Kovy Rozdělení kovů Železné kovy - surové železo - ocel - litina Neželezné kovy - těžké kovy (měď, zinek, olovo, nikl, cín, chrom, wolfram) - lehké kovy (slitiny hliníku, hořčík, titan)
Železné kovy Výroba železa Nejdůležitějším technickým kovem je ocel, která se vyrábí ze surového železa ve vysokých pecích při teplotě kolem 2000°C. Pec je asi 30 m vysoká a je nepřetržitě v provozu po dobu přibližně 10 let. Vysoká pec
Skládá se z kuželovité, k základně se rozšiřující, šachty ze silných ocelových plátů vyzděných ohnivzdornou vyzdívkou. Zvenčí je pec chlazena tekoucí vodou. Na horním konci šachty je umístěna sazebna sloužící pro doplňování materiálu pro výrobu železa – vsázky. Ve spodní části pece se nachází kruhové potrubí rozdělovače vzduchu. Odtud je předehřátý vzduch o teplotě 700 až 1 000 °C přiváděn do tavicího prostoru vysoké pece. Vedle dodávky potřebného kyslíku pro spalování koksu slouží vzduch ve vysoké peci také k udržování konsistence vsázky a zabraňuje vzniku spečenin na dně pece. Na dně pece je umístěn výtok roztaveného železa tzv. odpichový otvor. Nad odpichovým otvorem pro surové železo je výtokový otvor strusky.
Ocel Hustota oceli je 7850 kg/m³. Měrná tepelná kapacita oceli je cca 469 J.kg-1.K-1 (závisí na obsahu příměsí). Bod tání oceli je přibližně 1539 °C. Ocel je slitina železa, uhlíku a dalších legujících prvků, která obsahuje méně než 2,14 % uhlíku (v případě, že je obsah uhlíku vyšší jak 2,14 %, hovoří se o litinách). Legováním uhlíkem (přidáváním uhlíku) a kombinací tepelného a tepelně-mechanického zpracování je možno výrazně ovlivnit vlastnosti ocelí. Výroba oceli Ocel se vyrábí v ocelárnách ze surového železa, které se přetavuje v ocelářských pecích s ocelářským odpadem a různými přísadami. Tento proces se nazývá zkujňování. Při něm se z roztavené kovové vsazky odstraňují škodlivé prvky a přidávají se příměsi tak, aby vznikla ocel potřebného chemického složení. Ocel se v ocelárnách odlévá do speciálních forem zvaných kokily, v nichž ztuhne na ingoty určené k dalšímu zpracování ve válcovnách. Tvářením za tepla se z ingotů válcují různé polotovary (např. plechy a tyče). Mezi nejpoužívanější oceli patří konstrukční a nástrojová. Další rozdělení oceli může být podle přídavných prvků (legur) na legované a nelegované. Podle obsahu uhlíku se oceli rozdělují na ušlechtilé a obvyklých jakostí. Podle norem jsou oceli rozděleny do tříd 10 až 19. Tepelné zpracování oceli 1. Kalení Kalení je způsob tepelného zpracování feritických ocelí. Při něm se ocel ohřeje na tzv. kalící teplotu a po té se prudce ochlazuje. Tím získáme vyšší, případně maximální tvrdosti výrobku nebo jeho pracovní plochy, například břitu. Kalená součást má vyšší tvrdost, ztrácí však houževnatost a proto se stává křehčí. Proto je kalení zakázáno u ocelových součástek a strojních dílů, které by při nečekaném prasknutí mohly způsobit úraz. 2. Žíhání Opakem kalení je žíhání, používané k výrobě co nejměkčí oceli. Ocel z huti je dodávána vyžíhaná, tedy v základním nebo výchozím stavu. Jestliže se kalení nepodaří, musí být vyžíhána (vrácena do výchozího stavu) a znovu zakalena. 3. Popouštění Popouštění je tepelné zpracování materiálu, během něhož se vhodným ohřevem ovlivňují jeho vlastnosti, zejména se odstraňuje vnitřní pnutí. V praxi se používá u oceli, slitin a neželezných materiálů (hliník, sklo). Provádí se pomalým ohřátím materiálu na tzv. popouštěcí teplotu, která je nižší než teplota tání v tzv. popouštěcích pecích. Rozdělení oceli podle chemického složení 1. Nelegované oceli Obsah legujících prvků je nižší než 2 %. Mechanické vlastnosti uhlíkových ocelí lze modifikovat tepelným (žíhání, kalení, popouštění), tepelně-mechanickým a tepelněchemickým (cementace a nitridace) zpracováním. 2. Nízkolegované oceli Obsah legujících prvků po odečtení obsahu uhlíku je nižší než 5 %. Mají podobné vlastnosti jako oceli nelegované, ale jsou vhodné pro tepelné zpracování. Se stoupajícím obsahem uhlíku stoupá tvrdost po kalení i pevnost.
