Metal

Fotografia de troç de fèrre, un exemple de metau.

Un metau (var. metal, metalh) es un element quimic caracterizat per una conductivitat termica e electrica auta, per la capacitat de formar de liason metallica, per un esclat particular (« esclat metallic »), per de proprietats mecanicas que li perèton de se desformar e per una tendància marcada a formar de cations. La màger part dei metaus se presentan sota la forma de còrs simples ò d'aliatges. An fòrça aplicacions dins la societat umanas e lor produccion conoís una aumentacion importanta dempuei leis ans 1980.

Istòria

De la Preïstòria a l'Edat Mejana

Preïstòria

Segon lei conoissenças actualas, la premiera utilizacion de metaus per l'èsser uman aguèt luòc durant la Preïstòria. En particular, un dei periòdes finaus de l'Edat de la Pèira, lo calcolitic, es caracterizat per la fabricacion d'objèctes de coire, e pus rarament d'aur e d'argent. Pasmens, la descubèrta dei metaus es probablament pus anciana car plusors metaus existisson a l'estat natiu dins la natura (aur, argent, coire, fèrre meteoritic...). Permetèron de fabricar d'otís e de joièus. Se fau nòtar que lo fèrre meteoritic, sovent un aliatge de fèrre-niquèl, aguèt de proprietats mecanicas superioras a la màger part deis aciers produchs avans la Revolucion Industriala.

L'aparicion de la metallurgia

Estatua de bronze grèga de l'Antiquitat.

La descubèrta dau bronze, un aliatge de coire, d'estanh e sovent d'arsenic, marquèt l'aparicion de la metallurgia. Entraïnèt la multiplicacion progressiva deis otís e objèctes metallics car lo bronze aviá de proprietats ben superioras a la pèira. Aqueu movement comencèt a la fin dau milleni V avC en Iran mai la metallurgia emergiguèt probablament d'un biais independent dins d'autrei regions. En parallèl, l'Antiquitat Auta veguèt la descubèrta dau mercuri en China (vèrs 2000 avC) e en Egipte (vèrs 1500 avC). Dins aquò, la descubèrta pus importanta dei metallurgistas de l'Antiquitat foguèt aquela de la fabricacion d'objèctes de fèrre e d'acier, apareguts en Anatolia vèrs 1800 avC. L'usatge dau fèrre s'impausèt pauc a pauc dins una region anant de l'Euròpa Occidentala a China coma o mòstra l'equipament deis armadas romanas e cartaginesas durant lei Guèrras Punicas.

En America, la metallurgia se desvolopèt d'un biais pus tardiu e conoguèt donc de progrès pus febles. Lo trabalh dei metaus natius, especialament aqueu de l'aur, èra ben mestrejat. Quauquei pòbles mesoamericans e andins utilizèron tanben de metaus desconeguts dins lo rèsta dau mond coma lo platin, lo palladi, lo ròdi e l'iridi. Enfin, en America Centrala, foguèt utilizat un aliatge d'aur e de coire, lo tumbaga, per fabricar d'objèctes religiós. Pasmens, la metallurgia dau bronze e dau fèrre demorèt desconeguda.

Lo periòde medievau

Durant l'Antiquitat, quauquei sabents e filosòfs s'interessèron ai metaus e ai mineraus. Pasmens, aqueu trabalh demorèt limitat, generalament en causa de la manca d'experiéncias. Lei progrès de la metallurgia foguèron donc fòrça despendents dau saber-faire dei fabres. Pasmens, sei conoissenças son largament perdudas a l'ora d'ara. Aquò cambièt a la fin de l'Antiquitat amb lo desvolopament de l'alquimia, especialament dins lei províncias grègas de l'Empèri Roman. D'efiech, fòrça alquimistas adoptèron de metòdes empirics dins sei recèrcas.

