Non-Ferrode Metalen Begrijpen: Een Uitgebreide Gids

Wat zijn Non-Ferrode Metalen?

Non-ferrode metalen zijn legeringen of metalen die geen aanmerkelijke hoeveelheden ijzer bevatten. Alle zuivere metalen zijn non-ferrode elementen, behalve ijzer (Fe), wat ook ferriet genoemd wordt van het Latijnse 'Ferrum,' betekenis "ijzer."

Non-ferrode metalen neigen ertoe duurder te zijn dan ferrode metalen maar worden gebruikt voor hun wenselijke eigenschappen, waaronder lichtgewicht (aluminium), hoge geleiding (koper), niet-magnetische eigenschappen, of corrosieweerstand (zink).

Sommige non-ferrode materialen worden gebruikt in de ijzer- en staalindustrieën, zoals bauxiet, wat gebruikt wordt als flux in hoogovens. Andere non-ferrode metalen, inclusief chroomijzer, pyrolusiet, en wolframiet, worden gebruikt om ferrode legeringen te maken. Echter, veel non-ferrode metalen hebben lage smeltpunten, wat ze minder geschikt maakt voor toepassingen bij hoge temperaturen.

Er zijn een groot aantal non-ferrode materialen, die elk metaal en legering bestrijken dat geen ijzer bevat. Belangrijke non-ferrode metalen omvatten aluminium, koper, lood, nikkel, tin, titaan, en zink, en legeringen zoals messing.

Edelmetaalen zoals goud, zilver, en platina en exotische of zeldzame metalen zoals kobalt, kwik, wolfraam, beryllium, bismuth, cerium, cadmium, niobium, indium, gallium, germanium, lithium, selenium, tantalum, tellurium, vanadium, en zirconium zijn ook non-ferrode. Ze worden meestal verkregen via mineralen zoals sulfiden, carbonaten, en silicaten. Non-ferrode metalen worden meestal geraffineerd door electrolyse.

Het verschil tussen ferrode en non-ferrode metalen is dat ferrode metalen ijzer bevatten. Ferrode metalen, zoals gietijzers of koolstofstaal, hebben een hoog koolstofgehalte, wat ze doorgaans vatbaar maakt voor roest bij blootstelling aan vocht. Echter, dit is niet het geval voor smeedijzer, dat roest weerstaat door zijn zuiverheid, en roestvrij staal, dat beschermd is tegen corrosie door de aanwezigheid van chroom.

Oude Geschiedenis

Non-ferrode metalen waren de eerste metalen die door mensen gebruikt werden voor metallurgie. Goud, zilver, en koper bestonden in hun natuurlijke kristallijne doch metaalachtige vorm. Deze metalen, hoewel zeldzaam, konden in hoeveelheden gevonden worden voldoende om de aandacht van mensen te trekken.

Minder vatbaar voor zuurstof dan de meeste andere metalen, kunnen ze zelfs in verwitterde uittredingen gevonden worden. Koper was het eerste metaal dat gesmeed werd; het was zacht genoeg om in diverse voorwerpen gevormd te worden door koud smeden en kon gesmolten worden in een crisole. Goud, zilver, en koper vervingen enkele functies van andere hulpbronnen, zoals hout en steen, vanwege hun vermogen om in diverse vormen gevormd te worden voor verschillende gebruiken.

Vanwege hun zeldzaamheid werden deze goud, zilver, en koper artefacten behandeld als luxe items en met grote zorg behandeld. Het gebruik van koper markeerde ook de overgang van de Steentijd naar de Koperen Tijd. De Bronstijd, die de Koperen Tijd opvolgde, werd wederom ingeluid door de uitvinding van brons, een legering van koper met het non-ferrode metaal tin.

Recycling en Verontreinigingsbeheer

Vanwege hun uitgebreide gebruik worden non-ferrode schrootmetalen meestal gerecycled. De secundaire materialen in schroot zijn vitaal voor de metallurgie-industrie, aangezien de productie van nieuwe metalen ze vaak nodig heeft. Sommige recyclingfaciliteiten hersmelten en gieten non-ferrode materialen opnieuw; de drosk wordt verzameld en op locatie opgeslagen terwijl de metaalrook wordt gefilterd en verzameld.

