Metaal

prehistorie

koper, dat in inheemse vorm voorkomt, kan het eerste metaal zijn geweest dat werd ontdekt gezien zijn kenmerkende uiterlijk, zwaarte en vervormbaarheid in vergelijking met andere stenen of kiezels. Goud, zilver en ijzer (als meteorisch ijzer), en lood werden ook ontdekt in de prehistorie. Vormen van messing, een legering van koper en zink gemaakt door het gelijktijdig smelten van de ertsen van deze metalen, zijn afkomstig uit deze periode (hoewel zuiver zink pas in de 13e eeuw werd geïsoleerd)., De kneedbaarheid van de vaste metalen leidde tot de eerste pogingen om metalen ornamenten, gereedschappen en wapens te maken. Meteorisch ijzer met nikkel werd van tijd tot tijd ontdekt en in sommige opzichten was dit superieur aan elk industrieel staal dat tot de jaren 1880 werd vervaardigd toen gelegeerd staal prominent werd.,>

Antiquity

De ontdekking van brons (een legering van koper met arseen of tin) stelde mensen in staat om metalen voorwerpen te maken die harder en duurzamer waren dan voorheen mogelijk was. Bronzen gereedschappen, wapens, pantser en bouwmaterialen zoals decoratieve tegels waren harder en duurzamer dan hun stenen en koper (“Chalcolithicum”) voorgangers. Aanvankelijk werd Brons gemaakt van koper en arseen (het vormen van arseenbrons) door op natuurlijke wijze of kunstmatig gemengde ertsen van koper en arseen te smelten., De vroegste artefacten die tot nu toe bekend zijn komen van het Iraanse plateau in het 5e millennium v.Chr. Het was pas later dat tin werd gebruikt, werd het belangrijkste niet-koper ingrediënt van brons in het einde van het 3e millennium v. Chr. Puur tin zelf werd voor het eerst geïsoleerd in 1800 v.Chr. door Chinese en Japanse metaalbewerkers.

Mercurius was bekend bij oude Chinezen en Indianen voor 2000 v. Chr., en Gevonden in Egyptische graven daterend uit 1500 v. Chr.,de vroegst bekende productie van staal, een ijzer-koolstoflegering, wordt gezien in stukken ijzerwerk die zijn opgegraven op een archeologische site in Anatolië (Kaman-Kalehöyük) en zijn bijna 4000 jaar oud, daterend uit 1800 v.Chr.vanaf ongeveer 500 v. Chr. maakten zwaardmakers Uit Toledo, Spanje, vroege vormen van gelegeerd staal door een mineraal wolframiet, dat wolfraam en mangaan bevatte, toe te voegen aan ijzererts (en koolstof). Het resulterende Toledo staal kwam onder de aandacht van Rome toen gebruikt door Hannibal in de Punische oorlogen., Het werd al snel de basis voor de wapens van Romeinse legioenen; hun zwaarden werden gezegd te zijn geweest “zo scherp dat er geen helm die niet door hen kan worden gesneden.”

in precolumbiaans Amerika begonnen voorwerpen gemaakt van tumbaga, een legering van koper en goud, tussen 300 en 500 N.Chr. te worden geproduceerd in Panama en Costa Rica. Kleine metalen sculpturen waren gebruikelijk en een uitgebreid assortiment van Tumbaga (en goud) ornamenten bestond uit de gebruikelijke regalia van personen met een hoge status.,rond dezelfde tijd combineerden inheemse Ecuadorianen goud met een van nature voorkomende platinalegering die kleine hoeveelheden palladium, rhodium en iridium bevatte, om miniaturen en maskers te produceren die uit een witgoud-platinalegering waren samengesteld. De metaalarbeiders verwarmde goud met korrels van de platinalegering totdat het goud smolt op welk punt de metalen van de platinagroep binnen het goud werden gebonden., Na afkoeling werd het resulterende conglomeraat herhaaldelijk gehamerd en opnieuw verhit, totdat het zo homogeen werd alsof alle betrokken metalen samen gesmolten waren (het bereiken van de smeltpunten van de betrokken platinametalen ging de technologie van de dag te boven).,

• Een druppel van gestolde van gesmolten tin

• Kwik wordt
  gegoten in een petrischaaltje
• Elektrum, een natuurlijke legering van goud, zilver en werd vaak gebruikt voor het maken van munten. Afgebeeld is de Romeinse god Apollo, en op de voorzijde een Delphi-statief (circa 310-305 v. Chr.).,

• een plaat gemaakt van Tin, een legering van 85-99% tin en (meestal) koper. Tin werd voor het eerst gebruikt rond het begin van de Bronstijd in het Nabije Oosten.

