Hướng dẫn về vật liệu kim loại: phân loại, tính chất và công dụng
Có nhiều loại kim loại khác nhau, tạo ra một danh mục rộng lớn các lựa chọn cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau của chất này. Có một số ứng dụng của kim loại trong nhiều lĩnh vực công nghiệp và cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Do đó, sự lựa chọn sẽ phụ thuộc vào loại và tính chất độc đáo của kim loại.
Nhiều nguyên tố kim loại có đặc tính tương tự nhau và có thể sử dụng trong nhiều trường hợp giống hệt nhau. Tuy nhiên, việc sử dụng loại này hơn loại kia trong một trường hợp cụ thể sẽ phụ thuộc vào các lĩnh vực ứng dụng. Hướng dẫn này xem xét các loại kim loại khác nhau và các đặc điểm của chúng, xem xét cách các đặc tính này ảnh hưởng đến việc sử dụng chúng trong các lĩnh vực khác nhau.
Tính chất của kim loại
Kim loại có nhiều tính chất khác nhau khiến chúng phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau. Sau đây là một số tính chất của kim loại – vật lý và hóa học.
1. Tính dễ uốn
Tính chất này của kim loại giúp kim loại có thể bị đập hoặc uốn cong thành nhiều hình dạng khác nhau mà không bị gãy. Tính dễ uốn của nó là lý do tại sao nó có thể được đập phẳng thành nhiều tấm khác nhau như lá nhôm. Các ion kim loại trên cấu trúc trượt lên nhau khi có lực tác dụng.
2. Độ dẻo
Vật liệu kim loại có thể được kéo dài thành nhiều hình dạng khác nhau để tạo thành dây mỏng. Tính dẻo của kim loại giúp nó được kéo thành dây để sử dụng làm cáp hoặc hàn. Một ví dụ điển hình về kim loại dẻo là đồng.
3. Độ dẫn điện
Kim loại là chất dẫn nhiệt và dẫn điện tốt do có các electron tự do trên bề mặt. Ngoài ra, các kim loại như bạc dẫn nhiệt hoàn hảo và được sử dụng cho các vật liệu có hiệu ứng này. Đồng, được sử dụng trong dây dẫn, cũng dẫn điện tốt.
4. Sự sáng bóng
Một số kim loại tự nhiên sáng bóng hoặc bóng. Sự hiện diện của các electron tự do trên bề mặt kim loại khiến chúng phản xạ ánh sáng trở lại. Do đó, bề mặt kim loại trông sáng bóng hoặc bóng. Đặc điểm này giúp dễ tráng men sau khi đánh bóng hoặc sơn kim loại.
5. Điểm nóng chảy và điểm sôi cao
Các ion và phân tử kim loại được liên kết chặt chẽ bằng lực hóa học mạnh tạo nên cấu trúc mạng tinh thể. Do đó, cần có năng lượng nhiệt cao để phá vỡ các liên kết này, dẫn đến nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao.
6. Mật độ cao
Do các nguyên tử và phân tử được đóng gói lại với nhau, kim loại có mật độ cao. Đặc điểm này làm cho chúng rắn chắc để sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
7. Phản ứng cao
Kim loại là những nguyên tố có khả năng phản ứng cao và dễ dàng kết hợp hóa học với các nguyên tố khác. Tính năng này giúp ích trong quá trình mạ điện và anot hóa vì kim loại dễ dàng tiếp xúc với chất nền. Ví dụ, kẽm phản ứng dễ dàng với axit, natri phản ứng tốt với nước và nhiều kim loại phản ứng tốt với oxy.
Kim loại được chia thành những loại nào?
Kim loại được phân loại chủ yếu theo tính chất vật lý hoặc hóa học của chúng. Trong phần này, chúng ta sẽ xem xét một số danh mục thuộc cả hai loại.
Kim loại đen
Kim loại đen là kim loại có chứa sắt (Fe) trong thành phần của chúng, trong khi kim loại màu không có nguyên tố này. Chúng có hàm lượng cacbon cao, khiến chúng bền hơn kim loại màu. Tuy nhiên, điều này khiến chúng dễ bị rỉ sét khi tiếp xúc với nước.
Ví dụ về kim loại đen bao gồm gang, sắt rèn, thép, thép hợp kim và thép cacbon. Chúng có từ tính và do đó được sử dụng cho mục đích điện – chúng hữu ích trong nhiều ngành công nghiệp thương mại như ô tô, đường ray xe lửa và container vận chuyển.
