Es soll weit über 4.000 verschiedene Mineralien geben, von denen viele metallische Elemente enthalten.
Mineralien sind feste, natürlich vorkommende anorganische Stoffe, die in der Erdkruste zu finden sind. Sie entstehen ohne das Zutun des Menschen und haben eine bestimmte chemische Zusammensetzung und Kristallstruktur.
Metalle sind elementare Stoffe wie Gold, Silber und Kupfer, die im festen Zustand kristallin sind und natürlich in Mineralien vorkommen. Sie zeichnen sich oft dadurch aus, dass sie Strom und Wärme gut leiten, glänzend aussehen und verformbar sind. Die Metalle, die wir tagtäglich sehen, werden durch die Umwandlung von Metallerzen in eine endgültige Form hergestellt. Dies erfordert in den meisten Fällen den Einsatz von Chemikalien und speziellen Technologien.
Gängige Gruppen von Metallen
Metalle werden oft in verschiedene Gruppen eingeteilt, die durch ihre Eigenschaften oder ihre Funktion definiert sind. Die Namen dieser Gruppen sind nicht exakt oder wissenschaftlich, sondern spiegeln gemeinsame Verwendungen oder Eigenschaften wider:
Zu den Edelmetallen gehören Gold, Silber und Platin. Etwa 90 Prozent der gesamten Goldproduktion stammen aus Goldminen. Die restlichen 10 Prozent fallen als Nebenprodukt bei der Förderung anderer Metalle wie Kupfer und Nickel an. Edelmetalle werden auf den Weltmärkten gehandelt und in einer Reihe von Anwendungen eingesetzt, von Schmuck über Elektronik bis hin zu Katalysatoren in Autos.
Basismetalle sind Metalle von geringerem Wert, hauptsächlich Kupfer, Blei und Zink. Raffinierte Formen dieser Metalle werden auf den Weltmärkten häufig in einer Vielzahl von Standardformen und -größen gehandelt. Sie sind die grundlegenden Baumaterialien für einen Großteil der Welt um uns herum.
Eisenmetalle sind Metalle mit einem hohen Eisengehalt, zu denen alle Arten von Stahl gehören. Das Wort „eisenhaltig“ ist abgeleitet von ferrum, dem lateinischen Wort für Eisen. Chrom, Kobalt, Mangan und Molybdän werden üblicherweise zu dieser Gruppe gezählt, da ihre Hauptverwendung darin besteht, die Eigenschaften von Stahl zu verbessern.
Nicht-Eisen-Metalle umfassen Aluminium, Kupfer, Blei, Magnesium, Nickel, Zinn und Zink, da ihre Hauptverwendung nichts mit der Stahlherstellung zu tun hat. Beachten Sie, dass es einige Überschneidungen mit den unedlen Metallen gibt und die Wahl des Gruppennamens vom Kontext abhängt.
Seltene Erdmetalle sind in der Erdkruste gar nicht so selten, aber ihre Gewinnung ist komplex und schwierig. Zu ihnen gehören Scandium, Yttrium, Lanthan und die 14 Elemente (Lanthaniden), die im Periodensystem auf Lanthan folgen. Sie werden in großem Umfang, wenn auch in geringem Umfang, bei der Herstellung von Glas, Keramik, Glasuren, Magneten, Lasern und Fernsehröhren sowie bei der Raffination von Erdöl verwendet.
Legierungen werden durch Mischen von zwei oder mehr metallischen Elementen hergestellt, um eine neue, einzigartige Substanz zu bilden, die andere chemische und physikalische Eigenschaften hat als ihre Bestandteile. Über 90 Prozent der heute verwendeten Metalle sind Legierungen.
Legierungselemente werden in der Regel reinen Metallen zugesetzt, um die Festigkeit zu erhöhen oder bestimmte Eigenschaften zu verbessern, wie Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit und Schneidbarkeit. Anspruchsvolle industrielle Anforderungen wie extreme Temperaturbeständigkeit, Festigkeit für Hochdruckanwendungen, Ermüdungsfestigkeit, Gewichtsreduzierung oder Zähigkeit, oft in Kombination, haben zur Entwicklung einer breiten Palette von Legierungen geführt.
Die gebräuchlichsten Legierungen werden allgemein als Stähle klassifiziert. Diese charakteristischen, starken Legierungen aus Eisen und Kohlenstoff können mit anderen Elementen gemischt werden, um die Leistung und Haltbarkeit weiter zu verbessern. Ein Auto zum Beispiel enthält mehr als 10 verschiedene Stahllegierungen für Karosserieteile, Getriebe, Antriebsstränge, Kurbelwellen, Ventile usw.
Experten sagen voraus, dass der Bedarf an energieeffizienteren Systemen, die Informationstechnologie und die Erforschung des Weltraums die Hauptantriebskräfte für die Entwicklung neuer Legierungen in diesem Jahrhundert sein werden.