Amb lo declin de la poissança romana, leis Arabis descurbiguèron e traduguèron lei tèxtes grècs. Aquò entraïnèt la formacion de grops d'alquimistas arabis e persans que realizèron de descubèrtas importantas en matèria de metallurgia. Per exemple, establiguèron la preséncia de sofre dins mai d'un minerau metallic. Plusors proprietats deis amalgamas de mercuri foguèron tanben identificadas. Vèrs la fin de l'Edat Mejana, lei conoissenças dei sabents arabis se difusèron en Euròpa e en Índia. Aquò menèt a de descubèrtas de metaus novèus que renforcèron l'interès per la metallurgia : arsenic vèrs 1250, zinc vèrs 1300, antimòni vèrs 1540 e bismut en 1546. En particular, se fau mencionar lei trabalhs d'Albertus Magnus (1193-1280) que sintetizèt lei sabers dins aqueu domeni dins De mineralibus, tractat paregut en 1256 que venguèt una referéncia fins a l'aparicion dei sciéncias modèrnas.

De la fondacion de la metallurgia a la Segonda Guèrra Mondiala

La fondacion e l'estructuracion de la metallurgia

Premiera edicion de De Re Metallica de Georgius Agricola, obratge fondator de la metallurgia modèrna.

La fondacion de la metallurgia modèrna e son estructuracion se debanèt durant la Renaissença e foguèt parallèla au desvolopament dau metòde scientific. Vannoccio Biringuccio (1480-1539) e Georgius Agricola (1494-1555) foguèron lei doas figuras majoras d'aquela evolucion amb dos libres, De la Pirotechnia e De Re Metallica, que presentèron l'ensemble dei sabers metallurgics dau periòde. Favorizèron tanben l'introduccion d'un encaminament pus rigorós dins l'estudi dei procès de la fabrega e dei mineraus. Durant lo sègle XVIII, aquò menèt a plusors descubèrtas novèlas coma aquela dau platin – ja conegut per lei pòbles andins – de l'oxid d'urani, dau cèri, dau cobalt, dau niquèl, dau manganès, de molibdèn, dau tungstèn, dau cròme, dau palladi, de l'òsmi, de l'iridi e dau ròdi.

En parallèl, lei proprietats quimicas dei metaus venguèron pauc a pauc l'objècte d'estudis. Dins leis ans 1790, Joseph Priestley (1733-1804) e Martinus van Marum (1750-1833) observèron la reaccion de desidrogenacion de l'etanòl en contacte amb la superficia d'un metau. Aquò menèt a de trabalhs sus la catalisi que permetèron de concebre un procès de sintèsi d'acid sulfuric utilizant lo platin coma catalisaire en 1831.

La descubèrta dei metaus leugiers

Au començament dau sègle XIX, totei lei metaus coneguts avián una densitat auta. Aquela caracteristica èra alora considerada coma una proprietat intrinsèca dei metaus. A partir de 1809, la descubèrta dei tres premiers metaus leugiers, lo sòdi, lo potassi e l'estronci, entraïnèt donc de transformacions importantas dins la concepcion generala dei metaus. En 1824, aquò foguèt confiermat per la descubèrta de l'alumini, metau que venguèt fòrça important dins la societat modèrna a la fin dau sègle XIX. D'efiech, gràcias a sa densitat febla e a sei proprietats conductritz, venguèt un element important per la fabricacion de conductors electrics e, pus tard, d'avions.

Lo titani pur (99,9%) foguèt preparat per lo premier còp en 1910. Pasmens, lo premier procès industriau capable d'obtenir aqueu taus de puretat foguèt pas concebut avans 1932. A partir deis ans 1950-1960, venguèt un metau centrau per l'industria de l'armament, principalament per la fabricacion d'aeronaus e de sosmarins. L'escandi, autre metau leugier important per renfòrçar lei proprietats mecanicas de l'alumini, foguèt produch per lo premier còp en 1937. Son usatge se desvolopèt a partir deis ans 1960.

Lo desvolopament de la siderurgia

Dessenh representant una usina siderurgica de la segonda mitat dau sègle XIX.

