Metaller Ve Özellikleri-Metallarin Kullanım Alanları

METALLER VE ÖZELLİKLERİ

Doğada bilinen elementlerin çoğu metaldirMetallerin kendilerine özgü ortak özellikleri şunlardır:

* Metaller normal koşullarda katı halde bulunur Yalnız cıva sıvıdır
* Bütün metaller parlaktır(Metalik parlaklık) Işığı yansıtır
* Metaller sert ve yumuşak olabilir Sert olan metal yumuşak olanı çizer
* Metaller tel levha ve toz haline gelebilir Metaller esnektir; eğilip bükülebilir
* Elektrik ve ısıyı iletir
* Soy metaller (aıtın platin gibi) dışında diğer metaller havada paslanır
* Metaller birbirleriyle bileşik yapmazAncak birbiri içinde eritilerek karıştırılır ve alaşımı oluşturur
* İki veya daha çok metal birbiriyle molekül oluşturmaz
* Moleküllerin öz kütleleri büyük erime noktaları yüksektir Örneğin demir 1500 0C'de erirÖz kütlesi 78 g/cm3'tür
* Metaller daima elektron vererek (+) yüklü iyon olmak ister
* Metallerin çoğuna (Na Mg Fe Zn gibi) asitler etki eder Bunun sonucunda tuz oluşur ve hidrojen gazı açığa çıkar

Metaller kendi aralarında da sınflandırılır:
Soy metaller (altın gümüşplatin gibi) Soy olmayan metaller (demir çinko aliminyum gibi)
Yarı metaller iyi metal özelliği göstermez Bu elementler hem metal hem de ametal özelliği gösterir Silisyum bor antimun arsenik gibi elementler yarı metaldir

AMETALLER VE ÖZELLİKLERİ

Hidrojen oksijen azot kükürt klor brom iyot elmas grafit vb elementler ametaldir

Ametallerin kendilerine özgü özellikleri şunlardır:

* Normal koşullarda katı (karbon kükürt gibi) sıvı (brom gibi) ve gaz (hidrojen oksijen klor gibi) halinde bulunurlar
* Parlak değillerdir Renkli veya renksiz olurlar Işığı kırar veya geçirirler
* Isıyı ve elektriği iyi iletmezler Çoğu yalıtkandır
* Esnek değillerdir Tel ve levha haline gelmezler
* Erime noktaları düşük öz kütleleri küçüktür
* Doğada genel olarak molekül halinde bulunurlar(H2 O2 N2 Cl2 gibi)
* Ametaller metallerle etkileşerek iyon bileşikleri oluşturur(NaCl FeS gibi)
* Ametaller kimyasal olaylarda genel olarak elektron alarak (-) yüklü iyon olur Bazı hallerde eloktron da verebilir
* Ametaller ametallerle elektron ortaklığı kurar

SOYGAZLAR VE ÖZELLİKLERİ
Helyum (He) neon (Ne) argon (Ar) kripton (Kr) ksenon (Xe) ve radon (Rn) başlıca asal gazlardır Helyum dışındaki diğer asal gazlar havanın bileşiminde bulunurHelyum bazı radyoaktif maddelerin bozunma ürünü olarak da elde edilir Asal gazların başlıca özellikleri şunlardır:

* Doğada element halinde bulunur
* Normal koşullarda gaz halinde bulunur
* Metallerle ametallerle ve birbirleriyle bileşik oluşturmaz
* Kararlı bir yapıya sahiptir

Asal gaz atomlarının en dış enerji düzeyleri elektronla tam doludur Bu durum asal gazlara kararlılık ve dayanıklılık verir Helyum dışındaki diğer asal gazların dış enerji düzeylerinde 8 elektron bulunur En dış enerji düzeyinde 8'den fazla elektron bulunamaz Onun için başka atomlardan elektron alamaz Bu 8 eloktron oynak (serbest) olmadığından elektron da veremez Onun için iyonlaşmaz Bu sebepten asal gazlar kararlı yapıya sahiptir Helyumun ilk enerji düzeyinde 2 elektronu vardır Bu düzey aynı zamanda en dış enerji düzeyidir Ne elektron alır ne de verir

Kimyasal olaylarda atomlar dış enerji düzeylerini 8'e tamamlamak ister Bunun için de en dış enerji düzeylerini 8'e tamamlayacak sayıda ya elektron alırlar ya da elektron verirler (Oktet Kuralı) Bazı atomlar da elektronlarını ortak olarak kullanır

Metallerin Kullanım Alanları
BAKIR

Bakır, üstün fiziksel ve kimyasal özelliklerinden dolayı endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır Sektörlere göre bakırın tüketiminin dağılımı aşağıda verilmiştir:

