Detaljno objašnjenje svojstava i primjene osam metala: titana, nikla, volframa, molibdena, tantala, niobija, cirkonijuma i hroma
Metali su nezaobilazni osnovni materijali u savremenoj industriji, tehnologiji, medicini i drugim oblastima. Različiti metali igraju nezamjenjivu ulogu u svojim područjima zahvaljujući svojim jedinstvenim fizičkim i kemijskim svojstvima. Osam metala, titan, nikl, volfram, molibden, tantal, niobijum, cirkonijum i hrom, su rijetki i visokih-performansi i široko se koriste u strateškim poljima kao što su zrakoplovstvo, elektronske informacije, biomedicina i vrhunska proizvodnja. Ovaj članak će analizirati fizička i hemijska svojstva svakog metala jednu po jednu, u kombinaciji sa stvarnim scenarijima primjene, kako bi sveobuhvatno predstavili njegovu vrijednost i vrijednost primjene, te pružili referencu za razumijevanje i primjenu srodnih polja.
1. Titanijum (Ti) - lagan i- "svemirski metal" velike čvrstoće
(1) Fizička svojstva
Titanijumje srebrno{0}}sivi prelazni metal sa atomskim brojem 22 i atomskom težinom od 47,867. Nalazi se u grupi IVB 4. perioda periodnog sistema elemenata. Konfiguracija elektrona je (Ar)3d²4s². Njegova osnovna fizička svojstva ističu "malu težinu i veliku čvrstoću", sa gustinom od samo 4,502 g/cm³ (na 20 stepeni), što je oko 57% čelika, ali njegova vlačna čvrstoća može doseći 450-1600MPa, što je daleko više od običnog čelika, a ima odličnu žilavost i nije ga lako slomiti. Tačka topljenja titanijuma je čak 1668 stepeni, a tačka ključanja je 3287 stepeni. I dalje može održavati dobra mehanička svojstva u okruženjima visoke temperature; čvrsta je na sobnoj temperaturi i ima dobru plastičnost i obradivost. Može se valjati u ploče, trake, žice, cijevi i druge profile. Takođe ima srednju toplotnu i električnu provodljivost i mali koeficijent linearne ekspanzije (8,6×10⁻⁶/ stepen), koji je blizak koeficijentu linearne ekspanzije ljudskih kostiju, što postavlja osnovu za njegovu medicinsku primenu. Osim toga, titan ima određeni magnetizam, paramagnetna je supstanca, nije toksičan i ima odličnu biokompatibilnost.
(2) Hemijska svojstva
Hemijska svojstva titanijuma su relativno stabilna i ne reaguje lako sa kiseonikom, azotom, vodom itd. na sobnoj temperaturi. To je zato što će se na njegovoj površini brzo formirati gusti sloj filma titanijum oksida (TiO₂). Debljina je samo nekoliko nanometara, ali može efikasno izolirati eroziju vanjskog medija i igrati dobru anti-korozionu ulogu. Međutim, na visokim temperaturama (preko 600 stepeni), titanijum reaguje sa kiseonikom i azotom i formira titanijum oksid i titanijum nitrid; reaguje sa vodonikom i formira titanijum hidrid, uzrokujući krhkost materijala. Titan ima jaku otpornost na koroziju i nerastvorljiv je u uobičajenim kiselim otopinama kao što su razrijeđena hlorovodonična kiselina, razrijeđena sumporna kiselina i dušična kiselina. Međutim, rastvorljiv je u fluorovodoničnoj kiselini i mešavini fluorovodonične kiseline i azotne kiseline, a takođe može sporo reagovati sa jakim alkalnim rastvorima. Osim toga, titan ima dobru sposobnost koordinacije i može formirati legure s raznim elementima kako bi dodatno optimizirao svoje performanse.
(3) Scenariji aplikacija
1. Vazduhoplovstvo: Zbog svoje male težine, velike čvrstoće i otpornosti na visoke temperature, titanijum i legure titanijuma su osnovni materijali za proizvodnju aviona, raketa, satelita i drugih svemirskih letelica. Koriste se u ključnim komponentama kao što su trup, krila, lopatice motora i stajni trap. Oni mogu efikasno smanjiti težinu svemirskih letelica i poboljšati efikasnost i pouzdanost leta. Oni su nezamjenjivi "svemirski metali" u zrakoplovnoj industriji.
2. Oblast biomedicine: Sa svojom odličnom biokompatibilnošću i ne-toksičnošću, titan se naširoko koristi za proizvodnju medicinskih implantata kao što su umjetne kosti, zglobovi, zubni implantati i srčani stentovi. Oksidni film na njegovoj površini može se dobro kombinirati s ljudskim tkivom, nije sklon reakcijama odbacivanja i dovoljno je jak da podrži potrebe ljudske aktivnosti.
