Chromium chuma ni kutambuliwa sana kwa matumizi yake katika chromium plating (ambayo mara nyingi inajulikana kama 'chrome'), lakini matumizi yake kubwa ni kama viungo katika vyuma cha pua . Maombi yote yanafaidika kutokana na ugumu wa chromium, upinzani wa kutu , na uwezo wa kupunjwa kwa kuonekana kwa kushangaza.
Mali
- Symbol Atomic: Cr
- Idadi ya Atomiki: 24
- Masi ya atomiki: 51.996g / mol 1
- Jamii Element: Metal Transition
- Uzito wiani: 7.19g / cm 3 kwa 20 ° C
- Kiwango Kiwango: 3465 ° F (1907 ° C)
- Kiwango cha kuchemsha: 4840 ° F (2671 ° C)
- Ugumu wa Moh: 5.5
Tabia
Chromium ni ngumu, chuma kijivu ambacho kina thamani ya upinzani wake usio na kutu. Chromium safi ni ya magnetic na ya brittle, lakini wakati wa alloyed inaweza kufanywa machafu na kupuuzwa kwa mkali mkali, silvery.
Chromium hupata jina lake kutoka khrōma, neno la Kigiriki maana rangi, kutokana na uwezo wake wa kuzalisha wazi, misombo ya rangi, kama vile oksidi ya chrome.
Historia
Mnamo 1797, Mtaalamu wa Kifaransa Nicolas-Louis Vauguelin alizalisha chuma cha kwanza cha chromium kwa kutibu crocoite (madini ya chromium) na carbonate ya potassiamu na kisha kupunguza asidi ya chromic na carbon katika crucible grafiti.
Wakati misombo ya kromiamu imetumika kwa rangi na rangi kwa maelfu ya miaka, haikuwa mpaka baada ya ugunduzi wa Vauguelin kwamba chromium hutumia katika matumizi ya chuma ilianza kuendeleza.
Katika karne ya 19 na mapema ya karne ya 20, metallurgists huko Ulaya walikuwa wakijaribu kwa kutumia alloys ya chuma, wakijaribu kuzalisha vyuma vya nguvu na vya kudumu.
Mnamo mwaka wa 1912, akiwa akifanya kazi katika Firth Brown Laboratories nchini Uingereza, metallurgist Harry Brearley alikuwa na kazi ya kupata chuma zaidi ya chuma kwa ajili ya mapipa ya bunduki.
Aliongeza chromium, ambayo ilikuwa inayojulikana kuwa na kiwango cha juu cha kiwango, kwa chuma cha jadi ya kaboni, na kuzalisha chuma cha kwanza cha pua. Hata hivyo, wakati huo huo, wengine, ikiwa ni pamoja na Elwood Haynes nchini Marekani na wahandisi huko Krupp nchini Ujerumani, pia walikuwa wakiendeleza chromiamu yenye alloy chuma. Pamoja na maendeleo ya tanuru ya umeme wa arc, uzalishaji mkubwa wa chuma cha pua ulifuatiwa muda mfupi baada ya hapo.
Wakati huo huo, utafiti ulifanyika pia kwenye metali za umeme, ambayo iliruhusu metali za bei nafuu, kama vile chuma na nickel , kupitisha upinzani wa chromium nje ya kuvuta na kutu, pamoja na sifa zake za kupendeza. Vitu vya kwanza vya chrome vilionekana kwenye magari na saa za mwisho mwishoni mwa miaka ya 1920.
Uzalishaji
Bidhaa za chromium za viwanda ni pamoja na chuma cha chromium, ferrochrome, kemikali za chromiamu na mchanga wa kupatikana. Katika miaka ya hivi karibuni, kumekuwa na mwenendo kuelekea ushirikiano mkubwa wima katika uzalishaji wa vifaa vya chromium. Hiyo ni makampuni mengi yanayohusika katika madini ya madini ya chromite pia yanaiingiza kwenye chuma chromium, ferrochrome na, hatimaye, chuma cha pua.
Mwaka 2010 uzalishaji wa kimataifa wa madini ya chromite (FeCr 2 O 4 ), madini ya msingi yaliyotolewa kwa ajili ya uzalishaji wa chromium ilikuwa tani milioni 25.
