Manusia modern dalam kehidupan sehari-hari dikelilingi oleh berbagai logam.Sebagian besar barang yang kita gunakan, bahan kimia ini hadir.Itu semua terjadi karena orang-orang telah menemukan berbagai cara untuk memperoleh logam.
Apa logam
zat ini berharga bagi orang yang terlibat dalam kimia anorganik.Produksi logam memungkinkan seseorang untuk menciptakan teknik yang lebih sempurna, meningkatkan kehidupan kita.Apa yang mereka?Sebelum kita mempertimbangkan metode umum memproduksi logam, perlu untuk memahami apa yang mereka.Logam adalah kelompok unsur kimia dalam bentuk zat sederhana memiliki sifat karakteristik:
• konduktivitas termal dan listrik;
• plastisitas tinggi;
• bersinar.
orang dapat dengan mudah membedakan mereka dari zat lain.Sebuah fitur karakteristik dari semua logam adalah adanya bersinar khusus.Hal ini diperoleh dengan pantulan sinar cahaya insiden di permukaan kedap air tersebut.Luster - adalah milik bersama dari semua logam, tetapi yang paling jelas dimanifestasikan dalam perak.
Sampai saat ini, para ilmuwan menemukan 96 unsur kimia ini, meskipun tidak semua dari mereka diakui oleh ilmu pengetahuan resmi.Mereka dibagi dalam kelompok tergantung pada sifat karakteristik yang melekat mereka.Jadi ada logam berikut:
• Alkaline - 6;
• basa - 6;
• transient - 38;
• Ringan - 11;
• semimetals - 7;
• lantanida - 14;
• aktinida - 14.
Mendapatkan logam
Dalam rangka untuk menghasilkan paduan, perlu pertama-tama untuk mendapatkan logam dari bijih alami.Unsur asli - adalah mereka zat yang secara alami dalam keadaan bebas.Ini termasuk platinum, emas, timah dan merkuri.Mereka dipisahkan dari kotoran oleh agen mekanik atau kimia.
logam lain yang ditambang oleh pengolahan senyawa mereka.Mereka yang terkandung dalam berbagai mineral.Ore - sebuah mineral dan batu, yang mengandung senyawa logam sebagai oksida, karbonat atau sulfida.Untuk produksi mereka menggunakan pengobatan kimia.
Metode untuk memproduksi logam:
• pengurangan oksida dengan batubara;
• mendapatkan timah dari batu timah;
• pig iron dari bijih besi;
• pembakaran senyawa sulfur dalam tungku khusus.
Untuk memfasilitasi logam memperoleh dari gangue ditambahkan ke dalamnya berbagai zat yang disebut fluks.Mereka membantu menghilangkan kotoran yang tidak diinginkan seperti tanah liat, batu kapur, pasir.Sebagai hasil dari proses ini senyawa melebur dihasilkan disebut terak.
kehadiran sejumlah besar kotoran bijih sebelum logam peleburan diperkaya dengan menghapus banyak komponen yang tidak perlu.Yang paling banyak digunakan metode untuk perawatan ini - flotasi, magnetik dan metode gravitasi.
Alkali logam
produksi massal logam alkali - proses yang lebih rumit.Hal ini disebabkan fakta bahwa mereka terjadi di alam dalam bentuk senyawa kimia.Karena mereka mengurangi penerimaan mereka disertai dengan biaya energi yang tinggi.Ada beberapa cara untuk memperoleh logam alkali:
• Lithium dapat diperoleh dari oksida dalam vakum atau dengan elektrolisis lelehan klorida yang terbentuk selama pengolahan spodumene.
• Sodium diproduksi oleh kalsinasi abu batubara di cawan lebur disegel atau dengan elektrolisis klorida cair dengan kalsium ditambahkan.Metode pertama adalah memakan waktu yang paling.
