Sąvoka „sunkieji metalai“ nuolat vartojama gamybos, aplinkos mokslų ir medžiagų inžinerijos srityse, tačiau nėra vieno universalaus oficialaus tiksliai 23 sunkiųjų metalų sąrašo. Daugumoje pramonės ir reguliavimo kontekstų sunkieji metalai apibrėžiami kaip metaliniai elementai, kurių tankis yra maždaug5 gramai kubiniame centimetre (g/cm³) ar daugiau, o į šią kategoriją įeina maždaug dvi dešimtys komerciškai ir aplinkai svarbių elementų. Inžinieriams, pirkimų komandoms ir metalo gamybos profesionalams labai svarbu suprasti visą sunkiųjų metalų - asortimentą ir jų tikrąjį-naudojimą pasaulyje -, kad būtų galima teisingai parinkti medžiagas, laikytis reikalavimų ir saugiai gaminti.
Toliau pateikiamas praktiškas, į pramonę{0}}skirtas 23 sunkiųjų metalų sąrašas, sugrupuotas pagal jų vaidmenį šiuolaikinėje gamyboje. Aptariame netauriuosius pramoninius metalus, tauriuosius metalus, ugniai atsparius specialiuosius metalus ir reguliuojamus toksiškus metalus, paaiškiname pagrindines jų savybes ir pritaikymą bei tyrinėjame, kaip naudojami sunkiųjų metalų lydiniaitikslus metalo štampavimasirlakštinio metalo gamyba.
23 sunkieji metalai: visas sąrašas ir naudojimas pramonėje
Visi toliau nurodyti metalai atitinka standartinę ~5 g/cm³ tankio ribą ir yra pripažinti sunkiaisiais metalais pramonės, chemijos ir reguliavimo sistemose. Jie sugrupuoti pagal pagrindinį komercinį vaidmenį.
1. Pagrindiniai pramoniniai sunkieji metalai (7 metalai)
Tai didžiausio{0}}tūrio, ekonomiškai svarbiausi sunkieji metalai. Jie sudaro šiuolaikinės statybos, elektronikos ir sunkiosios pramonės stuburą.
1. Geležis (Fe) – 7,87 g/cm³
- Didžiuliu skirtumu labiausiai gaminamas sunkusis metalas Žemėje. Retai naudojamas gryna forma; legiruotas su anglimi, kad taptų plienu, pagrindine pasaulio konstrukcine medžiaga. Naudojamas visuose pagrindiniuose sektoriuose nuo statybos ir automobilių iki medžiagų krovimo įrangos.
2.Varis (Cu) – 8,96 g/cm³
- Įvertintas už neprilygstamą elektros ir šilumos laidumą bei puikų formavimą šaltuoju būdu. Dominuojanti medžiaga laidams, šynoms,PCB gnybtaiir tikslūs{0}}antspauduoti elektroniniai komponentai. Vienas iš svarbiausių metalų pasaulinei štampavimo pramonei.
3.Cinkas (Zn) – 7,14 g/cm³
- Geriausiai žinoma kaip nuo korozijos{0}}apsauginė plieno danga (cinkavimas). Maždaug pusė visos cinko gamybos tenka plieno apsaugai nuo rūdžių. Taip pat plačiai naudojamas štampavimo-aparatūros ir žalvario lydinių gamyboje.
4. Nikelis (Ni) – 8,91 g/cm³
- Tvirtas, korozijai{0}}atsparus sunkusis metalas, pirmiausia naudojamas kaip legiravimo elementas. Pagrindinis nerūdijančio plieno ir aukštos temperatūros{2}}superlydinių ingredientas. Pramoniniams komponentams suteikia ilgaamžiškumo ir cheminio atsparumo.
5. Chromas (Cr) – 7,19 g/cm³
- Pagrindinis legiravimo elementas, suteikiantis nerūdijančiam plienui atsparumą korozijai. Taip pat naudojamas dekoratyvinei ir funkcinei galvanizacijai ir -dėvėjimuisi atsparioms dangoms. Kiečiausias grynas elementinis metalas.
6.Alavas (Sn) – 7,31 g/cm³
- Minkštas, mažai tirpstantis{0}}sunkusis metalas. Pagrindinis elektronikos litavimo komponentas ir skardos maisto pakuočių dangos medžiaga. Taip pat svarbus bronzos ir laikančiųjų metalų legiravimo elementas.
7.Švinas (Pb) – 11,34 g/cm³
- Labai tankus, minkštas sunkus metalas. Istoriškai naudojamas daugelyje pramonės šakų; šiandien jos pagrindinė teisėta paskirtis yra švino-rūgšties akumuliatoriai ir apsauga nuo spinduliuotės, laikantis griežtos reguliavimo kontrolės.
