Materials metàl·lics¶
Són materials que s’obtenen escalfant -se en un forn mineral, normalment òxids i sulfurs metàl·lics, obtinguts a les mines.
Índex de contingut:
Propietats metàl·liques¶
Tot i que els metalls diferents tenen propietats molt diferents, hi ha algunes propietats comunes a totes elles.
- Resistència mecànica
- La resistència mecànica de la majoria de metalls és molt alta. Millor que la resta de materials. Aquesta és la raó per la qual s’utilitzen per fabricar estructures. Per exemple, edificis, avions, cotxes, vaixells, etc.
- Mal·leabilitat i ductilitat
- La majoria dels metalls són molt malebles i molt dúctils, cosa que facilita molt per fabricar fulls i cables fins.
- Densitat metàl·lica
És molt variable, però en general són molt densos que l’aigua.
Metal Densitat (kg/litre) Magnesi 1.7 Alumini 2.7 Titani 4.5 Planxar 7.9 Coure 9.0 Davantera 11.3 Mercuri 13,5 Or 19,3 - Conductivitat
- Els metalls són bons conductors de calor i electricitat.
- Oxidació
Hi ha metalls, com el ferro, que s’oxiden sense parar fins que la corrosió els desfés completament.
Alguns metalls com l’alumini, la plata o el plom s’oxiden superficialment i perden la seva brillantor metàl·lica. Aquesta capa d’òxid superficial els protegeix prevenir l’oxidació. Així, aquests metalls són resistents a la corrosió.
Altres metalls com l’or, el platí o el crom mantenen la seva brillantor metàl·lica sense oxidar superficialment.
- Resposta lleuger
- Els metalls són opacs i, polit, reflecteixen el pou de la llum. Tenen una brillantor característica anomenada "Metallic ".
- Propietats ecològiques
Els metalls són fàcilment reciclables moltes vegades sense degradar -se.
Molts metalls són inerts i no reaccionen amb la natura, oxidant -se molt lentament sense produir tòxics.
Els metalls pesants són molt tòxics per al medi ambient.
- Altres propietats
- Hi ha metalls líquids a temperatura ambient (Mercuri i Gallium) que es poden utilitzar per fer termòmetres, tubs fluorescents, etc.
Taula periòdica dels elements¶
Els metalls suposen que la majoria dels elements representats a la taula periòdica.
Aliatges¶
Un aliatge és una barreja d’un metall amb un altre element. Els aliatges es fabriquen generalment fusionant un metall amb altres elements de manera que es combinen de manera que el resultat tingui millors propietats que els productes utilitzats.
Exemples d’aliatges són el bronze (coure i estany), llautó (coure i zinc), acer (ferro i carboni), acer inoxidable (ferro, carboni i crom) o duralumina (alumini i coure).
La majoria dels metalls no s’utilitzen en la seva forma pura, sinó que s’alien amb altres elements per millorar les seves propietats.
Classificació de metalls¶
- ** Metalls ferrosos: ** compost principalment de ferro. Són els més utilitzats per al seu preu baix.
- ** El coure i els seus aliatges: ** coure, bronze i llautó. Són molt apreciats per la seva bona conductivitat, la seva resistència mecànica (bronze) i la resistència a la corrosió.
- ** Metalls lleugers: ** Principalment alumini, titani, magnesi i els seus aliatges. Són molt útils per fabricar avions, pròtesis, mòbils, bicicletes lleugeres, etc.
- ** Metalls pesants: ** plom, mercuri, arsènic, cadmi, crom, níquel, llauna, zinc. Són molt tòxics per al medi ambient.
- ** Metalls nobles: ** Són metalls amb gran resistència a la corrosió, que no s’oxiden. Or, plata, platí, rodi, iridi, Osmio.
- ** Metalls de terra rara: ** Neodimio, Itrio, Lantano, Ceriio s’utilitzen per formar aliatges, productes electrònics, imants d’alt rendiment i superconductors.
