Metallurgi



Den information, vi har kunnet samle om Metallurgi, er blevet omhyggeligt gennemgået og struktureret for at gøre den så nyttig som muligt. Du er sandsynligvis kommet her for at finde ud af mere om Metallurgi. På internettet er det let at fare vild i et virvar af sider, der taler om Metallurgi, men som ikke giver dig det, du gerne vil vide om Metallurgi. Vi håber, at du vil fortælle os i kommentarerne, om du kan lide det, du har læst om Metallurgi nedenfor. Hvis de oplysninger om Metallurgi, som vi giver dig, ikke er hvad du søgte, så lad os det vide, så vi kan forbedre denne hjemmeside dagligt.

.

Den metallurgi er den materialevidenskab der studerer de metaller , deres uddybninger, deres egenskaber, deres behandlinger. I forlængelse heraf betegner dette industrien, der fremstiller metaller og legeringer , baseret på beherskelsen af ​​denne videnskab .

Definitioner

En disciplin, der udvikler sig med branchen

Definitionen af metallurgi i høj grad har udviklet sig over det XIX th  århundrede. Fra smede og deres videnopbygning empiriske , er metallurgi blevet den XIX th  århundrede videnskab og i forbindelse med den industrielle revolution (og det kollektive ubevidste), som blev synonymt med stål fra højovne til valseværker , trådtrækning , at så blive en intens industriel aktivitet, der også beskæftiger sig med avancerede løsninger, specielle legeringer til luftfart , elektronik , byggeri , bilindustri , nuklear og utallige andre anvendelser.

Således defineres metallurgi i 1840 som "den videnskab, der lærer at kende måden at behandle malmene, som leveres af udnyttelsen af minerne . Minedrift og metallurgi er en del af de mekaniske videnskaber og kan grupperes under navnet minedrift , som derefter er opdelt i minedrift og metallurgi . Den minearbejder ekstraherer mineraler ved mekaniske processer; metallurg behandler dem ved en række kemiske og mekaniske processer . At fjerne ved kemiske processer, udført i stor skala på den mest økonomiske måde og med mindst muligt tab, de nyttige dele indeholdt i mineraler, der leveres af minearbejderen, sådan er problemet med rationel metallurgi (...) L metallurgens vigtigste forretning er altid viden om kunsten at forarbejde malm; men hvis han vil hæve sig over den enkle rutine, må han ikke forblive fremmed for adskillige andre tilbehørsvidenskaber, især når han vil uddanne sig til at blive administrator eller direktør for fabrikker. De matematik , den fysik , den kemi , den mineralogi , den minedrift , den arkitektur , den skov , den tegning , den retspraksis og finans , er videnskaber til undersøgelse, nogle i deres fulde udstrækning, de andre i nogle af deres dele kun” .

Moderne betydning

Start XXI th  århundrede , i en definition, der skelner mellem en ren fysiker eller en ren kemiker, og som svarer til virkeligheden i offentlige og industrielle laboratorier , "metallurg, uddannet i fysik, kemi og mekanik , ved i det mindste, hvordan man læser og bruger en fasediagram (uden at tro på, at det siger alt om legeringen ), kender eksistensen og egenskaberne ved krystallinske defekter, der er ansvarlige for plasticitet og materialetransport , såvel som de teoretiske fundamenter og praksis for brud og korrosion  : hvem bruger disse færdigheder på den eksperimentelle side eller på den teoretiske side af metallurgi, eller bedre, på begge; og hvem har en tilstrækkelig bred kultur til, at kende sammensætningen af ​​en metallegering, allerede har en intuition af det vigtigste af dens egenskaber ” . På grund af dets forløbne flere tusinde år og omfanget af dens anvendelser betragtes metallurgi undertiden som en aktivitet, der er tættere på kunst og håndværk end en streng videnskabelig aktivitet. Lånt fra fysik, mekanik, kemi og matematik hjalp det med at skabe materialevidenskab og fortsætter med at fodre det med eksempler, koncepter og eksperimentelle og teoretiske metoder. Metallurgiens succes kan sammenfattes i fem ord: ”overflod af metaller i jordskorpen, deres store smidighed , evnen de tilbyder til at ændre deres mekaniske egenskaber gennem termomekaniske behandlinger , den ekstraordinære beherskelse af tilknyttede teknologier; til sidst ledningen - elektrisk og termisk - karakteristisk for metaller og legeringer og magnetismen for nogle af dem ” .