Elektrik ve elektronik sanayi

İnşaat sanayi

Ulaşım sanayi

Endüstriyel ekipman

Diğerleri

Kimya

Kuyumculuk

Boya sanayi

Turistik eşya

KURŞUN- ÇİNKO- KADMİYUM

Kurşun’un en önemli tüketim alanı akü imalatıdır Yeraltı haberleşme kablolarının kurşunla izolasyonu diğer önemli tüketim alanı olarak göze çarpar Korozyonu önleyen kurşun oksit boyalar çelik konstrüksiyonlarda kullanılır Kurşun tetraetil ve tetrametil benzin içinde oktan ayarlayıcı olarak kullanılan kurşun bileşikleridir Kurşun radyasyonu en az geçiren metal olması nedeniyle bu ışınlardan korunmada, renkli televizyon tüplerinin yapımında ve mühimmat imalinde de önemli miktarlarda kullanılmaktadır

Çinko en çok galvanizlemede kullanılmaktadır İnşaat sektöründeki galvanizli saçlar ve konstrüksiyon malzemeleri ile elektrik ve diğer havai hat direkleri galvanizlemenin en çok kullanıldığı alanlardır Pirinç alaşımı ile bilhassa otomotiv sanayinde döküm kalıpları yapımında kullanılan çinko alaşımları çinko’nun kullanıldığı diğer önemli alanlardır Çinko oksit yağlı boya ve lastik üretiminde kullanılmaktadır

Kadmiyum özellikle deniz ve alkali ortam korozyonuna karşı mukavemeti nedeniyle demir, çelik, pirinç ve alüminyum kaplamasında kullanılmaktadır Kadmiyum kaplamaları elektrik, elektronik, otomotiv ve Uzay sanayisinde çok yaygındır Kadmiyumun en önemli kullanım alanı Ni - Cd, Ag - Cd ve Hg - Cd pilleridirNormal Ni - Cd pilleri günlük hayatta kullanılan elektronik cihazlarda, büyük kapasiteli olanları ise uçak ve gemilerde geniş bir tüketim alanı bulmuştur Kadmiyumun yoğun olarak kullanıldığı diğer bir alan da boya endüstrisidir

Kadmiyum bunlardan başka stabilizör olarak plastik ve sentetik elyaf sanayinde, televizyon tüpleri ve florasan lamba imalinde, nükleer reaktör kontrol sistemlerinde ve alaşımlarda kullanım alanı bulmuştur

DEMİR

Demir cevherinin tüketildiği iki ana üretim dalı yüksek fırın pik demir üretimi ile direk redüksiyon tesisleridir Demir cevheri yüksek fırınlara ya direk şarj cevheri olarak parça cevher halinde veya ince tozlar sinterlenerek sinter halinde veya daha ince tozların peletlenmesiyle pelet halinde kok kömür ve cüruf yapıcı katkı maddeleriyle birlikte verilerek kullanılır

KROM

Krom cevheri başlıca metalürji, kimya, refrakter ve döküm kumu sanayinde kullanılır

Metalurji sanayinde krom ; ferrokrom, ferro-siliko-krom, krom bileşikleri, ekzotermik krom katkıları, diğer krom alaşımları ve krom metali şeklinde tüketilir

Metalurji endüstrisinde krom cevherinin en önemli kullanım alanı paslanmaz çelik yapımında kullanılan ferrokrom üretimidir Paslanmaz çelik metal ve silah endüstrisinin çok önemli bir maddesidir Krom çeliğe sertlik, kırılma ve darbelere karşı direnç, aşınma ve oksitlenmeye karşı koruma sağlar Bu kapsamda kromun çeşitli alaşımları mermi, denizaltı, gemi, uçak, top ve silahlarla ilgili destek sistemlerinde kullanılır

Krom kimyasalları paslanmayı önleyici özellikleri dolayısıyla uçak ve gemi sanayinde yaygın olarak ; kimya endüstrisinde de sodyum bi-kromat, kromik asit ve boya hammaddesi yapımında, metal kaplama, deri tabaklama, boya maddeleri ( pigment), seramikler, parlatıcı gereçler, katalistler, boyalar, organik sentetikler, konserve yapma ajanları, su işleme, sondaj çamuru ve diğer birçok alanda tüketilir

Krom metali, yüksek performans alaşımlarında, Al, Ti, Cu alaşımlarında, ısıya ve elektriğe dirençli alaşımlarda tüketilir

Kromun süper alaşımları yüksek ısıya dayanıklı randımanı yüksek, türbin motorlarının yapımında kullanılmaktadır

