Relevancia

Metales raros: este es el nombre convencional para un grupo de metales relativamente nuevos o poco usados. La escala de su producción y alcance aún no se han dominado hasta el final. Un asunto de importancia nacional es el uso de metales raros en la industria de defensa y en la economía nacional en general.

Geología

Los metales raros abiertos en la corteza terrestre están contenidos en pequeñas cantidades. Sin embargo, el vanadio, el titanio, el berilio, el litio y algunos otros se extraen anualmente en miles de toneladas. El bismuto y el tantalio a veces se encuentran en la naturaleza como pepitas. Se han descubierto ricos yacimientos de tungsteno, molibdeno y titanio. Algunos minerales de yacimientos conocidos contienen metales asociados como telurio, indio, selenio, galio, germanio, que se extraen durante el procesamiento del mineral. Los minerales de las vetas de pegmatita también contienen metales raros y de tierras raras. El proceso de extracción de metales raros es una forma muy compleja de procesar el mineral.

características generales

Los metales raros tienen cualidades inusualmente valiosas y diversas. Las propiedades radiactivas de algunos metales de tierras raras se utilizan ampliamente en la ingeniería de energía nuclear. El uso de incluso una fracción insignificante de metales raros en la composición de las aleaciones optimiza sus cualidades, por ejemplo, la resistencia a las temperaturas criogénicas y aumenta la resistencia al calor.

Según los científicos, los metales raros pueden cambiar las tecnologías de producción de los sectores modernos de la economía nacional. Al crear tecnología moderna, se imponen requisitos muy altos a las aleaciones utilizadas. Los metales raros forman la base de estas aleaciones. La estructura, las propiedades y el método de aplicación de algunas aleaciones a base de metales raros tienen una importancia excepcional para la tecnología moderna. Las aleaciones de tungsteno con manganeso, por ejemplo, son de especial interés para los investigadores. Pero tecnológicamente es muy difícil obtener estas aleaciones, generalmente se utilizan métodos de pulvimetalurgia.

metales refractarios

Una clase especial de elementos químicos incluye metales que se derriten a alta temperatura, al menos 1650-1700 ° C. El grupo de los metales refractarios está encabezado por los metales raros. Todos ellos se distinguen por una estructura atómica densamente empaquetada. El alto punto de fusión, el aumento de la dureza, la fuerza y la resistencia eléctrica aparecen como resultado de los estrechos enlaces electrónicos interatómicos.

Uso

Las áreas de aplicación más importantes para la mayoría de los metales refractarios son la construcción de aeronaves, la tecnología espacial y de cohetes, y la metalurgia. Las aleaciones refractarias como material estructural encuentran un lugar en la construcción naval marina, la ingeniería mecánica, en las industrias electrónica, química, eléctrica y nuclear. Hafnio, circonio, niobio, molibdeno, tantalio tienen cualidades estructurales especialmente valiosas. Estos metales se caracterizan por una resistencia a la fluencia relativamente baja en puntos de fusión altos.

Defectos

La soldadura de materiales refractarios es difícil debido al alto punto de fusión, alta afinidad por el oxígeno, el hidrógeno y el nitrógeno. Estas características contribuyen a la formación de poros en las costuras, reducen sus propiedades plásticas y conducen a la formación de granos cuando se calientan. Incluso una pequeña cantidad de impurezas de gas conduce a cambios notables en las propiedades. La segunda desventaja de todos los metales refractarios es la necesidad de usar varios recubrimientos protectores contra la oxidación a altas temperaturas. Además, las aleaciones refractarias no son lo suficientemente avanzadas tecnológicamente. Están mal deformados, cortados, perforados.

Direcciones prometedoras

El área principal son los elementos estructurales de los reactores nucleares. Las aleaciones refractarias se pueden utilizar en el futuro en tecnología espacial con energía nuclear, en dispositivos eléctricos y de otro tipo. Por ejemplo, en condensadores, láseres de bombeo nuclear.

Los metales y aleaciones refractarios operan en vacío, en atmósferas neutras y reductoras, así como en ambientes de metales líquidos y agresivos. Una atmósfera oxidante a altas temperaturas reduce la resistencia al calor de los metales refractarios. Por lo tanto, se utilizan con recubrimientos protectores especiales. Hoy en día, todas las aleaciones duras que se utilizan para calibrar, estampar o como herramientas de corte se basan en refractarios de tungsteno, titanio, molibdeno, aleados con níquel o cobalto. La alta dureza de los carburos de metales refractarios proporciona resistencia al desgaste. Sin embargo, las aleaciones obtenidas por fundición a partir de carburos puros no dieron las cualidades de superdureza esperadas debido a su excesiva fragilidad. Dichos carburos suelen estar incluidos en la estructura de las aleaciones duras sinterizadas.

El tungsteno y el molibdeno se utilizan ampliamente en las industrias de lámparas eléctricas, vacío eléctrico e ingeniería de radio, y se utilizan para alear acero para herramientas. El vanadio se utiliza en la tecnología de electrovacío y en la metalurgia como elemento de aleación. El circonio y sus aleaciones se han utilizado en las industrias nuclear y de vacío como desgasificador, así como en la producción de aleaciones no ferrosas. El tantalio y el niobio se utilizan para electrodos en rectificadores de lámparas y potentes dispositivos generadores. El tantalio es demandado por la industria química. Ambos metales se utilizan como elementos de aleación para aleaciones resistentes al calor y resistentes a los ácidos.

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