非鉄金属とは何ですか？-完全ガイド
非鉄金属とは何ですか？
非鉄金属は、感知できる量の鉄を含まない合金または金属です。ラテン語の「フェライト」からフェライトとも呼ばれる鉄（Fe）を除いて、すべての純金属は非鉄元素です。
非鉄金属は鉄金属よりも高価になる傾向がありますが、軽量（アルミニウム）、高導電率（銅）、非磁性、耐食性（亜鉛）などの望ましい特性のために使用されます。
高炉のフラックスに使用されるボーキサイトなど、一部の非鉄鋼材料は鉄鋼業で使用されています。クロム鉄鉱、軟マンガン鉱、鉄マンガン重石などの他の非鉄金属は、鉄合金の製造に使用されます。ただし、多くの非鉄金属は融点が低いため、高温での用途にはあまり適していません。
鉄を含まないすべての金属や合金をカバーする非鉄材料が多数あります。重要な非鉄金属には、アルミニウム、銅、鉛、ニッケル、スズ、チタン、亜鉛、および真ちゅうなどの合金が含まれます。
金、銀、プラチナなどの貴金属、およびコバルト、水銀、タングステン、ベリリウム、ビスマス、セリウム、カドミウム、ニオブ、インジウム、ガリウム、ゲルマニウム、リチウム、セレン、タンタル、テルル、バナジウム、ジルコニウムも非鉄です。それらは通常、硫化物、炭酸塩、ケイ酸塩などの鉱物から得られます。非鉄金属は通常、電気分解によって精製されます。
鉄と非鉄の金属の違いは、鉄の金属には鉄が含まれていることです。鋳鉄や炭素鋼などの鉄金属は炭素含有量が高いため、一般に湿気にさらされると錆びやすくなります。ただし、純度が高いため錆びにくい錬鉄や、クロムの存在により腐食から保護されるステンレス鋼はそうではありません。
古代の歴史
非鉄金属は、人間が冶金学に使用した最初の金属でした。金、銀、銅は、本来の結晶でありながら金属の形で存在していました。これらの金属はまれですが、人間の注意を引くのに十分な量で見つけることができます。
他のほとんどの金属よりも酸素の影響を受けにくく、風化した外皮にも見られます。銅は最初に鍛造された金属でした。冷間鍛造で様々なものに加工できるほど柔らかく、るつぼで溶かすことができました。金、銀、銅は、さまざまな用途に合わせてさまざまな形に成形できるため、木や石などの他の資源の機能の一部に取って代わりました。
それらの希少性のために、これらの金、銀、銅の工芸品は高級品として扱われ、細心の注意を払って取り扱われました。銅の使用はまた、石器時代から銅器時代への移行を予告しました。銅器時代を引き継いだ青銅器時代は、銅と非鉄金属スズの合金である青銅の発明によって再び予告されました。
リサイクルと汚染防止
それらの広範な使用のために、非鉄スクラップ金属は通常リサイクルされます。スクラップに含まれる二次材料は、新しい金属の製造に必要になることが多いため、冶金業界にとって不可欠です。一部のリサイクル施設は、非鉄材料を再精錬および再鋳造します。ドロスは現場で収集および保管され、金属ガスはろ過および収集されます。
非鉄スクラップ金属は、工業用スクラップ材料、粒子放出、および廃止された技術（銅ケーブルなど）のスクラップから供給されます。
用途とプロパティ
非鉄金属は、商業、工業、住宅の幅広い用途に使用されています。これには、金属の成形のしやすさや、これらの特性がプロセスで変更されるかどうかなど、機械的特性に応じて慎重に材料を選択する必要がある場合があります。
鉄金属の特性の多くは非鉄材料に見られます。たとえば、アルミニウムまたはチタン合金は場合によっては鋼に取って代わることができ、鉄の磁気特性はコバルト、ニッケル、または希土類元素によってエミュレートできます。合金化されています。
ただし、非鉄金属は多くの場合より高価であるため、単に鋼の代わりとしてではなく、独自の属性のために使用される傾向があります。これらの属性には、軽量化、導電率、耐食性、および非磁性が含まれます。非鉄金属は、鉄金属よりも柔らかく、展性が高い傾向があります。つまり、金や銀のように、美的用途も提供できます。
非鉄金属の特性は次のとおりです。
- 製造が簡単（機械加工、鋳造、溶接を含む）
- 高い耐食性
- 良好な熱伝導率と電気伝導率
- 低密度
- 非磁性
- カラフル
一般的な非鉄金属および合金
鉄を含まない金属が含まれているため、さまざまな非鉄金属や合金があります。
非鉄金属の重要なリストは次のとおりです。
- アルミニウム
- 銅、
- リード、
- ニッケル、
- ティン、
- チタン
- 亜鉛
- 真ちゅう。
- ゴールド、
- シルバー
- プラチナ
- コバルト、
- 水銀、