I øjeblikket kan udtrykket "metallurgi" derfor betegne:

  • metalbearbejdnings- og forarbejdningsindustrien:
    • primær eller ekstraktionsmetallurgi: omdannelse af naturlige materialer ( malm ) til metal  ;
    • sekundær metallurgi: udvikling af materialer, der kan anvendes af industrien, herunder produktion af legeringer, termomekaniske behandlinger ( rulning , slukning , hærdning ), formning til halvprodukter ( ark , profiler. På fransk inkluderer udtrykket metallurgiekstraktion primær og sekundær metallurgier For angelsaksere vedrører ekstraktionsmetallurgi kun primær metallurgi;
  • videnskab, der studerer metaller (deres egenskaber, deres transformation): fysisk metallurgi, mekanisk metallurgi.

Historie

Forhistorie og antikken

Metallet blev oprindeligt bearbejdet som sten . De første metaller, der blev anerkendt af mennesker som forskellige fra sten, kobber og guld , blev fundet i naturen som metaller og ikke som mineraler. Disse indfødte metaller, den tidligere anvendt og arbejdet (i Anatolien i VII th  årtusinde f.Kr.. ) Er den indfødte kobber . Bemærk, at navnet på kobber stammer fra det græske udtryk adjektiv kyprios , det vil sige relativ eller i forhold til øen Cypern , berømt i den græsk-romerske antikvitet for sine kobberaflejringer. Adjektivet kunne anvendes på alle typer hamrede kobber- eller bronzeproduktioner med oprindelse i Cypern. For nogle etymologer betyder ordet "kobber" først en legering, en "bronze fra Cypern  ", en ø af kobberminer i antikken , før den påføres på rent metallisk materiale. Alligevel kvalificerede romerne, som havde arvet den etruskiske viden om metallurgi , og som kendte de gamle oprindelige kobberressourcer på øen, således det rene røde metal med navnet på øen, dedikeret til gudinden Venus / Afrodite . Mænd begyndte derfor sandsynligvis med at bearbejde det oprindelige kobber (det vil sige naturligt til stede i metallisk form) ved at hamre, og det kan antages, at de fandt, at det var lettere at arbejde med, når det blev opvarmet ( annealing fænomen  : fjernelse af dislokationer ved restaurering og muligvis omkrystallisering ). Derefter bemærkede de mere og mere, at det smeltede, og at det derfor kunne støbes. Dette udgjorde kobberalderen omkring -4000 .

En rig samling af guld objekter fra V th  årtusinde f.Kr.. AD blev opdaget i Varna (Bulgarien) og i øvrigt sjældne objekter V th  årtusinde f.Kr.. AD er også fundet nativt jern, sandsynligvis meteorit , i Iran.

Den første legering var bronze (en legering af kobber og tin ). Den bronzealderen spænder fra omkring -2500 til at -1000 . Da oprindeligt kobber var knappe, arbejdede mænd derefter med malme, der blev mere og mere fattige i indfødt kobber, og de bemærkede sandsynligvis, at opvarmning af dem ikke kun gjorde det muligt at udvinde kobber fra malmen ved smeltning, men også at "transformere" metalmalm ( reduktion ) ; det er utvivlsomt, hvordan højovnene blev født omkring -1200 .

Omkring -1000 begyndte jernalderen, men det var fra anden jernalder, at en stålindustri virkelig udviklede sig i Europa. Da jern smelter ved en meget højere temperatur end kobber ( 1.535  ° C versus 1.084  ° C ), blev lag af trækul og lag af jernmalm overlejret for at nå dets smeltetemperatur. Reduktionen af ​​malmen i højovne var ufuldkommen og gav anledning til en svampet udseende blok (den massive eller forstørrelsesglasset), som blev hamret for at befri den for urenheder. I lang tid, arkæologer mente, at den første til at anvende jern var hittitterne . Derefter blev det anslået, at jernmetallurgi blev født i det nordlige Syrien , ved foden af Tyren i en region, der sandsynligvis vil levere malm og skove (til det kul, der er nødvendigt til produktion af jern). Nyt arbejde, men diskuteres spor den første jern metallurgi fra slutningen III E og jeg st  årtusinde f.Kr.. AD i Afrika.

I Amerika udviklede indianere inden europæernes ankomst en metallurgi af forskellige metaller ( guld , kobber, sølv , tin og endda platin , ukendt for europæere), men arbejdede aldrig jern med sjældne undtagelser tæt på ( inuiterne arbejdede således meteorisk jern ).

I resten af antikken blev der kun brugt nogle få metaller, og for nogle arbejdede de kun. Kun syv metaller var kendt  : guld , kviksølv , bly , sølv , jern , kobber og tin . Fra opdagelsen af de første metaller (guld og kobber), indtil udgangen af det XVII th  århundrede, kun tolv metaller og metalloid blev opdaget. Fire af dem, det arsen ( XIII th  århundrede), den antimon (1560), den zink , og bismuth (1595), blev opdaget i XIII th  -  XIV th  århundreder. Det næste metal, der bliver opdaget, bliver kobolt i 1735 og derefter vismut i 1750 . I øjeblikket er der 82.