Kim loại màu
Kim loại màu là kim loại không chứa sắt (Fe). Các kim loại như nhôm, đồng, đồng thau và kẽm hầu như không chứa bất kỳ nguyên tố sắt nào trong thành phần của chúng, do đó chúng được gọi là kim loại màu. Chúng có khả năng chống gỉ vì chúng không dễ phản ứng tích cực với nước hoặc oxy, là những nguyên tố gây ra gỉ.
Hơn nữa, chúng không có từ tính, đó là lý do tại sao chúng hữu ích trong sản xuất dây điện và điện tử. Kim loại màu được biết đến là dễ uốn, đó là lý do tại sao chúng dễ định hình và tạo hình hơn kim loại đen. Chúng được sử dụng chủ yếu trong nhiều hoạt động thương mại và công nghiệp do khả năng chống ăn mòn cao, độ dẫn điện và bản chất nhẹ.
Danh sách đầy đủ các nguyên tố kim loại
Các kim loại trong bảng tuần hoàn được nhóm theo khối, nhóm và chu kỳ. Các hàng trong bảng tuần hoàn biểu thị bán kính nguyên tử, năng lượng ion hóa và độ âm điện, trong khi các cột biểu thị các tính chất hóa học do cùng số lượng nguyên tử. Chúng bao gồm:
- Kim loại kiềm
- Kim loại kiềm thổ
- Kim loại chuyển tiếp
- Kim loại sau quá trình chuyển đổi
- Lantanit
- Actinit
- Kim loại quý
- Kim loại quý
| Số S. | Số nguyên tử | Biểu tượng | Các nguyên tố kim loại |
| 1 | 3 | Lý | Liti |
| 2 | 4 | Là | Berili |
| 3 | 11 | Na | Natri |
| 4 | 12 | Mg | Magiê |
| 5 | 13 | Al | Nhôm |
| 6 | 19 | K | Kali |
| 7 | 20 | Ca | canxi |
| 8 | 21 | Sc | Scandi |
| 9 | 22 | Tí | Titan |
| 10 | 23 | V | Vanadi |
| 11 | 24 | Cr | Crom |
| 12 | 25 | Mn | mangan |
| 13 | 26 | Fe | Sắt |
| 14 | 27 | Đồng | Coban |
| 15 | 28 | Ni | Niken |
| 16 | 29 | Cu | Đồng |
| 17 | 30 | Kẽm | Kẽm |
| 18 | 31 | Ga | Gali |
| 19 | 37 | Rb | Rubidi |
| 20 | 38 | Cao cấp | Stronti |
| 21 | 39 | Có | Ytri |
| 22 | 40 | Zr | Zirconi |
| 23 | 41 | Lưu ý | Niobi |
| 24 | 42 | Tôi | Molipden |
| 25 | 43 | Tc | Kỹ thuật |
| 26 | 44 | Tiếng Việt | Rutheni |
| 27 | 45 | Rh | Rhodium |
| 28 | 46 | Pd | Paladi |
| 29 | 47 | Nông nghiệp | Bạc |
| 30 | 48 | Đĩa CD | Cadimi |
| 31 | 49 | TRONG | Indi |
| 32 | 50 | Sn | Thiếc |
| 33 | 55 | Cs | Xesi |
| 34 | 56 | Ba | Bari |
| 35 | 57 | La | Lantan |
| 36 | 58 | C | Xeri |
| 37 | 59 | Tiền | Praseodymium |
| 38 | 60 | Nd | Neodymium |
| 39 | 61 | Chiều | Promethi |
| 40 | 62 | Nhỏ | Samari |
| 41 | 63 | Châu Âu | Europium |
| 42 | 64 | Chúa ơi | Gadolini |
| 43 | 65 | Bệnh lao | Terbi |
| 44 | 66 | Ngày | Dysprosium |
| 45 | 67 | Hồ | Holmium |
| 46 | 68 | Ờ | Erbi |
| 47 | 69 | Tm | Thulium |
| 48 | 70 | Yb | Ytterbi |
| 49 | 71 | Lỗ | Lutetium |
| 50 | 72 | Tần số | Hafni |
| 51 | 73 | Ta | Tantali |
| 52 | 74 | T | Vonfram |
| 53 | 75 | Nốt Rê | Rheni |
| 54 | 76 | Os | Osmi |
| 55 | 77 | Không | Iridi |
| 56 | 78 | Phần | Bạch kim |
| 57 | 79 | Âu | Vàng |
| 58 | 80 | Hg | Thủy ngân |
| 59 | 81 | Tl | Thali |
| 60 | 82 | Chì | Chỉ huy |
| 61 | 83 | Lưỡng tính | Bitmut |
| 62 | 84 | Po | Poloni |
| 63 | 87 | Tiếng Pháp | Franxi |
| 64 | 88 | Ra | Đường bán kính |
| 65 | 89 | Ac | Actini |