• Een pectoraal (sier borstlap) gemaakt van tumbaga, een legering van goud en koper

Middeleeuwen

Arabische en middeleeuwse alchemisten geloofden dat alle metalen en materie waren samengesteld uit het principe van zwavel, de vader van alle metalen en het dragen van de brandbare eigenschap, en het principe van kwik, de moeder van alle metalen en drager van de liquiditeit, fusibiliteit en vluchtigheid eigenschappen. Deze principes waren niet noodzakelijk de gebruikelijke stoffen zwavel en kwik die in de meeste laboratoria worden aangetroffen., Deze theorie versterkte het geloof dat alle metalen voorbestemd waren om goud te worden in de darmen van de aarde door de juiste combinaties van warmte, spijsvertering, tijd en verwijdering van verontreinigingen, die allemaal ontwikkeld en versneld konden worden door de kennis en methoden van de alchemie.

arseen, zink, antimoon en bismut werden bekend, hoewel deze in eerste instantie halfmetalen of bastaardmetalen werden genoemd vanwege hun onbestendigheid. Alle vier zijn wellicht in vroegere tijden incidenteel gebruikt zonder hun aard te erkennen., Albertus Magnus zou in 1250 als eerste arseen hebben geïsoleerd uit een verbinding, door zeep samen met arseen trisulfide te verhitten. Metallic zink, dat Bros is als onzuiver, werd geïsoleerd in India door 1300 AD. De eerste beschrijving van een procedure voor het isoleren van Antimoon is te vinden in het boek de la pirotechnia uit 1540 van Vannoccio Biringuccio. Bismut werd beschreven door Agricola in de Natura Fossilium (CA. 1546); het werd in vroege tijden verward met tin en lood vanwege de gelijkenis met deze elementen.,uth in crystalline form, with a very thin oxidation layer, and a 1 cm3 bismuth cube

The Renaissance

de eerste systematische tekst over de kunst van de mijnbouw en de metallurgie was De la Pirotechnia (1540) van Vannoccio Biringuccio, die het onderzoek, de fusie en de bewerking van metalen behandelt.zestien jaar later publiceerde Georgius Agricola De Re Metallica in 1556, een duidelijk en volledig verslag van het beroep van mijnbouw, metallurgie, en de accessoire kunsten en Wetenschappen, evenals kwalificerend als de grootste verhandeling over de chemische industrie in de zestiende eeuw.,

hij gaf de volgende beschrijving van een metaal in zijn de Natura Fossilium (1546):

metaal is een mineraal, van nature vloeibaar of enigszins hard. Dit laatste kan door de hitte van het vuur worden gesmolten, maar wanneer het weer is afgekoeld en alle warmte is verloren, wordt het weer hard en hervat het zijn juiste vorm. In dit opzicht verschilt het van de steen die smelt in het vuur, want hoewel de laatste zijn hardheid herwint, verliest het zijn ongerepte vorm en eigenschappen.,

traditioneel zijn er zes verschillende soorten metalen, namelijk goud, zilver, koper, ijzer, tin en lood. Er zijn echt andere, want quicksilver is een metal, al zijn de alchemisten het hier niet mee eens, en bismuth is dat ook. De Oudgriekse schrijvers schijnen onbekend te zijn geweest met bismut, daarom stelt Ammonius terecht dat er vele soorten metalen, dieren en planten zijn die ons onbekend zijn. Stibium heeft, wanneer het in de smeltkroes wordt gesmolten en verfijnd, evenveel recht om als een goed metaal te worden beschouwd als aan leiding door schrijvers wordt toegekend., Als bij het smelten een bepaald deel aan tin wordt toegevoegd, wordt een legering van een boekhandelaar gemaakt waaruit het type wordt gemaakt dat wordt gebruikt door degenen die boeken op papier drukken.