A partir deis ans 1850, l'invencion de procès industriaus permetent de produrre de la fonda e de l'acier donèt un vam important a la siderurgia. D'efiech, l'acier venguèt un materiau centrau dins la societat modèrna e sa metallurgia conoguèt alora de progrès regulars amb la descubèrta de procès de produccion novèus e divèrsei melhoraments. Per exemple, en 1855, foguèt concebut lo procès Bessemer que favorizèt lo remplaçament dau fèrre, caracteristic dau premier periòde de la Revolucion Industriala, per l'acier. En 1877, una transformacion d'aqueu procès, lo procès Thomas, permetèt l'esplecha de jaciments de fèrre contenent de concentracions importantas de fosfòr. Aquò entraïnèt la construccion d'usinas d'una dimension sensa precedent dins l'istòria. Ansin, gràcias au procès Thomas, la produccion estatsunidenca d'acier passèt de 3,38 milions de tonas en 1880 a 33,5 milions en 1913 e l'industria metallurgia venguèt una branca majora de l'economia.

La descubèrta dei darriers metaus estables

En 1900, totei lei metaus pus leugiers que lo plomb èran estats descubèrts franc deis elements 71, 72 e 75. Pasmens, aquelei tres metaus foguèron identificats entre 1908 e 1922. Aquò marquèt la fin dau procès de recèrca dei metaus estables. Dins aquò, la descubèrta de la radioactivitat entraïnèt la cèrca de metaus instables pus pesucs que l'urani. Aquel esfòrç menèt a la descubèrta de quatre metaus novèus durant la Segonda Guèrra Mondiala dins lo quadre dau projècte Manhattan : lo neptuni (1940), lo plutoni (1941), lo curi (1944) e l'americi (1944). De mai, aquelei recèrcas permetèron de desvolopar lei conoissenças sus l'urani e sus lei metaus fissibles.

La metallurgia dempuei 1945

La descubèrta dei transuranians

Article detalhat : Transuranian.

Lo succès de la bomba atomica a la fin de la Segonda Guèrra Mondiala entraïnèt l'organizacion de programas de recèrca importants sus leis elements radioactius. Aquò permetèt de descubèrtas novèlas sus lei fenomèns radioactius e l'identificacion de plusors elements metallics novèus. Aqueu procès comencèt en 1949 amb la descubèrta dau berkèli, l'element 97. Lei darrierei descubèrtas son aquelei de l'oganesson (element 118) en 2002 e de la tennessina (element 117) en 2010. Au totau, 22 metaus suplementaris, sovent fòrça instables, son estats sintetizats.

Lei veires metallics

Article detalhat : Veire metallic.

Un veire metallic es un materiau metallic solid, sovent un aliatge, amb una estructura atomica desordonada. Au contrari dei veires classics a basa de silici, lei veires metallics son de conductors electrics eficaç. An tanben de proprietats magneticas de remarca. Pasmens, lor fabricacion es un pretzfach complèx car necessita un refrejament fòrça rapid per empedir la mesa en plaça dau ret metallic. Lo premier veire metallic, un aliatge d'aur e de silici Au₇₅Si₂₅ foguèt ansin pas fabricat avans 1960.

Lei recèrcas sus leis aliatges

Fotografia d'un quasicristau metallic.

Lo domeni deis aliatges es probablament la branca de la metallurgia qu'a conegut lo pus de progrès dempuei 1945. D'efiech, plusors familhas novèlas d'aliatges son estadas descubèrtas. La premiera es aquela dei superaliatges que son de combinasons de fèrre, de niquèl, de cobalt e de cròme amb de concentracions feblas de metaus coma lo tungstèn, lo molibdèn ò l'alumini. Apareguts dins leis ans que seguiguèron la Segonda Guèrra Mondiala, aqueleis aliatges son utilizats dins de motors capables de mantenir sei performàncias a de temperaturas de mai de 650 °C. La segonda familha es aquela dei materiaus de memòria de forma que constituisson un ensemble d'aliatges qu'an tendància de gardar sa forma d'origina quand la temperatura aumenta. Conegut tre 1932, aqueu tipe de materiau foguèt utilizat a partir de 1962 per la construccion automobila e aeronautica, per la fabricacion d'aparelhs medicaus ò per la proteccion dei construccions còntra lei tèrratrems.