Uzalishaji wa Ferrochrome ulikuwa karibu tani milioni 7, wakati uzalishaji wa chuma cha chromium ulikuwa takribani tani 40,000. Ferrochromium huzalishwa tu kwa kutumia vyumba vya umeme vya arc, ambapo chuma cha chromium kinaweza kupatikana kupitia njia za electrolytic, silico-thermic na aluminothermic.
Wakati wa uzalishaji wa ferrochrome, joto linalotengenezwa na vyumba vya umeme vya arc, ambavyo vinafikia 5070 ° F (2800 ° C), husababisha makaa ya mawe na coke ili kupunguza chromium ore kupitia mmenyuko wa carbothermic. Mara nyenzo za kutosha zimetengenezwa katika mkutano wa tanuru, chuma kilichochombwa kinachovuliwa nje na kinasimamishwa katika castings kubwa kabla ya kupondwa.
Uzalishaji wa aluminotherm ya high usafi wa chromium chuma akaunti kwa zaidi ya 95% ya chuma chromium zinazozalishwa leo. Hatua ya kwanza katika mchakato huu inahitaji kwamba ore ya chromite imechujwa na soda na chokaa katika hewa saa 2000 ° F (1000 ° C), ambayo hujenga chromate ya sodiamu iliyo na calcine.
Inaweza kuondokana na vifaa vya taka na kisha kupunguzwa na kuingizwa kama oksidi ya chromic (Cr 2 O 3 ).
Ya oksidi ya chromic ni kisha imechanganywa na alumini ya unga na kuweka ndani ya udongo mkubwa wa udongo. Peroxide ya Barium na poda ya magnesiamu huenea kwenye mchanganyiko, na crucible imezungukwa na mchanga (ambayo hufanya kama insulation).
Mchanganyiko huo unafutwa, na kusababisha oksijeni kutoka kwa oksidi ya chromic inakabiliwa na aluminium ili kuzalisha oksidi ya alumini na, kwa hiyo, hutoa chuma cha chromium iliyoyeyuka ambayo ni 97-99% safi.
Kwa mujibu wa takwimu za Utafiti wa Geolojia ya Marekani, wazalishaji wengi wa madini ya chromite mwaka 2009 walikuwa Afrika Kusini (33%), India (20%), na Kazakhstan (17%). Makampuni makubwa zaidi ya uzalishaji wa ferrochrome ni pamoja na Xstrata , Eurasian Resources Resources Corp (Kazakhstan), Samancor (Afrika Kusini), na Hernic Ferrochrome (Afrika Kusini).
Maombi
Kwa mujibu wa Shirika la Maendeleo la Kimataifa la Chromium, jumla ya madini ya chromite yaliyotolewa mwaka 2009, 95.2% ilipatikana kwa sekta ya metallurgiska, asilimia 3.2 kwa sekta ya kinzani na msingi, na 1.6% kwa wazalishaji wa kemikali. Matumizi makuu ya chromium ni katika vyuma vya pua, vyuma vilivyotengenezwa, na alloys zisizo na ukomo.
Vito vya pua hutaja aina nyingi za vyuma ambazo zina kati ya 10% hadi 30% ya chromium (kwa uzito) na ambazo hazizidi kutubu au kutu kwa urahisi kama vile vyuma vya kawaida. Kati ya 150 na 200 aina tofauti za chuma cha pua zipo, ingawa juu ya 10% ya hizi ni matumizi ya kawaida.
Vyanzo:
Sully, Arthur Henry, na Eric A. Brandes. Chromium . London: Butterworths, 1954.
Anwani, Arthur. & Alexander, WO 1944. Vyuma katika Utumishi wa Mtu . Toleo la 11 (1998).
Shirika la Kimataifa la Maendeleo ya Chromium (ICDA).
Chanzo: www.icdacr.com
Chromium Superalloy Majina ya Biashara
| Jina la Biashara | Maudhui ya Chromium (% Uzito) |
|---|---|
| Hastelloy-X® | 22 |
| WI-52® | 21 |
| Waspaloy® | 20 |
| Nimonic® | 20 |
| IN-718® | 19 |
| Vito vya Pua | 17-25 |
| Inconel® | 14-24 |
| Udimet-700® | 15 |