- タングステン、
- ベリリウム
- ビスマス、
- セリウム、
- カドミウム、
- ニオブ、
- インジウム、
- ガリウム
- ゲルマニウム
- リチウム
- セレン、
- タンタル、
- テルル、
- バナジウム
- ジルコニウム
以下に、いくつかのより一般的な非鉄金属のいくつかの特性と一般的な使用法を示します。
1。銅
銅は何千年もの間人間によって使用されてきましたが、今でも産業界で広く使用されています。銅合金、真ちゅう（銅と亜鉛）、青銅（銅とスズ）の追加により、この非鉄金属の用途がさらに広がりました（これらの合金の詳細については、以下を参照してください）。
銅とその合金の特性には、高い熱伝導率、高い電気伝導率、優れた耐食性、および高い延性が含まれます。
これらの特性により、銅とその合金は、熱交換器や加熱容器、配線やモーターの導電体、屋根材、配管器具、鍋や彫像に使用できるようになりました。銅も酸化して緑色になります。
2。アルミニウム
アルミニウムは、軽量で加工が容易なため、幅広い用途で使用される重要な金属です。アルミニウムは比較的高価な材料ですが、多くの合金の卑金属でもあります。
アルミニウムは耐食性があり、熱と電気の伝導性が高く（銅よりは劣りますが）、延性と展性が優れているため、冷間加工後に硬くなるため、焼きなましが必要になる場合があります。
軽量のアルミニウムは、航空宇宙や自動車の用途だけでなく、ヨットでの海洋用途にも最適です。アルミニウムは、自転車のフレーム、ソースパン、飲み物の缶にも含まれています。
3。リード
鉛は何世紀にもわたって、弾丸、燃料、さらには塗料など、さまざまな用途に使用されてきました。ただし、大気中に放出されると不健康であることが判明し、他のアプリケーションもユーザーに害を及ぼしました。
鉛は最も重い一般的な金属であり、腐食に耐性があります。また、多くの化学物質と反応せず、柔らかくて展性があります。
以前の用途の多くはもはや許可されていませんが、鉛は依然としてバッテリー、電源ケーブル、および酸タンクに広く使用されています。
4。亜鉛
亜鉛は何世紀にもわたって合金元素として、特にさまざまな目的で鋼を合金化するために、また銅を合金化して真ちゅうを作るために使用されてきました。
合金元素を含む亜鉛メッキ材料は、錆に対する耐性が高く、金網フェンシング、ガードレール、サスペンションブリッジ、ランプポスト、金属屋根、熱交換器、車体に使用できます。亜鉛は、陰極防食法（CP）の犠牲陽極として、また電池の陽極材料としても使用されます。酸化亜鉛は、塗料の白色顔料として、またゴム製造中に熱を分散させるためにも使用されます。
5。シルバー
銀は何世紀にもわたって貴金属として使用されてきました。銀は、あらゆる金属の中で最高の電気伝導率、熱伝導率、反射率を備えており、加熱すると柔らかく展性があり、耐食性に優れています。
宝石商や通貨に使用される銀は、ソーラーパネル、水ろ過、電気接点や導体、ステンドグラス、さらには特殊な菓子にも使用されています。
6。ゴールド
宝石商や貨幣に使用されてきたもう1つの貴金属である金は、金属の中で最も展性があり、延性があり、腐食や他の多くの化学反応に耐性があります。
その電気伝導率は、コンピューターデバイス、赤外線シールド、着色ガラスの製造、金箔、および歯の修復に使用される金を見てきました。
7。チタン
チタンは1791年に最初に発見され、優れた耐食性と金属元素の中で最も高い強度対密度比を提供します。合金化されていないため、一部の鋼と同じくらい強力ですが、密度は低くなります。
鉄やアルミニウムなどの金属と合金化して、航空宇宙、自動車、農業、軍事、医療、スポーツの用途だけでなく、宝石商や携帯電話にも使用できる、強力で軽量な合金を作成できます。
鉄と非鉄の金属の違いは何ですか？
簡単な答えは、鉄金属には鉄が含まれ、非鉄金属には含まれないということです。より詳細な答えは、鉄金属と非鉄金属はそれぞれ独自の特性を持っているということです。これらのプロパティによって、最適なアプリケーションが決まります。
非鉄金属は文明の初めから使用されてきました。紀元前5000年に銅が発見されたことで、石器時代の終わりと銅器時代の始まりがわかりました。銅とスズの合金である青銅のその後の発明は、青銅器時代を開始しました。
鉄の生産が一般的になり始めた紀元前1200年頃に鉄金属の使用が始まりました。これは鉄器時代の到来を告げました。
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