| 66 | 90 | Th | Thori |
| 67 | 91 | Pa | Protactini |
| 68 | 92 | Bạn | Uranium |
| 69 | 93 | Không | Hải Vương |
| 70 | 94 | Pu | Plutoni |
| 71 | 95 | Là | Châu Mỹ |
| 72 | 96 | Cm | Curium |
| 73 | 97 | Sách | Berkeli |
| 74 | 98 | Xem thêm | California |
| 75 | 99 | Là | Einsteinium |
| 76 | 100 | Đài phát thanh | Fermi |
| 77 | 101 | Bác sĩ | Mendelevi |
| 78 | 102 | KHÔNG | Nobelium |
| 79 | 103 | Lr | Cây Lawrencium |
| 80 | 104 | Tần số vô tuyến | Rutherfordi |
| 81 | 105 | Db | Dubni |
| 82 | 106 | Sg | Seaborgium |
| 83 | 107 | Bh | Bohri |
| 84 | 108 | Hs | Hassi |
| 85 | 109 | Núi | Meitnerium |
| 86 | 110 | Ds | Darmstadtium |
| 87 | 111 | Rg | Roentgeni |
| 88 | 112 | Cn | Copernicium |
| 89 | 113 | Nh | Nihoni |
| 90 | 114 | Hoa hồng | Flerovium |
Các loại kim loại bạn cần biết
Kim loại có một số đặc điểm khiến chúng hữu ích trong nhiều ngành công nghiệp và lĩnh vực khác nhau. Có hơn 90 loại kim loại khác nhau, nhưng sau đây là những loại phổ biến trong các lĩnh vực khác nhau và mục đích sử dụng của chúng.
1. Sắt
Sắt là kim loại phổ biến và rẻ nhất. Ba loại là gang, gang đúc và sắt rèn. Sắt chiếm gần 5% Trái Đất. Do đó, đây là kim loại dễ kiếm. Tuy nhiên, sắt nguyên chất không phải là nguyên tố ổn định vì nó kết hợp với oxy trong không khí, tạo ra oxit sắt.
- Gang là một dạng sắt thô sơ được sử dụng để sản xuất nhiều loại kim loại đen khác nhau, bao gồm gang và thép.
- Gang được hình thành bằng cách nấu chảy gang với than cốc và đá vôi. Gang giòn và đặc biệt khó hàn. Tuy nhiên, đây là vật liệu kỹ thuật đa năng để đúc kim loại trong ngành công nghiệp ô tô.
- Sắt rèn là loại sắt rèn cứng, dễ uốn và chống ăn mòn. Đây là kim loại có độ tinh khiết cao, được sử dụng để chế tạo kim loại trong nhiều ngành công nghiệp.
2. Magiê
Magiê là một trong những kim loại tự nhiên (Mg). Tuy nhiên, nó thường được hợp kim với các kim loại khác như Nhôm. Điều đó ngụ ý kết hợp nó với các kim loại và nguyên tố khác để tạo thành vật liệu lai có các tính năng cụ thể.
Một trong những ứng dụng phổ biến nhất của magiê là trong ngành công nghiệp ô tô và hàng không vũ trụ. Magiê được coi là một bước tiến cao hơn nhôm về khả năng giảm trọng lượng có độ bền cao. Các ứng dụng bao gồm vành bánh xe, khối động cơ và vỏ hộp số.
3. Thép
Thép là hợp kim được tạo thành từ nhiều nguyên tố hóa học, bao gồm sắt và cacbon, để tạo thành một kim loại bền và chống gãy. Độ bền kéo cao và chi phí rẻ khiến nó trở thành vật liệu được sử dụng phổ biến nhất cho nhiều loại sản phẩm, bao gồm tòa nhà, vũ khí, cấy ghép y tế và máy móc, cũng như thiết bị điện và nhiều dụng cụ khác nhau.
Có 3 loại thép, thép cacbon, thép không gỉ và thép hợp kim. Tất cả đều có các cấp thép khác nhau.
4. Nhôm
Nhôm là kim loại nhẹ, cứng và cứng lại khi kết hợp với các hợp kim khác ở lượng nhỏ. Độ bền, độ dẫn điện và khả năng chống ăn mòn của nhôm làm cho nó trở nên tuyệt vời cho các ứng dụng trong một số ngành công nghiệp.
