なぜ鉄に少しの材料を加えることで全く違う金属になるのか バナジウムとか入った鉄は手裏剣として電動ヤスリでとても削りにくい
自動車だとクロムモリブン鋼
などが昔からありますが
昔からある素材は信頼できますね
ただ固くてとても加工しにくいとは思います
分子同士というのは原理を知ると
本当にたくさんのものが作れることが分かります
プラスチックにも荷重に強いもの
紫外線に強いもの
たくさんの種類があります
__________
鉄に少しの材料を加えるだけで、ステンレスなど全く違う原料
になる理由は、鉄とその他の材料の「相互作用」にあります。
鉄は、空気中の酸素と反応して酸化されます。
この反応によって、鉄はさびてしまいます。
一方、クロムやニッケルは、酸素と反応しにくく、さびにくい性質があります。
ステンレスは、鉄にクロムとニッケルを加えることで
さびにくくした合金です。
クロムとニッケルは、鉄の表面に薄い膜を形成し
酸素との接触を防ぎます。
そのため、ステンレスは、鉄よりもさびにくく、耐食性に優れています。
このように、鉄にクロムやニッケルを加えることで
鉄の表面に薄い膜が形成され、酸素との接触を防ぐことができます。
この膜のおかげで、鉄はさびにくくなり、ステンレスなどの
全く違う原料になることができるのです。
また、鉄に他の材料を加えることで、鉄の性質を変化させることができます。
例えば、鉄にモリブデンを加えることで、強度を高めた合金(モリブデン鋼)
にすることができます。また、鉄にタングステンや
モリブデンを加えることで、耐熱性に優れた合金(高合金鋼)
にすることができます。
このように、鉄は他の材料と組み合わせることで
さまざまな性質を備えた合金にすることができます。
具体的には、ステンレス鋼は、クロムを含んだ鋼のことで
クロムの含有量によって
さびにくさや強度、加工性などの性質が異なります。
クロムの含有量が12%以上のものについては、日本工業規格(JIS)で
「ステンレス鋼」と規定されています。
また、クロム以外にも、ニッケルやモリブデン、チタン
などの元素を加えたステンレス鋼も存在します。
ニッケルを加えたステンレス鋼は、耐食性と加工性を
向上させることができます。
モリブデンを加えたステンレス鋼は、強度と耐食性を
向上させることができます。
チタンを加えたステンレス鋼は、耐食性と耐熱性
を向上させることができます。
このように、ステンレス鋼は、その組成によって
さまざまな性質を有することができます。
そのため、建築、機械、化学、医療など、さまざまな分野で幅広く用いられています。
材料 効果
クロム さびにくくする
ニッケル 硬度や耐食性を向上させる
モリブデン 耐食性や強度を向上させる
銅 導電性や耐食性を向上させる
マンガン 強度や耐食性を向上させる
シリコン 強度や耐熱性を向上させる
チタン 軽量化や耐食性を向上させる
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