2. Taurieji sunkieji metalai (8 metalai)
Šie tankūs, reti sunkieji metalai turi didelę ekonominę vertę ir pasižymi išskirtiniu cheminiu stabilumu bei laidumu.
8.Auksas (Au) – 19,32 g/cm³
- Vienas iš tankiausių paprastųjų metalų. Chemiškai inertiški, labai laidūs ir naudojami didelio-patikimumo elektriniams kontaktams, medicininiams implantams ir kosmoso komponentams.
9.Platina (Pt) – 21,45 g/cm³
- Itin tankus, korozijai{0}}atsparus sunkusis metalas. Didžiausias pramonės panaudojimas yra automobilių kataliziniai konverteriai; jis taip pat naudojamas laboratorinėje įrangoje ir medicinos prietaisuose.
10.Sidabras (Ag) – 10,49 g/cm³
- Turi didžiausią elektros ir šilumos laidumą iš visų metalų. Naudojamas aukščiausios kokybės elektriniams kontaktams, skirstomiesiems įrenginiams ir didelio našumo{1}}elektroninei dangai.
11. Paladis (Pd) – 12,02 g/cm³
- Platinos{0}}grupės metalas, daugiausia naudojamas kataliziniuose konverteriuose, elektronikos dengimo ir vandenilio valymo sistemose.
12.Rodis (Rh) – 12,41 g/cm³
- Vienas iš rečiausių ir brangiausių sunkiųjų metalų. Naudojamas automobilių katalizatorių dangoms ir stipriai{1}}atspindintiems elektriniams kontaktams.
13.Rutenis (Ru) – 12,37 g/cm³
- Kietas, trapus platinos{0}}grupės metalas. Naudojamas daugiausia kaip legiruojantis priedas platinai ir paladžiui stiprinti elektros ir chemijos reikmėms.
14.Iridis (Ir) – 22,56 g/cm³
- Antras{0}}tankiausias gamtoje esantis metalas. Itin atsparus korozijai-net esant ekstremalioms temperatūroms. Naudojamas uždegimo žvakių elektrodams ir puslaidininkių kristalų auginimo tigliams.
15.Osmis (Os) – 22,59 g/cm³
- Tankiausias natūraliai randamas kietasis metalas Žemėje. Kietas, trapus platinos-grupės metalas, naudojamas itin-didelio-dėvėjimosi elektriniams kontaktams ir tiksliųjų instrumentų guoliams.
3. Ugniai atsparūs ir specialūs sunkieji metalai (5 metalai)
Šie itin -aukštai-lydantys sunkieji metalai naudojami esant ekstremalioms-temperatūroms ir specializuotoms pramonės reikmėms.
16. Volframas (W) – 19,25 g/cm³
- Sunkiausias plačiai prieinamas pramoninis metalas, turintis aukščiausią visų elementų lydymosi temperatūrą (3 422 laipsniai). Naudojamas atsvarams, pjovimo įrankiams, apsaugai nuo spinduliuotės ir susidėvinčioms dalims.
17.Tantalas (Ta) – 16,65 g/cm³
- Tankus, labai korozijai{0}}atsparus ugniai atsparus metalas. Pirminė medžiaga didelės talpos{2}}kondensatoriams išmaniuosiuose telefonuose, automobilių elektronikoje ir medicininiuose implantuose.
18.Molibdenas (Mo) – 10,28 g/cm³
- Aukštai{0}}temperatūrai atsparus ugniai atsparus metalas, daugiausia naudojamas kaip legiravimo elementas didelio-stiprumo plienuose ir superlydiniuose. Pagerina konstrukcinių lydinių atsparumą karščiui ir kietumą.
19.Renis (Re) – 21,02 g/cm³
- Vienas iš rečiausių stabilių metalų. Pridedamas prie reaktyvinių variklių turbinų menčių superlydinių ir naudojamas kaip naftos perdirbimo katalizatorius.
20.Vanadis (V) – 6,0 g/cm³
- Naudojamas beveik vien tik kaip legiravimo elementas pliene. Padidina HSLA plieno ir didelio -našumo įrankių plieno stiprumą, kietumą ir atsparumą dilimui.
4. Regulated Toxic Heavy Metals (3 Metals)
Šie sunkieji metalai yra labai toksiški ir griežtai kontroliuojami pasaulinių aplinkosaugos ir darbo saugos taisyklių. Jie turi labai ribotą teisėtą pramoninį naudojimą.
21. Gyvsidabris (Hg) – 13,53 g/cm³
- Vienintelis metalinis skystis kambario temperatūroje. Galingas neurotoksinas. Pramoninis naudojimas smarkiai sumažėjo pagal Minamatos konvenciją; likusieji naudojimo būdai apima specializuotą cheminių medžiagų gamybą.