3. Hemijska industrija: Otpornost na koroziju titanijuma čini ga pogodnim za proizvodnju hemijske opreme, kao što su reaktori, izmjenjivači topline, cijevi, ventili, itd. Posebno je pogodan za upotrebu u teškim radnim uvjetima kao što su jaka kiselina, jaka lužina, visoka temperatura i visoki tlak, što može produžiti vijek trajanja opreme i smanjiti troškove održavanja.
4. Ostale oblasti: Titanijum se takođe koristi u proizvodnji brodskih delova (otpornih na koroziju morske vode), sportske opreme (kao što su palice za golf, okviri za bicikle), kućišta elektronske opreme, itd. Takođe se koristi u nuklearnoj industriji za proizvodnju strukturnih komponenti nuklearnih reaktora.
Naši proizvodi od titana
2. Nikl (Ni) - "kamen temeljac od legure" sa otpornošću na koroziju i magnetizmom
(1) Fizička svojstva
Niklje sjajni srebrno{0}}bijeli metal sa blagim zlatnim tonom, atomski broj 28, atomska težina 58,6934, smješten u grupi VIII perioda 4 periodnog sistema elemenata, a konfiguracija elektrona je (Ar)3d⁸4s² (ili (Ar)3d⁹4s¹). Njegova gustina je 8,907 g/cm³ (na 20 stepeni), što je između gvožđa i bakra. Njegova tačka topljenja je 1455 stepeni, a tačka ključanja je 2730 stepeni. Čvrsta je na sobnoj temperaturi i čvrste je teksture. Ima dobru duktilnost, plastičnost i obradivost. Može se uvlačiti u žice i valjati u ploče, te ima odličnu toplinsku i električnu provodljivost. Nikl ima srednju tvrdoću (tvrdoća po Mohsu 4-5), dobru otpornost na habanje i značajan feromagnetizam, koji se može privući magnetima. To je jedan od važnih magnetnih materijala. Curie temperatura je oko 358 stepeni. Magnetizam nestaje nakon prekoračenja ove temperature.
(2) Hemijska svojstva
Hemijska svojstva nikla su relativno stabilna i nije lako oksidirati zrakom na sobnoj temperaturi. Na površini će se formirati tanak oksidni film kako bi se spriječila daljnja korozija. Takođe može ostati stabilan na vlažnom vazduhu i nije lako zarđati. Nikl može polako reagovati s razrijeđenom hlorovodoničnom kiselinom i razrijeđenom sumpornom kiselinom kako bi se oslobodio vodik, te reagira s dušičnom kiselinom kako bi se formirao nitrat nikla; ali ne reaguje sa jakim alkalnim rastvorima i ima određenu otpornost na koroziju. Na visokim temperaturama, nikal može reagovati sa elementima kao što su kiseonik, azot, ugljenik i sumpor da bi se formirala jedinjenja kao što su nikl oksid, nikl nitrid i nikl karbid. Osim toga, nikl ima snažnu sposobnost koordinacije i može formirati stabilne komplekse s različitim ligandima. Takođe je važan legirajući element. Legure formirane od željeza, hroma, bakra i drugih metala mogu značajno poboljšati performanse materijala.
(3) Scenariji aplikacija
1. Polje proizvodnje legura: Nikl je jedan od osnovnih elemenata za proizvodnju nehrđajućeg čelika. Nerđajući čelik sa dodatkom nikla (kao što je nerđajući čelik 304 i 316) ima značajno poboljšanu otpornost na koroziju, žilavost i performanse zavarivanja, i široko se koristi u građevinarstvu, hemijskoj industriji, preradi hrane, medicinskoj opremi i drugim poljima. Osim toga, nikl se također koristi za proizvodnju visoko{5}}legura na visokim temperaturama, legura otpornih na koroziju-, preciznih legura, itd., i koristi se u vrhunskoj opremi kao što su avionski motori, plinske turbine i nuklearni reaktori.
2. Polje magnetnog materijala: Nikl i legure nikla (kao što su nikl-legura gvožđa, legura nikla-kobalta) imaju odlična magnetna svojstva i koriste se za proizvodnju trajnih magneta, transformatorskih jezgara, elektromagnetnih releja, audio traka, itd., a široko se koriste u komunikaciji sa električnim poljem i elektronikom.
3. Polje galvanizacije: Sloj za galvanizaciju nikla ima karakteristike uniformnosti, gustine, otpornosti na koroziju i otpornosti na habanje. Široko se koristi u površinskoj obradi metala, kao što su dijelovi automobila, elektroničke komponente, hardverski proizvodi itd., Što ne samo da može poboljšati izgled i teksturu, već i produžiti vijek trajanja.
