Кобальт
Металлообработка
Твердые кобальтовые сплавы — стеллиты — отличный материал для металлорежущих инструментов. В металлообработке кобальт служит важной составной частью инструментальных быстрорежущих сталей, так как он значительно повышает износоустойчивость стальных резцов, служит отличным материалом для фрез и сверл. Твердые сплавы на кобальтовой основе наваривают на поверхность деталей, подвергающихся сильному износу при работе машин. Такой сплав способен увеличить срок службы стальной детали в 4–8 раз.
Производство красок
Соединения кобальта используются для производства масляных художественных красок и в керамическом производстве. Кобальтовые краски отличаются большой стойкостью и неизменяемостью окраски. Турецкая зелень, или сине-зеленая краска, получаемая прокалкой карбоната кобальта, оксида хрома и гидроксида алюминия, применяется для окраски фарфора. Закись кобальта при сплавлении со стеклом или эмалью дает окрашенные в синий цвет силикаты и алюмосиликаты, например смальту, которая незаменима для окраски стекол, эмалей и других керамических изделий. Оксиды кобальта применяются при эмалировании жести.
Применение
- Легирование кобальтом стали повышает её жаропрочность, улучшает механические свойства. Из сплавов с применением кобальта создают обрабатывающий инструмент: свёрла, резцы, и т. п.
- Магнитные свойства сплавов кобальта находят применение в аппаратуре магнитной записи, а также сердечниках электромоторов и трансформаторов.
- Кобальт применяется как катализатор химических реакций.
Алюминий
Применение
По масштабам применения алюминий и его сплавы занимают второе место после железа и его сплавов. Широкое применение алюминия в различных областях техники и быта связано с совокупностью его физических, механических и химических свойств: малой плотностью, коррозионной стойкостью в атмосферном воздухе, высокой тепло- и электропроводностью, пластичностью и сравнительно высокой прочностью. Алюминий легко обрабатывается различными способами — ковкой, штамповкой, прокаткой и др. Чистый алюминий применяют для изготовления проволоки (электропроводность алюминия составляет 65, 5% от электропроводности меди, но алюминий более чем в три раза легче меди, поэтому алюминий часто заменяет медь в электротехнике) и фольги, используемой как упаковочный материал. Основная же часть выплавляемого алюминия расходуется на получение различных сплавов. Сплавы алюминия отличаются малой плотностью, повышенной (по сравнению с чистым алюминием) коррозионной стойкостью и высокими технологическими свойствами: высокой тепло- и электропроводностью, жаропрочностью, прочностью и пластичностью. На поверхности сплавов алюминия легко наносятся защитные и декоративные покрытия.
Сплавы алюминия находят широкое применение в быту, в строительстве и архитектуре, в автомобилестроении, в судостроении, авиационной и космической технике. В частности, из алюминиевого сплава был изготовлен первый искусственный спутник Земли.
Цинк
Этот голубовато-белый металл, быстро тускнеющий (окисляющийся) на воздухе, своё название получил от великого Парацельса. «Zincum» означает «зубец», а ведь именно так выглядят под микроскопом кристаллиты цинка (Zn). Известный еще с VII в. в качестве сплава с медью, он, тем не менее, в чистом виде в месторождениях не встречается. Zn содержится в шестидесяти шести минералах, из которых его и выделяют различными путями. Наиболее распространенный метод описан в трудах немецкого ученого XVIIIв. А. С. Маргграфа, который предложил выделять чистый цинк методом безвоздушного прокаливания его окиси с углем со следующей затем конденсацией паров в холоде.
Свойства цинка
По своим физическим свойствам цинк – металл серебристо-белых оттенков – весьма пластичен при температурах выше 100°C. Остывая до комнатной температуры, он становится хрупким, при надломе слышится характерный треск «зубьев» – кристаллитов. Химические свойства ценны тем, что позволяют по-разному реагировать на кислоты и щелочи в зависимости от степени его чистоты, т.е. соединения цинка в совокупности с другими химическими элементами образуют амфотерные композиции: галогениды, фосфиды, нитриды и т.д. Zn безразличен к влиянию водорода, азота, углерода, кремния и ряда других элементов.
С биологической точки зрения цинк, сконцентрированный в мышцах, печени и поджелудочной железы, участвует процессах метаболизма (находясь в четырехстах различных ферментах человека), в синтезе инсулина, тестостерона, гормонах роста.
Применение цинка
Один из основных (40-60%) защитных методов стальных изделий от коррозийных процессов – применение оцинковки и металлизации емкостей, металлоконструкций. Но, разумеется, применяется Zn на многих производствах, в частности:
- чистый – при восстановлении золота и серебра из свинца с примесями из других металлов
- для батарей и аккумуляторов (в присадках к серебру, марганцу, ртути, никелю)
- в полиграфии для тиражирования рисунков, гравюр, эстампов (цинкография)
- в качестве флюсов, чтобы снизить температуру при пайке
- в здравоохранении как противовоспалительное и антисептическое средство
- для лакокрасочного производства (цинковые белила)
- в машиностроительной отрасли – для деталей с точным литьем в сплавах с медью (латунь), алюминием и магнием
- в производстве сплавов с различными характеристиками
- в производстве шин
- в электронной промышленности (панели, световые экраны) и др.