Lo tresen grop d'aliatges foguèt descubèrt en 1984. Es compausat de quasicristaus amb de proprietats relativament similaras a una ceramica : conductivitat termica febla, duretat auta, resisténcia a la corrosion, proprietats antiadesivas... etc. Son principalament utilizats per la fabricacion de motors, per l'isolacion e per la conversion de la calor en electricitat. Leis aliatges metallics complèxs son un autre grop que presenta d'estructuras particularas que pòu semblar a un cristau. Supausada en 1922 per Linus Pauling (1901-1994), l'existéncia d'aqueu grop d'aliatges foguèt pas demostrada avans 1955. Uei, an pas d'aplicacions mai divèrsei projèctes assaian de desvolopar d'aplicacions dins lei sectors de l'energia e de l'armament.

Lei cinquen e seisen grops d'aliatges son tanben d'ensembles de compausats qu'an pas d'aplicacions a l'ora d'ara. Leis aliatges d'entropia auta son fachs d'au mens metaus mesclats dins de proporcions similaras. Sembla aver de proprietats mecanicas superioras ais aliatges classics. Enfin, leis aliatges MAX son constituits d'un metau M, d'un metau A eissit dei grops 13 ò 14 de la taula periodica e d'un atòm de carbòni ò d'azòt (notat Z). Semblan egalament aver de proprietats mecanicas superioras ai materiaus metallics actuaus.

Proprietats dei metaus

La formacion dei metaus

Lei supergigantas rojas son d'estelas contenent de concentracions relativament autas de metaus.

Article detalhat : Nucleosintèsi.

La formacion dei metaus es liada a de reaccions nuclearas. Per lei metaus anant dau liti au fèrre, la causa principala de formacion es la nucleosintèsi estellara. D'efiech, lei procès de fusion nucleara presents dins leis estelas son capables d'engendrar d'elements quimics mai e mai pesucs. Pasmens, la sintèsi dau fèrre es lo limit e l'aparicion d'aquel element necessita d'estelas massisas. Leis elements pus pesucs son engendrats dins lei supernovas. La violéncia d'aqueu fenomèn permet de fòrçar la fusion entre d'elements pesucs, çò que mena a la formacion d'atòms ben pus pesucs que lo fèrre.

Après lei procès estellars, lei mecanismes de fission nucleara explican la formacion continua d'autrei metaus. D'efiech, la desintegracion deis atòms instables engendra d'atòms pus leugiers. Per exemple, l'urani se desintègra per formar divèrsei metaus coma lo tòri. A son torn, aqueu metau radioactiu pòu formar d'autreis elements coma lo proactini.

Lei metaus dins la classificacion periodica

Taula periodica deis elements quimics.

Dins la taula periodica, lei metaus ocupan la senèstra, lo centre e una partida de la drecha de la classificacion. Aquela preponderància s'explica per lo nombre important de metaus identificats. Ansin, sus lei 110 elements que sei proprietats quimicas son en partida identificadas, 86 èran de metaus e 7 de metalloïds. Pasmens, lei caracteristicas dei metaus son pas unifòrmas e existís plusors familhas, definidas per de limits mai ò mens informalas. D'un biais generau, lo caractèr metallic d'un element quimic aumenta vèrs la senèstra e lo debàs. Leis alcalins son donc leis elements pus metallics. Leis alcalinoterrós presentan de proprietats relativament similaras.

Lei metaus de transicion son lo grop pus important. Son una familha d'atòms que tènon un sosjaç electronic d incomplèt ò que pòdon formar de cations amb un sosjaç d incomplèt. Ocupan lo centre la taula periodica. Entre aqueleis elements, aquelei capables de resistir a la corrosion son dichs metaus nòbles. Lei lantanids, ò tèrras raras, son leis elements dau blòt f. An de proprietats quimicas variablas e una tendància a formar de cations portaires de tres cargas positivas. Leis actinids son leis elements pesucs dua blòt f. Lei pus leugiers an de proprietats similaras ai lantanid e lei pus pesucs ai metaus de transicion. Totei son radioactius e lei pus instables son mau coneguts.

