Umfassender Leitfaden zu Metallmaterialien:Typen, Eigenschaften und praktische Anwendungen

Eigenschaften von Metallen

Metalle haben unterschiedliche Eigenschaften, die sie für vielfältige Anwendungen geeignet machen. Hier sind einige der Eigenschaften von Metallen – physikalische und chemische.

1. Formbarkeit

Diese Eigenschaft von Metall ermöglicht es, dass ein Metall in verschiedene Formen geschlagen oder gebogen werden kann, ohne zu brechen. Aufgrund seiner Formbarkeit kann es flach in verschiedene Bleche wie Aluminiumfolie gehämmert werden. Metallionen auf der Struktur gleiten bei Krafteinwirkung übereinander.

2. Duktilität

Metallmaterialien können in verschiedene Formen gestreckt werden, um dünne Drähte herzustellen. Die Duktilität von Metall erleichtert das Einziehen in Drähte, die für Kabel oder zum Löten verwendet werden. Ein gutes Beispiel für ein duktiles Metall ist Kupfer.

3. Leitfähigkeit

Metalle sind aufgrund der freien Elektronen auf ihrer Oberfläche gute Wärme- und Stromleiter. Auch Metalle wie Silber leiten Wärme perfekt und werden für Materialien mit diesem Effekt verwendet. Auch Kupfer, das in Drähten verwendet wird, leitet Elektrizität gut.

4. Glanz

Einige Metalle sind von Natur aus glänzend oder glänzend. Das Vorhandensein freier Elektronen auf der Oberfläche von Metallen führt dazu, dass diese Licht zurückreflektieren. Dadurch erscheinen Metalloberflächen glänzend bzw. glänzend. Diese Funktion erleichtert das Glasieren nach dem Polieren oder Lackieren von Metall.

5. Hoher Schmelz- und Siedepunkt

Metallionen und Moleküle sind durch eine starke chemische Kraft eng miteinander verbunden, die eine Gitterstruktur erzeugt. Daher ist hohe Wärmeenergie erforderlich, um diese Bindungen aufzubrechen, was zu hohen Schmelz- und Siedepunkten führt.

6. Hohe Dichte

Da die Atome und Moleküle zusammengepackt sind, weisen Metalle eine hohe Dichte auf. Diese Eigenschaft macht sie solide und stabil für den Einsatz in verschiedenen Bereichen.

7. Hochreaktiv

Metalle sind hochreaktive Elemente und verbinden sich leicht chemisch mit anderen Elementen. Diese Funktion hilft beim Galvanisieren und Eloxieren, da Metalle leicht mit den Substraten in Kontakt kommen. Beispielsweise reagiert Zink leicht mit Säuren, Natrium reagiert gut mit Wasser und viele Metalle reagieren gut mit Sauerstoff.

Welche Kategorien gibt es für Metall?

Metalle werden hauptsächlich nach ihren physikalischen oder chemischen Eigenschaften kategorisiert. In diesem Abschnitt werden wir uns einige Kategorien unter beiden ansehen.

Eisenmetalle

Eisenmetalle sind Metalle, deren Zusammensetzung Eisen (Fe) enthält, während Nichteisenmetalle das Element nicht enthalten. Sie haben einen hohen Kohlenstoffgehalt, was sie stärker als Nichteisenmetalle macht. Dadurch sind sie jedoch anfällig für Rost, wenn sie mit Wasser in Berührung kommen.

Beispiele für Eisenmetalle sind Eisenguss, Schmiedeeisen, Stahl, legierter Stahl und Kohlenstoffstahl. Sie sind magnetisch und werden daher für elektrische Zwecke verwendet – sie sind in vielen kommerziellen Industrien wie Automobilen, Eisenbahnschienen und Schiffscontainern nützlich.

Nichteisenmetalle

Nichteisenmetalle sind Metalle, die keinen Eisengehalt (Fe) haben. Metalle wie Aluminium, Kupfer, Messing und Zink enthalten in ihrer Zusammensetzung fast kein Eisenelement und werden daher als Nichteisenmetalle bezeichnet. Sie sind resistent gegen Rost, da sie nicht so leicht aktiv mit Wasser oder Sauerstoff reagieren, den Elementen, die Rost verursachen.

Darüber hinaus sind sie nicht magnetisch, weshalb sie in der Kabel- und Elektronikfertigung nützlich sind. Nichteisenmetalle sind bekanntermaßen formbar und lassen sich daher leichter formen und formen als Eisenmetalle. Aufgrund ihrer hohen Korrosionsbeständigkeit, Leitfähigkeit und ihres geringen Gewichts werden sie hauptsächlich in verschiedenen kommerziellen und industriellen Aktivitäten eingesetzt.

