크롬 메탈 : 정의, 속성 및 사용

크롬메탈이란?

크롬은 반짝이는 부서지기 쉬운 단단한 금속입니다. 그 색상은 실버 그레이이며 거울 마무리로 연마 할 수 있습니다. 그것은 공중에 변색되지 않습니다; 가열되면 산화물이 생기고 녹색 크롬을 형성합니다. 크롬은 산소가 불안정하며 산소에 침투할 수 없는 얇은 산화물 층을 즉시 생성하고 아래 금속을 보호합니다.

크롬 금속은 심볼 Cr 및 원자 번호 24에 의한 화학 원소이다. 그룹 6의 첫 번째 요소입니다.

크롬은 스테인레스 스틸의 주요 첨가제이며 부식 방지 특성을 추가합니다. 크롬은 또한 변색에 저항하면서 고도로 연마 될 수있는 금속으로 높은 평가를 받고 있습니다.

광택 크롬은 가시 스펙트럼의 약 70%를 나타내며 적외선의 약 90%가 반사됩니다. 요소의 이름은 크롬 산화물과 같은 생생하고 다채로운 화합물을 생산하는 능력으로 인해 색상을 의미하는 그리스어 단어 '크로마'에서 파생됩니다.

 

크롬메탈은 누가 발견했을까요?

크롬 금속은 1797년 파리의 프랑스 화학자 루이 니콜라스 보클린(Louis-Nicolas Vauquelin)에 의해 발견되었으며, 시베리아 붉은 납(광물 악어)이라고도 하는 물질을 실험했습니다.

그들은 탄산칼륨으로 분쇄 된 탄산염을 삶아 납 탄산염과 크로믹 산의 노란색 칼륨 소금 용액을 생산했습니다. Vauquelin은 새로운 금속을 발견한 용액에 대한 추가 실험의 영향을 받았습니다.

1781년 그는 금속을 고립시키는 데 성공했다. 처음에 그는 염산으로 침전하여 미네랄 샘플에서 리드를 전환했습니다. 그런 다음 보우클린은 증발하여 산화물을 획득하고 마침내 숯 오븐에서 산화물을 가열하여 크롬을 분리했습니다. 그는 또한 루비와 에메랄드 돌에 있는 크롬의 소량을 확인했습니다.

크롬 화합물은 수천 년 동안 염료와 페인트에 사용되었지만, 보겔린이 발견된 후 금속 사용에 사용되는 크롬이 발병하기 전까지는 그렇지 않았습니다. 19세기 후반과 20세기 초반, 유럽의 야금학자들은 금속 합금을 적극적으로 실험하여 더 강하고 내구성이 강한 강철을 생산하려고 노력했습니다.

1912년 영국의 퍼스 브라운 연구소에서 일하는 동안 야금술사 해리 브라이어리는 총통에 대한 보다 탄력적인 금속을 찾는 임무를 맡았습니다. 그들은 이전에 스테인레스 스틸을 생산 전통적인 탄소 강철에 높은 융점인 크롬을 추가했습니다.

그러나, 거의 동시에 미국의 엘우드 헤인즈와 독일의 Krupp에서 엔지니어를 포함해 크롬 함유 강철 합금을 개발 했습니다.

같은 기간 동안 철과 니켈과 같은 저렴한 금속이 마모 및 부식에 대한 외부 크롬의 저항력과 미적 특성에 채택할 수 있는 전기 도금 금속에 대한 연구도 수행되었습니다.

 

 

크롬의 특성

▣ 크롬의 물리적 특성

크롬은 쉽게 균열되고 강철 회색이며 빛나는 금속입니다. 1,900°C(3,450°F)의 융점과 2,642°C(4,788°F)의 비등점이 있습니다. 밀도는 입방 센티미터당 7.1 그램입니다. 한 가지 중요한 속성은 크롬을 높은 광택으로 연마 할 수 있다는 것입니다.