22.Kadmis (Cd) – 8,65 g/cm³
- Labai toksiškas sunkusis metalas, sukeliantis inkstų pažeidimą ir klasifikuojamas kaip kancerogeninis. Istoriškai naudojamas akumuliatoriams ir dengimui; dabar labai apribota.
23.Arsenas (As) – 5,73 g/cm³
- Techniškai metaloidas, o ne tikras metalas, bet pramonės ir aplinkosaugos teisės aktuose visuotinai sugrupuotas su sunkiaisiais metalais. Žinomas kancerogenas, šiuolaikiškai naudojamas pramonėje labai ribotai.
Sunkieji metalai pramoninio metalo štampavimo ir gamybos srityse
Realioje{0}}pasaulio gamyboje labai mažai dalių yra pagaminta iš grynų sunkiųjų metalų. Vietoj to, sunkieji metalai suteikia beveik visą savo praktinę vertęlegiravimo elementaikurie pagerina pagrindinių medžiagų našumą.
Čia 23 sunkieji metalai sukuria labiausiai apčiuopiamą pramoninę vertę.
- Konstrukcinės ir{0}}nešančiosios dalyspasikliaukite geležimi, legiruota su anglimi, chromu, molibdenu ir vanadžiu, kad sukurtumėte didelio{0}}stiprumo plieną.
- Korozijai{0}}atsparūs komponentainerūdijančiam plienui suformuoti naudokite geležį, legiruotą su chromu ir nikeliu.
- Elektros gnybtai ir jungtysyra štampuoti iš vario, legiruoto alavu, cinku arba nikeliu, siekiant subalansuoti laidumą su mechaniniu stiprumu ir atsparumu dilimui.
AtJoyear metalo dirbiniai, mes kasdien dirbame su sunkiųjų metalų lydiniais visame gaminių asortimente:
- Mūsųvario lydinio tikslaus štampavimo dalys - įskaitant PCB suvirinimo gnybtus ir plokščias jungtis -, užtikrina puikų vario laidumą ir formuojamumą didelės-tūrio elektronikos ir elektros reikmėms.
- Mūsų72 colių nerūdijančio plieno fortepijono vyriaiir ilgi metaliniai vyriai yra tiksliai{0}}formuojami iš nerūdijančiojo plieno lydinių, naudojant chromo ir nikelio sunkiųjų metalų atsparias korozijai- savybes, užtikrinančias patvarų veikimą atšiaurioje pramoninėje aplinkoje.
- Mūsų sunki{0}}pareiga šakinių krautuvų šakės ir medžiagų krovimo priedai yra gaminami iš didelio{0}}stiprumo legiruotojo plieno, kuriame yra chromo, molibdeno ir kitų sunkiųjų metalų legiravimo elementų, suprojektuoti taip, kad atitiktų arba viršytųISO 2330irANSI/ITSDF B56.11.4tarptautinius saugos standartus.
- Mūsųlakštinio metalo štampavimo prototipaspaslauga palaiko greitą visų įprastų sunkiųjų metalų lydinių kategorijų dizaino patvirtinimą.
Norėdami ištirti visas mūsų štampavimo ir gamybos galimybes, apsilankykite Joyear Metalwork.
Dažnos klaidingos nuomonės apie 23 sunkiuosius metalus
Viešose diskusijose apie sunkiuosius metalus dažnai vyrauja aplinkosaugos problemos, dėl kurių kyla nuolatinių nesusipratimų.
1 klaidinga nuomonė: visi 23 sunkieji metalai yra toksiški.
- Netiesa. Daugelis sunkiųjų metalų -, įskaitant geležį, varį, cinką ir trivalentį chromą -, yra būtinos žmogaus sveikatai reikalingos maistinės medžiagos. Toksiškumas visiškai priklauso nuo cheminės formos, dozės ir poveikio būdo.
2 klaidinga nuomonė: produktai, kurių sudėtyje yra sunkiųjų metalų, yra nesaugūs.
- Kai sunkieji metalai yra surišti kieto lydinio matricoje, jie yra biologiškai inertiški ir saugūs įprastam naudojimui. Nerūdijančio plieno virtuvės reikmenys, varinė santechnika ir plieninės konstrukcijos sijos turi sunkiųjų metalų ir yra visuotinai pripažintos saugiomis. Pavojai yra susiję su dulkėmis, dūmais ir tirpiais cheminiais junginiais - nepažeistomis baigtomis dalimis.
3 klaidinga nuomonė: sunkieji metalai yra reti ir brangūs.