Middelalderen

Brug af vandmøller for at sikre, at blæsningen når højere temperaturer. Omkring 1450 blev den første støbning af støbejern således lavet med en højovn .

Moderne tider

Den stålindustrien oplever sin stærkeste udvikling i slutningen af det XVIII th  århundrede , som gjorde det muligt for industrielle revolution . Masseproduktionen af stål tillod realiseringen af dampmaskiner og derfor pumpning af vand i minerne .

I dag

Der forskes meget på de behandlinger, der anvendes på metaller end på deres fremstilling, især uden at gå gennem højovne. For eksempel fra en biomedicinsk synsvinkel , titan anvendes i bioterapi . Kemiske eller fysiske behandlinger som sandblæsning gør det histokompatibelt og gør det til referencemetal til knogleproteser.

Brancheorganisation

Aktiviteter

Metallurgi dækker en række industrielle aktiviteter:

Tre specialiteter

Metalindustrien er organiseret i tre hovedspecialiteter. Hver kræver en anden specialisering end de to andre. Der er på den ene side jernmetallurgi og på den anden side ikke-jernholdige metaller, der er opdelt i ædle metaller såsom guld og ikke-ædle metaller, såsom aluminium  :

Fremtiden for metallurgi

Mange beslutningscentre ( forskning og fremstilling) inden for metallurgi er blevet internationale over tid. Den geografiske og intellektuelle afstand mellem beslutnings-, fremstillings- og forskningscentre, der er resultatet af det, betyder ofte, at metallurgiens kompetence går tabt i Europa , både inden for forskning og industriel aktivitet: en universitetsindsats, der er baseret på smuldringer, undervisning, der hænger sammen, unge forskere og ingeniører, der mangler.

Teknikker

Mistet voksstøberi

Historisk set er der tre slags, som i dag kun svarer til en metode til implementering. Dette er en teknik både til kunststøberi og til industrier som luftfart ... ( Safran (firma) ).


Fuld formstøbning er en teknik fra den gamle nære østen .

Først og fremmest laver vi i voks den nøjagtige form af det, vi ønsker at få senere. Denne form er produceret uden en indre kerne, samtidig med at den sørger for udluftningskanaler. På denne form anvender vi leremælk for at få indtryk meget præcist. De successive lag af ler er mere og mere fyldt med vegetabilsk affedtningsmiddel for at modstå høje temperaturer. Når leret er tørret, udføres afvoksning ved forsigtigt at opvarme enheden for at fjerne al voks. Hvis denne operation ikke udføres ordentligt, kan voksrester, der kan komme i kontakt med det smeltede metal, få formen til at eksplodere. Når formen er afkølet og tom, hældes det smeltede metal ved at angribe formen. Det vil så være nok til at bryde terrakottaformen for at gendanne formen. Denne del skal bearbejdes (fjernelse af ventilationskanaler, polering , koldbearbejdning osv.) For at opnå den endelige form.

Den tabte vokshule støbning er en teknik fra det gamle nærøsten.

Teknikken er den samme som den fulde mistede voksstøbning, men denne gang dannes voksformen omkring en kerne. Derudover, når der dannes lerret, skal der findes afstandsnagle, der holder kernen, når voks udledes.


Støbejern negativ skimmel.

Til denne teknik laver vi først en lermodel af det arbejde, vi ønsker at opnå i metal. Derefter dannes en form ovenpå, før modellen gendannes ved at åbne denne form. Indersiden er belagt med flydende voks (f.eks. Ved påføring med en børste) eller med voks på fingrene. Kernen (holdes af afstandsnegle) placeres derefter i formen, inden den lukkes. Formen opvarmes for at fjerne voks, derefter hældes metallet i den. Når samlingen er afkølet, genvindes det færdige objekt, inden det omarbejdes, hvis det er nødvendigt.

Du kan skære den originale model i flere stykker, som derefter smeltes fra hinanden, hvis arbejdet er for stort til at det kan arbejdes med på en gang.

Sandstøberi

Trykstøberi

Stempling

Den Tegningen formaterer en plade ved plastisk deformation varmt.

Denne teknik praktiseres i den østlige antikhed ved hjælp af en hammer dækket med et stykke læder. Den flade metalstang bearbejdes med slag, indtil den ønskede form opnås.

