Technologie dépendant des métaux lourds
Dans la société actuelle, il existe onze outils et outils fabriqués en métal ou en métal. De toute façon, c'est une question très ancienne. En effet, trois périodes lointaines de l'histoire humaine se caractérisent aussi par les métaux utilisés à cette époque: l'âge du cuivre, l'âge du bronze et l'âge du fer. L'extraction du fer a représenté une révolution dans l'industrie du métal à l'âge du bronze, puisque le métal le plus fort connu jusqu'alors était plus dur que --bronze.
Le bronze est seulement un cuivre amélioré, un alliage à 90% de cuivre, plus dur que le cuivre lui-même, plus facile à fondre et plus adaptable. Comme l'utilisation du cuivre a représenté une avancée majeure par rapport à l'utilisation de la pierre et du bois, le bronze a également représenté une avancée majeure par rapport au cuivre. Jusqu'à ce que le fer a été imposé, le bronze était le métal le plus utile que l'homme connaissait.
Aujourd'hui, nous avons une grande dépendance du cuivre, qui est celui utilisé dans tous les appareils électriques et électroniques. Ses applications sont la fabrication de tubes, ustensiles de cuisine et divers alliages. Cependant, 45% du cuivre actuellement utilisé est utilisé dans les composants électriques. Ses propriétés sont très bonnes. Il est facile de faire des filets en cuivre, est un bon conducteur, résistant et résistant à la corrosion. C'est pourquoi il est très abondant. Par exemple, un ordinateur a environ deux kilos de cuivre et une voiture a au moins 20 kilos.
Tout cela n'est qu'un exemple. En fait, les métaux lourds les plus connus, le mercure, le cadmium et le plomb, ont de nombreuses applications. Par exemple, l'une des caractéristiques les plus particulières du mercure est sa facilité pour créer des amalgames avec différents métaux. Le mercure forme de puissants amalgames comme l'or, l'argent, le zinc, le plomb et l'étain, qui ont différentes utilisations. Par exemple, les trous des dents et des dents mangées par les caries sont recouverts d'un amalgame. Du reste, le mercure a d'autres usages, peut-être l'un des plus connus est le thermomètre.
Le cadmium et ses composés sont utilisés en pigments, stabilisateurs, revêtements, alliages spéciaux, composés électroniques, etc. Mais l'utilisation la plus importante est actuellement celle des piles et des batteries de nickel cadmium. Pour ce faire, plus de 80% du cadmium est utilisé.
Le plomb et ses composés sont principalement utilisés dans les batteries automobiles et industrielles.
Métaux précieux au-dessus des lourds
Tout près du mercure, du cadmium et du plomb, au moins sur le tableau périodique, se trouvent l'or, l'argent et le platine. Ils sont également des métaux lourds, bien qu'ils soient plus connus dans la perception sociale par leurs applications comme métaux précieux. En fait, ils sont très utilisés dans les bijoux.
Cependant, ils ont onze autres applications. L'argent, par exemple, est un très bon conducteur, mais il est cher. D'autre part, par sa grande sensibilité à la lumière, il est utilisé dans la photographie comme bromure d'argent et ioduro (ou nous devrions dire qu'il était utilisé en raison de la révolution de la photographie numérique). L'or est un bon réflecteur pour émettre la lumière infrarouge. Ainsi, dans les cristaux des gratte-ciel, on pourrait placer une fine feuille d'or pour réduire la chaleur intérieure que peuvent causer les rayons solaires.
Le platine est utilisé dans la fabrication de creuset et d'emballages, en particulier dans les bijoux. Il est également un catalyseur commun dans les réactions chimiques. Le palladium est également fréquemment utilisé comme catalyseur de réactions chimiques. De même, étant moins cher que l'argent, il est souvent utilisé comme substitut de celui-ci, tant dans les bijoux que lorsque les dentistes établissent des ponts.
En plus du platine et du palladium, deux composés que le titane forme avec le chlore sont utilisés comme catalyseurs dans de nombreuses réactions chimiques. Cependant, le composé le plus courant du titane est le pigment blanc de dioxyde de titane (TiO 2). Il couvre parfaitement les surfaces et est utilisé dans les peintures, caoutchoucs, papiers, etc.