Umfassende Liste metallischer Elemente

Die Metalle im Periodensystem sind nach Blöcken, Gruppen und Perioden gruppiert. Die Zeilen des Periodensystems geben den Atomradius, die Ionisierungsenergie und die Elektronegativität an, während die Spalten die chemischen Eigenschaften aufgrund der gleichen Anzahl von Atomen anzeigen. Dazu gehören:

• Alkalimetalle
• Erdalkalimetalle
• Übergangsmetalle
• Post-Übergangsmetalle
• Lanthanide
• Aktiniden
• Edelmetalle
• Edelmetalle

S.NrOrdnungszahlSymbolMetall Elemente13LiLithium24BeBeryllium311NaNatrium412MgMagnesium513AlAluminium619KKalium720CaCalcium821ScScandium922TiTitan1023VVanadium1124CrChromium1225MnMan Ganes1326FeEisen1427CoCobalt1528NiNickel1629CuKupfer1730ZnZinc1831GaGallium1937RbRubidium2038SrStrontium2139YYttrium2240ZrZirkonium2341NbNiobium2442MoMolybdän um2543TcTechnetium2644RuRuthenium2745RhRhodium2846PdPalladium2947AgSilber3048CdCadmium3149InIndium3250SnZinn3355CsCäsium3456BaBarium3557LaLanthan3658CeCerium 3759PrPraseodymium3860NdNeodymium3961PmPromethium4062SmSamarium4163EuEuropium4264GdGadolinium4365TbTerbium4466DyDysprosium4567HoHolmium4668ErErbium4769TmThuli um4870YbYtterbium4971LuLutetium5072HfHafnium5173TaTantalum5274WTungsten5375ReRhenium5476OsOsmium5577IrIridium5678PtPlatinum5779AuGold5880HgMercury5981TlThalli um6082PbBlei6183BiBismut6284PoPolonium6387FrFrancium6488RaRadium6589AcActinium6690ThThorium6791PaProtactinium6892UUranium6993NpNeptunium7094PuPlutonium7195Am Americium7296CmCurium7397BkBerkelium7498CfCalifornium7599EsEinsteinium76100FmFermium77101MdMendelevium78102NoNobelium79103LrLawrencium80104RfRutherfordium8110 5DbDubnium82106SgSeaborgium83107BhBohrium84108HsHassium85109MtMeitnerium86110DsDarmstadtium87111RgRoentgenium88112CnCopernicium89113NhNihonium90114FlFlerovium

Arten von Metallen, die Sie kennen müssen

Metalle verfügen über mehrere Eigenschaften, die sie in verschiedenen Branchen und Bereichen nützlich machen. Es gibt mehr als 90 verschiedene Metallarten, aber hier sind die Gemeinsamkeiten in den verschiedenen Branchen und ihre Verwendung.

1. Eisen

Eisen ist das beliebteste und kostengünstigste Metall. Die drei Arten sind Roheisen, Gusseisen und Schmiedeeisen. Eisen macht fast 5 % der Erde aus. Daher handelt es sich um ein leicht verfügbares Metall. Allerdings ist reines Eisen kein stabiles Element, da es sich mit dem Luftsauerstoff verbindet und Eisenoxid bildet.

• Roheisen ist eine rudimentäre Form von Eisen, die zur Herstellung verschiedener Eisenmetalle verwendet wird, darunter Gusseisen und Stahl.
• Gusseisen entsteht durch das Schmelzen von Roheisen mit Koks und Kalkstein. Gusseisen ist zerbrechlich und besonders schwer zu schweißen. Es ist jedoch ein vielseitiger technischer Werkstoff für den Metallguss in der Automobilindustrie.
• Schmiedeeisen ist zähes, duktiles und korrosionsbeständiges Schmiedeeisen. Es handelt sich um ein hochreines Metall, das in vielen Branchen zur Metallherstellung verwendet wird.

2. Magnesium

Magnesium ist eines der natürlich vorkommenden Metalle (Mg). Allerdings wird es oft mit anderen Metallen wie Aluminium legiert. Das bedeutet, es mit anderen Metallen und Elementen zu kombinieren, um ein Hybridmaterial mit bestimmten Eigenschaften zu bilden.

Eine der häufigsten Anwendungen von Magnesium ist die Automobil- und Luftfahrtindustrie. Magnesium gilt hinsichtlich der Gewichtsreduzierung bei hoher Festigkeit als eine Stufe höher als Aluminium. Zu den Anwendungen gehören Felgen, Motorblöcke und Getriebegehäuse.

3. Stahl

Stahl ist eine Legierung aus zahlreichen chemischen Elementen, darunter Eisen und Kohlenstoff, die ein starkes und bruchfestes Metall bilden. Seine hohe Zugfestigkeit und seine günstigen Kosten machen es zum am häufigsten verwendeten Material für eine Vielzahl von Produkten, darunter Gebäude, Waffen, medizinische Implantate und Maschinen sowie elektrische Geräte und verschiedene Instrumente.