Ngoài ra, nhôm không bị nhiễm từ và dễ sản xuất. Nó được sử dụng rộng rãi cho máy bay, phụ tùng ô tô và dây điện trên cao. Ngoài ra, nó hấp dẫn mắt do bản chất sáng bóng và có thể được sử dụng trong chế tạo kim loại tấm và sản xuất hợp kim nhôm.
5. Đồng
Đồng là kim loại màu nâu đỏ dễ uốn, dẻo và dễ kéo. Nó có độ dẫn điện mạnh và có thể cán, rèn, đúc và kéo thành dây. Nó được sử dụng rộng rãi để đúc tiền, làm dây và đồ dùng nhà bếp. Nhiều loại đồng phục vụ các mục đích khác nhau trong các ngành công nghiệp khác nhau.
6. Titan
Titan là một kim loại nhẹ thiết yếu được sử dụng trong sản xuất nhiều thiết bị máy bay. Đây là một trong những kim loại chống ăn mòn tốt nhất. Mẫu kim loại có độ ổn định nhiệt tốt ngay cả trong điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt, đó là lý do tại sao ngành hàng không vũ trụ ghi nhận mức sử dụng titan cao nhất. Nó có khả năng chống ăn mòn, phù hợp để sản xuất thiết bị y tế.
7. Đồng
Đồng là hợp kim kim loại thu được từ sự kết hợp của các mẫu kim loại như đồng và thiếc hoặc nhôm. Nó rắn chắc và không bị gỉ hoặc ăn mòn khi tiếp xúc với độ ẩm, đó là lý do tại sao nó được ưa chuộng để điêu khắc hoặc làm cánh tua bin. Nó dễ nóng chảy và có thể được tạo thành ống, bánh răng, máy bơm và dây.
8. Đồng thau
Đồng thau là hợp kim kẽm và đồng. Nó được phân loại thành nhiều loại dựa trên tỷ lệ đồng-kẽm và việc bổ sung một lượng nhỏ các nguyên tố bổ sung. Đồng thau bền hơn đồng nhưng có độ dẫn điện và nhiệt kém hơn. Nó cũng rất bền với sự ăn mòn của không khí và có thể hàn dễ dàng. Đồng thau chủ yếu được sử dụng để sản xuất khóa và van.
9. Chì
Chì là một trong những kim loại nặng nhất trên trái đất và có điểm nóng chảy thấp. Chì dễ uốn và mềm, giúp dễ cắt. Nhờ tính mềm của chì, chì được sử dụng trong hàn và lót ống nước và bể chứa axit. Chì cũng được sử dụng trong bọc cáp điện và sản xuất đạn.
10. Vonfram
Vonfram có điểm nóng chảy và điểm sôi cao nhất trên trái đất và có thể chịu được quá trình xử lý nhiệt khắc nghiệt nhất đối với kim loại . Điều này làm cho nó hữu ích để cắt các kim loại khác khi được chế biến thành cacbua vonfram. Vonfram cũng có độ bền kéo lớn nhất trong số các kim loại nguyên chất và được sử dụng trong khắc hoặc cắt kim loại. Nó kết hợp với các kim loại khác để làm cho vòi phun tên lửa chịu được nhiệt độ khắc nghiệt.
11. Kẽm
Kẽm chủ yếu được dùng để phủ các kim loại khác vì nó có khả năng chống ăn mòn và mài mòn cao. Do có điện thế điện hóa thấp nên nó không bị rỉ sét, làm cho nó trở nên thiết yếu trong sản xuất đường ống, đúc kim loại khuôn cho phần cứng điện và bể chứa.
12. Thiếc
Thiếc là kim loại mềm và dễ uốn. Thiếc chủ yếu được dùng để chế tạo kim loại hợp kim như đồng thau và là thành phần cơ bản để chế tạo thiếc.
13. Niken
Được sử dụng phổ biến để làm thép không gỉ, niken là một trong những kim loại được sử dụng nhiều nhất để mạ kim loại . Nó làm tăng độ bền và khả năng chống ăn mòn của bề mặt kim loại . Niken là một trong những kim loại được sử dụng nhiều nhất trong mạ điện.
14. Crom
Một kim loại mạ điện mạnh khác, crom, cải thiện độ cứng của kim loại của các nguyên tố khác và cũng có thể tăng cường độ hoàn thiện bề mặt. Nó cứng như carbon và có điểm nóng chảy cao.
15. Silic
Silic là một trong những kim loại màu phổ biến nhất vì nó có cả tính chất của kim loại và phi kim. Silic giúp các kim loại khác cải thiện tính chất của chúng và là vật liệu hợp kim tốt. Nó có điểm nóng chảy cao và không phải là chất dẫn nhiệt tốt.