3. Vysoce legované oceli Obsah legujících prvků je vyšší než 5 %. Kombinací legujících prvků se dosahuje potřebných mechanických, fyzikálních a chemických vlastností. Rozdělení oceli podle oblastí použití 1. Konstrukční oceli – jsou zpravidla nelegované oceli používané ve strojírenství a stavebnictví. 2. Automatové oceli – jsou oceli s přísadou síry (kolem 2 %), olova a případně manganu (kolem 1 %). Dosahují dobré obrobitelnosti s kvalitním povrchem při veliké řezné rychlosti a snadné lámavosti třísky při obrábění. 3. Betonářská výztuž – na armovací drát nebo tyče ve stavebním průmyslu. Většinou nelegované nebo nízko legované oceli. 4. Oceli na pružiny – „pérová ocel“ nebo „pružinová ocel“, musí vykazovat dobré statické a dynamické vlastnosti a musí mít vysokou únavovou životnost. Vhodné jsou zde nelegované oceli s vyšším obsahem uhlíku a oceli slitinové se zvýšeným obsahem manganu a chromu. 5. Ocel k cementování – do této skupiny patří oceli s nízkým obsahem uhlíku, které mají i po kalení dobré plastické vlastnosti. Vysoké tvrdosti povrchu se dosahuje obohacením povrchových vrstev uhlíkem před kalením. 6. Ocel pro elektrotechnické plechy – pro výrobu jader transformátorů a elektromotorů musí mít charakteristické magnetické vlastnosti. Těmto účelům nejlépe vyhovují oceli s obsahem 1 až 4,5 % křemíku a s minimálním obsahem uhlíku a dalších legujících prvků. 7. Hlubokotažné oceli – jsou používány na výrobu hlubokotažných plechů. Plechy musí vykazovat především dobré plastické vlastnosti. Tyto oceli jsou nízkouhlíkové s minimálním obsahem legujících prvků. Zlepšení mechanických vlastností a jejich stability se dosahuje mikrolegováním hliníkem, titanem, vanadem, borem, zirkonem a niobem. Jsou to zejména materiály pro karosářské plechy. 8. Ocel k zušlechťování – oceli se středním obsahem uhlíku, které se po kalení popouštějí na vyšší teploty, aby se dosáhlo vysoké houževnatosti při zachování dobré pevnosti. Zušlechtěné oceli jsou pevnější, ale lze je ještě obrábět (soustružit, frézovat) oproti kaleným ocelím, které lze už jen brousit. Zušlechtěná ocel je částečně houževnatá. Zušlechťování se skládá z běžného kalení a popuštění oceli na vyšší teplotu. 9. Korozivzdorné, žáruvzdorné a žárupevné oceli – Jsou vysocelegované oceli, legované především chromem a niklem. Chrom vytváří na vzduchu pasivní vrstvu oxidu chromitého, která brání další korozi. Nikl zvyšuje odolnost v agresivních prostředích (například kyselinách). Korozivzdorné oceli se dělí do čtyř hlavních skupin - martenzitické, feritické, austenitické a feriticko-austenitické. Nejběžnější austenitické oceli jsou nemagnetické a používají se i pro výrobu nádobí, tzv. ocel 18–10. 10. Nástrojové oceli – jsou obyčejné uhlíkové, středně legované a vysocelegované oceli a používají se na výrobu nástrojů a forem. Označují se číslem 19xxx. (např. ČSN 19855 Nástroje na těžko obrobitelné materiály, zejména nože na kovy, vrtáky, zápichové nože, frézy, nástroje na ozubení a pod.). Ocel uhlíková a ocel rychlořezná dosáhne při kalení stejné tvrdosti, ale ocel uhlíková drží tvrdost ostří (břitu) cca do 240 °C. Ocel rychlořezná drží ostří do 600 °C. Díky tomu umožňuje mnohem rychlejší obrábění a proto se jí říká rychlořezná.
