Vilka är de olika typerna av vanadinmetall?
Flera typer av vanadiummetalllegeringar tillverkas industriellt för ett antal olika tillämpningar. Vanadium är oftast legerat med järn i olika stållegeringar, men det är också legerat med material som titan och gallium. Vanadiummetall används för sin höga hållfasthet och dess förmåga att upprätthålla denna styrka vid höga temperaturer. Vissa vanadiumlegeringar har också andra användbara egenskaper, såsom supraledningsförmåga och korrosionsbeständighet.
Vanadium är en silvergrå metall. Det är element 23 på det periodiska systemet, och dess vanligaste form har en atomvikt på 50,9. Det är mjukt och smidigt, med en smältpunkt på 3470 ° F (1910 ° C eller 2183 ° K). Det finns aldrig i rent tillstånd i naturen och utvinns för mänskligt bruk från mineraler som vanadinit, magnetit och karotit, vanligtvis i form av vanadiumoxid (V 2 0 5 ), även kallad vanadiumpentoxid. Den har två naturliga isotoper, med den stora majoriteten av vanadin i form av vanadium-51, som är stabil, och en liten procentandel i form av den radioaktiva isotopen vanadium-50.
En järn-vanadiumlegering tillverkad av minst 35 procent vanadin kallas ferrovanadium. Ferrovanadium används vid tillverkning av stål gjorda av vanadin och järn, den främsta användningen för vanadinmetall. Dessa stållegeringar inkluderar ibland även andra legeringsmetaller, såsom nickel, aluminium och krom.
Vanadin ger stålet större styrka och bättre prestanda vid höga temperaturer. Vanadiumstål med hög kolhalt har mycket små mängder vanadin, cirka 0,15 till 0,25 procent. Höghastighetsverktygsstål kan ha mycket högre vanadinmetallinnehåll, så mycket som 14,5 procent. Stållegeringar som innehåller vanadin används ofta i applikationer som kräver hållfasthet och motstånd mot värme, såsom skärverktyg och motordelar.
Vanadium används också i titanlegeringar, vanligtvis i kombination med metallaluminium. Dessa legeringar, som vanligtvis är cirka 4 procent vanadin, är kostsamma men kan ha utmärkt styrka och seghet som bibehålls vid mycket höga temperaturer. De är också lätta och resistenta mot korrosion. Titanlegeringar som innehåller vanadin används ofta för flyg- och militärapplikationer som kräver hög värmebeständighet, till exempel i motorer och turbiner, och i motorerna i högpresterande bilar. De har också hög biokompatibilitet, vilket innebär att de inte har toxiska effekter på levande vävnad eller orsakar skadliga immunsystemsvar, och därför används ofta i implanterade medicinska apparater.
Vanadiumlegerat med gallium är en superledande legering som används i superledande magneter. En superledare är ett material som leder elektricitet utan elektriskt motstånd vid mycket låga temperaturer. Vanadium-gallium blir superledande vid en temperatur på endast 14,2 ° Kelvin över absolut noll (-434,1 ° F, eller -258,9 ° C). Vanadium-galliumlegeringar kan också innehålla små mängder av andra element som niob, tenn eller platina.