4. Ostale oblasti: Nikl se također koristi u proizvodnji baterija (kao što su nikl-kadmijumske baterije, nikl-vodonik baterije), katalizatora (za hemijske reakcije), kovanog novca, itd. Također ima značajnu primjenu u vazduhoplovstvu, brodogradnji i drugim poljima.
Naši proizvodi od nikla
3. Volfram (W) - "Kralj metala" sa otpornošću na visoke temperature
(1) Fizička svojstva
Tungstenje čelično sivi do srebrno bijeli metal s atomskim brojem 74 i atomskom težinom 183,84. Nalazi se u VIB grupi perioda 6 periodnog sistema elemenata. Konfiguracija elektrona je (Xe)4f¹⁴5d⁴6s². Njegovo najznačajnije fizičko svojstvo je otpornost na visoke temperature, sa tačkom topljenja čak 3422 stepena i tačkom ključanja od 5930 stepeni. Ima najvišu tačku topljenja među svim metalima, pa se naziva "Kralj metala". Gustina volframa je 19,254 g/cm³ (na 20 stepeni), što je 2,3 puta više od željeza. Tvrd je (tvrdoća po Mohsu 7,5) i izuzetno{17}otporan na habanje. Međutim, njegova žilavost je slaba, krhka je na sobnoj temperaturi i teško se obrađuje. Zahtijeva kovanje, valjanje i druge procese obrade na visokim temperaturama. Volfram ima odličnu toplotnu i električnu provodljivost, veoma mali koeficijent linearne ekspanzije (4,5×10⁻⁶/ stepen), dobru dimenzijsku stabilnost na visokim temperaturama i ne deformiše se lako.
(2) Hemijska svojstva
Volfram ima stabilna hemijska svojstva i ne reaguje sa kiseonikom, vodom, hlorovodoničnom kiselinom, sumpornom kiselinom, azotnom kiselinom itd. na sobnoj temperaturi. Rastvorljiv je samo u mješavini fluorovodonične kiseline i dušične kiseline i rastopljene jake alkalije. Na visokim temperaturama (preko 400 stepeni), volfram će reagovati sa kiseonikom i formirati volfram trioksid (WO₃); on će reagovati sa ugljenikom i formirati volfram karbid (WC). Volfram karbid ima izuzetno visoku tvrdoću i važan je cementni karbidni materijal. Osim toga, volfram može formirati legure sa različitim metalima, kao što su volfram feroslegura, volfram-legura bakra, itd., što može optimizirati njegove performanse obrade i mehanička svojstva. Volfram ima različita oksidaciona stanja, pri čemu su česte valencije +4 i +6. Njegovi spojevi (kao što su volfram trioksid, volframova kiselina) se široko koriste u hemijskoj industriji, elektronici i drugim poljima.
(3) Scenariji aplikacija
1. Visoko-područje visoke temperature: Zbog svoje izuzetno visoke tačke topljenja, volfram se široko koristi u proizvodnji visoko-opreme i komponenti, kao što su filamenti žarulja sa žarnom niti i volframove halogene sijalice, grijaći elementi i zidovi peći visokotemperaturnih-temperatura, peći s turbinom i kamenim lopaticama itd. Može održavati stabilne performanse u okruženjima s ekstremno visokim{5}}temperaturama.
2. Polje karbida: Volfram karbid (WC) se kombinuje sa kobaltom, niklom i drugim metalima kako bi se napravio cementni karbid visoke tvrdoće i jake otpornosti na habanje. Koristi se za proizvodnju reznih alata (kao što su alati za struganje, glodalice), burgije, kalupi, dijelovi otporni- na habanje, itd., a široko se koristi u mehaničkoj obradi, rudarstvu, bušenju nafte i drugim poljima.
3. Elektronsko polje: Volfram ima odličnu električnu provodljivost i otpornost na visoke temperature. Koristi se za proizvodnju katoda za elektronske cijevi, poluvodičkih čipova, električnih kontakata, itd. Ima značajnu primjenu u elektronskoj opremi, komunikacijskoj opremi i drugim poljima.