Třídy oceli podle mechanických vlastností Oceli třídy 10 Stavební ocel 10 00X.X - Nejméně kvalitní ocel, používá se na stavební práce, zámečnictví. Nemá zaručenou pevnost a chemické složení. 10 37X a 10 42X - Jsou dobře tvárné. Vyrábí se z nich různé konstrukce, součásti strojů, šrouby, matice, nýty, drobné kolejničky a výkovky menších pevností. 10 50X ; 10 65X ; 10 75X - Mají odstupňovanou pevnost na tah, jsou nejvhodnější na výrobu kolejnic a betonových výztuží. Oceli třídy 11 Má zaručenou minimální pevnost v tahu (10násobek druhého dvojčíslí v MPa) 11 300 – Ocel určená pro hluboké tažení, je dobře svařitelná, tvárná za tepla i za studena. Vyrábí se z ní výlisky, výkovky, výtažky. 11 500 - Je používaná pro méně namáhané součásti jako čepy, hřídele, pístní tyče. 11 600 - Snese větší tlaky proto se z ní vyrábí klíny, pera. Oceli třídy 12 Jsou to ušlechtilé uhlíkové oceli - mají předepsaný obsah prvků hlavně C,P,S,Si,Mn. Oceli třídy 13 Používá se k výrobě pružin. Oceli třídy 14 Používá se k výrobě ozubených kol, hřídelí, čepů a pružin. Oceli třídy 15 Molybdenová ocel, nízkolegovaná. Oceli třídy 16 Niklová ocel, nízko a středně legovaná. Oceli třídy 17 Středně a vysoce legované žáruvzdorné, žárupevné a korozivzdorné oceli jako např: nerez. Vyrábí se z ní chirurgické nástroje, tanky a potrubí pro potravinářský a chemický průmysl. Oceli třídy 18 Nejedná se o běžnou ocel. Jedná se o prášky těžkých kovů, které se za velkých tlaků lisují na požadovaný tvar. Proces se nazývá slinovaní a spékání. Tyto materiály se používají na břity řezných nástrojů. Oceli třídy 19 Jde o nástrojovou ocel. Dělí se na uhlíkové, slitinové, rychlořezné a určené pro lití. Recyklování oceli Ocel se recykluje již víc než 150 let a to hlavně z ekonomických důvodů. Je totiž levnější ocel recyklovat, než těžit železnou rudu a z ní vyrobit novou ocel. Recykluje se také proto, že ocel během procesu recyklace neztrácí žádné ze svých vlastností. Energie ušetřená recyklováním oceli snižuje roční spotřebu energie průmyslu až o 75 %. Recyklováním jedné tuny oceli se ušetří přibližně 1100 kg železné rudy, 630 kg uhlí a 55 kg vápence. V poslední době se zrecykluje asi tři čtvrtě z celkové produkce oceli. Ocel je možné recyklovat v ocelárnách metodou oxidace v kyslíkových konvertorech, nebo tavením v elektrických obloukových pecích (pro výrobu oceli s nízkým obsahem uhlíku) nebo v indukčních pecích (pro výrobu vysoce legovaných železných slitin).
Neželezné kovy Zlato Zlato (Au) je chemicky odolný, velmi dobře tepelně i elektricky vodivý, ale poměrně měkký kov žluté barvy. Používá se v elektronice (vynikající elektrická vodivost a odolnost proti korozi a otěru) a pro výrobu dekorativních předmětů a šperků. Zlato je mimořádně trvanlivé a odolné vůči povětrnostním i chemickým vlivům. Pevnost a tvrdost zlata je možné zvýšit přidáním jiných kovů. Pozlacené průhledné plastické fólie mají vynikající odrazivost světelných a tepelných (infra) paprsků. Využití zlata 1. Výroba šperků a bižuterie Používá se zejména k výrobě šperků a to ve formě slitin se stříbrem, mědí, zinkem, palladiem či niklem. Samotné ryzí zlato je příliš měkké a šperky z něj zhotovené by se nehodily pro praktické použití. Příměsi palladia a niklu navíc zbarvují vzniklou slitinu a vzniká tak bílé zlato. Obsah zlata v klenotnických slitinách neboli ryzost se vyjadřuje v karátech (ryzí zlato je 24karátové). K výrobě bižuterie, pamětních mincí nebo medailí se používá pozlacování lacinějších kovových materiálů. 2. Průmysl Vzhledem ke své vynikající elektrické vodivosti a odolnosti vůči vlivům prostředí je velmi často používáno v mikroelektronice a počítačovém průmyslu. Nejčastějším důvodem je především zajištění dlouhodobé a bezproblémové vodivosti důležitých spojů. Pro tyto účely se příslušné kontaktní povrchy elektrolyticky pokrývají tenkou zlatou vrstvou. Zlato se využívá i ve sklářském průmyslu k barvení nebo zlacení skla. 3. Zubní lékařství Zlato je součástí většiny materiálů sloužících v zubním lékařství jako výplně zubů napadených zubním kazem nebo pro konstrukci můstků. Důvodem je především zdravotní nezávadnost zlata, které je natolik chemicky inertní, že ani po mnohaletém působení poměrně agresivního prostředí v ústní dutině nepodléhá korozi. Čisté zlato je však příliš měkké a proto se aplikují jeho slitiny především s mědí, stříbrem, palladiem, zinkem, cínem, antimonem.
Stříbro Stříbro (Ag) je ušlechtilý kov bílé barvy. Vyznačuje se nejlepší elektrickou a tepelnou vodivostí ze všech známých kovů. Slouží jako součást různých slitin v elektronickém průmyslu, výrobě CD i DVD nosičů a šperkařství. Po mechanické a metalurgické stránce je velmi dobře zpracovatelné, má dobrou kujnost a dobře se odlévá. Na vzduchu je stříbro neomezeně stálé. Využití Stříbro je v praxi využíváno především pro své unikátní fyzikální vlastnosti – vynikající elektrickou a teplotní vodivost, relativně dobrou chemickou stabilitu a odolnost vůči vlivům okolního prostředí a vysokou odrazivost pro viditelné světlo.
