비철금속

비철금속은 좁은 의미에서 비철금속이라고도 하며, 철(때로는 망간, 크롬)과 철 기반 합금을 제외한 모든 금속을 말합니다.

대체로 비철 금속에는 비철 합금도 포함되는데, 비철 합금은 비철 금속 기질에 하나 이상의 다른 원소를 첨가한 합금(보통 50% 이상)입니다.

비철금속은 국민경제 발전의 기본 소재이며, 항공, 항공우주, 자동차, 기계 제조, 전력, 통신, 건설, 가전제품 등 대부분의 산업은 비철금속 소재를 기반으로 생산합니다. 현대 화학공학, 농업, 과학기술의 급속한 발전으로 인간 발전에서 비철금속의 위치가 점점 더 중요해지고 있습니다. 그것은 세계에서 중요한 전략적 소재이자 생산 수단일 뿐만 아니라 인간 생활에서 소비하는 데 필수적인 소재입니다.

알류미늄
알루미늄은 기호 Al과 원자 번호 13을 갖는 금속 원소입니다. 원소 물질은 은백색 가벼운 금속입니다. 신장성이 있습니다. 제품은 종종 막대, 시트, 호일, 분말, 스트립 및 필라멘트로 만들어집니다. 습한 공기에서 산화막 층을 형성하여 금속 부식을 방지할 수 있습니다. 알루미늄 분말은 공기 중에서 가열하면 격렬하게 타서 눈부신 흰색 불꽃을 방출할 수 있습니다. 묽은 황산, 질산, 염산, 수산화나트륨 및 수산화칼륨 용액에는 쉽게 용해되지만 물에는 용해되기 어렵습니다. 상대 밀도는 2.70입니다. 녹는점 660도. 끓는점 2327도. 알루미늄은 산소와 실리콘에 이어 지구 지각에서 세 번째로 풍부한 금속 원소입니다. 항공, 건설 및 자동차의 세 가지 중요한 산업의 발전에는 알루미늄과 그 합금의 고유한 특성을 가진 재료가 필요하며, 이는 이 새로운 금속 알루미늄의 생산 및 응용을 크게 용이하게 합니다. 광범위하게 적용됩니다.

구리
구리는 금속 원소이자 전이 원소로, 화학 기호는 Cu, 영국 구리, 원자 번호는 29입니다. 순수한 구리는 처음 자르면 붉은 주황색과 금속 광택이 나는 부드러운 금속이며, 원소 형태에서는 보라색 붉은색입니다. 연성이 좋고 열 및 전기 전도성이 높아 케이블, 전기 및 전자 부품에 가장 일반적으로 사용되는 재료이며 다양한 합금을 형성하는 건축 자재로도 사용할 수 있습니다. 구리 합금은 기계적 특성이 뛰어나고 전기 저항률이 낮으며 가장 중요한 것은 청동과 황동입니다. 또한 구리는 기계적 특성을 손상시키지 않고 여러 번 재활용할 수 있는 내구성 있는 금속이기도 합니다. 2가 구리 염은 가장 일반적인 구리 화합물로, 수화된 이온은 종종 파란색으로 나타나고 염소 리간드는 녹색으로 나타납니다. 이들은 황동석 및 청록색과 같은 광물의 색상의 원천이며 역사상 안료로 널리 사용되었습니다. 구리 건축 구조물은 부식 후 구리 녹색(알칼리성 구리 탄산염)을 생성합니다. 장식 예술은 주로 금속 구리와 구리 함유 안료를 사용합니다. 구리는 인간이 사용한 가장 오래된 금속 중 하나입니다. 선사 시대부터 사람들은 노천 구리 광산을 채굴하고 얻은 구리를 사용하여 무기, 도구 및 기타 용기를 제조하기 시작했습니다. 구리의 사용은 초기 인간 문명의 진보에 큰 영향을 미쳤습니다. 구리는 지구 지각과 바다에 존재하는 금속입니다. 지구 지각의 구리 함량은 약 0.01%이고 일부 구리 매장지에서는 구리 함량이 3%~5%에 달할 수 있습니다. 자연에서 구리는 대부분 화합물, 즉 구리 광석으로 존재합니다. 구리는 약한 활성을 가지고 있으며 원소 철과 황산구리 간의 반응은 원소 구리를 대체할 수 있습니다. 구리는 비산화성 산에 녹지 않습니다.