4. Ostale oblasti: Volfram se takođe koristi u proizvodnji protivutega (kao što su protivutezi za avione i brodove), zaštitnih materijala za nuklearne reaktore i kao deoksidansi i aditivi za legure u metalurškoj industriji.
naši proizvodi od volframa
4. Molibden (Mo) - visoka-temperatura i otporan "industrijski MSG"
(1) Fizička svojstva
molibdenje srebrno-metal s atomskim brojem 42 i atomskom težinom od 95,95. Nalazi se u grupi VIB perioda 5 periodnog sistema elemenata. Njegova elektronska konfiguracija je (Kr)4d⁵5s¹. Gustina mu je 10,223 g/cm³ (na 20 stepeni), tačka topljenja je 2623 stepena, a tačka ključanja je 4639 stepeni. Njegova otpornost na visoke temperature je na drugom mjestu nakon volframa. Čvrsta je na sobnoj temperaturi, ima čvrstu teksturu, dobru duktilnost i plastičnost. Ima dobra svojstva i obradivost, a može se valjati u ploče, trake, žice, šipke i druge profile. Ima odličnu toplotnu i električnu provodljivost, mali koeficijent linearne ekspanzije (5,10×10⁻⁶/ stepen), stabilna mehanička svojstva na visokim temperaturama i nije ga lako deformisati ili postati lomljiv. Molibden ima srednju tvrdoću (tvrdoća po Mohsu 5,5), dobru otpornost na habanje i određenu otpornost na koroziju.
(2) Hemijska svojstva
Hemijska svojstva molibdena su relativno stabilna i nije lako oksidirati zrakom na sobnoj temperaturi. Na površini će se formirati gusti oksidni film kako bi se spriječila daljnja korozija. Nerastvorljiv je u razrijeđenoj hlorovodoničnoj kiselini i razrijeđenoj sumpornoj kiselini, reagira s dušičnom kiselinom da nastane molibdenova kiselina i sporo reagira s fluorovodoničnom kiselinom. Na visokim temperaturama, molibden reaguje sa kiseonikom da bi se formirao molibden trioksid (MoO₃), koji reaguje sa ugljenikom i formira molibden karbid (MoC). Molibden karbid ima visoku tvrdoću i jaku otpornost na habanje, te je važna sirovina za cementirani karbid. Osim toga, molibden može formirati legure s raznim metalima, kao što su molibden čelik, molibden-legura bakra, molibden-legura titanijuma, itd., što može značajno poboljšati -temperaturnu čvrstoću, otpornost na koroziju i žilavost svih materijala; uobičajena oksidaciona stanja molibdena su +4 i +6, a njegova jedinjenja (kao što su molibdatna kiselina, molibdat) se široko koriste u hemijskoj industriji, poljoprivredi i drugim poljima.
(3) Scenariji aplikacija
1. Industrija čelika: molibden je važan aditiv legure, poznat kao "industrijski mononatrijum glutamat". Dodavanje male količine molibdena (0,1%-0,5%) čeliku može značajno poboljšati -čvrstoću na visokim temperaturama, žilavost, otpornost na habanje i otpornost na koroziju čelika. Koristi se za proizvodnju čelika visoke čvrstoće, čelika otpornog na toplinu, nehrđajućeg čelika, alatnog čelika, itd., a široko se koristi u proizvodnji strojeva, zrakoplovstvu, automobilskoj industriji i drugim poljima.
2. Visoko-područje visoke temperature: molibden ima odličnu otpornost na visoku-temperaturu i koristi se za proizvodnju grijaćih elemenata, zidova peći, zaštitnih rukava za termoelemente za visoko-temperaturne peći, kao i dijelova zrakoplovnih motora, raketnih mlaznica, itd. Može održavati stabilna {5} mehanička svojstva u okruženju visoke temperature.
3. Elektronsko polje: molibden ima odličnu električnu provodljivost, toplotnu provodljivost i otpornost na visoke temperature. Koristi se za proizvodnju katoda za elektronske cijevi, poluvodičkih čipova, električnih kontakata, štampanih ploča, itd. Ima važnu primjenu u oblastima elektronske opreme, komunikacione opreme i nove energije.
4. Ostala polja: Molibden se također koristi u proizvodnji cementnog karbida (kao što je cementni karbid na bazi molibden karbida-), katalizatora (koristi se u petrohemijskim i hemijskim reakcijama uglja), poljoprivrednih gnojiva (molibdensko đubrivo, podstiče i proizvodnju nuklearnih komponenti koje se koriste u nuklearnoj industriji) itd.
Naši proizvodi od molibdena
5. Tantal (Ta) - "visoki- materijal" sa jakom otpornošću na koroziju
(1) Fizička svojstva
Tantalje srebrno-rijetki metal s atomskim brojem 73 i atomskom težinom od 180,9479. Nalazi se u grupi VB perioda 6 periodnog sistema elemenata. Gustina mu je 16,654 g/cm³ (na 20 stepeni), tačka topljenja je čak 3017 stepeni, a tačka ključanja je 5458 stepeni. Ima odličnu otpornost na visoke temperature, čvrst je na sobnoj temperaturi, ima meku teksturu i dobru duktilnost i plastičnost. , može se uvući u filamente i umotati u tanke folije (debljina može doseći 0,01 mm), ima odličnu toplinsku i električnu provodljivost, mali koeficijent linearne ekspanzije (6,5×10⁻⁶/ stepen), dobru dimenzijsku stabilnost na visokim temperaturama i ne deformiše se lako. Tantal ima srednju tvrdoću, dobru otpornost na habanje, odličnu biokompatibilnost, ne-toksičnost i bez reakcije odbacivanja sa ljudskim tkivima.
