Se crede că există mai bine de 4.000 de minerale diferite, dintre care multe conțin elemente metalice.
Mineralele sunt substanțe anorganice solide, naturale, care pot fi găsite în scoarța terestră. Ele se formează fără intervenția oamenilor și au o compoziție chimică și o structură cristalină definite.
Metalele sunt substanțe elementare, cum ar fi aurul, argintul și cuprul, care sunt cristaline atunci când sunt solide și se găsesc în mod natural în minerale. Ei au adesea caracteristicile de a fi buni conductori de electricitate și căldură, de a avea un aspect strălucitor și de a fi maleabili. Metalele pe care le vedem zi de zi sunt produse prin transformarea minereurilor metalice într-o formă finală. Acest lucru, în majoritatea cazurilor, necesită utilizarea de substanțe chimice și tehnologii speciale.
Grupe comune de metale
Metalele sunt adesea clasificate în grupe distincte definite prin proprietățile sau funcția lor. Denumirile acestor grupe nu sunt exacte sau științifice, ci reflectă utilizări sau proprietăți comune:
Metalele prețioase includ aurul, argintul și platina. Aproximativ 90 la sută din producția totală de aur provine din minele de aur. Restul de 10 la sută este produs ca un produs secundar din exploatarea altor metale, cum ar fi cuprul și nichelul. Metalele prețioase sunt tranzacționate pe piețele mondiale și sunt folosite într-o serie de aplicații, de la bijuterii la electronice și până la convertizoarele catalitice din mașini.
Metalele de bază sunt cele cu valoare mai mică, în principal cuprul, plumbul și zincul. Formele rafinate ale acestor metale sunt comercializate în mod obișnuit pe piețele mondiale într-o varietate de forme și dimensiuni standard. Acestea sunt materialele de construcție de bază pentru o mare parte din lumea din jurul nostru.
Metalele feroase sunt cele cu un conținut ridicat de fier, care includ toate tipurile de oțel. Cuvântul „feros” este derivat din ferrum, cuvântul latin pentru fier. Cromul, cobaltul, manganul și molibdenul sunt în mod obișnuit incluse în acest grup deoarece utilizarea lor principală este de a îmbunătăți proprietățile oțelului.
Metalele neferoase includ aluminiul, cuprul, plumbul, magneziul, nichelul, staniul și zincul, deoarece au utilizări principale care nu au legătură cu fabricarea oțelului. Rețineți că există o oarecare suprapunere cu metalele de bază, iar alegerea denumirii grupului depinde de context.
Metalele din pământuri rare nu sunt chiar atât de rare în scoarța terestră, dar extracția lor este complexă și dificilă. Ele includ scandiu, ytriu, lantan și cele 14 elemente (lantanide) care urmează lantanului în tabelul periodic. Au utilizări pe scară largă, deși în volume mici, în fabricarea sticlei, a ceramicii, a smalțurilor, a magneților, a laserelor și a tuburilor de televiziune, precum și în rafinarea petrolului.
Alelierele sunt realizate prin amestecarea a două sau mai multe elemente metalice pentru a forma o substanță nouă, unică, care are proprietăți chimice și fizice diferite față de părțile sale componente. Peste 90% din metalele utilizate în prezent sunt aliaje.
Elementele de aliere sunt de obicei adăugate la metalele pure pentru a spori rezistența sau pentru a îmbunătăți anumite proprietăți, cum ar fi rezistența la coroziune, rezistența la uzură și capacitatea de a fi tăiate. Cerințele industriale exigente, cum ar fi rezistența la temperaturi extreme, rezistența pentru aplicații de înaltă presiune, rezistența la oboseală, reducerea greutății sau duritatea, adesea în combinație, au dus la dezvoltarea unei game largi de aliaje.
Cele mai comune aliaje sunt clasificate, în linii mari, ca oțeluri. Aceste aliaje de o rezistență caracteristică, formate din fier și carbon, pot fi amestecate cu alte elemente pentru a îmbunătăți și mai mult performanța și durabilitatea. O mașină, de exemplu, conține mai mult de 10 aliaje de oțel diferite pentru piesele de caroserie, angrenaje, transmisii, arbori cotiți, supape și așa mai departe.
Experții prezic că nevoia de sisteme mai eficiente din punct de vedere energetic, tehnologia informației și explorarea spațiului vor fi forțe motrice majore pentru dezvoltarea de noi aliaje în secolul actual.
.