BOKSİT

Boksit endüstride değişik alanlarda kullanılmaktadır Aşağıda belirtilen kullanım alanları kimyasal bileşimine bağlıdır

1 Alümina ve alüminyum üretiminde % 90 oranında kullanılmaktadır Boksitten metalik alüminyumun yanında bazen galyum ve vanadyum gibi yan ürünler de elde edilmektedir

2 Boksitten yapılan refrakter ürünler

Sentetik mullit

Yüksek alüminalı ateş tuğlası

Döküm maddeleri

Monolit ; çimento, demir-çelik ve tuğla sanayinde çimento sanayinde fırın tuğlası boşluklarını

doldurması için

3 Boksitten yapılan kimyasal maddeler

Su temizlenmesinde kullanılan alüminyum sülfat

Sodyum alüminat

Ham petrol tasfiyesinde kullanılan Al-Klorür

Alüminyum hidrat

4 Boksitten yapılan aşındırıcılar

Zımpara kağıdı ve tozları

Bileme ( keskinleştirme) için zımpara taşı

Zımpara taşı silindirleri

5 Diğer tüketim alanları

Ham şekerin renginin giderilmesinde

Ham şekerin temizlenmesinde yağların filtrasyonunda

Çimento yapımında

Ferrokrom tesislerinde cüruf önleyici olarak

VANADYUM

Vanadyum en çok çelik endüstrisinde tüketilmektedirOtomobil endüstrisi, uzay araçları ve uçak sanayinde titanyumlu alaşımlarla birlikte vanadyum kullanılmaktadır Sülfürik asit üretiminde katalizör olarak ayrıca seramik ve diğer kimya sanayinde tüketilen vanadyumun bu alanlardaki tüketim miktarı oldukça azdırVanadyumlu alaşımlar kıyı ötesi petrol sondajları borularının yapımında kullanılmaktadır

Vanadyumun gelişen son kullanım alanları ise; gözlük camlarının, sanayi ve büyük bina camlarının ultraviyole ışıklara karşı filtrasyonu sayılabilir

ANTİMUAN

Antimuan, endüstride metalik ya da türevleri şeklinde kullanılmaktadır Ancak türevleri şeklinde kullanımı çoğunluktadır

Metalik antimuan kullanımı:

Metalik antimuan sağladığı avantajlar sebebiyle kurşun ve diğer metallerle alaşım oluşturmakta yoğun olarak kullanılmaktadır Akümülatör imali, lehimcilik, matbaa harfi imali, askeri amaçlı malzemeler imalinde yaygın olarak kullanılmaktadır Yüksek saflıktaki antimuan, yarı iletken olarak elektronik ve termoelektrik alet üreticileri tarafından intermetalik alaşım imalatında kullanılmaktadır

Metal dışı (ürünleri şeklinde ) kullanımı :

Antimuan’ın 2/3 ‘ ünden fazlası türevleri şeklinde kullanılmaktadırTürevleri arasında sülfitler ve özellikle de oksitleri yaygın olarak kullanılmaktadır Antimuan penta sülfit lastik endüstrisinde vulkanizasyon ajanı olarak, antimuan sülfit yangın kontrollerinde ve cephane imalatında kullanılmaktadır Antimuan trioksit plastikte, metal kaplamada, seramik ve emayede, boya sanayinde beyaz boya maddesi olarak kullanılmaktadır Antimuan oksit tekstil, plastik ve kimya endüstrilerinde yangın geciktirici olarak kullanılmaktadır

TUNGSTEN

Tungusten’in ilk önemli kullanımı tungsten-mangan çeliğinin yapımı ile ortaya çıkmıştır Tungsten maddeleri kullanımlarına göre 4 ana grupta toplanabilir:

1 Kesici ve kaplamaya dayanıklı maddeler,

2 Öğütme ürünleri,

3 Aletler, die çelikleri, süper alaşımlar, demirsiz alaşımlar içindeki alaşım bileşeni,

4 Çeşitli kimyevi maddeler ve metalürjik olmayan uygulamalar

Tungsten ürünlerinin kullanım alanları ise;

Tungsten karpit; madencilik ve petrol sanayilerinde, matkaplarda, delici ekipmanların kesici kısımlarında ve kırıcı makinelerde, taşımacılık ve elektrik malzemeleri kaplamasında yaygın olarak kullanılmaktadır Saf tungsten metal tozundan yapılan öğütme ürünleri elektrik ve elektronik sanayinde kullanılmaktadır Tungsten teli, elektrik lambalarında ve elektronik tüplerde katot olarak kullanılır Tungsten diskler otomotiv distrübütör noktalarında ve pek çok üründe bağlantı noktası olarak kullanılırTungsten metali sıcak ve radyasyon kalkanı olarak, x-ışını bileşenleri ve katot ışın tüpleri ve yüksek ısılı fırınlarda ısıtıcı madde olarak da kullanılmaktadır Tungsten özellikle uçak sanayinde ağır metal olarak kullanılmaktadır