아연
아연은 화학 기호 Zn과 원자 번호 30을 가진 화학 원소입니다. 화학 원소 주기율표의 4주기, IIB족에 위치합니다. 아연은 밝은 회색 전이 금속이며 네 번째로 흔한 금속입니다. 현대 산업에서 아연은 배터리 제조에 없어서는 안 될 중요한 금속입니다. 또한 아연은 인체에 필수적인 미량 원소 중 하나이며 매우 중요한 역할을 합니다.

18세기에 들어서면서 과학과 기술의 급속한 발전은 많은 새로운 비철 금속 원소의 발견을 촉진했습니다. 위에서 언급한 64가지 비철 금속 중 13가지가 18세기에 발견되었으며, 17세기 이전에 이미 인식되고 응용되었던 8가지 외에도 19세기에 39가지 종이 발견되었고, 20세기에 4가지 종이 더 발견되었습니다.

생물의학 분야에서 비철 금속 기반 재료는 뛰어난 생체 적합성, 기계적 특성 및 광열 변환으로 인해 널리 사용됩니다. 개입 소모품의 경우 티타늄, 마그네슘, 탄탈륨 및 아연과 같은 비철 금속은 뼈 복구 및 혈관 리모델링 요구 사항을 충족하며 임상 실무에서 널리 사용됩니다. 암의 진단 및 치료에서 비철 금속 기반 나노 재료의 응용 가치는 광범위한 시험관 내 및 생체 내 실험을 통해 입증되었습니다. 또한 금속 복합 약물 및 센서 기질 프로브는 비철 금속의 다른 두 가지 주요 응용 분야이며, 특히 수백만 개의 유기 리간드가 존재하여 금속 유기 골격과 금속 복합물이 사람들의 기대에 더 부합합니다.

비철 금속 재료는 발전소 장비에 광범위한 응용 분야가 있습니다. 일반적으로 사용되는 재료에는 알루미늄 및 알루미늄 합금, 구리 및 구리 합금, 티타늄 및 티타늄 합금 등이 있습니다. 알루미늄 합금은 열교환기, 파이프, 용기, 케이싱 및 리벳 생산에 일반적으로 사용됩니다. 구리 합금은 터빈, 베어링 쉘, 샤프트 슬리브 등과 같은 일부 내식성 부품을 만드는 데 더 적합합니다. 티타늄 합금은 열전소의 응축기 파이프 및 터빈 블레이드와 같은 장비에 더 적합합니다.

운송 분야에서 알루미늄, 아연, 마그네슘과 같은 비철 금속의 가장 두드러진 특징은 밀도가 낮아 신에너지 자동차의 차체 쉘 및 기타 부품을 제조하는 데 가장 적합한 소재로, 신에너지 자동차의 경량화를 효과적으로 달성할 수 있습니다. 알루미늄 및 티타늄과 같은 비철 금속의 적용은 항공 우주 산업에서 매우 중요한 역할을 합니다. 경량 소재는 항공기, 로켓, 위성 및 기타 우주선의 무게를 줄이는 데 중요한 열쇠이며 항공기 안전 및 에너지 효율에 중요한 지원을 제공합니다. 니켈, 구리 및 납은 모두 전도성이 좋은 고밀도 비철 금속이므로 주로 차량 전원 배터리 및 충전소에 사용됩니다. 니켈 및 납 금속은 니켈 수소 배터리, 납산 배터리 및 3원 리튬 배터리를 제조하는 데 사용할 수 있으며 후자는 신에너지 자동차의 주류 배터리 유형입니다.

건축 분야에서 비철 금속은 구리 제품, 알루미늄 합금 문과 창, 구리 벽 패널, 금속 지붕 등 널리 사용됩니다. 비철 금속을 활용하면 건물이 더 아름답고, 안전하고, 내구성이 뛰어나며, 에너지 효율적입니다.

전자 분야에서 비철 금속 재료는 칩 기술의 진화에서 중요한 역할을 합니다. 첨단 공정의 크기가 지속적으로 축소되는 과정에서 귀금속 및 그 합금 재료는 작은 선폭, 낮은 전기 저항률, 높은 접착력 등의 측면을 달성하는 데 중요한 역할을 합니다. 21세기에 접어든 후 칩 재료는 40개 이상의 원소를 추가했으며, 그 중 약 90%가 귀금속 및 전이 금속 재료입니다. 갈륨과 게르마늄은 반도체 재료, 신에너지 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다. 그 중 갈륨은 "반도체 산업의 새로운 곡물"로 알려져 있으며 광전지, 자성 재료, 의료, 화학, 특히 무선 통신, LED 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다.

최근 몇 년 동안 태양광 발전, 풍력 발전, 신에너지 자동차, 전력 및 에너지 저장 배터리가 비철금속 소비의 주요 성장 분야가 되었습니다.