▣ 크롬의 화학적 특성

크롬 금속은 기호 Cr 및 원자 번호 24에 의한 화학 원소입니다. 그룹 6의 첫 번째 요소이며 활성 금속입니다. 크롬은 물과 반응하지 않지만 대부분의 산과 반응합니다. 그것은 크롬 산화를 형성하기 위해 실온에서 산소와 결합 (Cr 2 O 3)합니다. 산화크롬은 금속 표면에 얇은 층을 형성하여 추가 부식으로부터 보호합니다.

▣ 크롬가공

산업용 크롬 제품에는 크롬 금속, 페로크롬, 크롬 화학 물질 및 주조 모래가 포함됩니다. 최근 몇 년 동안 크롬 재료 생산에서 수직 통합이 더 큰 추세가 있었습니다. 즉, 크롬 광석의 채굴에 관여하는 기업이 크롬 금속, 페로크롬, 그리고 궁극적으로 스테인리스 스틸로 가공하고 있습니다.

2010년 크롬 생산을 위해 추출된 1차 광물은 크롬2O4의 글로벌 생산에서 2,500만 톤이었습니다. 페로크롬 생산은 약 700만 톤, 크롬 금속 생산량은 약 4만 톤이었습니다.

페오크로늄은 완전 전기 아크로를 사용하여 생산되며 크롬 금속은 전분해, 실리코-테르믹 및 알루미노더믹 방법을 통해 생성될 수 있습니다.

페로크롬 을 생산하는 동안, 5070 °F (2800 °C)에 도달 전기 아크 용광로에 의해 생성 된 열은 카보린 반응을 통해 크롬 광석을 줄이기 위해 석탄과 콜라를 발생시킵니다. 충분한 재료가 용광로 난로에 제련되면 용융 금속이 배수되어 큰 주조로 고화되어 분쇄됩니다.

고순도 크롬 금속의 Aluminithmic 생산은 오늘날 생산되는 크롬 금속의 95 %를 초과합니다. 이 공정의 첫 번째 단계는 크로미트 광석이 2000 °F (1000 °C)에서 공기 중 소다와 라임으로 구워져 칼신을 함유 한 나트륨 크로메이트를 생성해야합니다. 그것은 폐기물에서 제거 한 다음 염색체 산화물 (Cr2O3)로 감소 할 수 있습니다.

그런 다음 산화 염색체를 분말 알루미늄과 혼합하여 큰 점토 도가니에 넣습니다. 과산화바륨과 마그네슘 분말은 혼합물에 퍼지고 도가니가 모래로 둘러싸여 있습니다(절연역할을 함).

상기 혼합물은 산화 알루미늄에 반응하는 산화체로부터의 산소를 생성하여 알루미늄 산화물을 생산하고, 97-99%의 순수한 용융 크롬 금속을 해방시키는 결과를 낳습니다.

 

크롬의 사용

크롬의 사용영역은 아래와 같습니다.

 

▷ 크롬 표면은 전기 화학 및 다른 금속에 크롬에 의해 형성된다.

▷ 전기 도금의 두 가지 유형이 있습니다.

장식과 "하드". 장식용 플레이트는 두께가 0.000254에서 0.000508밀리미터(0.00001 및 0.00002인치) 사이이며 일반적으로 니켈 위에 증착됩니다.

▷ "하드"도금때문에 내마모성과 마찰의 낮은 계수의 사용된다. 이러한 유형의 도금의 경우 크로믹산(CrO3)의 용액이 사용됩니다.

▷ 크롬은 코발트 합금에 최대 25%의 수량으로 첨가되어 내식성과 경도를 얻습니다. 코발트 – 크롬 – 텅스텐 합금은 공구와 하드 향을 절단하는 데 사용됩니다.

▷ 니켈 크롬 초합금은 최대 60% 크롬과 때로는 약간의 철분이 고온 응용 분야에 사용됩니다. 크롬은 또한 강도와 내식성을 향상시키기 위해 최대 0.5 %의 알루미늄 합금에 첨가됩니다.

▷ 금속은 또한 가죽의 염색 및 태닝에 촉매로 널리 사용됩니다.