1. Průmysl Velmi tenká vrstva kovového stříbra se využívá jako záznamové médium na CD a DVD. Vrstva stříbra se vakuově nanáší na plastovou podložku a po překrytí další plastovou vrstvou se na ni zaznamenávají stopy generované laserem, který poté slouží i pro čtení uloženého záznamu. Vysoké optické odrazivosti stříbra se využívá také při výrobě kvalitních zrcadel. Kovové stříbro i jeho sloučeniny jsou základním prvkem vysoce účinných miniaturních elektrických článků (baterií). V organické syntetické chemii jsou stříbro a jeho sloučeniny využívány jako katalyzátory některých oxidačních reakcí. Slitiny stříbra se využití také v elektrotechnice. Stříbrné pájky se vyznačují vysokou elektrickou vodivostí, tvrdostí a relativně vysokým bodem tání. Slitiny stříbra s cínem, kadmiem a zinkem slouží v elektrotechnice jako spojovací materiál pro konstrukci plošných spojů. 2. Výroba šperků Stříbro jako drahý kov je materiálem pro výrobu šperků, pamětních mincí a medailí. Samotné stříbro je poměrně měkké a je náchylné k černání při styku se sloučeninami síry v atmosféře. Proto se pro praktické aplikace obvykle slévá s jinými kovy (nejčastěji mědí), které zlepší jak jeho mechanické, tak vzhledové vlastnosti. Pro zvýšení povrchové kvality stříbrných šperků (lesk, odolnost) se někdy tyto předměty pokrývají velmi tenkými vrstvičkami kovového rhodia. 3. Zubní lékařství Zdravotní nezávadnost a chemická odolnost stříbra se uplatňuje především ve slitinách s převládajícím obsahem palladia, ale existuje celá řada amalgámů na bázi zlata, které obsahují menší množství stříbra.
Měď Měď (Cu) je ušlechtilý kovový prvek načervenalé barvy. Vyznačuje se velmi dobrou tepelnou a elektrickou vodivostí, dobře se mechanicky zpracovává a je odolný proti atmosférické korozi. Je základní součástí řady velmi důležitých slitin a mimořádně důležitý pro elektrotechniku. Využití 1. Průmysl Měď má uplatnění pro svoji odolnost proti korozi, protože se na vzduchu působením atmosférické vlhkosti a oxidu uhličitého pokryje tenkou vrstvičkou nazelenalého zásaditého uhličitanu měďnatého (CuCO3 . Cu(OH)2) (měděnka) který ji účinně chrání proti další korozi. Vzhledem k dnešnímu, znečištěnému ovzduší však chemická reakce zabarví měď do hněda. Používá se např. na výrobu okapů, střešních doplňků, topení a trubic pro rozvody technických plynů. Vysoká elektrická vodivost se uplatňuje při výrobě elektrických vodičů a při výrobě elektronických součástek, např. integrovaných obvodů. Vynikající tepelná vodivost mědi se uplatní při výrobě kotlů a zařízení pro rychlý a bezeztrátový přenos tepla (chladičů ve výpočetní technice, automobilech a průmyslových zařízeních). 2. Výroba šperků Zlaté klenotnické slitiny obsahuji kromě zlata nejčastěji stříbro a měď pro zvýšení mechanická odolnost slitiny a odolnost proti korozi. Měď se ve zlatých klenotnických materiálech vyskytuje v rozmezí 0 – 30 %. Podle jejího obsahu je možno docílit i zvoleného barevného odstínu slitiny od zářivě žluté až po téměř červenou.
Stříbrné šperky jsou obvykle vyráběny ze slitin stříbra s mědí, kde obsah mědi činí 3 – 10 %. 3. Zubní lékařství Dentální slitiny, používané pro výrobu zubních náhrad musí vykazovat především zdravotní nezávadnost a odolnost proti korozi materiálu v poměrně silně chemicky agresivním prostředí ústní dutiny. Nejpoužívanějším typem slitiny, používané pro zubní výplně jsou amalgámy (slitina stříbra, mědi a cínu).
Slitiny mědi Bronz Patrně nejvýznamnější slitinou mědi je bronz obsahující směs mědi a cínu. Přídavek cínu do mědi odstraňuje její hlavní nedostatek a to je malá tvrdost. Přitom zůstává zachována vysoká odolnost proti korozi a relativně snadná opracovatelnost. Z bronzu se vyrábějí kovové součástky čerpadel, která pracují s vysokými tlaky v agresivním prostředí, kuličková ložiska a pružinová pera. Stejně jako v minulosti je pak bronz materiálem pro výrobu soch, pamětních desek a mincí, medailí a podobných předmětů. Mosaz Slitina mědi se zinkem se nazývá mosaz. Obvykle obsahuje přibližně 30 % zinku. Běžná mosaz je poměrně měkký kov s jasně zlatavou barvou a s poměrně nízkou chemickou odolností vůči kyselinám a louhům. Proti působení atmosférických vlivů je však mosaz značně odolná. Používá se často k výrobě různých hudebních nástrojů a dekorativních předmětů, zhotovují se z ní součásti pro vybavení koupelen a drobné bytové doplňky, slouží pro výrobu bižuterie jako tzv. kočičí zlato. V současné době existují i způsoby elektrolytického vylučování mosazných vrstev na kovový podklad a tohoto elektrolytického mosazení se využívá k povrchové protikorozní ochraně především železných předmětů.