Lei metaus paures son lei metaus amb lo caractèr metallic mens marcat. An de proprietats mecanicas e un ponch de fusion pus febles que lo rèsta dei metaus. Dins certanei cas, son estructura cristallina pòu aver de proprietats covalentas. An egalament tandància a formar d'anions e aver un comportament amfotèr. Enfin, lei metalloïds son un grop intermediari entre lei metaus e lei non metaus. An un aspècte metallic e pòdon formar d'aliatges amb lei metaus mai son de conductors electrics e termics de bassa qualitat e sei proprietats quimicas son quasi identicas a aquelei deis elements non metallics.

• 

  Mòstra de sòdi, lo metau alcalin pus frequent

• 

  Mòstra de calci, un exemple de metau alcalinoterrós

• 

  Mòstra de niquèl, un exemple de metau de transicion

• 

  Mòstra de coire, un exemple de metau de transicion e de metau nòble

• 

  Mòstras de lutèci, un exemple de lantanid

• 

  Mòstras d'urani, un exemple d'actinid

• 

  Mòstras de plomb, un exemple de metau paure

• 

  Mòstra de silici, un exemple de metalloïd

Proprietats fisicas

Lei proprietats fisicas

Lei metaus purs an generalament un aspècte lusent e opac. An tanben una conductivitat electrica, una conductivitat termica e una massa volumica autas. D'efiech, l'argent es l'element amb la conductivitat electrica de la classificacion (6,30.10⁷ S/m) seguit per lo coire (5,96.10⁷ S/m), l'aur (4,10.10⁷ S/m) e l'alumini (3,50.10⁷ S/m). Pasmens, se fau nòtar qu'aquela proprietat es influenciada per la puretat. Per exemple, la conductivitat electrica dau fèrre, 10⁷ S/m a l'estat pur, demenís a (6,99.10⁶ S/m) dins un acier tenent 0,10% de carbòni.

La massa volumica dei metaus es sovent superiora a aquela deis elements non metallics en causa de la compacitat de son estructura cristallina. Pasmens, i a quauqueis excepcions. Lo liti, lo metau mens dens amb una massa volumica de 0,534 g/cm³, fa partida deis elements pus leugiers de la taula periodica. L'òsmi, amb una massa volumica de 22,59 g/cm³ n'es l'element pus pesuc. D'un biais generau, leis alcalins e leis alcalinoterrós son lei metaus pus leugiers. An tanben de ponchs de fusion fòrça febles, generalament inferiors a 100 °C. Lei ponchs de fusion pus auts se tròban dins lo centre dei metaus de transicion dins lo grop dei « metaus refractaris ». Tenent fòrça electrons deslocalizats, an una temperatura de fusion superiora a 2 200 °C.

Lei proprietats mecanicas

Esquèma representant lo principi de la deformacion d'un materiau metallic.

Lei metaus an generalament una bòna malleabilitat e una bòna ductibilitat. Aquò li permet de se deformar sensa rompre, çò que permet de leis utilizar per fabricar d'objèctes coma de fuelhs de metau. Aquò s'explica per lei proprietats de la liason metallica. D'efiech, somesas a una fòrça exteriora, aquelei liasons pòdon rompre e se tornar formar rapidament. En revènge, aquelei caracteristicas empachan ben sovent d'utilizar un metau pur per d'aplicacions necessitant una resisténcia mecanica auta. Dins aqueu cas, es necessari d'utilizar d'aliatges que permèton de durcir lo metau. D'exemples coneguts son leis aliatges de fèrre e de carbòni utilizats per la fabricacion d'acier, de coire e d'estanh utilizats per la fabricacion de bronze ò d'aur, d'argent e coire utilizats en joielariá.

