Metalo

El Vikipedio, la libera enciklopedio
(Alidirektita el Metalo (fiziko))
Saltu al: navigado, serĉo
La plej granda oringoto de la mondo havas mason de 250 kg. Toi Ormuzeo, Japanio. Oro estas unu el plej konataj metaloj (el komenca historio) sed malmulte posedata de plej homoj.
Fer-piliero ĉe Delhi, Barato, enhavanta 98% el forĝita fero.
Kupro.
Titano.
Specimeno el zinko
(diametro: 3 cm, maso: 30 g)

Metalo (el greka μέταλλον métallon, "mino, elfosejo, metalo"[1][2]) estas materialo (elemento, kombinaĵo, aŭ alojo) kiu estas tipe malmola, opaka, brila, kaj havas bonan elektran kaj termikan konduktivojn. Metaloj estas ĝenerale maleebla — tio estas, ili povas esti martelitaj aŭ premitaj permanente ekster ilia formo sen rompo aŭ krakado — same kiel fandebla kaj duktila (ebla esti fadenigita al fajna kablo).[3] Ĉirkaŭ 91 el la 118 elementoj en la perioda tabelo estas metaloj (kelkaj elementoj ŝajnas kaj metalaj kaj nemetalaj formoj).

Astronomoj uzas la terminon "metalo" por kolektive priskribi ĉiujn elementojn escepte hidrogeno kaj heliumo. Tiele, la metaleco de objekto estas la proporcio de ties materialo farita de kemiaj elementoj escepte por hidrogeno kaj heliumo.[4]

Multaj elementoj kaj komponaĵoj kiuj ne estas normale klasitaj kiel metaloj iĝas metalaj sub altaj premoj; tiuj estas formataj kiel metalaj alotropoj de nemetaloj.

Fizikaj ecoj[redakti | redakti fonton]

Metaloj havas certajn karakterizajn fizikajn ecojn:

Tiuj ĉi ecoj precipe rezultas de tio, ke ĉiu atomo loze tenas ĝiajn eksterajn elektronojn; tiel la valentaj elektronoj povas formi ian maron ĉirkaŭ la atomojn. Ĉiuj puraj elementaj metaloj formas kristalojn. La maro de elektronoj iĝas bendoj pro la simetria reguleco de la kristaloj. Sub kutimaj kondiĉoj de malpureco kaj difektado, metaloj estas pli ofte etkristalaj, kun multaj kristalaj grajnoj.

Kemie, metalo estas elemento kiu emas formi katjonojn kaj ligi jone. La metaloj estas unu el la tri grupoj de elementoj. La aliaj grupoj estas la metaloidoj kaj la nemetaloj. Sur la perioda tabelo, diagonala linio desegnita de boro (B) al polonio (Po) apartigas la metaloj de la nemetaloj. Elementoj sur la linio estas la metaloidoj, foje nomataj kiel duonmetaloj (aŭ duonmetaloj); elementoj suben maldekstren estas la metaloj; elementoj supren dekstren estas la nemetaloj. Bone konataj metaloj estas aluminio, arĝento, fero, kupro, plumbo, titano, uranio, kaj zinko.

Plej multaj metaloj estas kemie stabilaj, kun la notinda escepto de la alkalaj metaloj kaj la teralkalaj metaloj, trovitaj en la du plej maldekstraj grupoj de la perioda tabelo. La oksidoj de metaloj estas bazaj; tiuj de nemetaloj estas acidaj.

Nemetaloj estas pli abundaj en naturo ol metaloj; sed fakte metaloj konstituas plejparton da la perioda tabelo.

Alojo estas miksaĵokunfandaĵo kun metalaj ecoj, kiu entenas almenaŭ unu metala elemento. Ekzemploj de alojoj estas ŝtalo (fero kaj karbono), latuno (kupro kaj zinko), bronzo (kupro kaj lado), kaj duraluminio (aluminio, magnezio, kupro, kaj mangano). Alojoj, kiuj speciale dezajniĝas por alte postulaj aplikaĵoj, tiel kiel tokamakoj, povas enteni pli ol dek elementojn. Alojoj povas formi kristalojn ankaŭ. La formo de la kristalo dependas de la krado de la atomoj en la miksaĵo, kaj de la temperaturo laŭ la metalurgia fazodiagramo.

