Hopp til innhald
Nynorsk

Emne

Metall

Fagstoff

Dei ulike tilstandane til metall

På same måte som vatn kan metall vere i ulike tilstandar, som fast, flytande og gass. Metall kan i tillegg vere i ein tilstand som heiter plasma. Kva kjenneteiknar dei ulike tilstandane?

Tilstandane til metallet

Metall kan vere i ulike tilstandar avhengig av temperaturen og trykket dei blir utsette for. Dei tre vanlegaste tilstandane for metall er fast, flytande og gass, men dei kan òg finnast i tilstanden plasma.

Fast tilstand

Metall i fast tilstand har fast form og volum på grunn av ein regelmessig og ordna struktur av partiklane i materialet. Denne strukturen gir metalla dei unike eigenskapane deira, som høg strekkfastleik, god termisk og elektrisk leiingsevne og evne til å absorbere og reflektere lys.

I fast tilstand kan metall bli forma og deformerte ved hjelp av ulike metodar, til dømes pressing, smiing eller rulling. Fast metall er vanlegvis òg meir stabilt og mindre påverka av ytre faktorar som temperatur og trykk samanlikna med væske- og gassformer av metall.

Metall i fast tilstand blir brukte i ei rekke konstruksjonar, inkludert bygging, maskinproduksjon og elektronikk.

Flytande tilstand

Metall i flytande tilstand har høgare energi enn i fast form, og partiklane i metallet er ikkje lenger organiserte i eit regelmessig gittermønster. Metallet har framleis eit definert volum, men det tek forma av behaldaren det er i, og kan strøyme fritt.

Vi får vanlegvis metall i flytande tilstand ved å smelte fast metall ved høg temperatur eller trykk, og det blir brukt i ei rekke konstruksjonar, då ofte ved metallstøyping.

Metall i flytande tilstand kan òg ha andre eigenskapar enn i fast form, til dømes lågare viskositet og høgare reaktivitet.

Gassform

Metall i gassform er sjeldne og vanlegvis oppnådde ved høg temperatur eller under spesielle laboratorieforhold. I gassform har ikkje metallet lenger eit definert volum og form, men strøymer fritt og kan fylle heile behaldaren det er i.

I denne tilstanden er partiklane i metallet spreidde frå kvarandre og beveger seg raskt, noko som gjer at metall i gassform har låg tettleik og høg reaktivitet.

Metall i gassform blir sjeldan brukte i praktisk metallproduksjon, men ofte i laboratorium og forsking, til dømes i produksjonen av nanostrukturar og for å studere metalliske bindingar.

Metall i gassform

For at eit metall skal gå over i gassform, må temperaturen vere så høg at han overstig kokepunktet til metallet. Her er nokre døme:

Kvikksølv

Kvikksølv (Hg) er unikt fordi det er flytande ved romtemperatur (smeltepunktet er ved cirka –38,8 °C) og fordampar allereie ved relativt låge temperaturar (kokepunktet er ved cirka 357 °C). Derfor kan kvikksølv oppfattast som ein gass ved romtemperatur under spesielle forhold.

Natrium og kalium

Natrium (Na) og kalium (K) kan òg bli varma til gassfase, men det krev høgare temperaturar (natrium har eit kokepunkt på 883 °C og kalium rundt 760 °C).

Jern og kopar

Andre metall, som jern (Fe) og kopar (Cu), må varmast opp til mykje høgare temperaturar før dei går over i gassform. Til dømes har jern eit kokepunkt på cirka 2 862 °C og kopar cirka 2 562 °C.

Plasma

Metall i plasmatilstand er ein tilstand der metalliske partiklar har blitt ioniserte, det vil seie at dei har mista eller fått elektron. Dette oppstår når eit metall blir utsett for høg temperatur eller eit elektrisk felt, og elektrona i metallet får tilstrekkeleg energi til å sleppe unne dei positive iona og skape ein ionisert gass.

I denne tilstanden er ikkje metallet lenger i fast eller flytande form, men oppfører seg meir som ein gass. Plasmametall har unike eigenskapar, til dømes høg temperatur- og energitoleranse, høg ioniseringsevne og ei evne til å reagere med andre materiale på ein unik måte.

Plasmametall blir oftast brukt i avansert og høgteknologisk produksjon, som produksjon av halvleiarar og belysning.

Skrive av Roger Rosmo.
Sist oppdatert 24.03.2023