Hliník Hliník (Al) je velmi lehký kov bělavě šedé barvy. Je velmi dobrý vodič elektrického proudu, široce používaný v elektrotechnice a má malou hustotu. Ve formě slitin se používá v leteckém a automobilovém průmyslu. Využití 1. Elektrotechnika Společně se stříbrem slouží hliník ve formě velmi tenké folie jako záznamové médium v kompaktních discích (CD). Tato vrstva se na plastový podklad obvykle napařuje tichým elektrickým výbojem ve vakuu. Vzhledem k poměrně dobré elektrické vodivosti se kovového hliníku užívá jako materiálu pro elektrické vodiče. Oproti použití mědi má ovšem některé nevýhody (je křehčí, opakovaným ohybem se snadno zlomí). Průchodem proudu se zahřívá a zvětšuje svůj objem. Není-li spoj správně navržen, dojde k plastické deformaci měkkého hliníku. Při ochlazení, tedy když proud přestane vodičem protékat, se naopak smrští rovnoměrně ve všech směrech, což způsobí, že se šroubované kontakty poněkud uvolní a zvýší jejich přechodový odpor, který následně vede ke zvýšenému zahřívání. Navíc se hliníkový vodič vlivem působení vzdušného kyslíku potahuje vrstvičkou nevodivého Al2O3 a vinou toho se přechodový odpor mezi
vodičem a svorkovnicí dále zvyšuje. Hliníkové kontakty mají být proto pravidelně dotahovány, aby se zmenšilo nebezpečí vzniku požáru. 2. Výroba výbušnin Práškový hliník se používá také jako složka některých trhavin, protože zvyšuje teplotu exploze. 3. Výroba slitin hliníku Nejdůležitější je však uplatnění hliníku ve formě slitin, z nichž bezesporu nejznámější je slitina s hořčíkem, mědí a manganem, známá jako dural. Tento materiál má oproti samotnému hliníku mnohem větší pevnost a tvrdost při zachování velmi malé měrné hmotnosti. Zároveň jsou i značně odolné vůči korozi. Dural má využití v letectví, automobilovém průmyslu, při výrobě výtahů, jízdních kol a lehkých žebříků. 4. Průmysl V průmyslu využívanou sloučeninou hliníku je oxid hlinitý Al2O3 (korund). K jeho základním vlastnostem patří mimořádná tvrdost a chemická odolnost. Používá se k výrobě laserů a hlavic geologických vrtacích souprav.
Cín Cín (Sn) má velmi nízký bod tání a je dobře kujný a odolný vůči korozi. Nachází využití při výrobě slitin (bronz, pájky, ložiskový kov), v potravinářství při dlouhodobém uchovávání potravin (pocínování konzerv, cínové fólie) a při výrobě uměleckých předmětů. Jsou-li cínové předměty dlouhodobě vystaveny nízkým teplotám, může dojít k přechodu původně bílého cínu na šedou modifikaci a předmět se rozpadne na prach. Tento jev je označován jako cínový mor. Za extrémně nízkých teplot pod 3,72 K je cín supravodičem I typu. Využití 1. Potravinářství Největší využití má cín v potravinářství. Vysoká odolnost cínu proti korozi a jeho zdravotní nezávadnost jsou výhodou pro dlouhodobé uchovávaní potravin. Protože cena samotného cínu je poměrně vysoká, je plech pro výrobu konzerv obvykle z oceli a cínem je v tenké vrstvě pokrýván vnitřní povrch, který je v kontaktu s potravinami. Podobně se upravují i kovové povrchy zařízení pro potravinářský průmysl (trubky a kotle). Z cínu lze také vyválcovat tenké fólie (staniol), které se opět uplatňují při ochraně potravin. Dnes jsou ale nahrazovány hliníkovou fólií (alobalem), který je znatelně levnější a má podobné vlastnosti, kromě zdravotní nezávadnosti. 2. Sklářství Ve sklářském průmyslu je lití skleněných tabulí na roztavený cín používáno pro výrobu dokonale rovných skleněných ploch o značně velkých rozměrech (výkladní skříně a okna výškových budov).
Olovo Olovo (Pb) je těžký toxický kov. Má velmi nízký bod tání a je dobře kujný a odolný vůči korozi. Za normálních podmínek je olovo odolné a neomezeně stálé vůči atmosférickým vlivům. V kompaktním stavu se na vlhkém vzduchu příliš nemění, pouze zvolna ztrácí lesk a tvoří se na něm šedobílá vrstva oxidů, hydroxidů a uhličitanů.