Kemie[redakti | redakti fonton]

Metaloj estas kutime klinitaj por formi katjonojn pere de perdo de elektro,[5] reage kun oksigeno en la aero por formi oksidojn super variaj temposkaloj (fero rustiĝas laŭ la jaroj, dum kalio bruliĝas post sekundoj). Ekzemploj estas jenaj:

4 Na + O2 → 2 Na2O (natria oksido)
2 Ca + O2 → 2 CaO (kalcia oksido)
4 Al + 3 O2 → 2 Al2O3 (aluminia oksido).

La transirmetaloj (kiaj fero, kupro, zinko, kaj nikelo) pli malrapide oksidiĝas ĉar ili formas pasivigan tavolon de oksido kiu protektas la internon. Aliaj, kiel paladio, plateno kaj oro, ne reagas kun la atmosfero entute. Kelkaj metaloj formas barilan tavolon de oksido ĉe ties surfaco kiu ne povas esti penetrata de pliaj oksigenaj molekuloj kaj tiele retenas sian brilan aspekton kaj bonan konduktivecon dum multaj jardekoj (kiel aluminio, magnezio, kelkaj ŝtaloj, kaj titano). La oksidoj de metaloj estas ĝenerale bazaj, male al tiuj de nemetaloj, kiuj estas acidaj. Esceptoj estas ĉefe oksidoj kunb tre altaj oksidiĝaj nombroj kiaj CrO3, Mn2O7, kaj OsO4, kiuj havas strikte acidajn reagojn.

Farbaj, anodigaj kaj tavoligaj metaloj estas bonaj manieroj por eviti ties korodon. Tamen, pli reaga metalo en la elektrokemia serio povas esti elektita por tavoligo, ĉefe kiam oni atendas rompon el la tavolo. Akvo kaj la du metaloj formas elektrokemian ĉelon, kaj se la tavoligo estas malpli reaga ol la tavolito, la tavolo fakte helpas korodon.

Fizike[redakti | redakti fonton]

Elektre[redakti | redakti fonton]

Mekanike[redakti | redakti fonton]

Alojoj[redakti | redakti fonton]

Loupe.svg Pli detalaj informoj troveblas en la artikolo Alojo.
Aloja monero de Julio Cezaro.

Alojo estas kunmiksaĵo, aŭ en solvaĵokemia kombinaĵo, de du aŭ pli elementoj el kiu almenaŭ unu estas metalo. Alojo kun du komponantoj nomiĝas binara alojo; tiu kun tri estas terciara alojo; tiu kun kvar estas kvaternara alojo. La rezulto estas substanco kun ecoj malsamaj de tiuj de ties komponantoj.

Alojoj kutime dezajniĝas havi ecojn kiuj estas pli dezirindaj ol tiuj de iliaj komponantoj. Ekzemple, ŝtalo estas pli fortika ol fero, unu de sia elementoj; latuno estas pli daŭriva ol kupro, kaj pli alloga ol zinko. Sed estas sciate ke multaj gravaj alojoj havas ecojn kiuj ne estas facile antaŭdireblaj baze de iliaj komponantoj. Ekzemple, kaj kupro kaj nikelo bone konduktas elektron, sed formas alojon kiu ne bone konduktas elektron, kiu faras ĝin utila por elektra rezistiva drato.

La metodoj formi alojojn estas variaj. En la likva stato, plej multaj metaloj estas solveblaj unu en la alia kaj alojado kutime implikas fandado; tamen alojado per traktado en la solida stato sen fandado estas farebla per pulvora metalurgio. Kiam fandaj alojoj solidiĝas, la komponantoj povas resti solvita aŭ ili povas apartigi en solidaj miksaĵoj de regionetoj aŭ eĉ grajnoj de varia koncentreco. Estas multaj eblecoj formi alojojn kaj multaj el ili povas montriĝi per fazaj diagramoj, sed aliaj dependas de plua formado en la solida stato.

Malsame al puraj metaloj, multaj alojoj ne havas unuopan fandan punkton. Anstataŭe, ili havas fandan amplekson ene de kiu la materialo estas miksaĵo de solidaj kaj likvaj fazoj. La temperaturo je kiu fandado komencas nomiĝas soliduso*, kaj tiu je kiu fandado kompletiĝas nomiĝas likvuso*. Alojo kun unuopa fanda punkto nomiĝas eŭtekta miksaĵo.