elk metaal heeft zijn eigen vorm die het behoudt wanneer het wordt gescheiden van de metalen die ermee zijn gemengd. Daarom is noch electrum noch Stannum op zichzelf een echt metaal, maar eerder een legering van twee metalen. Electrum is een legering van goud en zilver, Stannum van lood en zilver. En indien zilver van het electrum gescheiden wordt, dan blijft goud over en niet electrum; indien zilver van Stannum weggenomen wordt, dan blijft er lood over en niet Stannum.,

of messing al dan niet als inheems metaal wordt gevonden, kan niet met enige zekerheid worden vastgesteld. We kennen alleen het kunstmessing, dat bestaat uit koper getint met de kleur van het mineraal calamine. En toch als er een opgegraven zou worden, zou het een goed metaal zijn. Zwart en wit koper lijken anders te zijn dan de rode soort.

metaal is daarom van nature ofwel vast, zoals gezegd, ofwel vloeibaar, zoals in het unieke geval van quicksilver.

maar genoeg nu met betrekking tot de eenvoudige soorten.,platina, het derde edelmetaal na goud en zilver, werd ontdekt in Ecuador tussen 1736 en 1744 door de Spaanse astronoom Antonio de Ulloa en zijn collega de wiskundige Jorge Juan y Santacilia. Ulloa was de eerste persoon die een wetenschappelijke beschrijving van het metaal schreef, in 1748.in 1789 kon de Duitse chemicus Martin Heinrich Klaproth een uraniumoxide isoleren, waarvan hij dacht dat het het metaal zelf was. Klaproth werd vervolgens gecrediteerd als de ontdekker van uranium., Pas in 1841 kon de Franse chemicus Eugène-Melchior Péligot het eerste monster van uraniummetaal maken. Henri Becquerel ontdekte vervolgens radioactiviteit in 1896 met behulp van uranium.in de jaren 1790 observeerden Joseph Priestley en de Nederlandse chemicus Martinus van Marum de transformatieve werking van metalen oppervlakken op de dehydrogenering van alcohol, een ontwikkeling die in 1831 leidde tot de industriële synthese van zwavelzuur met behulp van een Platina katalysator.,in 1803 werd cerium als eerste van de lanthanide metalen ontdekt in Bastnäs, Zweden door Jöns Jakob Berzelius en Wilhelm Hisinger, en onafhankelijk daarvan door Martin Heinrich Klaproth in Duitsland. De lanthanide metalen werden grotendeels beschouwd als eigenaardigheden tot de jaren 1960 toen methoden werden ontwikkeld om ze efficiënter te scheiden van elkaar. Vervolgens hebben ze toepassingen gevonden in mobiele telefoons, magneten, lasers, Verlichting, Batterijen, katalysatoren en in andere toepassingen die moderne technologieën mogelijk maken.,

andere metalen die in deze tijd werden ontdekt en bereid waren kobalt, nikkel, mangaan, molybdeen, wolfraam en chroom; en enkele van de platinametalen, palladium, osmium, Iridium en rhodium.

lichte metalen

alle tot 1809 ontdekte metalen hadden een relatief hoge dichtheid; hun zwaarte werd beschouwd als een bijzonder onderscheidend criterium. Vanaf 1809 werden lichte metalen zoals natrium, kalium en strontium geïsoleerd. Hun lage dichtheden daagden conventionele wijsheid uit over de aard van metalen., Ze gedroegen zich echter chemisch als metalen en werden later als zodanig herkend.