Kovové olovo velmi dobře pohlcuje rentgenové záření a slouží proto k odstínění zdrojů tohoto záření v chemických a fyzikálních aparaturách a v lékařství při ochraně obsluhy rentgenů. Jeho slitiny s cínem, antimonem nebo stříbrem vykazují výborné vlastnosti při mechanickém spojování kovových předmětů pájením. Využití olova a jeho slitiny Nejčastěji se olovo používá k výrobě akumulátorů. I přes svoji vysokou hmotnost a obsah vysoce žíravé kyseliny sírové jsou technické parametry olověných akumulátorů natolik dobré, že ve vybavení automobilů mají stále většinové zastoupení. Vysoké odolnosti olova vůči korozi je využíváno ke konstrukci části vodovodních rozvodů a při konstrukci velkoobjemových nádob na uchovávání koncentrované kyseliny sírové. Přídavky olova do skla zvyšují jeho index lomu a olovnaté sklo je prakticky výhradní surovinou pro výrobu skleněných lustrů a dekorativních skleněných předmětů. 1. Olověné střelivo Olovo je stále převažujícím materiálem pro výrobu střeliva a to především pro svoji vysokou hmotnost, která poskytuje střele vysokou průraznost. Většina nábojů do lehkých palných zbraní (pistole, revolvery, pušky, samopaly) se skládá z olověného jádra, která je kryto ocelovým nebo měděným pláštěm. Střelivo pro brokové zbraně tvoří obvykle broky z čistého olova, případně slitiny olova s antimonem. Olovo se používá i pro výrobu pájek. Nejčastěji jde o slitiny olova s cínem používané pro pájení jednoduchých elektrických obvodů nebo instalatérské práce. Bod tání těchto pájek je dán poměrem obou kovů, pohybuje se v rozmezí 250 – 400 °C. 2. Průmysl Ložiskový kov je slitina, která obsahuje olovo, měď a antimon. Vyznačuje se především vysokou odolností proti otěru a používá se pro výrobu kluzných ložisek pro automobilový průmysl.
Sloučeniny olova Oxid olovnatý (PbO) Hlavní uplatnění nalézá při výrobě těžkého olovnatého skla, křišťálu, s vysokým indexem lomu a leskem. Dále se využívá jako složka keramických glazur a emailů. Oxid olovnato - olovičitý, suřík (Pb3O4) Slouží k výrobě antikorozních nátěrů železných a ocelových konstrukcí a jako součást keramických glazur. Uplatňuje se i při výrobě syntetického kaučuku.
Sulfid (sirník) olovnatý (PbS) Využívá se při výrobě fotografických expozimetrů a fotočlánků.
Titan Titan (Ti) je šedý až stříbřitě bílý, lehký kov, poměrně hojně zastoupený v zemské kůře. Je poměrně tvrdý a mimořádně odolný proti korozi i ve slané vodě. Při teplotách pod 0,39 K se
stává supravodičem I typu. Nejčastěji se používá jako složka různých slitin a protikorozních ochranných vrstev. Využití Praktické využití titanu vyplývá především z jeho mimořádné chemické odolnosti a malé hustoty. Titan a jeho slitiny jsou proto základním materiálem při výrobě skeletů nebo povrchových ochranných štítů družice a vesmírných sond. V leteckém průmyslu se titan používá při výrobě zvláště namáhaných součástí letadel. Vysoká odolnost titanu je využívána i při výrobě některých chirurgických nástrojů. Titan, ve formě čistého titanu nebo titanové slitiny se používá jako implantát za kostní tkáně v ortopedii, neurochirurgii a stomatologii. Používá se také k výrobě luxusních náramkových hodinek nebo částí šperků.
Sloučeniny titanu Oxid titaničitý (TiO2) Je mimořádně stálý, zdravotně zcela nezávadný s vysokou krycí schopností a patří proto mezi nejkvalitnější dostupné bílé pigmenty. Praktické použití nachází jak při výrobě barev, tak ve sklářském a keramickém průmyslu, používá se i při výrobě vysoce kvalitního papíru, jako plnivo při výrobě plastických hmot a při výrobě zubních past. Chlorid titaničitý (TiCl4) Používá se při výrobě zadýmovacích granátů, při vytváření umělé mlhy (například při natáčení filmů) nebo při leteckých show. Nitrid titanu (TiN) Patří k jedněm z nejtvrdších známých látek, její tvrdost je 9 na 10-stupňové Mohsově stupnici tvrdosti. Používá se u brusných materiálů, ale i pro povrchovou úpravu titanových nástrojů. Superpružné Ti-Cu slitiny Používá se při výrobě ohebných drátů, lze ohnout do pravého úhlu, přičemž nedochází k deformaci (vrátí se do původního stavu). Slitiny s tvarovou pamětí Ni - Ti Používá se při výrobě ohebných drátů, který si "pamatuje" předchozí stav před deformací. Po dodání energie (ohřevu) se vrací do původního tvaru.
