非鉄金属

冶金学では、非鉄金属とは、鉄（鉄の同素体、フェライトなど）をかなりの量含まない金属または合金のことです。

非鉄金属は一般に鉄金属よりも高価ですが、軽量（アルミニウムなど）、高導電性（銅など）^[1] 、非磁性、耐腐食性（亜鉛など）などの望ましい特性があるために使用されています。^[2]一部の非鉄金属は鉄鋼業界でも使用されています。たとえば、ボーキサイトは高炉のフラックスとして使用され、ウルフラマイト、軟マンガン鉱、クロマイトなどの他の金属は鉄合金の製造に使用されます。^[3]

重要な非鉄金属には、アルミニウム、銅、鉛、スズ、チタン、亜鉛、および真鍮などの合金があります。金、銀、プラチナなどの貴金属や、水銀、タングステン、ベリリウム、ビスマス、セリウム、カドミウム、ニオブ、インジウム、ガリウム、ゲルマニウム、リチウム、セレン、タンタル、テルル、バナジウム、ジルコニウムなどの希少金属も非鉄金属です。^[4]これらは通常、硫化物、炭酸塩、ケイ酸塩などの鉱物から得られます。^[5]非鉄金属は通常、電気分解によって精製されます。^[6]

リサイクルと汚染防止

非鉄金属スクラップは、その広範な用途のため、通常はリサイクルされます。スクラップの二次材料は、新しい金属の生産にしばしば必要とされるため、冶金産業にとって不可欠です。^[7]一部のリサイクル施設では、非鉄金属を再溶解して再鋳造しています。ドロスは現場で収集および保管され、金属ヒュームは濾過および収集されます。^[8]非鉄金属スクラップは、産業スクラップ材料、粒子排出物、および旧式技術（銅ケーブルなど）スクラップから供給されます。^[9]

古代史

非鉄金属は、人類が冶金に使用した最初の金属である。金、銀、銅は、本来の結晶でありながら金属的な形で存在していた。これらの金属は希少ではあるものの、人間の注目を集めるほどの量は存在した。他のほとんどの金属よりも酸素の影響を受けにくいため、風化した露頭でも見つかる。銅は、鍛造された最初の金属である。冷間鍛造によって様々な物体に加工できるほど柔らかく、るつぼで溶かすこともできた。金、銀、銅は、様々な用途に合わせて様々な形に成形できるため、木や石などの他の資源の一部の機能を代替した。^[10]希少性のため、これらの金、銀、銅の工芸品は贅沢品として扱われ、細心の注意を払って取り扱われた。^{[11]銅の使用は、}石器時代から銅器時代への移行を告げるものでもあった。銅器時代の後に続いた青銅器時代は、銅と非鉄金属の錫の合金である青銅の発明によって再び幕開けとなった。^[10]

機械的および構造的使用

非鉄金属は、住宅、商業、工業用途に使用されています。機械または構造用途の材料選択には、材料を完成部品に成形する容易さ、およびその特性がプロセスで意図的または不注意にどの程度変更されるかなど、いくつかの重要な考慮事項が必要です。最終用途に応じて、金属は完成部品に単純に鋳造することも、インゴットなどの中間形状に鋳造してから、圧延、鍛造、押し出し、またはその他の変形プロセスによって加工または鍛造することもできます。鉄金属と非鉄金属および合金で同じ操作が使用されますが、これらの成形プロセスに対する非鉄金属の反応は、多くの場合より深刻です。その結果、同じ金属または合金の鋳造形状と鍛造形状では特性が大幅に異なる場合があります。^[12]

参考文献

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[11] フォーブス、RJ (1971)。古代技術研究、第3巻、1965年巻。BRILL。p. 16。ISBN 978-90-04-02652-0。

[12] 「非鉄金属用途」 All Metals & Forge Group 2013年4月16日。2015年9月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年10月1日閲覧。