- Visai ne. Geležis ir plienas yra labiausiai gaminami ir prieinamiausi metalai pasaulyje. Varis, cinkas ir alavas yra pigios{2}}pramoninės žaliavos. Tik taurieji ir specialūs ugniai atsparūs metalai pasižymi didelėmis kainomis.
4 klaidinga nuomonė: sunkesni metalai visada yra stipresni.
- Tankis ir stiprumas yra nepriklausomos savybės. Švinas yra daug tankesnis nei plienas, bet daug minkštesnis ir silpnesnis. Titanas yra palyginti lengvas, bet turi puikų stiprumo -svorio ir -svorio santykį.
Atsakinga sunkiųjų metalų gamyba
Darbas su sunkiųjų metalų medžiagomis reikalauja kruopštaus aplinkos tvarkymo. Atsakingi gamintojai eksploatuoja uždaro{1}ciklo laužo perdirbimo sistemas, apvalo visas proceso nuotekas prieš išleidimą ir prižiūri sertifikuotas aplinkosaugos valdymo sistemas.
„Joyear“ visa gamyba vykdoma mūsų įmonėjeISO 14001:2004 sertifikuota aplinkosaugos vadybos sistema. Perdirbame 100 % savo metalo gamybos laužo, apdorojame visą technologinį vandenį, kad pašalintume ištirpusius metalus, ir užtikriname visišką medžiagų atsekamumą kiekviename užsakyme. Tai užtikrina, kad sunkiųjų metalų komponentai būtų gaminami saugiai, atsakingai ir visiškai laikantis pasaulinių aplinkosaugos taisyklių.
Dažnai užduodami klausimai
K: Kas yra 23 sunkieji metalai?
- A: Į plačiausiai minimą 23 sunkiųjų metalų pramonės sąrašą įtraukta geležis, varis, cinkas, nikelis, chromas, alavas, švinas, auksas, platina, sidabras, paladis, rodis, rutenis, iridis, osmis, volframas, tantalas, molibdenas, renis, tantalas, molibdenas, renis, kadeno metalas, gyvsidabris, klasifikuojamas kaip sunkusis kadeno metalas.
Klausimas: Ar yra oficialus 23 sunkiųjų metalų sąrašas?
- A: Nėra vieno pasauliniu mastu standartizuoto tiksliai 23 sunkiųjų metalų sąrašo. Skaičius gaunamas suskaičiavus komerciškai ir aplinkai reikšmingiausius metalinius elementus, atitinkančius ~5 g/cm³ tankio slenkstį. Įvairiose reguliavimo institucijose gali būti šiek tiek skirtingų elementų.
K: Ar nerūdijantis plienas laikomas sunkiųjų metalų medžiaga?
- A: Taip. Nerūdijantis plienas visų pirma yra geležis - sunkusis metalas -, legiruotas su chromu ir nikeliu, kurie abu taip pat yra sunkieji metalai. Gatavi nerūdijančio plieno gaminiai yra inertiški ir saugūs normaliam naudojimui.
K: Ar štampuotos sunkiųjų metalų dalys yra toksiškos?
- A: Ne. Pagaminti štampuoti komponentai, pagaminti iš plieno, nerūdijančio plieno, vario ir žalvario, yra tvirti, inertiški ir saugūs naudoti. Sunkiųjų metalų pavojus sveikatai yra susijęs su gamybos dulkėmis, dūmais ir tirpiais cheminiais junginiais, kuriuos griežtai kontroliuoja atsakingi gamintojai.
K: Kokie yra svarbiausi sunkieji metalai pramonei?
- A: Pagal gamybos apimtį ir ekonominį poveikį svarbiausi sunkieji metalai yra geležis (plienas), varis ir cinkas. Šie trys yra šiuolaikinės gamybos, statybos ir elektronikos pagrindas.
Paskutinės mintys
23 sunkieji metalai atstovauja įvairiai medžiagų šeimai – nuo labiausiai paplitusių konstrukcinių plienų iki rečiausių tauriųjų metalų, nuo esminių maistinių mineralų iki griežtai reguliuojamų toksiškų elementų. Juos visus vienija jų tankumas - ir nepakeičiamas vaidmuo kuriant šiuolaikinę civilizaciją.
Pramonės pirkėjams ir gaminių dizaineriams praktiškas dalykas yra aiškus: sunkiųjų metalų gatavuose gaminiuose nereikia bijoti. Tinkamai legiruotos ir atsakingai pagamintos, tai yra saugios, patvarios, didelio našumo{1}}medžiagos, dėl kurių mūsų įranga, elektronika ir infrastruktūra yra įmanoma. Dirbdami su ISO-sertifikuotu metalo gamybos partneriu, jūsų sunkiųjų metalų lydinių komponentai gaminami laikantis aukščiausios kokybės, saugos ir aplinkosaugos standartų.
