金属と合金について知っておくべきすべてのこと
概要
金属と合金は様々な産業で使用されている。その用途は、建築、輸送、電子機器、医療など多岐にわたる。その強度、導電性、耐久性は、現代生活において重要なものとなっている。この記事では、金属と合金の特徴と用途について説明する。
--金属とは
金属は高い電気伝導性と熱伝導性、可鍛性、延性、そして光沢のある外観を持っている。金属は鉱石として自然界に存在する。採掘や精錬の過程で手に入れることができます。
金属は大きく鉄系金属（鉄鋼など）と非鉄系金属（銅、アルミニウム、チタンなど）に分類される。
--合金とは
合金とは2種類以上の金属の混合物です。また、金属元素と非金属元素の組み合わせもあります。これらの元素は、強度、耐久性、耐食性、その他の特性を向上させるために混合されます。合金は、母材となる金属を溶かし、他の元素と混ぜ合わせることで作られる。
--金属と合金の特性
- 物理的特性 - 高密度、融点、伝導性（熱および電気）。
- 機械的特性 - 強度、硬度、延性、可鍛性、靭性。
- 化学的- 耐食性、反応性、耐酸化性。
- 磁性- 一部の金属は強磁性（Fe、Ni、Co）、その他は非磁性。
- 加工性- 成形性、溶接性、機械加工性は金属や合金によって異なる。
--金属と合金の用途
金属と合金は多くの場所で使用されている。建築では、鉄鋼やアルミニウムがビルや橋、道路の建設に役立っている。自動車では、アルミニウム合金がエンジン部品、ホイール、ボディパネルを軽量化します。医療では、 チタン 合金は丈夫で体に安全なため、骨のインプラントや手術器具に使われています。
金属と合金の種類
--貴金属
貴金属は、その美しさ、耐久性、希少性で知られています。これらの金属には金、銀、プラチナが含まれ、歴史的に硬貨や宝飾品、価値の貯蔵に使用されてきた。また、耐食性や導電性も備えている。そのため、多くの産業用途がある。
l 金は 最も有名な貴金属のひとつです。電子工学、歯科学、投資商品として使用される。
l 銀は 、宝飾品や硬貨に使われることが多いが、電気部品、ソーラーパネル、医療用途で特に価値が高い。
lプラチナは希少で高価である。しかし、自動車用触媒コンバーター、化学処理、実験装置などに使用されている。
--耐火性金属
耐火性金属は、高い融点、硬度、耐熱性、耐摩耗性で知られている。タングステン、モリブデン、タンタル、ニオブなどがある。これらの金属は、航空宇宙、原子炉、高性能エンジンなどの極端な温度や過酷な環境に耐えることができる。
l タングステンは 融点が3,400℃を超えるため、電球のフィラメントや航空宇宙用途に最適です。
l モリブデンは 鉄鋼合金によく使われる。
l タンタルは 、その優れた耐食性から電子機器や医療用インプラントに使用される。
l ニオブは 超電導材料によく使用される。
--超合金
超合金は、高温高圧や過酷な化学環境といった厳しい条件下で機能する。これらの合金は、ニッケル、コバルト、鉄などの金属を主成分としています。多くの場合、クロム、アルミニウム、チタンなどの他の元素と混合して、その品質を高めています。
l ニッケル基 超合金は、航空宇宙産業で特に重要である。これらの合金はタービンブレード、エンジン部品、ジェットエンジンに使用される。
l コバルト基 超合金は、ガスタービンや化学プラントでよく使用される。
l 鉄基 超合金は、発電設備に使用されています。
よくある質問
1.なぜ合金は純金属より強いのですか？
原子が混ざり合っているため、金属の層が互いに滑りにくくなり、それが曲げや破損の原因となるからです。
2.合金は錆びるか？
普通の炭素鋼のように錆びるものもある。しかし、ステンレス鋼や青銅のように、錆や腐食に耐えるように作られているものも多い。
3.すべての金属は磁気を帯びていますか？
いいえ。鉄、ニッケル、コバルトのように、自然に磁性を持つのはごく一部です。アルミニウムや銅のような他のほとんどの金属は磁性を持ちません。
