3.1. Αυτοφυή μέταλλα και κράματα

Τα μέταλλα είναι στοιχεία που αποτελούνται από άτομα ίδιου τύπου και συνήθως βρίσκονται σε στερεή κατάσταση σε θερ­μοκρασία δωματίου (εκτός από τον υδράργυρο).

Στοιχείο εί­ναι μια καθαρή ουσία που αποτελείται από ένα είδος υλικού που δε μεταβάλλεται υπό την επίδραση διάφορων παραγό­ντων (π.χ. θέρμανση, ψύξη κτλ.). Τα στοιχεία που υπάρχουν στη φύση δίνονται στον περιοδικό πίνακα και το 75% αυτών είναι μέταλλα, όπως ο χρυσός, το ασήμι, ο σίδη­ρος και το ασβέστιο.

Πατήστε στην παρακάτω εικόνα και εξερευνήστε τον διαδραστικό περιοδικό πίνακα.

Φυσικά-αυτοφυή μέταλλα είναι τα μέταλλα που υπάρχουν στη γη. Για παράδειγμα, στη φύση υπάρχουν ως αυτοφυή μέταλ­λα χρυσός, ασήμι και μερικές φορές χαλκός στην καθαρή μορ­φή του.

Όμως δεν υπάρχει σίδηρος σε καθαρή μορφή (εκτός από τους μετεωρίτες, που είναι “εξωγήινα” σώματα). Ο σίδη­ρος στη φύση εμφανίζεται σε μορφή οξειδωμένου ορυκτού, που καλείται σιδηρομετάλλευμα. Για να παραχθεί σίδηρος, πρέπει να θερμανθεί το σιδηρομετάλλευμα-ορυκτό σε υψηλός θερμοκρασίες, ώστε να μετατραπεί σε μεταλλικό σίδηρο. Αυ­τός είναι ο λόγος που ο μεταλλικός σίδηρος είναι τόσο αστα­θής και σκουριάζει εύκολα, επειδή ακριβώς τείνει να επιστρέφει στην αρχική φυσική του κατάσταση.

Κράμα είναι το στερεό διάλυμα δύο ή περισσότερων μετάλ­λων που σχηματίζουν ένα νέο υλικό. Μερικά παραδείγματα :

  • Ο χάλυβας ή ατσάλι είναι κράμα σιδήρου και άνθρακα
  • Ο μπρούντζος είναι κράμα χαλκού και κασσίτερου ή αρσενι­κού
  • Ο ορείχαλκος είναι κράμα χαλκού και ψευδαργύρου.

Το κράμα μίας φάσης προκύπτει, όταν δύο μέταλλα διαλύο­νται το ένα στο άλλο και σχηματίζουν σε μία και μόνη φάση ομοιόμορφο μείγμα.

  • Για παράδειγμα, ο χρυσός και ο άργυρος σχηματίζουν κράμα μίας φάσης.

Κράματα δύο ή περισσότερων φάσεων προκύπτουν, όταν δύο μέταλλα δεν διαλύονται το ένα στο άλλο και διαχωρίζονται σε δύο ή περισσότερες φάσεις μετά την τήξη και την ψύξη τους.

  • Για παράδειγμα, ο άρ­γυρος και ο χαλκός διαχωρί­ζονται κατά την παραγωγή πρότυπου αργυρούχου κράματος (περιεκτικότητας 92,5% σε άργυρο και 7,5% χαλκό). Αν παρατηρήσουμε τη δομή αυτού του κράματος στο μικροσκόπιο, μετά την τήξη και την ψύξη, μπορούμε να δούμε μια φάση πλούσια σε άργυρο και μια άλλη φάση πλούσια σε χαλκό. Ένα άλλο παράδειγμα είναι ο χυτοσίδηρος, που είναι κράμα δύο φά­σεων, σιδήρου και γραφίτη.

 

Skip to toolbar