Es gibt drei Arten von Stahl:Kohlenstoffstahl, Edelstahl und legierter Stahl. Diese haben alle unterschiedliche Stahlsorten.

4. Aluminium

Aluminium ist ein Leichtmetall, das aushärtet und sich versteift, wenn es in Spuren mit anderen Legierungen kombiniert wird. Die Festigkeit, elektrische Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit von Aluminium machen es ideal für Anwendungen in verschiedenen Branchen.

Außerdem magnetisiert Aluminium nicht und ist einfach herzustellen. Es wird häufig für Flugzeuge, Autoteile und Oberleitungen verwendet. Darüber hinaus ist es aufgrund seiner glänzenden Beschaffenheit optisch ansprechend und kann in der Blechbearbeitung und der Herstellung von Aluminiumlegierungen verwendet werden.

5. Kupfer

Kupfer ist ein formbares, flexibles und duktiles rotbraunes Metall. Es verfügt über eine starke elektrische Leitfähigkeit und kann gerollt, geschmiedet, gegossen und zu Drähten gezogen werden. Es wird häufig für Münzen, Draht und Küchengeräte verwendet. Viele Kupfersorten dienen unterschiedlichen Zwecken in verschiedenen Branchen.

6. Titan

Titan ist ein unverzichtbares Leichtmetall, das bei der Herstellung verschiedener Flugzeugausrüstungen verwendet wird. Es ist eines der korrosionsbeständigsten Metalle. Die Metallprobe weist auch unter extremen Hitzebedingungen eine gute Hitzestabilität auf, weshalb die Luft- und Raumfahrtindustrie den höchsten Titanverbrauch verzeichnet. Es ist korrosionsbeständig und daher für die Herstellung medizinischer Geräte geeignet.

7. Bronze

Bronze ist eine Metalllegierung, die aus einer Kombination von Metallproben wie Kupfer und Zinn oder Aluminium gewonnen wird. Es ist solide und rostet oder korrodiert nicht, wenn es Feuchtigkeit ausgesetzt wird, weshalb es bevorzugt für Bildhauerarbeiten oder Turbinenschaufeln verwendet wird. Es schmilzt leicht und kann zu Rohren, Zahnrädern, Pumpen und Drähten geformt werden.

8. Messing

Messing ist eine Zink- und Kupferlegierung. Basierend auf dem Kupfer-Zink-Verhältnis und dem Zusatz geringer Mengen zusätzlicher Elemente wird es in zahlreiche Sorten eingeteilt. Messing ist haltbarer als Kupfer, weist jedoch eine geringere Leitfähigkeit für Strom und Wärme auf. Es ist außerdem sehr beständig gegen Luftkorrosion und lässt sich problemlos löten. Messing wird hauptsächlich zur Herstellung von Schlössern und Ventilen verwendet.

9. Führen

Blei ist eines der schwersten Metalle der Erde und hat einen niedrigen Schmelzpunkt. Es ist leicht formbar und weich, wodurch es leicht zu schneiden ist. Aufgrund seiner Weichheit wird Blei zum Löten und zum Auskleiden von Wasserleitungen und Säuretanks verwendet. Es wird auch zur Beschichtung von Elektrokabeln und zur Herstellung von Geschossen verwendet.

10. Wolfram

Wolfram hat den höchsten Schmelz- und Siedepunkt der Erde und hält der widrigsten Wärmebehandlung von Metallen stand. Dies macht es nützlich zum Schneiden anderer Metalle, wenn es zu Wolframcarbid verarbeitet wird. Wolfram weist unter den reinen Metallen auch die größte Zugfestigkeit auf und wird zum Gravieren oder Schneiden von Metall verwendet. In Kombination mit anderen Metallen sorgen sie dafür, dass Raketendüsen extremen Temperaturen standhalten.

11. Zink

Zink wird hauptsächlich zum Beschichten anderer Metalle verwendet, da es eine hohe Korrosions- und Verschleißbeständigkeit aufweist. Aufgrund seines geringen elektrochemischen Potenzials rostet es nicht und ist daher für die Herstellung von Rohrleitungen sowie für den Druckguss von Elektrogeräten und Tanks unerlässlich.

12. Zinn

Zinn ist ein weiches Metall und lässt sich leicht formen. Es wird hauptsächlich zur Herstellung von Legierungsmetallen wie Bronze verwendet und ist die Grundkomponente für die Herstellung von Zinn.

13. Nickel

Nickel wird üblicherweise zur Herstellung von Edelstahl verwendet und ist eines der am häufigsten verwendeten Metalle für die Metallbeschichtung. Es erhöht die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit der Metalloberfläche. Nickel ist eines der am häufigsten verwendeten Metalle in der Galvanisierung.