Zinek Zinek je měkký lehce tavitelný kov. Slouží jako součást různých slitin, používá se při výrobě barviv a jeho přítomnost v potravě je nezbytná pro správný vývoj organizmu. Zinek je modrobílý kovový prvek se silným leskem, který však na vlhkém vzduchu ztrácí. Za normální teploty je křehký, v rozmezí teplot 100–150 °C je tažný a dá se
válcovat na plech a vytahovat na dráty, nad 200 °C je opět křehký a dá se rozetřít na prach. Na vzduchu je zinek stálý, protože se rychle pokryje tenkou vrstvičkou oxidu, která jej účinně chrání proti korozi. Využití Zinek se používá jako antikorozní ochranný materiál především pro železo a jeho slitiny. Pozinkovaný železný plech se vyrábí řadou postupů, nejčastější je galvanické pokovování, postřikování, napařování nebo žárové nanášení tenkého povlaku zinku. Zinek má velmi dobré vlastnosti pro výrobu odlitků. Díky výborné zatékavosti vyplňuje roztavený zinek dokonale odlévací formu. Vyrábí se tak kovové součástky, které jsou dobře odolné vůči atmosférickým vlivům (nekorodují), ale nemusejí snášet výrazné mechanické namáhání (kovové ozdoby, okenní kliky, konve, vědra, vany, střešní okapy, střechy). Zinek se také používá k výrobě galvanických článků. Ze slitin zinku je nejvýznamnější slitina s mědí – bílá a červená mosaz. Obecně se mosaz oproti čistému zinku vyznačuje výrazně lepší mechanickou odolností. Další využití zinku je při výrobě závaží pro vyvažování automobilových kol jako náhrada za toxické olovo.
Sloučeniny zinku Oxid zinečnatý (ZnO) Je bílá práškovitá látka. Používá se jako netoxický bílý pigment při výrobě barviv známých jako zinková běloba. Slouží také jako plnicí prostředek při výrobě vulkanizovaného kaučuku a nachází uplatnění i v keramickém a sklářském průmyslu při výrobě speciálních chemicky odolných skel a glazur nebo emailů. Sulfid zinečnatý (ZnS) Využívá se jako nátěrová barva. Zvláštní modifikací sulfidu zinečnatého je tzv. Sidotovo blejno, které slouží jako základní látka pro světélkující nátěry hodinových ručiček. Chlorid zinečnatý (ZnCl2) Používá se jako impregnační prostředek pro ochranu dřeva před plísněmi a hnilobou, při výrobě deodorantů, v lékařství, v tisku tkanin a při výrobě organických barviv.
Wolfram Wolfram (chemická značka W, latinsky Wolframium) je šedý až stříbřitě bílý, velmi těžký a mimořádně obtížně tavitelný kov. Má velkou hustotu, pouze některé drahé kovy jako např. zlato, platina, iridium a osmium jsou těžší. Za supernízkých teplot pod 0,0012 K je supravodičem I typu. Používá se pro výrobu žárovkových vláken, kde je schopen po tisíce pracovních hodin snášet teploty přes 1000 °C. Ve slitinách se přídavek wolframu projeví především zvýšením tvrdosti a mechanické i tepelné odolnosti. Vyrábí se z nich
kovoobráběcí nástroje, vrtné hlavice geologických nástrojů, turbiny a další vysoce teplotně a mechanicky namáhané součástky.
Rtuť Rtuť (Hg) je těžký, toxický kov. Používá se jako součást slitin (amalgámů) a jako náplň různých přístrojů (teploměry, barometry). Je jediným kovovým prvkem, který je za normálních podmínek kapalný. Má velkou hustotu a dobře vede elektrický proud. Je supravodičem I typu, a to za teplot pod 4,154 K. Využití rtuti 1. Dentální amalgámy Používá se k výrobě dentálních amalgámů pro opravu zubního kazu. Amalgámy musí mít rychlost tuhnutí takovou, aby lékař měl dostatek času plombu do zubu správně zasadit a mechanicky upravit, současně by však již po hodině až dvou měla být natolik tvrdá, že ji pacient může používat. 2. Během tvrdnutí nesmí docházet k velkým rozměrovým změnám amalgámu. Při expanzi by hrozilo roztržení zubu, při zmenšení objemu by plomba vypadávala. 3. Amalgám musí být co nejvíce chemicky odolný vůči prostředí v lidských ústech, aby nedocházelo k uvolňování rtuti a zbylých kovů do organismu. 2. Fyzikální přístroje Rtuť se používá jako náplň různých teploměrů a tlakoměrů na měření atmosférického tlaku. Dobré elektrické vodivosti a tekutosti rtuti i za pokojových teplot se využívá ke konstrukci polohových spínačů elektrického proudu. Výbojky a zářivky Elektrický výboj v prostředí rtuťových par s nízkým tlakem spolu s různými inertními plyny vyvolává silné světelné vyzařování ve viditelné oblasti spektra. Díky těmto vlastnostem se rtuť používá při výrobě výbojek a žárovek.
Platina Platina (Pt) je velmi těžký a chemicky mimořádně odolný drahý kov stříbřitě bílé barvy. Společně s osmiem a iridiem patří k prvkům s největší známou hustotou. Využití Vzhledem ke svým mechanickým vlastnostem a chemické odolnosti jsou platina a především její slitiny s rhodiem a iridiem používány na výrobu odolného chemického nádobí pro rozklady vzorků tavením nebo spalováním za vysokých teplot. Ve sklářském průmyslu je základním materiálem speciálních pecí na výrobu optických vláken. V chemickém průmyslu je platina a její sloučeniny využívána jako všestranný katalyzátor v řadě organických syntéz.