(2) Hemijska svojstva
Hemijska svojstva tantala su izuzetno stabilna i jedan je od metala sa najjačom otpornošću na koroziju u prirodi. Ne reaguje ni sa jednom jakom kiselinom ili alkalijom kao što su kiseonik, azot, voda, hlorovodonična kiselina, sumporna kiselina, azotna kiselina, aqua regia (osim fluorovodonične kiseline i dimećeg sumpor trioksida) na sobnoj temperaturi. Njegova otpornost na koroziju čak je veća od otpornosti stakla i politetrafluoroetilena. Na visokim temperaturama (preko 200 stepeni), tantal reaguje sa kiseonikom i formira tantal pentoksid (Ta₂O₅), koji reaguje sa ugljenikom i formira tantal karbid (TaC). Tantal karbid je izuzetno tvrd i važna je sirovina za cementirani karbid. Osim toga, tantal ima dobru sposobnost koordinacije i može formirati legure s raznim elementima. Istovremeno, njegov oksid (tantal pentoksid) ima odlična dielektrična svojstva i važna je sirovina za elektronske komponente.
(3) Scenariji aplikacija
1. Elektronsko polje: Ovo je glavno polje primjene tantala, koje čini oko 50%-60% njegove ukupne potrošnje. Tantal u prahu može se sinterovati u anodni blok sa vrlo visokom specifičnom površinom. Dielektrični film tantal pentoksida koji nastaje na njegovoj površini ima vrlo visoku dielektričnu konstantu i može se koristiti za proizvodnju tantalnih kondenzatora male veličine, velikog kapaciteta i dobre stabilnosti. Široko se koriste u mobilnim telefonima, kompjuterima, digitalnim kamerama, automobilskoj elektronici, vojnoj opremi, medicinskoj opremi i drugim elektronskim kolima koja imaju stroge zahtjeve za minijaturizacijom i visokim performansama.
2. Hemijska industrija: Sa svojom jakom otpornošću na koroziju, tantal se koristi za proizvodnju osnovnih komponenti hemijske opreme, kao što su obloge reaktora, cijevi, ventili, pumpe, izmjenjivači topline, grijaći zavojnici, itd. Posebno je pogodan za upotrebu u teškim radnim uvjetima kao što su jake kiseline, halogeni i organske tekućine. Može produžiti vijek trajanja opreme i smanjiti troškove održavanja.
3. Oblast biomedicine: Tantal ima odličnu biokompatibilnost i vidljiv je pod X- zracima (olakšava postoperativno praćenje). Koristi se za proizvodnju ortopedskih implantata (kao što su koštane ploče, koštani nokti, trabekularni koštani materijali), hirurških instrumenata, ploča za popravku lobanje, zubnih implantata, itd. Može se dobro integrirati s ljudskim tkivima i nije sklon reakcijama odbacivanja.
4. Ostala polja: Tantal ima odličnu otpornost na visoke-temperature i koristi se za proizvodnju visoko-komponenti vazduhoplovne opreme (kao što su raketne mlaznice i poklopci nosnog konusa); koristi se i za proizvodnju cementnog karbida (za poboljšanje tvrdoće i otpornosti alata na habanje) i gettera za opremu visokog vakuuma (za apsorpciju zaostalog gasa i održavanje vakuuma); može se koristiti i kao optički aditiv staklu za povećanje indeksa prelamanja i disperzijskih svojstava stakla.
Naši proizvodi od tantala
6. Niobij (Nb) - "plemeniti metal" superprovodnika i legura
(1) Fizička svojstva
Niobijje srebrno-sivi rijedak metal s atomskim brojem 41 i atomskom težinom 92,90637. Nalazi se u VB grupi petog perioda periodnog sistema elemenata. Njegova elektronska konfiguracija je (Kr)4d⁴5s¹. U bliskoj je simbiozi sa tantalom i često formira naslage niobijuma{7}}tantal. Gustina mu je 8,57 g/cm³ (na 20 stepeni), tačka topljenja je 2477 stepeni, a tačka ključanja je 4744 stepeni. Ima odličnu otpornost na visoke temperature, čvrst je na sobnoj temperaturi, čvrste je teksture, ima dobru duktilnost, plastičnost i obradivost i može se valjati u ploče, trake, žice, šipke i druge profile. Ima odličnu toplotnu i električnu provodljivost, mali koeficijent linearne ekspanzije, Mohsovu tvrdoću 6 i dobru otpornost na habanje i deformacije. Najveća karakteristika niobija su njegova odlična supravodljiva svojstva i visoka supravodljiva temperatura prijelaza.
