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Metal|金属

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Material | 素材

金属

歴史

古代から青銅、錫、鉄は使用され、弥生時代に中国から日本に伝わったと考えられている。刀剣をはじめとする道具に使用され、現在では金属材料がそのまま使われることは少なく、他のものを混ぜた合金として様々な使い方をされることが多い。

概要

金属の代表的なものは鉄だが、重さが欠点である場合もある。主成分が鉄以外のマグネシウムヤアルミニウムの金属は「非鉄金属」と呼ばれる。ほとんどの金属は光沢を持つ灰白色であるが、一部に特徴的な色のある金属もある。 例えば純金属では金や銅、合金では黄銅、丹銅などで、他にも表面が酸化、塩素化、窒化などの化学反応で変色することがある。

性質

強い。硬い。よく伸びる。バネがある。電気や熱をよく通す。熱で硬く、または軟らかくできる。

分類(工業材料)

鉄鋼

炭素鋼/機械構造用炭素鋼、一般構造用炭素鋼など

合金鋼/クロム鋼、ニッケル鋼、不銹鋼(ステンレス鋼)、高速度鋼、工具鋼など

鋳鉄/可鍛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄(ダクタイル鋳鉄)など

非鉄金属

銅および合金

アルミニウムおよび合金

ニッケルおよび合金

貴金属/Au、Ag、Pt

低融点金属/Sn、Pb、Bi

その他/Mg、Ti、Znなど

軟らかく、熱伝導性が良い。モーターなどの電磁材料に使用される。

鉄鋼

鉄を主成分とする合金。金属製品では最も多い。

普通鋼

建築材、車両、ボルト、缶、家庭電化製品

工具鋼

建築材、車両、ボルト、缶、家庭電化製品

ステンレス

性質を変えて錆びにくくしたもの。耐食性に優れる。クロムとニッケルを含むもの、クロムのみを含むものがあり、前者は磁石につかない。鉄鋼は塗装やメッキで錆を防ぐが、使用が難しい台所等ではステンレスが使用される。

食器、自動車部品、電気機器部品、台所、包丁、はさみ、デジタルカメラ(キャノンIXY 30a、ソニーCyber Shot DSC-11))

鋳鉄

炭素を多く含み、硬くてもろい。鋳造に使用される。

マンホール、鉄瓶、美術品

銅に次いで軟らかく、比較的無害とされる。融点が低いので加工しやすく古代から使用されてきた。酸化や腐食に強いが強度的には弱い。ハンダは鉛と錫から、青銅は錫と銅から作られたものである。

茶器、花器、日用品、メッキ

非鉄金属では代表的なもの。鉄よりも古くから使用されてきた。銀の次に電導性が高く、価格も安い為に電気機器の配線、回路等に使われる。

電線、食器

真鍮(黄銅)

銅と亜鉛の合金。伸びやすく、削りやすく加工性が良い。メッキ性に優れ、黄金色の金属光沢がある。

硬貨(5円玉)、腕時計、金属楽器、機械、500円玉は銅と亜鉛とニッケルの合金(ニッケル黄銅)

洋白

銅とニッケルの合金。銀色に近い。耐食性とバネがある。

硬貨(50円、100円玉)装飾品、食器、家具

青銅

銅と錫の合金。ブロンズとも呼ばれる。黄銅より耐食性、耐摩耗性、バネ性が必要なものに使用される。

硬貨(10円玉)コネクタ、コイルなどの電子部品

アルミニウム

比重が鉄や銅の3分の1でマグネシウムに次に軽い。軟らかく、加工性、耐食性、耐久性に優れる。耐食性や耐 摩耗性を高めるためや着色のためにアルマイトと言う表面加工を行う場合もある。

車両、ネームプレート、アルミホイル、アルミサッシ、アルミ缶、鍋、1円硬貨、デジタルカメラ(キャノンIXY 200S)、ipod nano

ジュラルミン

アルミニウムと銅とマンガンとマグメシウムの合金。軽量で、熱加工性、強度、耐久性に優れている。

航空機、スポーツ用品

マグネシウム

アルミニウムの3分の2、鉄の4分の1と実用化されている金属の中では最も軽い金属。製造されて100年経つが、腐食しやすく高価だったために使用頻度が低かった。近年、耐久性の高いマグメシウム合金が開発され、リサイクルが難しいプラスチックに代わる素材として見直されている。他の金属にに比べ軽く、加工性も優れてているために豊富に存在する金属として現在注目されている。電磁波シールド性、放熱性、振動・衝撃吸収性、リサイクル特性に優れる。

パソコン、携帯電話、デジタルカメラ(リコーRG DIGITALⅢ)、自動車構造部品

チタン

チタン(チタニウム)

1910年に商品化され超合金。アルミニウムヤマグネシウムに比べて比重は大きいが、非常に高い強度をもつ。 比較的新しく使用され始めた為に現在ではまだ製造コストがかかるが軽量で耐熱性、強度があり、酸などの耐食性に非常に優れる。肌に触れてもアレルギーを起こさないとされる。

眼鏡、時計、登山用具、食器、医療道具、航空機

レアメタル

金属を汎用金属(コモンメタル)と希少金属(レアメタル)に分ける分類もある。「レア」と「コモン」の差は物質の絶対量ではなく、いかに容易に調達できるかや需給のバランスである。よって製造プロセス革新によってレアメタルに分類された金属がコモンメタルになる場合がある。例としてチタンがあげられる。


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