Kategorioj[redakti | redakti fonton]

Elfosado[redakti | redakti fonton]

Fornaj balgoj funkciantaj fare de akvoradoj, Dinastio Yuan, Ĉinio.
Loupe.svg Pli detalaj informoj troveblas en la artikoloj Minado kaj Elprena metalurgio.

Elprena metalurgio estas en metalurgio la praktiko elprodukti valorajn metaloj el erco kaj rafini la elprenitajn krudajn metalojn en pli pura formo. Por konverti metalajn oksidonsulfidon en pli pura metalo, la erco devas esti reduktita fizike, kemie, aŭ elektrolize.

Elprenaj metalurgiistoj estas interesataj en tri ĉefaj branĉoj: nutrado, koncentrado (valora metalo oksido/sulfido), kaj amasigado de rubo. Post minado, grandaj pecoj de erco alportitaj (nutrado) estas rompitaj pere de premado kaj/aŭ muelado por akiri partiklojn sufiĉe malgrandajn kie ĉiu partiklo estas ĉu plej valora aŭ plej malvalora. Koncentri la partiklojn valorajn en formo kiu permesas separadon havigas la deziritan metalon kiu estu elprenita el la rubaj produktoj.

Reciklado de metaloj[redakti | redakti fonton]

Metalurgio[redakti | redakti fonton]

Loupe.svg Pli detalaj informoj troveblas en la artikolo Metalurgio.
Georgius Agricola, aŭtoro de De re metallica, grava dekomenca verko pri metala elfosado.

Metalurgio estas fako de materiala scienco kaj inĝenierarto kiu studas la fizikajn kaj kemiajn ecojn de metalaj elementoj kaj miksaĵoj de metaloj, nomata alojoj. Metalurgio studas la mikroskopajn mekanismojn kiuj kaŭzas metalon kaj alojojn agi kiel ili agas: la ŝanĝoj kiuj okazas je atoma nivelo kiuj ŝanĝas la ecojn de la metalo. Ekzemploj de iloj uzataj por mikroskopa ekzameno de metaloj estas optikaj mikroskopoj kaj elektronaj mikroskopoj kaj masaj spektrometroj.

Metalurgio estas ankaŭ la teknologio de metaloj: nome la vojo laŭ kiu scienco estas aplikita al la produktado de metaloj, kaj al la inĝenierarto de la metalaj komponantoj por ties uzado en produktoj por konsumantoj kaj fabrikantoj. La produktado de metaloj inkludas la procezadon de ercoj por elpreni la metalon kiun ili enhavas, kaj la miksojn de metaloj, foje kun aliaj elementoj, por produkti alojojn. Metalurgio estas distingata el la metio metalfarado, kvankam metalfarado dependas el metalurgio, kiel medicino dependas el medicina scienco, por teknikaj avancoj.

Metalurgio estas subdividata en fera metalurgio (foje konata ankaŭ kiel nigra metalurgio) kaj nefera metalurgio aŭ kolora metalurgio. Fera metalurgio inkludas procezojn kaj alojojn bazitajn sur fero dum nefera metalurgio inkludas procezojn kaj alojojn bazitajn sur aliaj metaloj. La produktado de feraj metaloj kalkulatas por 95 procento de la tutmonda metalproduktado.[6]

Bildaro[redakti | redakti fonton]

Astronomio[redakti | redakti fonton]

En astronomio, kiel metaloj estas konsiderataj ĉiuj pezaj elementoj, kiuj tie estas ĉiuj elementoj krom hidrogeno kaj heliumo. Tiel kalkuliĝas metalenhavo - parametro de stelo.

Vidu ankaŭ[redakti | redakti fonton]

Notoj[redakti | redakti fonton]

  1. μέταλλον Henry George Liddell, Robert Scott, A Greek-English Lexicon, ĉe Perseus Digital Library
  2. metal, ĉe Oxford Dictionaries
  3. metal. Encyclopædia Britannica
  4. John C. MartinWhat we learn from a star's metal content. New Analysis RR Lyrae Kinematics in the Solar Neighborhood. Alirita 7a de Septembro, 2005.
  5. Mortimer, Charles E. (1975). Chemistry: A Conceptual Approach (3a eld.). New York:: D. Van Nostrad Company.
  6. "Металлургия". en La Granda Sovetia Enciklopedio. 1979.

Eksteraj ligiloj[redakti | redakti fonton]

En tiu ĉi artikolo estas uzita traduko de teksto el la artikolo Metal en la angla Vikipedio.