Tungsten’in metalürjik olmayan uygulamaları ise;

Tekstil sanayinde kullanılan kimyevi maddeler, boyalar, matlaşmayan boyalar ve renkli gazlardır Bazı tungsten bileşikleri ışık yayarlar ve renk maddelerinde, x-ışınlı ekranlarda, televizyon tiplerinde ve florasans ışıklandırılmasında kullanılır Sodyum tungstat da paslanmayı engelleyici olarak ve tekstil sanayinde yanmaz madde olarak kullanılır

MOLİBDEN

Molibden özel çeliklerde, pik demirlerde, nikel, kobalt ve titanyum bazlı alaşımlarda kullanılan çok yönlü bir alaşım maddesidirMolibden alaşım elementi olarak pekiştirmede, sağlamlık ve sertlik özelliği vermede, aşınmaya dayanıklı çeliklerde, döküm demirlerinde, demirsi metallerde kullanılır

Molibden ihtiva eden alaşımları; paslanmaz çelik, tüp ve boru şeklindeki aletlerin yapımında, süper ısıtıcılarda, çelik rezistanslarında, petrol ürünlerinin elde edilmesinde ve kimyasal işlemlerde çok kullanılır

Kimyasal olarak çeşitli ve geniş kullanım alanları olan molibden boya maddesi olarak kumaş boyacılığında, alkol ve formaldehit elde edilmesinde de molibden katalizörleri kullanılır

Ayrıca, mıknatıs alaşımları, döküm karpitleri su ve gaz geçirmeyi önleyici materyallerin imalinde ve son yıllarda da sürtünmeyi azaltıcı özelliğinden dolayı motorlu vasıtaların yağ ve greslerine eklenmektedir

NİKEL

Kimya endüstrisinde; Nikel alaşımları olarak metal korozyonuna maruz yerlerde, kostik solüsyonların dengelenmesinde ve petrol endüstrisinde,

Fabrikasyon ürünlerde;Çatal, bıçak takımları, çekiç, pense gibi aletlerle diğer birçok ev ve hastane aletlerinin yapımında,

Uçak ve gemi endüstrisinde; Nikel süper alaşımları yüksek ısıda basınç ve korozyona dayanıklı olduğundan, uçakların gaz türbinlerinde, jet motorlarının yapımında, ayrıca uçakların elektrolizle kaplanan bölgelerinde ve gemi yapımında tuz korozyonuna karşı engelleyici olarak,

Motorlu araçlar ve parçalarında,

Elektrikli makineler ve parçalarında,

Yapı malzemelerinde, sıvı ve katı yağlarda hidrojenerasyonu sağlamak üzere batarya ve yakıt hücrelerinde ve seramik malzemelerde emaye ile demir arasında bağlayıcı olarak kullanılır

KALAY

Kalay, teneke yapımında, kaplamacılıkta, çeşitli alaşımlar, lehim ve kimyasal madde yapımında kullanılır Otomotiv endüstrisinde de motor yataklarında, kaporta, radyatör, yağ ve hava filtrelerinde kullanılır Uçak ve gemi endüstrisi ile elektronik ve elektrik sanayinde geniş bir kullanım alanı vardır Kimya sanayinde boya, parfüm, sabun, poliüretan üretiminden diş macunu yapımına kadar geniş bir alanda tüketilir Bunların yanında, matbaacılıkta, mutfak malzemeleri ve cam endüstrisinde de kullanılmaktadır

ALTIN

Altın’ın tüketildiği alanları sıralayacak olursak;

Kuyumculuk, altın kaplama ve süsleme, elektrik/elektronik, diş hekimliği, dekoratif kullanım

madalya yapımı, resmi para, külçe stoklarıdır

Ayrıca, gümüş, platin ve palladyum gibi metallerle alaşım halinde uzay endüstrisinde, tekstil sanayinde altın tel ve iplik yapımında ve kimya endüstrisinde paslanmaya dayanıklı alet yapımında kullanılmaktadır

GÜMÜŞ

Gümüş’ün tüketildiği alanları sıralayacak olursak;

Fotoğraf sanayi, elektronik, para imali, süs eşyası ve takı yapımı, alaşımlar, dişçilik‘tir Ayrıca, yapay yağmur yağdırmakta, ayna sırlarının yapımında, bilgisayar röle kontaklarında, pil yapımında da kullanılmaktadır