Metalls ferrosos¶
Són els que es formen principalment per ferro. El ferro pur és un metall amb males propietats mecàniques, de manera que se solen millorar mitjançant aliatges.
La seva densitat és relativament alta (7,9 kg/litre).
- Acer
- És un aliatge de ferro amb carboni (amb un percentatge inferior de 2,1% en pes). És un dels aliatges metàl·lics més utilitzats per a tot tipus de productes i estructures perquè és el metall més barat, amb una resistència mecànica molt bona (trencament de 50 a 100 kg/mm2) i molt tenaç.
- Fosa
ES Una aleAliorn de Hierro con Carbono (al alcalde de Porcentaje Del 2,1%en peso). Són més fràgils que els acers i amb menys punt de fusió. Són més resistents als canvis de corrosió i temperatura que els acers comuns.
S’utilitzen, per exemple, per fabricar tapes de clavegueram, estufes i xemeneies, carcasses de bombes d’aigua, etc.
- Acer inoxidable
- És un aliatge de ferro amb crom (amb un percentatge superior al 10%). És molt resistent a la corrosió i s’utilitza en estris de cuina, coberts, pica, canonades, etc.
- Ferrita
Està format per alfa ferro <https://es.wikipedia.org/wiki/ferrita_ (ferro)> `__ pura i fosca. De vegades està aliat amb cobalt, níquel, zinc o manganès, que milloren les seves propietats magnètiques.
La ferrita té propietats magnètiques, de manera que s’utilitza per fer transformadors, imants, filtres de cable, etc.
Coure i els seus aliatges¶
- Coure
És un molt bon conductor de metall de calor i electricitat.
S'utilitza àmpliament per fabricar cables, canonades, intercanviadors de calor, monedes, pigments, etc. Va ser el primer metall utilitzat en la prehistòria, donant nom a la "edat del coure <https://es.wikipedia.org/wiki/addad_del_cobre>`__.
- Bronze
Aliatge de coure i estany (amb un percentatge entre el 3% i el 20%). És molt resistent al fregament i a la corrosió.
S'utilitza per construir instruments musicals, hèlixs de vaixells o escultures.
Va ser el primer aliatge obtingut per la humanitat i dóna el seu nom a l’edat de bronze <https://es.wikipedia.org/wiki/dad_del_bronce>`__.
- Llautó
És un aliatge de coure i zinc.
Té un color característic daurat, similar a l’or, de manera que s’utilitza molt en la decoració i les joies. També s’utilitza per fer panys, panys, focus, aixetes, gerros, etc.
Metalls lleugers¶
- Alumini
És el metall més utilitzat després de l’acer perquè és barat, amb una densitat baixa (2,8 kg/litre) i una molt bona resistència a la corrosió. En estat pur, és molt suau i amb baixa resistència mecànica, però correctament aliat, la seva resistència mecànica de ruptura augmenta fins a 40 kg/mm2.
És molt dúctil i maleable i es pot extreure amb molta facilitat.
S'utilitza per fabricar marcs de finestres, paper metàl·lic, llaunes, avions, cables elèctrics, etc.
Tot i ser el metall més abundant de l'escorça terrestre durant el segle XIX, la seva producció era tan cara que es considerava un material exòtic amb un preu enorme, superior al de l'or.
A partir del 1900, la seva producció va augmentar sense parar fins avui. Això es va deure a la invenció de tècniques químiques (procés de Bayer) i a l’aplicació de Dinamo que permet produir l’electricitat necessària per aïllar l’alumini per electròlisi.
- Titani
És un metall gris, baixa densitat (4,5 kg/litre) molt resistent a la corrosió i amb una bona resistència a la ruptura mecànica, similar a la de l’acer.
Té la millor relació de duresa/densitat de tots els metalls. És gairebé tan fort com els acers, però amb menys densitat.
Gràcies a les seves propietats, és molt apreciat construir pròtesis mèdiques, maquinària aeroespacial, transport químic, etc. Amb òxid de titani, pintures blanques i plàstics es fabriquen amb un color molt pur i una molt bona resistència a la radiació solar.
