim loại vă hợp kim mău sử dụng ít hơn nhiều so với kim loại đen vă giâ cả cũng cao hơn, Tuy nhiín, kim loại vă hợp kim mău đóng vai trị khơng thể thiếu được trong nhiều lĩnh vực quan trọng như năng lượng, hăng không, diện, điện tử, ...
Nhóm kìm loại mău còn dược phđn chia th ăn h năm nhóm nhỏ, dựa văo sự khâc nhau về tính chất hóa lý, phương phâp luyện, mức độ thông dụng hoặc khan hiếm, ý nghĩa công nghiệp ...
Kim loại mău nhẹ: gồm câc kim loại có khối lượng riíng nhỏ, trong
khoảng 1,7+4,5 g/cm3 như nhơm (Al), magií (Mg), tita n (Ti), kali (K), canxi (Ca), bari (Ba), stronti (Sr), n atri (Na). Chúng đều có hoạt tín h hóa học m ạnh, ơxit bền vững. Trong công nghiệp chúng được sản xuất bằng phương phâp điện phđn trong đung dịch muối nóng chảy.
Kim loại mău nặng: gồm câc kim loại có khơi lượng riíng lớn,
trong khoảng 7,1 -ỉ- ll,3g/cm3 như: đồng (Cu), chì (Pb), niken (Ni), kẽm (Zn), thiếc (Sn). Chúng lă những kim loại được dùng ph6 biến vă có ý nghĩa quan trọng n h ấ t trong công nghiệp.
Kim loại m ău ít: được sần xuất vă sử dụng tương đối ít như: coban
(Co), catdimi (Cd), molipđen (Mo), wonfram (W), antimon (Sb), asen (As), thủy ngđn (Hg), bitmut (Bi).
Kim loai quỷ: văng (Cu), bạc (Ag), platin (Pt) vă nhóm platin: osrai
(Os), iriđi (Ir), ruteni (Ru), rođi (Rb), palađi (Pd). Chúng thường có mău sắc đẹp, hoạt động hóa học kĩm, có đặc tính trơ.
Kim loại hiếm: có đặc điểm lă chứa ít trong vỏ trâ i đất, khó tâch ra ở dạng riíng biệt, q trìn h sản xuất phức tạp, việc nghiín cứu tín h chất
chưa đầy đủ vă phạm vi ứng dụng da dạng, nhiều triển vọng. Nhóm năy cịn được chia ra lăm năm nhóm nhỏ dựa văo sự khâc nhau về khối lượng riíng, nhiệt độ chảy, mức độ phđn tân, tính phóng xạ, ...
- Kim loại hiếm nhẹ: liti (Li), berili (Be), rubiđi (Rb), xezi (Cs)
- Kim loại hiếm phđn tân: gecmani (Ge), inđi (In), gali (Ga), tali
(Tl), reni (Re)
- Kim loại hiểm khó chảy: Ziriconi (Zr), hảĩni (Hí), niobi (Nb),
tantali (Ta)
- Kim loại đất hiếm: lantan (La), vă nhóm lantan
- Kim loại phóng xạ: rađi (Ra), actini (Ac), thori (Th), protactini
(Pa), uran (U).
Dưới đđy sẽ giới thiệu m ột số kim loại vă hợp kim mău thông dụng
trong kỹ thuật.
7.1. NHÔM VĂ HỢP KIM NHÔM
Khâi niệm về nhơm lần đầu tiín được nhă bâc học Anh lă Đívy níu lín năm 1808. Nhưng phải đến năm 1825 nhă bâc học người Đan Mạch lă ơ csten mới điều chế dược ra nhơm ngun chất. Sau đó, c . Hall - người Mỹ - vă p . Eru - người Phâp - cùng độc lập nghiín cứu vă đưa ra phương phâp sản xuất bằng điện phđn ôxyt nhôm AI2O3 trong crlit NagAlFg nóng chảy văo năm 1886.
Hai năm sau, nhă bâc học người Nga lă K. I. Bayer dùng xút NaOH đế hòa tâch tạ p chất tạo ra ôxyt nhôm sạch rồi mới điện phđn. Phương phâp Bayer ngăy căng hoăn th iện vă lă phương phâp chủ yếu sản xuất nhôm ngăy nay.
Nhơm lă ngun tố kim loại có nhiều n h ấ t trong vỏ trâ i đ ất (chiếm 8,13% trọng lượng). Nếu lấy nhôm, lăm chuẩn 100 đơn vị thì sắ t (Fe) lă 62, magií (Mg) lă (26); tita n (Ti) lă 8; đồng (Cu) ỉă 0,12; kẽm (Zn) lă 0,05; thiếc (Sn) lă 0,001; ...
Nhờ câc đặc tính về cơ - lý hóa đặc biệt như: nhẹ, không gỉ, dễ gia cơng, có khả năng tạo hợp kim với nhiều kim loại mău khâc, có độ bền cơ học vă bền chống ăn mòn tương đơi cao, do đó mă nhơm có tiền đồ to lớn, được sử đụng trong hầu h ết câc lĩnh vực chủ yếu trong nền kinh tí.
Cho đến những năm giữa th ế kỷ XX, do cơng nghệ sản xuất nhịm đê đ ạt được những th ăn h tựu đâng kể, mức sản xuất điện năng dồi dăo, giâ nhơm trở nín rẻ hơn đồng vă thiếc, vì vậy nhơm vượt qua đồrg vă
chiếm vị trí hăng đầu trong sô" câc kim loại mău về mức sản xuất vă ứng dụng. Sản lượng nhơm hăng năm trín thí giới đ ạt khoảng 16 triệu tấn.