Wat zijn de verschillende soorten vanadiummetaal?
Verschillende soorten vanadium-metaallegeringen worden industrieel geproduceerd voor een aantal verschillende toepassingen. Vanadium wordt meestal gelegeerd met ijzer in verschillende staallegeringen, maar het is ook gelegeerd met materialen zoals titanium en gallium. Vanadiummetaal wordt gebruikt vanwege zijn hoge sterkte en zijn vermogen om die sterkte bij hoge temperaturen te behouden. Sommige vanadiumlegeringen hebben ook andere nuttige eigenschappen, zoals supergeleiding en corrosieweerstand.
Vanadium is een zilvergrijs metaal. Het is element 23 op het periodiek systeem en de meest voorkomende vorm heeft een atoomgewicht van 50,9. Het is zacht en ductiel, met een smeltpunt van 3470 ° F (1910 ° C of 2183 ° K). Het wordt in de natuur nooit in zuivere toestand aangetroffen en wordt voor menselijk gebruik gewonnen uit mineralen zoals vanadiniet, magnetiet en carotiet, meestal in de vorm van vanadiumoxide (V 2 0 5 ), ook wel vanadiumpentoxide genoemd. Het heeft twee natuurlijke isotopen, met de overgrote meerderheid van vanadium in de vorm van vanadium-51, dat stabiel is, en een klein percentage in de vorm van de radioactieve isotoop vanadium-50.
Een ijzer-vanadiumlegering gemaakt van minstens 35 procent vanadium wordt ferrovanadium genoemd. Ferrovanadium wordt gebruikt bij de productie van staal gemaakt van vanadium en ijzer, het primaire gebruik voor vanadiummetaal. Deze staallegeringen omvatten soms ook andere legeringsmetalen, zoals nikkel, aluminium en chroom.
Het vanadium geeft het staal een grotere sterkte en betere prestaties bij hoge temperaturen. Koolstofhoudende vanadium-staalsoorten hebben zeer kleine hoeveelheden vanadium, ongeveer 0,15 tot 0,25 procent. Hogesnelheid gereedschapsstaal kan een veel hoger gehalte aan vanadiummetaal hebben, maar liefst 14,5 procent. Vanadium bevattende staallegeringen worden vaak gebruikt in toepassingen die sterkte en weerstand tegen hitte vereisen, zoals snijgereedschappen en motoronderdelen.
Vanadium wordt ook gebruikt in titaniumlegeringen, meestal in combinatie met het metaalaluminium. Deze legeringen, die gewoonlijk ongeveer 4 procent vanadium zijn, zijn duur maar kunnen een uitstekende sterkte en taaiheid hebben die bij zeer hoge temperaturen wordt gehandhaafd. Ze zijn ook licht en bestand tegen corrosie. Titaanlegeringen die vanadium bevatten, worden gewoonlijk gebruikt voor ruimtevaart- en militaire toepassingen die een hoge hittebestendigheid vereisen, zoals in motoren en turbines, en in motoren van krachtige auto's. Ze hebben ook een hoge biocompatibiliteit, wat betekent dat ze geen toxische effecten hebben op levend weefsel of schadelijke immuunsysteemreacties veroorzaken, en worden daarom vaak gebruikt in geïmplanteerde medische apparaten.
Vanadium gelegeerd met gallium is een supergeleidende legering die wordt gebruikt in supergeleidende magneten. Een supergeleider is een materiaal dat elektriciteit geleidt zonder elektrische weerstand bij zeer lage temperaturen. Vanadium-gallium wordt supergeleidend bij een temperatuur van slechts 14,2 ° Kelvin boven het absolute nulpunt (-434,1 ° F of -258,9 ° C). Vanadium-galliumlegeringen kunnen ook kleine hoeveelheden andere elementen bevatten, zoals niobium, tin of platina.