Lei proprietats magneticas

Quauquei metaus presentan de proprietats magneticas de remarca coma lo ferromagnetisme. En particular, es lo cas per lo fèrre, lo cobalt e lo niquèl a temperatura ambienta. A bassa temperatura, quauquei tèrras raras son egalament ferromagneticas. Aqueu fenomèn permet de leis utilizar per fabricar d'aimants.

Proprietats quimicas

L'oxidacion e la reduccion

Fotografia d'una cadena de naviri en partida destrucha per la formacion de rolh.

Article detalhat : Oxidoreduccion.

Lei metaus an tendància d'engendrar de reaccions d'oxidoreduccion caracterizadas per la formacion de cations metallicas e la pèrda d'electrons. Per exemple, lo calci abandona aisament dos electrons per formar lo cation Ca²⁺. Aquelei reaccions son fòrça importantas en metallurgia car la chausida de compausats ben adaptats permet de favorizar la reduccion de certanei metaus. Aquò es un principi fondamentau dins la purificacion de fòrça metaus. Lei fenomèns d'oxidacion son tanben importants car la màger part dei metaus pòdon reagir amb l'oxigèn de l'aire per formar d'oxids. Lo cas pus conegut es probablament aqueu dau rolh que pòu totalament destrurre de pèças de fèrre ò d'acier. Per aquela rason, la proteccion dei metaus sensibles a l'oxidacion es un aspècte centrau dins l'entretenença de mai d'una infrastructura ò d'un veïcul (pònt, naviri...). Es generalament realizada per l'aplicacion d'un jaç de pintura ò per anodizacion.

Lei metaus nòbles son un grop reduch de metaus que resistisson a l'oxidacion per l'oxigèn de l'aire. Lo pus famós es l'aur. Pasmens, d'autrei metaus pòdon i resistir gràcias a la formacion d'un jaç impermeable d'oxids a sa superficia. Per exemple, es lo cas de l'alumini.

Leis aliatges

Article detalhat : Aliatge.

Un aliatge es una mescla, principalament constituida de metaus, de plusors elements quimics. D'efiech, la màger part dei metaus purs son pas pron resistents per èsser dirèctament utilizats. Leis aliatges permèton d'aumentar la resisténcia mecanica, la duretat, la resisténcia a la corrosion ò l'esclat. Pòdon tanben modificar la color, especialament en joielariá. De mai, leis aliatges facilitan lo trabalh dei metallurgistas car baissan la temperatura de fusion dei metaus. Uei, existís donc una gròssa diversitat d'aliatges desvolopats per respòndre a de besonhs especifics.

Lei diferents compausats metallics

En defòra deis oxids e deis aliatges, lei metaus pòdon formar d'autrei categorias de substàncias. Premier, pòdon s'assemblar amb d' elements electronegatius per formar de compausats inorganics. Per exemple, es lo cas dei saus constituits d'un cation metallic e d'un anion clorur, sulfat ò sulfur. La formacion de liasons amb d'elements organics es egalament possibla e frequenta. Aquò entraïna la formacion de complèxs metallics ò de compausats organometallics que son fòrça importants dins la quimia modèrna. Enfin, se fau nòtar la preséncia de metaus dins fòrça moleculas dau vivent coma l'emoglobina.

Produccion e utilizacion

La metallurgia

Fotografia d'un obrier metallurgista trabalhant sus un aut-fornèu.

Article detalhat : Metallurgia.