Granulering

Den granulering er en dekorativ teknik af etruskiske smykker . Først skæres en metaltråd i små stykker, som placeres på en meget varm støtte. De trækker sig derefter tilbage og danner små bolde. Disse små kugler er fastgjort med et klæbemiddel (kobbersalt, mellim, fiskeskind osv.) Og selvklæbning.

Støbejern i segmenteret form

Denne teknik er en teknik, der er specifik for kinesiske bronzere . Det findes importeret til Japan .

Vi laver den nøjagtige replika af den vase, vi ønsker at lave i bronze, men i ler, form og detaljer inkluderet. Lervasen lades tørre eller fyres, hvorpå strimler med frisk ler placeres for at tage den overordnede form og mønstre. Når de er tørre, fjernes disse strimler og derved opnås uafhængige mudderafsnit, som derefter koges. Lermodelvasen slibes for at opnå en mindre, jomfruelig kerne med en glat dekoration. På denne kerne er de fyrede lerafsnit placeret med et system med afstand, strømningskanaler og udluftningskanaler. Når bronzen er støbt og afkølet, brydes lerdelene med en hammer. Vi tager detaljerne kolde og tilføjer separat støbte elementer, hvis det er nødvendigt.

Med denne teknik er det muligt at vælge at integrere metalelementer ved at placere metalplader, for eksempel af rødt kobber, i rillerne på formsegmenterne. I kontakt med smeltet bronze smelter metallet og forenes med det.

Negative påvirkninger

Arbejdernes sundhed

Metallurgi handler er farligere og vanskeligere end gennemsnittet. Specifikke erhvervssygdomme er knyttet til den, kendt i det mindste den græsk-romerske antikitet, herunder for eksempel blyforgiftning induceret af metallurgi af bly og sølv og hydrarisme induceret af produktion og bearbejdning af kviksølv .

I Frankrig bekræftede National Agency for Food, Environmental and Occupational Health Safety (ANSES) i 2018, at de specialiserede brancher inden for metallurgi (men bag dem inden for bygning og specialkonstruktion) er blandt dem, der er mest berørt af såkaldte "erhvervsmæssige" kræftformer ( mere end 11.000  tilfælde af bronchekræft , kræft i urinvejen , bryst , nyre , strubehoved , bihule , tyktarm , endetarm , hud (eksklusive melanom ), centralnervesystemet , modne lymfoide hæmopatier , myeloid leukæmi diagnosticeret fra 2001 til 2016). Dette er vist igen en undersøgelse i Kræftplan ( 2014 - 2019 ) af det nationale netværk af årvågenhed og forebyggelse af erhvervsbetingede sygdomme (RNV3P) undersøgelse præsenteret på 35 th kongres medicin og sundhed (5 juni 2018 i Marseille). I Frankrig for disse kræftformer rapporteret i de tidlige XXI th  århundrede, asbest er impliceret i 42% af tilfældene, langt foran polycykliske aromatiske hydrocarboner (PAH impliceret i 6,5% af tilfældene ").

Miljø og klima

Den metallurgiske industri er sammen med cementfabrikkerne den mest energiforbrugende industrielle aktivitet og udsender derfor også en række visse drivhusgasser. Siden antikken har det også været en væsentlig kilde til forurening af vand, luft og jord med metaller og metalloider, herunder i form af nanopartikler , som en gang i luften kan spille en vigtig rolle. Som en katalysator, der er i stand til at forstyrre kemien af atmosfæren .

