Другие известные металлы и их сплавы

Цинк – важный металл, и по объёму производства стоит на четвёртом месте после железа, алюминия и меди. Цинк довольно активен и поэтому в природе встречается в виде соединений. Соединения цинка и его сплавы известны уже с древних времён, но чистый металл научились производить только в XVIII веке. Цинк имеет синевато-серебристый оттенок, это довольно хрупкий металл средней твёрдости и средней химической активности. На воздухе металл быстро покрывается оксидным слоем (ZnO), во влажном воздухе металл медленно корродирует под действием CO₂. Цинк легко реагирует с растворами кислот, вытесняя водород.

$\mathrm{Zn}+2 \mathrm{HCl}\to {\mathrm{ZnCl}}_2+{\mathrm{H}}_2\uparrow$

Чаще всего цинк используют как протектор («жертвенный анод») в защите других металлов от коррозии, а также в аккумуляторах и сплавах. Кузовы автомобилей, покрытые слоем цинка, не ржавеют даже когда повреждена краска, потому что цинк активнее железа и окисляется раньше, образуя защитный оксидный слой. Энергия, выделяющаяся при окислении цинка в ионы Zn²⁺, используется в батареях. В отличие от литиевых аккумуляторов большинство цинковых батарей нельзя зарядить заново, потому что образовавшиеся в них под действием электрического тока вещества невозможно превратить обратно в исходные.

Олово и свинец – это металлы IVA-группы таблицы периодической системы химических элементов. Оба металла относительно мало распространены в природе и обычно встречаются в виде сульфидных и оксидных руд. Человечество знакомо с оловом и свинцом уже на протяжении тысяч лет, потому что их достаточно легко извлекать из руды. Наряду с медью олово используется при изготовлении бронзы.

Олово – это серебристый, мягкий (1,5 по шкале Мооса, можно поцарапать ногтём) металл с низкой температурой плавления (232 ℃), который легко поддаётся обработке. Более половины мирового производства олова идёт на изготовление различных сплавов. Примерно треть используется для покрытия стальных консервных банок изнутри, так как олово малотоксично и относительно устойчиво химически.

Свинец – металл синевато-серебристого оттенка. Он также мягок, как и олово, его температура плавления равна 327 ℃. Почти половина производимого свинца уходит на изготовление свинцовых аккумуляторов. Свинец хорошо поглощает радиоактивное и рентгеновское излучение, поэтому из него изготовляют защитные экраны. Свинец и его соединения очень ядовиты, и использовать его для изготовления посуды нельзя.

Паяльное олово – это сплав свинца и олова. Паяльное олово используют для пайки металлов, то есть металлические детали соединяют этим расплавленным сплавом, или припоем. Хотя паяльное олово состоит из 63% олова и 37% свинца, его температура плавления ниже, чем температуры плавления обоих металлов и равна 183 ℃. Именно поэтому паяльное олово удобно использовать и с обычным паяльником дома, оно не требует очень высокой температуры. Обычно паяльное олово применяется для соединения контактов в электрических приборах.

Титан обладает многими выдающимися свойствами, как механическими, так и химическими. Он один из металлов, наиболее высоко устойчивых к коррозии, потому что под действием кислорода покрывается плотным и устойчивым оксидным слоем, так же как алюминий и хром. Самым важным свойством титана является его прочность. Чистый титан прочнее многих видов стали, но при этом и намного легче.

Именно из-за его свойств большая часть производимого титана используется в авиастроении и в космических аппаратах. Например, именно из титана и его сплавов были сделаны многие детали зонда Кассини-Гюйгенса, приземлившегося на Титан – один из спутников Сатурна.

Титан также высоко ценится в медицине, прежде всего в протезировании костей. Он не ломается и не слишком тяжёлый. При этом самое важное свойство титана – он хорошо переносится человеческим организмом: не окисляется, не заставляет организм вырабатывать антитела против титановых имплантов, ну а кость плотно срастается с титаном.

Нитинол – это сплав титана (50%) и никеля (50%). Нитинол – это так называемый «металл с памятью». То есть, после деформации предмету из нитинола можно вернуть его первоначальную форму, если его нагреть. К тому же нитинол до крайности эластичен, его можно сильно согнуть, не разломав его на части. За счёт своей лёгкости и гибкости нитинол используется в медицине в изготовлении брекетов и оправ очков.