La metallurgia es la branca de la quimia qu'estúdia lei metaus, especialament son elaboracion, sei proprietats e sei tractaments. Per extension, lo tèrme designa la branca de l'engenhariá que s'ocupa de la fabricacion deis aliatges e deis objèctes metallics dins l'industria. Aparegudaa la fin de l'Edat de la Pèira e au començament de l'Edat dau Bronze, es venguda una activitat fondamentala per l'economia modèrna en causa de l'emplec important dei metaus dins la societat actuala. Son premier ponch d'interès regarda lei metòdes e lei tecnicas d'extraccion e de purificacion dei metaus. Varian segon leis elements mai existís de ponchs comuns car la màger part dei mineraus utilizats son de sulfurs ò d'oxids. Ansin, lei premiereis etapas d'eleboracion d'un metau consistisson a concentrar lo minerau « util » per lo mejan d'operacions fisicas (trissatge, proprietats magneticas...), fisicoquimicas (flotacion, lixiviacion...), bioquimicas (accion de bactèris...) ò quimicas (grilhatge, dissolucion...). Puei, s'es necessari, a luòc una operacion de grilhatge destinada a oxidar lo minerau.

Après l'acabament dei fasas de preparacion, lo minerau es normalament reduch per passar d'un estat oxidat a un estat metallic. La natura dau reductor es variable mai s'utiliza sovent lo dioxigèn, lo diidrogèn, lo monoxid de carbòni, lo dioxid de carbòni ò d'autrei metaus. Aquelei procès son sovent resumits per una eqüacion quimica simpla mai son en realitat de mecanismes reaccionaus complèxs amb plusors reaccions intermediàrias e segondàrias. Permèton d'obtenir un metau contenent una quantitat mai ò mens importantas d'impuretats.

La darriera etapa majora de l'obtencion d'un metau es l'afinatge que permet d'obtenir de metaus d'una puretat sufisenta per li trobar una aplicacion. Generalament, s'utilizan siá de procès de fusion que permèton d'eliminar pauc a pauc leis impuretats siá de procès electrolitics que permèton d'obtenir de metaus fòrça purs. Pasmens, lei procès electrolitics consuman una gròssa quantitat d'electricitat. Enfin, lo metau pur pòu èsser trabalhat sota forma de lingòts, de barras, de bobinas ò de tòlas per permetre son transpòrt e son utilizacion ulteriora (fabricacion d'un aliatge, d'una pèça...).

Leis aplicacions dei metaus

Leis aplicacions dei metaus son fòrça nombrosas. Leis aliatges amb de proprietats mecanicas autas son utilizats per la construccion de bastiments ò per la fabricacion de pèças capablas de resistir a de constrenchas importantas (motors, veïculs, camin de fèrre, otís...). Lei metaus aguent de proprietats conductritz son utilizats per la fabricacion de circuits electrics ò de sistèmas de transpòrt de la calor. Existís fòrça aplicacions mens frequentas coma la produccion d'aimants, de polimèrs, de compausats antiseptics ò de catalisaires quimics. Lei metaus son un element centrau de la societat modèrna.

L'economia dei metaus

L'industria metallurgica es una branca importanta de l'industria modèrna. Es tradicionalament devesida entre plusors sosbrancas especializadas dins l'elaboracion d'un metau donat. Per exemple, la siderurgia s'ocupa dau tractament dei mineraus de fèrre. Aquela industria cuerb plusors domenis distints. Lo premier regarda l'extraccion dei mineraus metallics. Lo segond pertoca la preparacion dau metau eu meteis. Enfin, lo darrier element major es aqueu de la fabricacion dei pèças finalas que seràn transportats vèrs lei mercats de venda. L'industria metallurgica fa partida deis industrias pesucas car leis investiments necessaris son sovent fòrça importants. De mai, la talha deis installacions e lo nombre de personaus requists per son bòn foncionament ne'n fan un sector dominat per de companhiás multinacionalas.

En causa de l'importància de mai d'un metau dins l'economia, la metallurgia es sovent considerada coma un sector estrategic. De mai, après 200 ans d'industrializacion, lei jaciments aisats d'esplechar e la multiplicacion deis aplicacions entraïnan una rarefaccion creissenta dei mineraus e dei metaus. Una autra causa d'aqueu fenomèn es l'interès portat a de metaus negligits i a quauquei decennis. Per exemple, dins leis ans 1970, mens de 20 metaus de la taula periodica èran industrialament produchs. Dins leis ans 2000, aqueu nombre es passat a 60...