Ve farmaceutickém průmyslu jsou sloučeniny cis-platiny základem velmi účinných cytostatik, látek potlačujících rakovinné bujení.
Nikl Nikl (Ni) je bílý, feromagnetický, kujný a tažný kov. Dá se výborně leštit, je velmi tažný a dá se kovat, svářet a válcovat na plech nebo vytahovat v dráty. Slouží jako součást různých slitin a k povrchové ochraně jiných kovů před korozí. Využití Antikorozní ochrana Díky velmi dobré stálosti vůči atmosférickým vlivům i vodě se často nanáší velmi tenká niklová vrstva na povrchy méně odolných kovů, nejčastěji železa. Běžně se takto upravují jednoduché pracovní nástroje jako šroubováky nebo klíče, ale také některé chirurgické nástroje. Slitiny niklu se používají k výrobě šperků. 1. Galvanické články Značná část vyrobeného niklu se spotřebuje k výrobě elektrických článků s možností mnohonásobného dobíjení. Nikl-hydridové, nebo NiCd baterie slouží jako zdroj elektrické energie v řadě mobilních telefonů, přenosných svítilen a dalších.
Lithium Lithium (Li) je nejlehčí z řady alkalických kovů, značně reaktivní, stříbřitě lesklého vzhledu. Jedná se o velmi lehký a měkký kov (ještě měkčí než mastek), který lze krájet nožem. Dobře vede elektrický proud a teplo. Lithium má nejmenší hustotu ze všech pevných prvků, je lehčí než voda a petrolej.
Využití 1. Lithiová baterie Elementární lithium se uplatňuje v jaderné energetice, kde v jistých typech reaktorů slouží roztavené lithium k odvodu tepla z reaktoru. Lithium se také používá při výrobě lithiových akumulátorů. Lithium je také přísadou pro výrobu speciálních skel a keramik, především pro účely jaderné energetiky, ale i pro konstrukci hvězdářských teleskopů. Mimořádně silných hygroskopických vlastností a nízké relativní hmotnosti hydroxidu lithného se využívá k pohlcování oxidu uhličitého z vydýchaného vzduchu v ponorkách a kosmických lodích. Slitiny lithia s hliníkem, kadmiem, mědí a manganem jsou velmi lehké a současně značně mechanicky odolné
a používají se při konstrukci součástí letadel, družic a kosmických lodí. Stearát lithný se používá jako zahušťovadlo a želatinová látka k převádění olejů na plastická maziva. Tato maziva mají velkou odolnost vůči vodě, mají dobré vlastnosti při teplotách od −20 °C do 150 °C.
Chrom Chrom (Cr) je světle bílý, lesklý, velmi tvrdý, na vzduchu stálý a zároveň křehký kov. Používá se v metalurgii při výrobě legovaných ocelí a dalších slitin, tenká vrstva chromu chrání povrch kovových předmětů před korozí a zvyšuje jejich tvrdost. Chrom se také používá k ochraně kovů před korozí a za současné zvýšení jejich estetického vzhledu. 1. Sloučeniny trojmocného chromu Jsou neomezeně stálé a mají obvykle zelenou barvu. Soli trojmocného chromu slouží také ve sklářském průmyslu k barvení skla a v kožedělném průmyslu při činění kůží. 2. Sloučeniny čtyřmocného chromu CrO2 se používá jako záznamový materiál u magnetických pásek, protože má feromagnetické vlastnosti.
Hořčík Hořčík (Mg) je lehký, středně tvrdý, stříbrolesklý, lehký, tažný kov, vede hůře elektrický proud a teplo. Využívá se při výrobě lehkých a pevných slitin, jako redukční činidlo v organické syntéze a při pyrotechnických aplikacích. Hořčík reaguje za normální teploty s kyslíkem a s vodou. Na suchém vzduchu se postupně pokryje vrstvou oxidu, která jej chrání před další oxidací. Při hoření hořčíku na vzduchu vzniká velmi intenzivní bílé světlo.
Výrobky ze slitin hořčíku V běžném životě se nejčastěji setkáme se slitinami hořčíku s hliníkem, mědí a manganem, které jsou známy pod názvem dural. Vyznačují se značnou mechanickou pevností a současně mimořádně nízkou hustotou. Zároveň jsou i značně odolné vůči korozi. Sloučeniny s hořčíkem Azbest Tato sloučenina má mimořádně vysokou odolnost vůči vysokým teplotám a současně je relativně levně dostupná ve stotunových množstvích. Je proto ideálním materiálem pro vnitřní vyložení vysokých pecí pro výrobu železa a podobné aplikace. Hydroxid hořečnatý Mg(OH)2 Využívá se proti překyselení žaludku a k výrobě gelů na spáleniny.