Aluminium werd ontdekt in 1824, maar pas in 1886 werd een industriële grootschalige productiemethode ontwikkeld. Prijzen van aluminium daalde en aluminium werd op grote schaal gebruikt in sieraden, alledaagse voorwerpen, brilmonturen, Optische Instrumenten, serviesgoed en folie in de jaren 1890 en begin 20e eeuw. Het vermogen van aluminium om harde maar lichte legeringen te vormen met andere metalen op voorwaarde dat het metaal vele toepassingen op het moment., Tijdens de Eerste Wereldoorlog eisten grote regeringen grote zendingen aluminium voor lichtsterke airframes. Het meest voorkomende metaal in gebruik voor elektriciteitstransmissie vandaag is aluminium-geleider staal-versterkt. Ook zien veel gebruik is all-aluminium-legering geleider. Aluminium wordt gebruikt omdat het ongeveer de helft van het gewicht van een vergelijkbare weerstand koperen kabel (hoewel grotere diameter als gevolg van lagere specifieke geleidbaarheid), evenals goedkoper. Koper was in het verleden populairder en wordt nog steeds gebruikt, vooral bij lagere spanningen en voor aarding.

terwijl zuiver metallisch titaan (99.,9%) werd voor het eerst bereid in 1910 het werd niet buiten het laboratorium gebruikt tot 1932. In de jaren 1950 en 1960 was de Sovjet-Unie pionier met het gebruik van titanium in militaire en onderzeeërtoepassingen als onderdeel van programma ‘ s met betrekking tot de Koude Oorlog. Vanaf het begin van de jaren 1950 kwam titanium uitgebreid in gebruik in de militaire luchtvaart, met name in high-performance jets, te beginnen met vliegtuigen zoals de F-100 Super Sabre en Lockheed A-12 en SR-71.

Metallic scandium werd voor het eerst geproduceerd in 1937. Het eerste Pond van 99% zuiver scandium metaal werd geproduceerd in 1960., Production of aluminum-scandium alloys began in 1971 following a U.S. patent. Aluminum-scandium alloys were also developed in the USSR.

• Sodium

• Potassium pearls under paraffin oil. Size of the largest pearl is 0.5 cm.

• Strontium crystals

• Aluminum chunk,
  2.,6 grams, 1 x 2 cm

• A bar of titanium crystals

• Scandium, including a 1 cm3 cube

The age of steel

White-hot steel pours like water from a 35-ton electric furnace, at the Allegheny Ludlum Steel Corporation, in Brackenridge, Pennsylvania.,het moderne tijdperk in de staalproductie begon met de introductie van het Bessemer-proces van Henry Bessemer in 1855, waarvan de grondstof ruwijzer was. Zijn methode liet hem produceren staal in grote hoeveelheden goedkoop, dus zacht staal kwam te worden gebruikt voor de meeste doeleinden waarvoor smeedijzer vroeger werd gebruikt. Het Gilchrist-Thomas-proces (of basisch Bessemer-proces) was een verbetering van het Bessemer-proces, door de converter te voorzien van een basismateriaal om fosfor te verwijderen.,door zijn hoge treksterkte en lage kosten werd staal een belangrijk onderdeel in Gebouwen, Infrastructuur, gereedschappen, schepen, auto ‘ s, machines, apparaten en wapens.in 1872 patenteerden de Engelsen Clark en Woods een legering die tegenwoordig als roestvrij staal zou worden beschouwd. De corrosieweerstand van ijzer-chroomlegeringen werd in 1821 erkend door de Franse Metallurg Pierre Berthier. Hij noteerde hun weerstand tegen aanvallen door sommige zuren en suggereerde hun gebruik in bestek., Metallurgisten van de 19e eeuw waren niet in staat om de combinatie van lage koolstof en hoog chroom te produceren die in de meeste moderne roestvrijstalen wordt gevonden, en de hoog-chroomlegeringen die zij konden produceren waren te Bros om praktisch te zijn. Pas in 1912 vond de industrialisatie van roestvrijstalen legeringen plaats in Engeland, Duitsland en de Verenigde Staten.