Per faciar aquela situacion, la màger part deis Estats encoratjan desenant lo reciclatge. Aquelei que dispausan de jaciments assaian tanben d'organizar son esplecha e leis industrias miniera e metallurgica sostènon d'esfòrç de recèrca e desvolopament per melhorar lei procès d'elaboracion e permetre l'utilizacion de mineraus pauc concentrats. Enfin, lei país pus poderós assaian de prendre lo contraròtle de jaciments situats dins d'autreis Estats, çò que pòu entraïnar de conflictes. Lo cas pus grèu au començament dau sègle XXI es probablament de la Republica Democratica de Còngo qu'es l'objècte de conflictes recurrents, en partida atisats per lei ressorsas minieras considerablas de la region de Katanga.

Leis aspèctes environamentaus

Fotografia d'un bacin d'estocatge de fangas rojas toxicas eissidas de la produccion d'alumini.

Au contrari dei substàncias organicas, lei metaus son pas biodegradables per leis organismes vivents. Aquela caracteristica es donc a l'origina de problemas importants de pollucion dins lo sòu e dins l'aiga. D'efiech, coma lei metaus pòdon participar a de reaccions organicas, pòdon aver una activitat toxica dins un organisme. Dins certanei cas, aqueu fenomèn aparéis rapidament. Per exemple, es lo cas amb l'arsenic qu'es un poison capable de trebolar la produccion d'ATP e d'entraïnar la coagulacion de certanei proteïnas en leis animaus. La dòsi letala en l'òme es relativament febla, de l'òrdre 70 a 200 milligramas. Pasmens, plusors metaus pòdon aver d'efiechs cronics grèus. Per exemple, lo cròme a l'estat d'oxidacion +VI es un agent cancerigèn.

Dempuei la Revolucion Industriala, lei pollucions metallicas son presentas dins la màger part dei regions poblats per l'èsser uman, especialament dins lei zònas minieras e industrialas. Lei ribieras urbanizadas son tanben tocadas car l'aiga transpòrta aisament lei metaus. La gestion d'aquelei pollucions es un problema complèx. Uei, la màger part dei país impausan de nòrmas destinadas a concentrar lei pollucions sus la zòna de produccion. L'objectiu es de facilitar son eliminacion a la fin dau periòde d'activitat de la mina ò de l'usina. Pasmens, aquelei règlas son pas totjorn aplicadas. De mai, aquò permet pas de resòuvre lei pollucions pus diffusas congreadas per l'usatge d'objèctes metallics dins la vida vidanta.

Annèxas

Liames intèrnes

• Acier.
• Actinid.
• Aliatge.
• Conduccion electrica.
• Conduccion termica.
• Corrosion.
• Electron.
• Element quimic.
• Fisica.
• Lantanid.
• Metalloïd.
• Metau alcalin.
• Metau alcalinoterrós.
• Metau de transicion.
• Metau nòble.
• Metau paure.
• Metau refractari.
• Non metau.
• Oxidacion.
• Quimia.

Bibliografia

• (fr) G. Bresch, « La formation de la rouille », Revue de Métallurgie, vol. 7, n° 6, 1910, pp. 433-446.
• (en) Geoffrey Burbidge, Margaret Burbidge, William Fowler e Fred Hoyle, « Synthesis of elements in stars », Review of Modern Physics, vol. 29, 1957, pp. 547-650.
• (en) Alastair Cameron, « On the origin of the heavy elements », The Astrophysical Journal, vol. 62, 1957, pp. 9-10.
• (en) Earl Hayes, « Chromium and Vanadium », Industrial & Engineering Chemistry, vol. 53, n° 2, 1961, pp. 105–107.
• (en) Valim Levitin, High Temperature Strain of Metals and Alloys : Physical Fundamentals, WILEY-VCH, 2006.
• (en) Donald Spink, « Reactive Metals. Zirconium, Hafnium, and Titanium », Industrial & Engineering Chemistry, vol. 53, n° 2, 1961, pp. 97–104.