Najlepsza odpowiedź
Dobry podręcznik, który porusza te i inne kwestie, to
Książka zawiera dziesiątki wykresów właściwości materiałów, które ułatwiają wybieranie najlepszych materiał do określonego celu, czy to przewodności cieplnej, modułu właściwego, odporności na pękanie i tak dalej. Jednym z kryteriów, do których się odnosi, są koszty. A ponieważ we wstępie prof. Ashby łaskawie zezwala na powielanie wykresów z podaniem autorstwa w celach instruktażowych, poniżej pokazałem te odnoszące się do tego pytania; są podane w dolarach amerykańskich. Biorąc pod uwagę wahania cen materiałów, wykresy te mogą nie odzwierciedlać najdokładniejszego stanu rzeczy na dzień dzisiejszy, ale są aktualne na rok 2016, co prawdopodobnie wystarczy na dzień dzisiejszy (wrzesień 2017).
Pierwszy wykres przedstawia cenę w przeliczeniu na wagę:
Jeśli decydującym czynnikiem jest wolumen, ten wykres pomoc:
Istnieją również inne kryteria. Na kolejnym wykresie prof. Ashby wykreśla moduł Younga jako funkcję kosztu na objętość w odniesieniu do stali.
Wreszcie poniższy wykres przedstawia wytrzymałość na zniszczenie jako funkcję kosztu na objętość w odniesieniu do stali.
Jak widać na tych wykresach, stale węglowe dobrze radzą sobie z kosztami. Ale inne czynniki, takie jak odporność na korozję i przewodność, w przypadku gdy stale nie są tak dobre, również będą miały znaczenie w zależności od zastosowania.
Odpowiedź
Metale są tworzone w jednym z następujących procesów (Te odpowiedzi są bardzo uproszczone);
- pirometalurgia: Pyro oznacza ciepło, więc typowy proces pirometalurgiczny wykorzystuje piec, taki jak piec łukowy, do podgrzewania minerału i redukcji (dodawania węgla do mieszaniny w piecu) to (dodaje elektrony do Fe2 +) z powiedzmy Fe2O3 (tlenek żelaza) do Fe. Powstały metal nazywany jest surówką, którą następnie ulepszają inne procesy. Na przykład stal miękka jest wytwarzana z surówki przez usunięcie niektórych zanieczyszczeń i dodanie większej ilości węgla do metalu.
Lub
- otrzymywanie elektrolityczne: Zwykle wiąże się to ze szlifowaniem minerał na ultradrobne cząstki, a następnie dodawanie wody (tworzy zawiesinę), która jest następnie poddawana działaniu prądu elektrycznego przez wprowadzenie dwóch elektrod do kąpieli. Na elektrodzie ujemnej jony metalu (na przykład Cu2 +) pobierają elektrony z elektrody, stając się metalem Cu, gdy osadza się na elektrodzie. Gdy elektroda zostanie pokryta odpowiednią ilością miedzi, jest ona usuwana, a miedź jest usuwana.