▷ 크롬 화합물은 산업 촉매 및 안료 (밝은 녹색, 노란색, 빨간색 및 주황색)로 사용됩니다. 루비는 크롬에서 붉은 색을 얻고, 크롬으로 처리 유리는 에메랄드 녹색 을 가지고있다.

▷ 벽돌 발사용 금형 제조

▷ 크롬은 포도당을 사용하는 데 도움이 되기 때문에 인간에게 필요한 미량 원소입니다. 그러나, 그것은 과잉 유독. 우리는 하루에 약 1 밀리그램을 섭취합니다. 양조업자의 효모, 밀 세균 및 신장과 같은 음식은 크롬이 풍부합니다.

 

크롬 원소의 사용

크롬 원소의 사용은 아래와 같습니다.

 

▷ 크로믹 불소 (CrF 3)

인쇄, 염색 및 나방모 천

▷ 크로믹 옥사이드 (Cr 2 O 3)

페인트, 아스팔트 루핑 및 세라믹 재료의 녹색 안료 (착색제); 내화 벽돌; 연마

▷ 크로믹 황산염 (Cr 2 (SO 4) 3

페인트, 세라믹, 유약, 바니시 및 잉크의 녹색 안료; 크롬 도금

▷ 크롬 볼라이드 (CrB)

내화; 고온 전기 도체

▷ 이산화 크롬 (CrO 2)

자기 테이프에 대 한 커버 ("크롬" 테이프)

▷ 크롬 육사카보닐 (Co) 6)

촉매; 가솔린 첨가제

 

 

크롬의 부작용은?

사람들은 호흡, 섭취, 크롬 또는 크롬 화합물과의 피부 접촉을 통해 크롬에 노출 될 수 있습니다. 공기와 물의 크롬 수준은 일반적으로 낮습니다. 식수에서 크롬의 수준은 일반적으로 낮지만 오염 된 우물물에는 위험한 육각 크롬이 포함될 수 있습니다.

크롬이 들어있는 음식을 먹는 대부분의 사람들에게 크롬은 많은 채소, 과일, 육류, 효모 및 곡물에서 자연적으로 발생하기 때문에 크롬 섭취의 주요 경로입니다. 식품 및 저장의 다른 방법은 식품의 크롬 함량을 변경할 수 있습니다. 식품은 강철 탱크 또는 구획 크롬 농도에 저장 할 때 증가 할 수 있습니다.

크롬은 인간에게 필수적인 영양소이며 부족하면 심장질환, 신진대사의 중단 및 당뇨병을 일으킬 수 있습니다. 그러나 너무 많은 크롬의 섭취는 건강 효과뿐만 아니라 발생할 수 있습니다,

크롬은 주로 철강 및 섬유 산업에서 일하는 사람들에게 인간의 건강에 위협이 됩니다.

흡연을 하는 사람들은 크롬에 노출될 가능성이 더 높습니다.

또한, 크롬은 다양한 건강질환을 일으키는 것으로 알려져 있습니다. 가죽 제품의 화합물인 경우 피부 발진과 같은 알레르기 효과를 일으킬 수 있으며 코로 호흡을 통해 자극과 코피가 날 수 있습니다.

 

크롬에 의해 발생 하는 다른 건강 문제는 아래와 같습니다.

 

피부 발진

위장과 궤양

호흡기 문제

약화 된 면역 체계

신장 및 간 손상

유전 물질의 변경

폐암

 

크롬노출의 건강 위험은 산화상태에 따라 달라집니다. 금속 형태는 독성이 낮습니다. 하지만 육각형 형태는 독성이 있습니다. 육각형 형태는 피부에 부작용을 일으키며 피부염 및 알레르기 성 피부 반응을 포함 할 수 있습니다.

육각 크롬 화합물의 흡입은 비강 중격, 인두 및 후두 자극, 기관지염, 기관지 경련 및 부종의 점막의 궤양 및 천공의 결과로 발생할 수 있습니다. 호흡기 질환은 기침과 천명, 호흡 곤란 및 비강 가려움을 포함할 수 있습니다.