Non-ferrode schrootmetalen stammen van industriële schrootmaterialen, deeltjesemissies en verouderde technologie (bijvoorbeeld, koperkabels) schroot.

Toepassingen en Eigenschappen

Non-ferrode metalen worden gebruikt voor een wijd bereik aan commerciële, industriële, en residentiële toepassingen. Dit kan zorgvuldige materiaalselectie vereisen volgens hun mechanische eigenschappen, inclusief hoe gemakkelijk het metaal gevormd kan worden en of deze eigenschappen in het proces zullen veranderen.

Veel van de eigenschappen van ferrode metalen kunnen in non-ferrode materialen gevonden worden, bijvoorbeeld kunnen aluminium- of titaanlegeringen staal in sommige gevallen vervangen, en de magnetische eigenschappen van ijzer kunnen nagebootst worden door kobalt, nikkel, of zeldzame-aarde elementen die gelegerd zijn.

Echter, omdat non-ferrode metalen vaak duurder zijn, neigen ze ertoe gebruikt te worden voor hun unieke attributen in plaats van simpelweg als vervanging voor staal. Deze attributen omvatten lagere gewichten, geleiding, corrosieweerstand, en niet-magnetische eigenschappen. Non-ferrode metalen neigen er ook toe zachter en smeedbaarder te zijn dan ferrode metalen, wat betekent dat ze ook esthetische toepassingen kunnen bieden, zoals met goud en zilver.

De eigenschappen van non-ferrode metalen omvatten:

• Makkelijk te verwerken (inclusief bewerkbaarheid, gieten, en lassen)
• Hoge corrosieweerstand
• Goede thermische en elektrische geleiding
• Lage dichtheid
• Niet-magnetisch
• Kleurrijk

Veelvoorkomende Non-Ferrode Metalen en Legeringen

Omdat ze elk metaal omvatten dat geen ijzer bevat, zijn er veel verschillende non-ferrode metalen en legeringen.

Belangrijke Lijst van Non-Ferrode Metalen omvatten:

• Aluminium,
• Koper,
• Lood,
• Nikkel,
• Tin,
• Titaan,
• Zink

• Messing.
• Goud,
• Zilver,
• Platina
• Kobalt,
• Kwik,
• Wolfraam,

• Beryllium,
• Bismuth,
• Cerium,
• Cadmium,
• Niobium,
• Indium,
• Gallium,

• Germanium,
• Lithium,
• Selenium,
• Tantalum,
• Tellurium,
• Vanadium
• Zirconium

Hier zijn enkele van de eigenschappen en veelvoorkomende toepassingen van enkele van de meer veelvoorkomende non-ferrode metalen:

1. Koper

Al duizenden jaren door mensen gebruikt, is koper nog steeds wijd gebruikt door de industrie. De toevoeging van koperlegeringen, messing (koper en zink), en brons (koper en tin) hebben de toepassingen voor dit non-ferrode metaal verbreed (zie onder voor detail over deze legeringen).

De eigenschappen van koper en zijn legeringen omvatten hoge thermische geleiding, hoge elektrische geleiding, goede corrosieweerstand, en hoge trekbaarheid.

Deze eigenschappen hebben koper en zijn legeringen toegestaan te worden gebruikt voor warmtewisselaars en verwarmingsvaten, als elektrische geleider in bedrading of motoren, als dakmateriaal, voor sanitair, alsook voor pannen en standbeelden. Koper oxideert ook tot een groene kleur.

2. Aluminium

Aluminium is een belangrijk metaal dat in een wijd bereik aan toepassingen gebruikt wordt vanwege zijn lage gewicht en gemak van bewerking. Ondanks dat het een relatief duur materiaal is, is aluminium ook het basismetaal voor veel legeringen.