14. Chrom

Ein weiteres wirksames Galvanisiermetall, Chrom, verbessert die Metallhärte anderer Elemente und kann auch die Oberflächenveredelung verbessern. Es ist hart wie Kohlenstoff und hat einen hohen Schmelzpunkt.

15. Silizium

Silizium ist eines der beliebtesten Nichteisenmetalle, da es sowohl metallische als auch nichtmetallische Eigenschaften aufweist. Silizium hilft anderen Metallen, ihre Eigenschaften zu verbessern, und ist ein gutes Legierungsmaterial. Es hat einen hohen Schmelzpunkt und ist kein guter Wärmeleiter.

16. Kobalt

Kobalt wird häufig zur Herstellung blauer Pigmente für Farben und Farbstoffe verwendet. Heutzutage werden vor allem verschleißfeste und hochfeste Stahllegierungen eingesetzt. Kobalt ist im Wesentlichen ein Nebenprodukt beim Abbau von Kupfer und Nickel und wird selten allein produziert.

17. Lithium

Aufgrund seines silbrig-weißen Glanzes wird dieses Metall vor allem zur Aufwertung von Glas und Keramik verwendet. Es ist bekanntermaßen ein weiches Metall mit schlechter Leitfähigkeit.

18. Gold

Gold ist ein teures Metall, das seit Jahrhunderten zur Herstellung von Schmuck, Münzen und anderen Dekorationen verwendet wird. Es ist ungewöhnlich, weich, flexibel und korrodiert nicht in der Atmosphäre. Darüber hinaus leitet es Elektrizität gut und ist bei Raumtemperatur fest, dicht, korrosionsbeständig und leicht formbar.

19. Silber

Silber ist ebenso wie Gold ein Edelmetall und wird aufgrund seines Glanzes vor allem für Schmuck und Schmuckstücke verwendet. Es ist ein weiches, formbares Metall und beständig gegen atmosphärische Korrosion. Es leitet Strom und Wärme ordnungsgemäß.

20. Beryllium

Beryllium ist ein silbrig-weißes Weichmetall mit geringer Dichte, hoher Steifigkeit, hoher Festigkeit, struktureller Stabilität und Reflexionsvermögen. Es unterscheidet sich von den Metallen durch seine spezifische Steifigkeit. Beryllium hat im Vergleich zu Metallen die zweitniedrigste Dichte.

Anwendungen von Metall in verschiedenen Branchen

Der universelle Einsatz von Metallen macht es zu einem stabilen Bauteil für die Herstellung der meisten Industrieteile. Hier sind die Metallanwendungen für verschiedene Branchen.

Medizinindustrie

Essbare Metalle (Natrium, Mangan und Kalium) sind nicht nur Bestandteile von Arzneimitteln, sondern werden auch in der Medizin für verschiedene Zwecke verwendet. Titan wird für medizinische Geräte wie Prothesen verwendet, während Aluminium aufgrund seines Verhältnisses von Festigkeit zu Gewicht für Implantate verwendet wird.

Automobil- und Maschinenindustrie

Metalle werden am häufigsten in Geräten, feuerfesten Produkten und Autos verwendet. Sie werden bei der Herstellung von Automobilen, Zügen, Flugzeugen, Raketen usw. eingesetzt. Die hier am häufigsten verwendeten Metalle sind Eisen, Aluminium und Stahl.

Dekorative Produkte

Platin, Gold und Silber sind Edelmetalle mit erheblichem wirtschaftlichen Wert und werden häufig in Schmucksets und Dekorationsstücken verwendet.

Bauindustrie

Metalle wie Eisen und Stahl gehören zu den am häufigsten verwendeten Materialien beim Bau von Bauwerken und Wohnungen. Sie sind auch Metalle, die in architektonischen Anwendungen verwendet werden. Wasserleitungen und Dächer bestehen aus Metallen wie Blei. Für Dächer werden Zinn, Zink, Kupfer und Aluminium verwendet. Eisen ist für seine strukturellen Eigenschaften bekannt und wird in Form von Gusseisen, Schmiedeeisen oder Stahl verwendet.

Luft- und Raumfahrt

Einige Metalle werden aufgrund ihrer erstaunlichen Eigenschaften in der Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet. Ein gutes Metall für die Luft- und Raumfahrt sollte Eigenschaften wie Strahlungsbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht aufweisen. Beispiele für in dieser Branche verwendete Metalle sind Aluminium für Flugzeugzellenstrukturen, Nickellegierungen in Kombination mit Stahl und Titan für Triebwerksteile.

Elektronikindustrie

Aufgrund ihrer hervorragenden elektrischen Leitfähigkeit sind Legierungen mit Gold, Silber und Platin beliebte Kandidaten für elektronische Verbindungen.

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