Noter og referencer

  1. Intens industriel aktivitet, som i Frankrig, for eksempel, stadig repræsenterede 1.800.000 direkte eller indirekte arbejdspladser, 21% var ledere, i omkring 45.000 virksomheder. I industristatistikker , SESSI , økonomiministeriet. Citeret i Yves Quéré. Metallurgi: Videnskab og teknik. EDP ​​Sciences, 2011. på Læs online
  2. GA Lampadius, GA Arrault. Manual of General Metallurgy, bind 1. Carilian-Goeury, 1840 Læs online
  3. André Pineau, Yves Quéré. Metallurgi: Videnskab og teknik. EDP ​​Sciences, 2011. på Læs online
  4. Pierre Blazy og El-Aid Jdid , "Introduktion til ekstraktionsmetallurgi" , inden for ingeniørteknikker , ingeniørtekniske udgaver ,( læs online )
  5. De magisk-obstetriske ritualer fra metallurgister, rapporteret af Eliade , husker at mennesker i århundreder har overvejet at mineraler "vokser" i jorden, ligesom menneskelige embryoner i livmoderen. Ifølge Mircea Eliade , smede og alkymister , Flammarion ,, 188  s..
  6. Denise Barthomeuf , "  Sted af Anatolien i begyndelsen af metallurgi af kobber og bronze (den VII th til III th  årtusinde BC. ).  », Studia Aegeo-Anatolica. Blandinger fremstillet under ledelse af Olivier Pelon. Lyon: Maison de l'Orient et de la Méditerranée , Jean Pouilloux (Maison de l'Orient's arbejde)., Vol.  1,, s.  149-186 ( læs online )
  7. Pleiner R. Begyndelsen af ​​jern i Europa. I: Dialogues d'histoire ancien, vol. 8, 1982. s.  167-192 . Læs online
  8. J.-C. Margeron og L. Pfirsch, Det Nære Østen og det gamle Egypten , Hachette Supérieur,.
  9. François Paris, Alain Person, Gérard Quéchon og Jean-François Saliège, "  Begyndelsen af ​​metallurgi i det nordlige Niger  ", Journal des africanistes , vol.  62, n o  2 "sand hukommelse", s.  57 ( læs online )
  10. (i) Heather Pringle, Søger Afrikas First Iron Mænd  " , Science , vol.  323, nr .  5911,, s.  200-202 ( DOI  10.1126 / science.323.5911.200 , læs online [PDF] )
  11. (i) Jane Humphris (red.) Og Thilo Rehren (red.), Verdens af jern , Archetype publikationer, 482  s. ( ISBN  978-1-904982-97-5 , online præsentation ) , s.  4
  12. (i) Paul Rivet , Den metallurgi i præcolumbiansk Amerika. , Institut for Etnologi,( OCLC  880772087 , læs online )
  13. Carnegie Mellon University Alan W. Cramb , “  A Short History of Metals  ” (adgang til 11. november 2017 )
  14. BatiActu (2018) Ifølge en undersøgelse foretaget af National Health Security Agency, der blev præsenteret den 6. juni 2018, er bygninger mest påvirket af erhvervskræft  ; AFP, 06/07/2018
  15. MARRIS, H., FLAMENT, P., DEBOUDT, K., DELBARRE, H., AUGUSTIN, P., & FOURMENTIN, M. Fysisk-kemisk udvikling af nanopartikler udsendt af den metallurgiske industri.
  16. MARRIS, H., FLAMENT, P., DEBOUDT, K., DELBARRE, H., AUGUSTIN, P., & FOURMENTIN, M. Fysisk-kemisk udvikling af nanopartikler udsendt af den metallurgiske industri .
  17. Oberg T, Bergblack B & Filipsson M (2008) Katalytiske virkninger af metaloxider på dannelse og nedbrydning af chlorerede aromatiske forbindelser i flyveaske . Kemosfære; 71: 1135-43.

Se også

Relaterede artikler

eksterne links

Vi håber, at de oplysninger, vi har indsamlet om Metallurgi, har været nyttige for dig. Hvis det er tilfældet, så glem ikke at anbefale os til dine venner og familie, og husk, at du altid kan kontakte os, hvis du har brug for os. Hvis du på trods af vores bestræbelser mener, at det, vi har leveret om _title, ikke er helt korrekt, eller at vi bør tilføje eller rette noget, vil vi være taknemmelige, hvis du vil give os besked. At give den bedste og mest omfattende information om Metallurgi og ethvert andet emne er essensen af denne hjemmeside; vi er drevet af den samme ånd, som inspirerede skaberne af Encyclopedia Project, og derfor håber vi, at det, du har fundet om Metallurgi på denne hjemmeside, har hjulpet dig med at udvide din viden.

Opiniones de nuestros usuarios

Ann Gregersen

Min far udfordrede mig til at lave mine lektier uden at bruge Wikipedia, og jeg sagde til ham, at jeg kunne gøre det ved at søge på mange andre sider. Heldigvis fandt jeg denne hjemmeside, og denne artikel om Metallurgi hjalp mig med at løse mine lektier. Jeg var næsten fristet til at gå til Wikipedia, da jeg ikke kunne finde noget om Metallurgi, men heldigvis fandt jeg det her, for så tjekkede min far min browserhistorik for at se, hvor jeg havde været. Kan du forestille dig, hvis jeg kom ind på Wikipedia? Heldigvis fandt jeg dette websted og artiklen om Metallurgi her. Det er derfor, jeg giver dig mine fem stjerner

Poul Bisgaard

Det er længe siden, at jeg har set en artikel om Metallurgi skrevet på en så didaktisk måde. Jeg kan godt lide det

Lena Sand

Artiklen om Metallurgi er omfattende og velforklaret. Jeg ville ikke fjerne eller tilføje et komma., Artiklen om Metallurgi er komplet og velforklaret