de laatste stabiele metalen elementen

tegen 1900 moesten nog drie metalen met atoomnummers kleiner dan lood (#82), het zwaarste stabiele metaal, worden ontdekt: elementen 71, 72, 75.,Von Welsbach bewees in 1906 dat het oude ytterbium ook een nieuw element bevatte (#71), dat hij cassiopeium noemde. Urbain bewees dit tegelijkertijd, maar zijn monsters waren zeer onzuiver en bevatten slechts sporen van het nieuwe element. Desondanks werd zijn gekozen naam lutetium aangenomen.in 1908 vond Ogawa element 75 in thorianiet, maar gaf het aan als element 43 in plaats van 75 en noemde het nipponium. In 1925 kondigden Walter Noddack, Ida Eva Tacke en Otto Berg de scheiding aan van gadoliniet en gaven het de huidige naam rhenium.,Georges Urbain beweerde element 72 te hebben gevonden in resten van zeldzame aarde, terwijl Vladimir Vernadsky het onafhankelijk vond in orthiet. Geen van beide claims werd bevestigd vanwege de Eerste Wereldoorlog en kon later ook niet worden bevestigd, omdat de chemie die ze rapporteerden niet overeenkomt met die welke nu bekend is voor hafnium. Na de oorlog, in 1922, vonden Coster en Hevesy het door middel van Röntgenspectroscopische analyse in het Noorse zirkoon. Hafnium was dus het laatste stabiele element dat ontdekt werd.,

• Lutetium, waaronder een 1 cm3 kubus

• Rhenium, inclusief een 1 cm3 kubus

• Hafnium, in de vorm van een 1,7 kg bar

aan het einde van de tweede Wereldoorlog hadden wetenschappers gesynthetiseerd vier post-uranium elementen, die radioactief zijn (instabiele) metalen: neptunium (in 1940), plutonium (1940-41), en curium en americium (1944), voor de elementen 93 tot en met 96., De eerste twee werden uiteindelijk ook in de natuur gevonden. Curium en americium waren bijproducten van het Manhattan project, dat in 1945 de eerste atoombom ter wereld produceerde. De bom was gebaseerd op de kernsplijting van uranium, een metaal waarvan men dacht dat het bijna 150 jaar eerder was ontdekt.,

ontwikkelingen na de Tweede Wereldoorlog

superlegeringen

superlegeringen bestaande uit combinaties van Fe, Ni, Co, en Cr, en kleinere hoeveelheden W, Mo, Ta, Nb, Ti en Al werden kort na de Tweede Wereldoorlog ontwikkeld voor gebruik in motoren met hoog vermogen, werkend bij verhoogde temperaturen (boven 650 °C). Zij behouden het grootste deel van hun sterkte onder deze omstandigheden, voor langere periodes, en combineren goede lage temperatuur rekbaarheid met weerstand tegen corrosie of oxidatie., Superlegeringen kunnen nu worden gevonden in een breed scala van toepassingen, waaronder Land -, maritieme en lucht-en ruimtevaart turbines, en chemische en aardolie-installaties.

Transcuriummetalen

De succesvolle ontwikkeling van de atoombom aan het einde van de Tweede Wereldoorlog leidde tot verdere inspanningen om nieuwe elementen te synthetiseren, die bijna allemaal metalen zijn of naar verwachting zullen zijn, en die allemaal radioactief zijn. Pas in 1949 werd element 97 (berkelium), na element 96 (curium), gesynthetiseerd door alfadeeltjes af te vuren op een Amerikaans doel., In 1952 werd element 100 (fermium) gevonden in het puin van de eerste waterstofbom explosie; waterstof, een niet-metalen, was geïdentificeerd als een element bijna 200 jaar eerder. Sinds 1952 zijn de elementen 101 (mendelevium) tot 118 (oganesson) gesynthetiseerd.