Le titane est utilisé pour fabriquer des équipements pour l'industrie chimique. Il sera également allié avec du fer, du vanadium, de l'aluminium, du molybdène et d'autres métaux pour obtenir des matériaux légers et résistants utilisés dans l'industrie aéronautique et aérospatiale, tels que réacteurs, missiles, etc. La structure du Musée Guggenheim Bilbao, par exemple, est formée par un alliage entre le titane et le zinc (plus grande proportion de titane). La lame est fine (un tiers du millimètre est épais) et maniable. Par conséquent, il s'adapte parfaitement à la forme de la construction. En outre, il rouille très lentement.
Composant essentiel de l'acier
En construction l'utilisation d'acier est plus commune. Dans le cas de l'acier sont ajoutés des métaux comme le titane, le vanadium ou le molybdène, toujours en très petites quantités. Environ 80% du vanadium produit est utilisé comme ferrobanadium ou comme additif d'aciers pour augmenter la résistance des aciers. Ces mélanges ou alliages sont suffisants pour obtenir de l'acier de meilleure qualité, car il augmente considérablement la résistance ou la solidité de l'acier. Cela permet de créer des structures plus légères sans perdre de résistance. Ce type d'acier est utilisé dans la construction et l'automobile, par exemple. Ces alliages permettent d'utiliser des poutres de plus en plus étroites dans la construction et des plaques d'acier de poids inférieur dans l'automobile.
L'ajout de niobium à l'acier est également assez commun. Le niobium est utilisé pour améliorer les propriétés mécaniques de l'acier, une augmentation de 0,03-0,04% étant suffisante pour doubler sa résistance.
L'acier inoxydable est fabriqué avec du chrome, entre autres. En fait, dans l'acier inoxydable la concentration de chrome est égale ou supérieure à 12%, bien que les caractéristiques antioxydantes du chrome sont remarquées même lorsque la concentration de chrome est de 5%. Le chrome est principalement utilisé dans la métallurgie, afin d'obtenir une résistance à la corrosion et donner une excellente finition aux pièces. Cependant, les chromates et les oxydes de chrome sont également utilisés dans les colorants et les peintures. Le dichromate potassique réactif chimique (K 2 Cr 2 O 7) est utilisé pour nettoyer le matériau en verre du laboratoire. D'autres composés sont utilisés comme catalyseurs.
Certains composés du sélénium sont également des catalyseurs appropriés. Ils sont principalement utilisés en xérographie et photocopieurs. Dans les applications électriques et électroniques, comme les cellules solaires et les redresseurs, la photographie, la médecine vétérinaire ou les shampooings antipelliculaires, on trouve également des composés de sélénium.
L'utilisation de métaux lourds ne cesse pas, de sorte que les chercheurs étudient de nouvelles applications pour eux. Par exemple, il y a trois ou quatre ans, un groupe de chercheurs du Royaume-Uni et des États-Unis ont découvert de nouvelles utilisations pour le nitrure indien. Ils ont constaté que le nitrure d'indien pouvait accumuler une charge négative sur sa surface, un peu inhabituelle dans des semi-conducteurs comme celui-ci. Jusque-là, on ne connaissait qu'un autre cas avec cette propriété, celui de l'arseniure indien.
Dans la plupart des semi-conducteurs apparaît une zone avec peu d'électrons autour de la surface, ce qui suppose une grande résistance lors de la formation d'alliages avec des métaux. Cependant, ce problème pourrait être évité si des semi-conducteurs sont produits sur la surface enrichis d'électrons.
Cela peut grandement faciliter la fabrication de matériaux hybrides avec des alliages métal-semi-conducteurs, qui peuvent être très utiles dans le domaine de l'optoélectronique. À l'avenir, les propriétés électroniques du nitrure d'Indien et ses alliages devraient être étudiées.
Toutes ces applications et utilisations ne sont que quelques exemples. Cependant, il suffit de noter que la technologie dépend de métaux lourds. Pouvez-vous imaginer un monde sans eux?
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