16. Côban
Coban thường được sử dụng để tạo ra chất màu xanh cho sơn và thuốc nhuộm. Ngày nay, hợp kim thép chịu mài mòn, cường độ cao là công dụng chính của nó. Coban về cơ bản là sản phẩm phụ của quá trình khai thác đồng và niken và hiếm khi được sản xuất riêng lẻ.
17. Liti
Kim loại này chủ yếu được dùng để cải thiện vẻ ngoài của thủy tinh và gốm sứ do có độ bóng trắng bạc. Đây là một kim loại mềm có độ dẫn điện kém.
18. Vàng
Vàng là một kim loại đắt tiền đã được sử dụng từ lâu để tạo ra đồ trang sức, tiền xu và các đồ trang trí khác. Vàng không phổ biến, mềm, dẻo và không bị ăn mòn trong khí quyển. Ngoài ra, vàng dẫn điện tốt và rắn ở nhiệt độ phòng, đặc, chống ăn mòn và dễ uốn.
19. Bạc
Giống như vàng, bạc là một kim loại quý và được sử dụng chủ yếu để làm đồ trang trí và đồ trang trí do độ bóng của nó. Đây là một kim loại mềm, dễ uốn và có khả năng chống ăn mòn trong khí quyển. Nó dẫn điện và nhiệt tốt.
20. Berili
Beryllium là một kim loại mềm màu trắng bạc có mật độ thấp, độ cứng cao, độ bền cao, độ ổn định về cấu trúc và khả năng phản xạ. Nó được phân biệt giữa các kim loại về độ cứng riêng. Beryllium có mật độ thấp thứ hai so với kim loại.
Ứng dụng của kim loại trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau
Việc sử dụng kim loại phổ biến làm cho nó trở thành thành phần ổn định cho việc sản xuất hầu hết các bộ phận công nghiệp. Sau đây là các ứng dụng của kim loại cho các ngành công nghiệp khác nhau.
Ngành Y tế
Ngoài việc là thành phần của thuốc, kim loại ăn được (natri, mangan và kali) được sử dụng trong y học cho nhiều mục đích khác nhau. Titan được sử dụng cho các thiết bị y tế như chân tay giả, trong khi nhôm được sử dụng cho cấy ghép nhờ tỷ lệ sức bền trên trọng lượng của nó.
Ngành công nghiệp ô tô và máy móc
Kim loại thường được sử dụng nhiều nhất trong thiết bị, sản phẩm chịu lửa và ô tô. Chúng được sử dụng trong sản xuất ô tô, tàu hỏa, máy bay, tên lửa, v.v. Các kim loại phổ biến nhất được sử dụng ở đây là sắt, nhôm và thép.
Sản phẩm trang trí
Bạch kim, vàng và bạc là những kim loại quý có giá trị kinh tế đáng kể và thường được sử dụng trong các bộ trang sức và đồ trang trí.
Ngành xây dựng
Kim loại như sắt và thép là một trong những vật liệu được sử dụng rộng rãi nhất trong xây dựng các công trình và nhà ở. Chúng cũng là kim loại được sử dụng trong các ứng dụng kiến trúc. Ống nước và mái nhà được làm từ các kim loại như chì. Thiếc, kẽm, đồng và nhôm được sử dụng trong lợp mái. Sắt được biết đến với các đặc tính về cấu trúc và được sử dụng dưới dạng gang, sắt rèn hoặc thép.
Hàng không vũ trụ
Một số kim loại được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ vì những đặc tính tuyệt vời của chúng. Một kim loại tốt được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ phải có những đặc điểm như khả năng chống bức xạ, khả năng chống ăn mòn và tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao. Ví dụ về kim loại được sử dụng trong ngành này là Nhôm cho cấu trúc khung máy bay, hợp kim niken kết hợp với thép và titan cho các bộ phận động cơ.
Ngành công nghiệp điện tử
Do có khả năng dẫn điện tuyệt vời nên các hợp kim chứa vàng, bạc và bạch kim thường được sử dụng làm kết nối điện tử.
Chọn DACHI cho các dự án gia công kim loại của bạn
Hợp tác với Dachi là lựa chọn tuyệt vời để biến ý tưởng của bạn thành hiện thực. Với nhiều năm kinh nghiệm và công nghệ tiên tiến, chúng tôi cung cấp độ chính xác và chất lượng trong mọi thành phần kim loại mà chúng tôi sản xuất. Từ khâu tạo mẫu đến sản xuất, Dachi cam kết cung cấp các dịch vụ gia công kim loại đáng tin cậy, hiệu quả và tiết kiệm chi phí