(2) Hemijska svojstva
Hemijska svojstva niobija su relativno stabilna. Nije lako oksidirati zrakom na sobnoj temperaturi i ima jaku otpornost na koroziju. Kada temperatura dostigne 200 stepeni, počinje da se oksidira. Može se direktno kombinirati sa sumporom, ugljikom i dušikom, ali ne reagira s neorganskim kiselinama ili bazama. Nerastvorljiv je u aqua regia i može se otopiti samo u fluorovodoničnoj kiselini. Niobij se može oksidirati na zraku na 349,85 stupnjeva kako bi se formirao svijetlo žuti oksidni film. Kako temperatura nastavlja da raste, debljina oksidnog filma se povećava, a boja postaje plava i postaje crna na 399,85 stepeni. Osim toga, niobijum može formirati legure sa različitim metalima, kao što su niobij{10}}legure titanijuma, niobijum{11}}legure nikla, itd., što može optimizirati njihova superprovodna svojstva i mehanička svojstva.
(3) Scenariji aplikacija
1. Industrija čelika: Ovo je najveća industrija za potrošnju niobija. Niobij se uglavnom koristi u visoko{2}}nisko legiranom čeliku (HSLA čelik) u obliku feroniobijuma, koji pripada "mikro-legiranim" čelicima. Dodavanje samo 0,03%-0,05% niobija u čelik može povećati granicu tečenja čelika za više od 30%, a istovremeno poboljšati žilavost, otpornost na oksidaciju na visokim-temperaturama, otpornost na koroziju i performanse zavarivanja čelika. Može se koristiti za proizvodnju naftovoda i plinovoda, automobilskih dijelova, čeličnih šina, brodskih trupova i čeličnih šipki visoke čvrstoće za građevinske konstrukcije, itd., kako bi olakšao automobile i smanjio emisiju ugljika.
2. Vazduhoplovstvo: Ovo je druga najveća industrija u potrošnji niobija i glavno polje primjene niobija visoke{1}}čistoće. Feroniobijum visoke{3}}čistoće, niobijum-legura nikla, legura niobijum-tantal toplotne-i dr Koriste se za proizvodnju{10}}dijelova otpornih na toplinu za avionske motore, raketne motore, umjetne satelite, svemirske letjelice, gasnoturbinske motore itd.
3. Područje supravodljivosti: Ovo je jedno od najperspektivnijih područja primjene niobija. Legure niobija imaju visoku supravodljivu prelaznu temperaturu i koriste se za proizvodnju supravodljivih magneta. Oni se široko koriste u maglev vlakovima, uređajima za nuklearnu magnetnu rezonancu (MRI), akceleratorima nuklearnih čestica i reaktorima nuklearne fuzije. Jezgra elektromagneta MRI instrumenata su često napravljena od legura titanijuma-prevučenih niobijem{5}}.
4. Ostala polja: Niobij se koristi u elektronskoj industriji za proizvodnju kondenzatora male veličine i velikog kapaciteta; u hemijskoj industriji koristi se za proizvodnju opreme-otporne na koroziju; također se koristi u proizvodnji visokotemperaturnih-legura, cementnog karbida itd.
Naši proizvodi od niobija
7. Cirkonijum (Zr) - "poseban metal" koji je otporan na zračenje i koroziju
(1) Fizička svojstva
Cirkonijumje srebrno-sivo sjajni prelazni metal sa atomskim brojem 40 i atomskom težinom od 91,224. Nalazi se u grupi IVB perioda 5 periodnog sistema elemenata, a njegova elektronska konfiguracija je 4d²5s². Gustina mu je 6,506 g/cm³ (na 20 stepeni), tačka topljenja je 1852 stepena, a tačka ključanja je 4377 stepeni. Čvrst je na sobnoj temperaturi, jake je plastičnosti i otporan je na visoke temperature, koroziju i zračenje. Cirkonijum ima dve kristalne strukture. Temperatura faznog prelaza ispod 860-870 stepeni je tip heksagonalnog kristalnog sistema, a gore je tip kubnog kristalnog sistema. Ima mali poprečni presek hvatanja toplotnih neutrona (0,18b), odličnu otpornost na zračenje i dobra svojstva dobijanja (može snažno apsorbovati kiseonik, vodonik, azot i druge gasove na visokim temperaturama), a može i da skladišti vodonik.