Corrosiebestendig en een goede geleider van warmte en elektriciteit (hoewel minder dan koper), alsook bezittend goede trekbaarheid en smeedbaarheid, kan aluminium aanlaten vereisen omdat het hard wordt na koud bewerken.

Het lichtgewicht aluminium maakt het perfect voor luchtvaart- en auto-toepassingen alsook voor maritiem gebruik in jachten. Aluminium wordt ook gevonden in fietsframes, pannen, en drankblikjes.

3. Lood

Lood is eeuwenlang gebruikt voor een reeks toepassingen, inclusief voor kogels, in brandstoffen, en zelfs in verf. Echter, het bleek ongezond te zijn wanneer vrijgezet in de atmosfeer, terwijl andere toepassingen ook schade toebrachten aan gebruikers.

Lood is het zwaarste veelvoorkomende metaal en is corrosiebestendig. Het reageert ook niet met veel chemicaliën en is zacht en smeedbaar.

Hoewel veel van zijn vroegere toepassingen niet meer toegestaan zijn, wordt lood nog steeds wijd gebruikt voor batterijen, stroomkabels, en zuurtanks.

4. Zink

Zink is eeuwenlang gebruikt als legeringselement, met name om staal te legeren voor een reeks doeleinden alsook koper te legeren om messing te creëren.

Het galvaniseren van materialen met legeringselementen biedt ze grotere weerstand tegen roest, wat het toepasbaar maakt voor kettingheining, beveiligingsrails, ophangsbruggen, lantaarnpalen, metalen daken, warmtewisselaars, en autolichamen. Zink wordt ook gebruikt als offeraanood in kathodische bescherming (CP) en als anodemateriaal voor batterijen. Zinkoxide wordt ook gebruikt als wit pigment in verf en om warmte te disperseren tijdens rubberproductie.

5. Zilver

Zilver is eeuwenlang gebruikt als edelmetaal. Met de hoogste elektrische geleiding, thermische geleiding, en reflectiviteit van elk metaal, is zilver ook zacht en smeedbaar wanneer verwarmd en uiterst bestendig tegen corrosie.

Gebruikt voor juweliers en valuta, kan zilver ook gevonden worden in zonnepanelen, voor waterfiltratie, in elektrische contacten en geleiders alsook voor gekleurd glas en zelfs in gespecialiseerde confiserie.

6. Goud

Een ander edelmetaal dat gebruikt is voor juweliers en muntwezen, is goud het meest smeedbare van metalen alsook trekbaar en bestendig tegen corrosie en veel andere chemische reacties.

Zijn elektrische geleiding heeft goud gebruikt in computeraapparaten alsook voor infraroodscherming, voor de productie van gekleurd glas, voor goudblaadje, en ook voor tandherstel.

7. Titaan

Titaan werd voor het eerst ontdekt in 1791 en biedt goede corrosieweerstand en de hoogste kracht-dichtheidsverhouding van elk metallisch element. Onlegerd is het zo sterk als sommige stalen doch minder dicht.

Het kan gelegerd worden met metalen inclusief ijzer en aluminium om sterke doch lichte legeringen te creëren voor luchtvaart, auto, landbouw, militair, medisch, en sportieve toepassingen alsook voor juweliers en mobiele telefoons.

Wat is het Verschil Tussen Ferrode en Non-Ferrode Metaal?

Het simpele antwoord is dat ferrode metalen ijzer bevatten en non-ferrode metalen dat niet doen. Het diepere antwoord is dat ferrode metalen en non-ferrode metalen elk hun eigen kenmerkende eigenschappen hebben. Deze eigenschappen bepalen de toepassingen waar ze het meest geschikt voor zijn.

Non-ferrode metalen zijn gebruikt sinds het begin van de beschaving. De ontdekking van koper in 5.000 v.Chr. markeerde het einde van de Steentijd en het begin van de Koperen Tijd. De latere uitvinding van brons, een legering van koper en tin, startte de Bronstijd.

Het gebruik van ferrode metalen begon rond 1.200 v.Chr. toen ijzerproductie alledaags werd. Dit ingeluidde de IJzertijd.