Metalls pesants¶
- Davantera
És un metall de color gris fosc, que es fusiona fàcilment (327 ºC).
S'utilitza en soldadura de components electrònics, bateries d'automòbils, escuts anti-radiació, pigments, bales, etc.
Actualment, el seu ús sol ser molt contaminant. Per exemple, els productes electrònics utilitzen cada vegada més soldadures i components basats en plata per evitar l’ús de plom.
- Mercuri
És un metall líquid a temperatura ambient de plata brillant.
Intenta reduir el seu ús el màxim possible per evitar les conseqüències de la seva toxicitat.
S'utilitza per fabricar fluorescents, termòmetres, amalgama per a fixadors, bateries, etc.
- Llauna
És un metall blanc brillant. És molt suau i no s’oxida.
El ** llauna ** està recobert d’acer amb una fina capa d’estany i s’utilitza en llaunes en conserva. Altres usos de llauna són la soldadura de components electrònics, la fabricació de bronze i vidre, pigments, excés d’ampolles de vi, etc.
- Zinc
És un metall blanc brillant i suau.
S'utilitza, aliatge amb coure, per produir llautó. Podeu cobrir peces de ferro en un procés anomenat ** galvanització ** que impedeixi la seva oxidació. També es troba en bateries elèctriques.
- Cromat
És un metall de corrosió blanc, dur, fràgil i molt resistent.
L’acer s’utilitza per fabricar acer inoxidable. El cromat ** consisteix a dipositar una capa protectora de crom en un altre material (plàstic, altres metalls, etc.) donant un aspecte brillant que no s’oxida. Altres aplicacions són pintures, cuir bronzejat, catalitzadors, etc.
- Níquel
És un metall blanc amb un lleuger to groc.
L’acer s’utilitza per fabricar acer inoxidable. Els aliatges de níquel de coure són molt resistents a la corrosió i s’utilitzen per fabricar motors marins, indústria química o monedes.
- Cadmi
És un metall blanc blavós.
S'utilitza en bateries recarregables de níquel-cadmi, per fer un suport amb baixa fricció i molta resistència a la fatiga.
Metalls nobles¶
- Or
És un metall daurat, suau i molt dúctil, molt resistent a l’oxidació i molt bon conductor elèctric.
La major part de l’or (70%) s’utilitza en joieria o inversió. Només el 10% de l’or s’utilitza en aplicacions industrials.
S’utilitza per cobrir contactes elèctrics que no s’oxiden, xips cables elèctrics, reflector de llum en cristalls de gots, etc.
- Platí
És un metall blanc grisenc.
S'utilitza en joieria, contactes elèctrics, estampats i catalitzadors.
- Rodi
Metall blanc de plata.
S'utilitza com a catalitzador de catalitzadors dels cotxes i no té cap substitut. Per això, el seu preu ha augmentat tant que actualment és el metall preciós més car, amb un preu molt superior al de l’or.
Preu metàl·lic¶
Hi ha diverses referències, però el més prestigiós és la London Stock Borsa. Aquests preus corresponen al tancament del mercat de valors del metall pur el 5 de juny de 2024.
| Metal | Preu €/kg |
|---|---|
| Ferro / acer [1] | 0,52 |
| Davantera | 2.18 |
| Alumini | 2.58 |
| Zinc | 2.82 |
| Titani | 6.47 |
| Coure | 9.77 |
| Liti | 13.83 |
| Níquel | 18,34 |
| Cobalt | 27.15 |
| Llauna | 31.38 |
[1] Preu mitjà de l'acer. Pot variar de 0,42 € a 0,65/kg.
Preu dels metalls preciosos a partir del 5 de juny de 2024.
| Metal | Preu €/kg |
|---|---|
| Plata | 929 |
| Platí | 30674 |
| Or | 75421 |
| Rodi | 149820 |
Preguntes unitàries¶
Unitat en format imprimible, amb preguntes.
Qüestionaris¶
Test qüestionaris sobre materials metàl·lics.