学習目標

  • 金属合金の特徴や本来の金属の自然発生を説明することができるか。

キーポイント

    • 酸化などの自然風化プロセスに耐えられる金属はほとんどなく、そのため金や白金のような反応性の低い金属のみが天然金属として発見されるのである。
    • 合金として異なる比率の金属を組み合わせると、望ましい特性を生み出すために純金属の特性が変更されます。
    • 合金を作る目的は一般的に、よりもろく、より硬く、腐食に強く、またはより望ましい色と光沢を持つようにすることです。
    • 金属はしばしば採掘によって地球から抽出され、必要な元素の比較的豊富な供給源である鉱石が得られます。
    • 合金2つ以上の元素の組み合わせで、そのうちの少なくとも1つは金属である。
    • 母材自然界で、純粋または合金として、その金属形態で見られるあらゆる金属を指します。 単一で、および/または合金で天然に存在する金属としては、アンチモン、ヒ素、ビスマス、カドミウム、クロム、コバルト、インジウム、鉄、ニッケル、セレン、タンタル、テルル、錫、チタン、亜鉛が挙げられます。
      • 金族は金、銅、鉛、アルミニウム、水銀、銀からなり、
      • 白金族は白金、イリジウム、オスミウム、パラジウム、ロジウム、ルテニウムから構成されている。
      Native metalNative gold partially embedded in quartz gangue.

      Only gold, silver, copper and the platinum metals occur in nature in larger amounts.自然界では、金、銀、銅、白金だけが大量に存在します。 地質学的な時間スケールで見ると、酸化などの自然風化に耐えられる金属はごくわずかです。 そのため、金や白金のような反応性の低い金属だけが、本来の金属として発見されるのです。 その他の金属は、通常、自然の化学的プロセスによって、その金属の一般的な化合物や鉱石が還元され、孤立したポケットとして発生します。

      ネイティブメタルは、有史以前の人類が金属を入手する唯一の方法でした。 金属をその鉱石から抽出するプロセス(製錬と呼ばれる)は、紀元前6500年頃に発見されたと考えられている。 しかし、これらの金属は比較的少量しか見つからなかったため、広範囲に利用することはできなかった。 銅や鉄は銅器時代や鉄器時代以前から知られていましたが、鉱石から精錬して大量生産する技術が登場するまで、人類に大きな影響を与えることはなかったのです」

      合金

      合金は2種類以上の元素を固溶した混合物で、主成分が金属であるものをいいます。 ほとんどの純金属は、実用には柔らかすぎたり、もろかったり、化学的に反応しやすかったりします。 そこで、異なる比率の金属を組み合わせて合金とすることで、純金属の性質を変え、望ましい性質を生み出すことができる。 合金を作る目的は一般的に、金属をよりもろく、より硬く、またはより耐食性にすること、あるいは色や光沢を改善することです。

      今日使われているすべての金属合金のうち、鉄の合金(鋼、ステンレス鋼、鋳鉄、工具鋼、合金鋼)は量と商業価値の両方で最大の割合を占めています。 鉄に様々な割合の炭素を合金化したものが低炭素鋼、中炭素鋼、高炭素鋼で、炭素量が増えると延性と靭性が低下する。 ケイ素を添加すると鋳鉄になり、炭素鋼にクロム、ニッケル、モリブデンを添加すると(10%以上)ステンレス鋼になります。

      その他の重要な金属合金は、アルミニウム、チタン、銅、マグネシウムの合金である。 銅合金は先史時代から知られており、青銅器時代の名前の由来となったもので、今日でも多くの用途があります。 他の3つの金属の合金は最近開発されたもので、化学反応性が高いため、電解採取の工程が必要です。 アルミニウム、チタン、マグネシウムの合金は、重量に対する強度が高く、マグネシウムは電磁波を遮蔽することができるため、重宝されている。 これらの材料は、航空宇宙や一部の自動車用途など、材料コストよりも高い強度対重量比が重要な場合に適している。

      Ores

      Metals are often extracted from the Earth by means of mining, resulting in ores that are relatively rich sources of the requisite elements.鉱石は、採掘によって地球から抽出され、必要な元素を比較的豊富に含んでいます。 鉱石は探鉱技術によって探し出され、その後、鉱床の探査と検査が行われる。

      MiningChuquicamata, Chileは、世界最大の周長および2番目に深い露天掘り銅鉱山の場所です。 高温を利用して鉱石を原料金属に変える乾式冶金と、同じ目的で水性化学を利用する湿式冶金です。

      金属鉱石がその金属と非金属のイオン性化合物である場合、純粋な金属を抽出するために、鉱石は通常、精錬(または還元剤で加熱)されなければならない。 鉄などの多くの金属は、炭素を還元剤として用いて製錬される。 アルミニウムやナトリウムのような一部の金属は、商業的に実用的な還元剤がないため、代わりに電気分解を使用して抽出される。 硫化鉱は直接金属に還元されませんが、空気中で焙焼して酸化物にします。

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      マイニング

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      「合金」

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      「金属ネイティブ」

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“Mining.”…