Bulk metallisch glas

een metallisch glas (ook bekend als een amorf of glasachtig metaal) is een vast metaalmateriaal, meestal een legering, met een ongeordende structuur op atomaire schaal. De meeste zuivere en gelegeerde metalen, in hun vaste toestand, hebben atomen gerangschikt in een zeer geordende kristallijne structuur., Amorfe metalen hebben een niet-kristallijne glasachtige structuur. Maar in tegenstelling tot veelvoorkomende glazen, zoals vensterglas, die typisch elektrische isolatoren zijn, hebben amorfe Metalen een goede elektrische geleidbaarheid. Amorfe metalen worden op verschillende manieren geproduceerd, waaronder extreem snelle koeling, fysische dampdepositie, vastestofreactie, ionenstraling en mechanische legering. Het eerste gemelde metaalglas was een legering (Au75Si25) geproduceerd bij Caltech in 1960. Meer recent zijn batches van amorf staal met drie keer de sterkte van conventionele staallegeringen geproduceerd., Momenteel zijn de belangrijkste toepassingen afhankelijk van de speciale magnetische eigenschappen van sommige ferromagnetische metalen glazen. Het lage magnetiseringsverlies wordt gebruikt in hoogrenderende transformatoren. Diefstal controle ID-tags en andere artikel surveillance schema ‘ s gebruiken vaak metalen glazen vanwege deze magnetische eigenschappen.

Vormgeheugenlegeringen

een vormgeheugenlegering (SMA) is een legering die zijn oorspronkelijke vorm “onthoudt” en bij verhitting terugkeert naar zijn voorgevormde vorm., Hoewel het vormgeheugeneffect voor het eerst werd waargenomen in 1932, in een Au-Cd-legering, was het pas in 1962, met de toevallige ontdekking van het effect in een Ni-Ti-legering, dat onderzoek serieus begon, en nog eens tien jaar voordat commerciële toepassingen ontstonden. SMA ‘ s hebben toepassingen in robotica en automotive, lucht-en ruimtevaart en biomedische industrie. Er is een ander type van SMA, genaamd een ferromagnetische vorm-geheugen legering (FSMA), die van vorm verandert onder sterke magnetische velden., Deze materialen zijn van bijzonder belang aangezien de magnetische reactie sneller en efficiënter dan temperatuur-veroorzaakte reacties neigt te zijn.,

Quasicyrstalline legeringen

Een Ho-Mg-Zn icosahedrale quasicrystal gevormd als een vijfhoekige dodecaëder, het dubbele van de icosaëder

In 1984, Israëlische apotheek Dan Shechtman ontdekte een aluminium-mangaan legering met vijfvoudige symmetrie, in schending van kristallografische-verdrag op de tijd die zei dat kristallijne structuren kan alleen maar twee-, drie-, vier-of zes-voudige symmetrie., Uit angst voor de reactie van de wetenschappelijke gemeenschap kostte het hem twee jaar om de resultaten te publiceren waarvoor hij in 2011 de Nobelprijs voor de Scheikunde kreeg. Sindsdien zijn honderden quasicrystals gemeld en bevestigd. Ze bestaan in veel metaallegeringen (en sommige polymeren). Quasicrystals worden meestal gevonden in aluminiumlegeringen (Al-Li-Cu, Al-Mn-Si, Al-Ni-Co, Al-Pd-Mn, Al-Cu-Fe, Al-Cu-V, enz.), maar tal van andere composities zijn ook bekend (Cd-Yb, Ti-Zr-Ni, Zn-Mg-Ho, Zn-Mg-Sc, in-Ag-Yb, Pd-u-Si, enz.). Quasicrystals hebben effectief oneindig grote eenheidscellen., Icosaëdriet Al63Cu24Fe13, de eerste quasicrystal gevonden in de natuur, werd ontdekt in 2009. De meeste quasicrystals hebben keramische-achtige eigenschappen, waaronder lage elektrische geleidbaarheid (naderende waarden gezien in isolatoren) en lage thermische geleidbaarheid, hoge hardheid, broosheid, en weerstand tegen corrosie, en non-stick eigenschappen. Quasicrystals zijn gebruikt voor de ontwikkeling van warmte-isolatie, LED ‘ s, dieselmotoren en nieuwe materialen die warmte omzetten in elektriciteit., Nieuwe toepassingen kunnen profiteren van de lage wrijvingscoëfficiënt en de hardheid van sommige quasikristallijne materialen, bijvoorbeeld het inbedden van deeltjes in kunststof om sterke, slijtvaste, wrijvingsarme kunststof tandwielen te maken. Andere mogelijke toepassingen zijn selectieve zonneabsorbers voor energieconversie, breedgolfreflectoren en toepassingen voor botreparatie en protheses waarbij biocompatibiliteit, lage wrijving en corrosieweerstand vereist zijn.,