(2) Hemijska svojstva
Cirkonijum ima relativno aktivna hemijska svojstva i može reagovati sa vodom, kiselinom i alkalijom da bi oslobodio vodonik; može biti podvrgnut reakcijama adicije sa nemetalnim elementima kao što su kiseonik, vodonik, azot i halogeni da bi se stvorila binarna jedinjenja koja sadrže cirkonijum-. Čvrsti cirkonijum je stabilan na sobnoj temperaturi. Kada se zagreje na 200 stepeni, može polako da reaguje sa kiseonikom da bi stvorio cirkonijum oksid (ZrO₂). Cirkonijum oksid može formirati jak oksidni film na površini cirkonija kako bi poboljšao njegovu otpornost na koroziju. Cirkonijum u prahu se lako spontano zapali, a tačka paljenja varira između 80-285 stepeni u zavisnosti od veličine čestica. Cirkonijum je nerastvorljiv u vodi, slabo rastvorljiv u kiselini, rastvorljiv u fluorovodičnoj kiselini i carskoj vodi, i ne reaguje sa koncentrovanom hlorovodoničnom kiselinom na sobnoj temperaturi. Nakon zagrijavanja, reaguje polako da formira cirkonijum hlorid i oslobađa gas vodonik; takođe može da reaguje sa alkalijama kao što je kalijum hidroksid da bi se formirao kalijum cirkonat i oslobodio gas vodonik. Na visokim temperaturama, cirkonij može apsorbirati ugljični monoksid i ugljični dioksid, a također može reagirati s cirkonij tetrabromidom i drugim supstancama.
(3) Scenariji aplikacija
1. Industrija atomske energije: Zbog visoke tačke topljenja cirkonija, umjerene gustine, velike čvrstoće, jake plastičnosti i malog poprečnog presjeka hvatanja termalnih neutrona, njegove legure (kao što su Zr-2, Zr-4 legure) su strukturni materijali jezgra za nuklearne reaktore, nuklearnu industriju energije i nuklearnu industriju i široku atomsku podmornicu. Na primjer, nuklearni reaktor Oak Ridge National Laboratory u Sjedinjenim Državama izgrađen je od legura cirkonija.
2. Hemijska industrija: Čisti cirkonijum ima odličnu otpornost na kiseline i alkalije i koristi se za proizvodnju reaktora, pumpi, izmenjivača toplote, ventila, mešalica itd. hemijske opreme. Posebno je pogodan za upotrebu u visoko korozivnim radnim uslovima; cirkonijumski čipovi se mogu koristiti kao aditivi za proizvodnju čelika za deoksidaciju i denitrifikaciju, a mogu se koristiti i kao rafineri zrna za aluminijumske legure.
3. Elektronsko polje: Cirkonijum ima dobra svojstva dobijanja, a njegove legure se mogu koristiti kao getteri u industriji elektronskih cevi. Na primjer, cirkonijum-grafitni geteri se koriste u cijevima putujućih valova i
4. Ostala polja: Cirkonijum u prahu se koristi za proizvodnju vatrometa, oružja (kao što su cijevi za metke, oklopna{1}}zapaljiva municija) i metalurgije praha; legure cirkonijuma se koriste za proizvodnju medicinskih uređaja (kao što su proteze, materijali za koštane implantate, veštački bubrezi) i delova svemirskih letelica (kao što su raketne mlaznice, lopatice mlaznog motora); jedinjenja cirkonija (kao što je cirkonijum) se koriste za proizvodnju vatrostalnih materijala, abrazivnih materijala, sirovina za drago kamenje, itd.
Naši proizvodi od cirkonija
8. Krom (Cr) - čvrst i otporan na habanje-"stručnjak protiv korozije"
(1) Fizička svojstva
Chromiumje srebrno-metal s atomskim brojem 24 i atomskom težinom 51,9961. Nalazi se u VIB grupi 4. perioda periodnog sistema elemenata. Gustina mu je 7,19 g/cm³ (na 20 stepeni), tačka topljenja je 1907 stepeni, a tačka ključanja je 2671 stepen. Čvrsta je na sobnoj temperaturi i ima tvrdu teksturu (tvrdoća po Mohsu 9, druga nakon dijamanta). Ima jaku otpornost na habanje i jedan je od najtvrđih među svim metalima. Krom ima slabu duktilnost i plastičnost i nije ga lako obraditi na sobnoj temperaturi. Potrebno ga je kovati i valjati na visokim temperaturama. Ima odličnu toplotnu i električnu provodljivost, mali koeficijent linearne ekspanzije (6,2×10⁻⁶/ stepen), a takođe ima određena feromagnetna svojstva i može biti privučen magnetima.
