Từ rất nhiều trăm năm về trước sự xuất hiện của kim loại mang đến một thời kỳ mới đánh dấu bước tiến của con người. Tuy rằng đã có được những kiến thức về kim loại. Nhưng hầu hết mọi người đều không biết rằng chúng được chia làm 2 loại chính là kim loại màu và kim loại đen. Vậy kim loại đen và kim loại màu là gì? Tính chất ứng dụng của chúng ra sao? Cùng Đại Dương tìm hiểu thêm ngay dưới đây!
Khái niệm về kim loại đen
Hiểu một cách đơn giản, kim loại đen là kim loại chứa phần lớn sắt (Fe) trong thành phần cấu tạo. Bên cạnh sắt thì có thể có thêm một hoặc nhiều nguyên tố hợp kim khác. Một số vật liệu kim loại đen phổ biến bao gồm gang, thép, sắt và một số hợp kim của chúng. Từ 1.200 năm trước công nguyên thì người ta đã sử dụng kim loại đen cho sự phát triển và sản xuất, mở ra thời đại đồ sắt.
Tính chất
Nhờ vào sự tham gia của sắt nên đặc điểm rõ rệt của kim loại đen đó chính là độ dẻo và độ bền kéo. Nhưng cũng bởi có kim loại này trong thành phần nên vật liệu này có thể bị rỉ sét. Nếu như tiếp xúc với không khí trong một thời gian dài. Nhằm làm giảm bớt hiện tượng rỉ sét người ta sẽ luyện hợp kim của kim loại đen với các chất hóa học khác nhằm tăng khả năng chống ăn mòn. Cụ thể chính là việc sản xuất ra inox hay còn gọi là thép không gỉ.
Ứng dụng
Được ứng dụng khá nhiều trong ngành xây dựng. Một ví dụ phổ biến của kim loại đen trong ngành xây dựng này chính là thép carbon. Các thành phần hợp kim trong thép carbon đảm bảo được độ lý tưởng để tạo nên các cấu trúc như tòa nhà, cầu đường.
Ngoài ra một số thiết bị gia dụng như lò nướng, nồi, máy sản xuất đều được làm từ kim loại đen. Ngoài ra nhờ khả năng tái chế tốt nên kim loại này cũng được rất nhiều đơn vị lựa chọn hơn.
Kim loại màu là gì?
Kim loại màu chính là tên gọi của các kim loại trừ sắt và hợp kim của sắt. Vì không có sự xuất hiện của sắt nên màu của kim loại này cũng khá đa dạng có thể là màu đồng, màu vàng, màu bạc, màu ghi.
Kim loại màuđược chia làm 6 nhóm:
- Kim loại nhẹ gồm có: magie, titan, nhôm
- Kim loại nặng: thiếc, chì, đồng, kẽm, niken.
- Kim loại quý: vàng, bạc, platinum.
- Kim loại khó nóng chảy
- Kim loại phân tán
- Kim loại hiếm
Kim loại màu chủ yếu sản xuất từ quặng kim loại nguyên sinh còn những sản phẩm được sản xuất từ vật liệu phế thải thì gọi là kim loại màu thứ sinh.
Tính chất
- Có khả năng chống ăn mòn tốt.
- Độ nóng chảy không quá cao dễ dàng nấu luyện và đúc thành những sản phẩm có chi tiết cầu kỳ, tỉ mỉ.
- Đa số không bị rỉ sét hoặc ăn mòn nhiều.
- Độ bền cơ học khá thấp.
- Giá thành cao hơn so với kim loại đen.
Ứng dụng
Trong cơ khí, điện tử
- Đồng và hợp kim của đồng nhờ vào tính công nghệ tốt, dễ dát mỏng, kéo sợi nên thường được sử dụng làm lõi dây điện, làm các ống tản nhiệt, ống dẫn hay sản xuất các thiết bị, linh kiện cơ khí điện tử khác.
- Nhôm và hợp kim của nhôm là kim loại đứng sau thép về sản xuất và ứng dụng. Nhờ khối lượng nhẹ, độ bền cao và thẩm mỹ nên nói được dùng để chế tạo vỏ của các thiết bị máy móc, làm thành các băng chuyền tải hàng, lõi dây dẫn, sản xuất phụ kiện tàu biển, phụ tùng vành xe đạp, ô tô,…
Một số ứng dụng khác
- Các kim loại quý như bạc vàng còn được sử dụng để tạo thành trang sức, đồ trang trí cao cấp.
- Titanium là nguyên liệu quan trọng trong ngành dầu hỏa, hóa học, luyện kim, hàng không, y tế.
Điểm khác nhau giữa kim loại đen và kim loại màu
Từ tính
Sắt là nguyên tố có từ tính tự nhiên do vậy những vật liệu được cấu tạo từ sắt cũng sẽ kế thừa đặc điểm này. Đó cũng là nguyên do đa phần kim loại đen đều có khả năng từ tính ngược lại kim loại màu thì không. Tính từ của kim loại được cấu thành do cấu trúc phân tử phân cực của nó. Các electron trong vòng nguyên tử được sắp xếp không đối xứng. Do vậy khi đến gần từ trường các electron này sẽ rất dễ bị kéo về một phía của nguyên tử dẫn đến việc thu hút giữa kim loại và nam châm bạn có thể thấy bằng mắt thường.
Khả năng oxi hóa
Là quá trình nguyên tử mất đi electron do sự phân cực. Một số kim loại cũng sẽ có khả năng mất bị oxy hóa dạng này do cấu tạo phân tử. Đặc biệt là các kim loại với thành phần từ sắt sẽ có khả năng bị oxi hóa khi tiếp xúc với nước hoặc không khí có oxi. Còn các kim loại màu như đồng kẽm và titan khi phản ứng với nước và oxy sẽ tạo thành một lớp oxit bám bên ngoài mặt kim loại nhờ đó mà hạn chế được tình trạng thấm nước. Tuy nhiên không phải tất cả các kim loại màu đều có khả năng chống oxy hóa, rỉ sét tốt.
Độ bền kéo
Thêm một đặc điểm nữa giúp phân biệt kim loại màu và kim loại đen là độ bền kéo của chúng. Như đã trình bày ở trên do có sự hiện diện của sắt nên hiệu suất bền kéo của kim loại đen sẽ vượt xa so với kim loại màu. Đó cũng là lý do mà thép được lựa chọn là vật liệu xây dựng phổ biến rộng rãi nhất. Ngoài ra tính dẻo của kim loại cũng được quan tâm khi lựa chọn làm vật liệu.
Khả năng tái chế
Tái chế kim loại từ phế liệu giúp bảo vệ môi trường và sức khỏe con người. Kim loại đen thường dễ tái chế hơn nên vẫn khá được ưu ái.
Bài viết liên quan: Kim loại là gì? Đặc điểm và tính chất hóa học
Ban biên tập: Đại Dương