complexe metaallegeringen

complexe metaallegeringen (CMA ‘ s) zijn intermetallische verbindingen die worden gekenmerkt door grote eenheidscellen die Enkele tientallen tot duizenden atomen omvatten; de aanwezigheid van duidelijk gedefinieerde atomen-clusters (vaak met icosahedrale symmetrie); en gedeeltelijke wanorde binnen hun kristallijnen roosters. Ze zijn samengesteld uit twee of meer metalen elementen, soms met metalloïden of chalcogeniden toegevoegd. Zij omvatten bijvoorbeeld NaCd2, met 348 natriumatomen en 768 cadmiumatomen in de eenheidscel., Linus Pauling probeerde de structuur van NaCd2 in 1923 te beschrijven, maar slaagde er pas in 1955 in. In eerste instantie genaamd “giant unit cell crystals”, interesse in CMA ‘ s, zoals ze kwamen te worden genoemd, niet pick-up tot 2002, met de publicatie van een paper genaamd “Structurally Complex Alloy Phases”, gegeven op de 8e Internationale Conferentie over Quasicrystals. Mogelijke toepassingen van CMA ‘ s zijn onder meer warmte-isolatie; zonne-verwarming; magnetische koelkasten; het gebruik van afvalwarmte om elektriciteit op te wekken; en coatings voor turbinebladen in militaire motoren.,

high entropy legeringen

High entropy legeringen (HEAs) zoals AlLiMgScTi zijn samengesteld uit gelijke of bijna gelijke hoeveelheden van vijf of meer metalen. Vergeleken met conventionele legeringen met slechts één of twee onedele metalen, HEAs hebben aanzienlijk betere sterkte-tot-gewicht verhoudingen, hogere treksterkte, en grotere weerstand tegen het breken, corrosie, en oxidatie. Hoewel hea ‘ s al in 1981 werden beschreven, ontwikkelde de belangstelling zich pas in de jaren 2010; ze blijven de focus van onderzoek in materiaalkunde en techniek vanwege hun potentieel voor wenselijke eigenschappen.,tr>

Hf2SnC Hf Sn C Ti4AlN3 Ti Al N Ti3SiC2 Ti Si C Ti2AlC Ti Al C Cr2AlC2 Cr Al C Ti3AlC2 Ti Al C

In a MAX phase alloy, M is an early transition metal, A is an A group element (mostly group IIIA and IVA, or groups 13 and 14), and X is either carbon or nitrogen., Voorbeelden zijn Hf2SnC en Ti4AlN3. Dergelijke legeringen hebben enkele van de beste eigenschappen van metalen en keramiek. Deze eigenschappen omvatten hoge elektrische en thermische geleidbaarheid, thermische schokbestendigheid, schade tolerantie, bewerkbaarheid, hoge elastische stijfheid en lage thermische uitzettingscoëfficiënten.</ref> ze kunnen worden gepolijst tot een metalen glans vanwege hun uitstekende elektrische geleidbaarheid., Tijdens mechanische tests is gebleken dat polykristallijne Ti3SiC2-cilinders herhaaldelijk kunnen worden samengedrukt bij kamertemperatuur, tot spanningen van 1 GPa, en volledig kunnen worden hersteld bij het verwijderen van de belasting. Sommige Max fasen zijn ook zeer resistent tegen chemische aanval (bijvoorbeeld Ti3SiC2) en hoge-temperatuur oxidatie in lucht (Ti2AlC, Cr2AlC2, en Ti3AlC2). Mogelijke toepassingen voor MAX fase legeringen omvatten: als taaie, bewerkbare, thermische schokbestendig vuurvaste materialen; hoge-temperatuur verwarmingselementen; coatings voor elektrische contacten; en neutronenbestendig onderdelen voor nucleaire toepassingen., Terwijl MAX fase legeringen werden ontdekt in de jaren 1960, het eerste artikel over het onderwerp werd pas gepubliceerd in 1996.