(2) Hemijska svojstva
Krom ima relativno aktivna hemijska svojstva i lako se oksidira zrakom na sobnoj temperaturi. Na površini će se formirati gusti film hrom-oksida (Cr₂O₃). Ovaj film može efikasno izolovati koroziju od spoljašnjih medija, čineći da hrom ima dobru otpornost na koroziju i da nije lako zarđati. Krom može reagirati s razrijeđenom hlorovodoničnom kiselinom i razrijeđenom sumpornom kiselinom kako bi se oslobodio vodik. Može da reaguje sa azotnom kiselinom da stvori hrom nitrat. Može reagirati s elementima kao što su kisik, dušik, ugljik i sumpor da bi stvorio spojeve kao što su krom oksid, krom nitrid i krom karbid. Među njima, hrom karbid ima izuzetno visoku tvrdoću i važna je sirovina cementnog karbida. Uobičajena oksidaciona stanja hroma su +3 i +6. +6-jedinjenja valentnog hroma (kao što su hromat i dihromat) su visoko oksidirajuća, dok su +3-jedinjenja valentnog hroma relativno stabilna i manje toksična.
(3) Scenariji aplikacija
1. Područje galvanizacije: Ovo je jedno od najvažnijih područja primjene hroma. Sloj galvanizacije hroma ima karakteristike uniformnog, gustog, tvrdog, otpornog na habanje-i otporan na koroziju-. Široko se koristi u površinskoj obradi metala, kao što su dijelovi automobila, elektroničke komponente, hardverski proizvodi, stolno posuđe, medicinska oprema, itd. Ne samo da može poboljšati izgled i teksturu, već i produžiti vijek trajanja. Također može igrati dekorativnu ulogu (kao što je efekat ogledala hromiranih-dijelova).
2. Polje proizvodnje legura: hrom je jedan od osnovnih elemenata u proizvodnji nerđajućeg čelika, čelika otpornog na toplotu- i alatnog čelika. Tvrdoća, otpornost na habanje i otpornost na koroziju legura dodatih hromom su znatno poboljšane. Na primjer, sadržaj hroma u nerđajućem čeliku je obično više od 10%, što može efikasno sprečiti čelik od hrđe; dodavanje hroma alatnom čeliku može poboljšati tvrdoću i otpornost na habanje alata i koristi se za izradu alata za struganje, glodala, burgije itd.
3. Hemijska industrija: jedinjenja hroma (kao što su hromat, dikromat) imaju jaka oksidaciona svojstva i koriste se za proizvodnju oksidanata, katalizatora, pigmenata (kao što su hrom žuti, hrom zeleni), konzervansa, itd., i široko se koriste u hemijskoj industriji, premazima, štampanju i bojanju i drugim poljima.
4. Ostala polja: Krom se također koristi u proizvodnji tvrdih legura (kao što su tvrde legure na bazi hrom karbida-), magnetnih materijala, keramičkih materijala, itd. Također se koristi kao deoksidator i aditiv za legure u metalurškoj industriji, a također ima važnu primjenu u zrakoplovstvu, proizvodnji mašina i drugim poljima.
Naši Chromium proizvodi
9. Zajedničke karakteristike i sažetak osam metala
Osam metala titana, nikla, volframa, molibdena, tantala, niobija, cirkonijuma i hroma su svi prelazni metali i imaju sledeće zajedničke karakteristike: Prvo, fizički su otporni na visoke temperature, imaju veliku čvrstoću i dobru toplotnu i električnu provodljivost, i nezamenljivi su osnovni materijali{0}} u oblasti visoke proizvodnje; drugo, hemijski su otporni na koroziju i mogu lako formirati oksidne filmove na svojim površinama, što im omogućava da se prilagode različitim teškim radnim uslovima; treće, mogu formirati legure sa drugim metalima, dodatno optimizujući performanse legiranjem i šireći obim primene.
Istovremeno, svaki metal ima jedinstvene osnovne prednosti: malu težinu titana, veliku čvrstoću i biokompatibilnost, magnetizam nikla i kompatibilnost sa legurama, otpornost na ekstremne visoke temperature volframa, žilavost molibdena na visokim temperaturama i sinergiju legure, tantalovu super otpornost na koroziju i svojstva superprovodljivosti, mikroelektrične {0} svojstva, niobij, otpornost na zračenje i sposobnost skladištenja vodonika cirkonija, te otpornost na habanje i antikorozivna svojstva hroma čine ih komplementarnim jedni drugima u strateškim poljima kao što su vazduhoplovstvo, elektronske informacije, biomedicina, hemijska industrija i nuklearna industrija.
Uz kontinuirani razvoj nauke i tehnologije, zahtjevi za performansama metalnih materijala nastavljaju rasti. Tehnologija duboke obrade i tehnologija legiranja ovih osam metala nastavit će stvarati proboje, a scenariji njihove primjene će se dalje proširivati, pružajući snažniju podršku razvoju vrhunske-proizvodnje i tehnološkog napretka, te postajući važan materijalni temelj za promicanje razvoja ljudskog društva.