• Kalium diproduksi dengan elektrolisis garam cair daripadanya, atau dengan melewatkan melalui sepasang natrium klorida.Selain itu, dibentuk dengan mereaksikan kalium hidroksida cair dan natrium cair pada suhu 440 ° C.
• Cesium dan rubidium diekstraksi dengan mengembalikan kalsium klorida mereka di 700-800 ° C atau zirkonium pada 650 ° C.Penyusunan logam alkali dengan cara ini sangat energi intensif dan mahal.Perbedaan
antara logam dan paduan
batas fundamental yang jelas antara logam dan paduan mereka hampir tidak ada, karena bahkan bersih, bahan-bahan sederhana memiliki sebagian kecil dari kotoran.Jadi apa perbedaan antara mereka?Hampir semua logam digunakan dalam industri dan sektor ekonomi lainnya, digunakan sebagai paduan diproduksi khusus dengan menambahkan unsur-unsur kimia dari komponen lainnya.
teknik paduan
membutuhkan berbagai bahan logam.Dengan demikian unsur kimia murni tidak praktis digunakan karena mereka tidak memiliki sifat yang diperlukan bagi manusia.Untuk kebutuhan mereka, kami telah menemukan berbagai cara untuk menghasilkan paduan.Istilah ini mengacu pada materi makroskopik homogen, yang terdiri dari dua atau lebih unsur kimia.Dalam hal ini komponen logam paduan mendominasi.Bahan ini memiliki struktur.The paduan komponen berikut:
• dasar, yang terdiri dari satu atau lebih dari logam;
• penambahan kecil memodifikasi dan paduan elemen;
• kotoran terhapus (teknologi, alam, santai).Ini paduan logam
adalah bahan struktural utama.Dalam teknologi, ada lebih dari 5000.
Jenis paduan
Meskipun seperti berbagai paduan, yang paling penting bagi orang untuk bermain mereka, yang didasarkan pada besi dan aluminium.Mereka lebih umum dalam kehidupan sehari-hari.Jenis paduan berbeda.Dan mereka dipisahkan oleh beberapa kriteria.Karena ada metode yang berbeda untuk menghasilkan paduan.Menurut kriteria ini, mereka dibagi menjadi:
• Cast, yang diperoleh dengan kristalisasi dari lelehan komponen dicampur.
• Powder dengan menggunakan campuran bubuk, menekan dan sintering berikutnya pada suhu tinggi.Dan sering komponen paduan tersebut tidak hanya unsur kimia sederhana dan berbagai senyawa mereka seperti titanium karbida atau tungsten paduan keras.Selain mereka dalam jumlah yang beragam perubahan sifat bahan logam.
Metode untuk memproduksi paduan dalam bentuk produk jadi atau benda kerja dibagi menjadi:
• pengecoran (silumin, besi cor);
• dideformasi (baja);
• bubuk (titanium, tungsten).
jenis paduan
Metode untuk logam memproduksi berbeda, dan keduanya berhasil melewati bahan memiliki sifat yang berbeda.Dalam keadaan padat paduan adalah:
• homogenitas (homogen), yang terdiri dari kristal dari jenis yang sama.Mereka sering disebut sebagai fase tunggal.
• heterogen (heterogen), disebut sebagai multifase.Ketika mereka diterima sebagai paduan dasar diambil solusi (fase matriks) padat.Komposisi zat heterogen jenis ini tergantung pada komposisi unsur kimianya.Paduan tersebut dapat mencakup komponen-komponen berikut: larutan padat dan substitusi, senyawa kimia (karbida, senyawa intermetalik, nitrida) kristal zat sederhana.
Properti paduan
Terlepas dari metode memproduksi logam dan paduan digunakan apa, sifat mereka benar-benar ditentukan oleh struktur kristal dari fase dan mikro dari bahan tersebut.Masing-masing berbeda.Sifat makroskopik dari paduan tergantung pada struktur mikro mereka.Mereka dalam hal apapun yang berbeda dari karakteristik fase semata-mata tergantung pada struktur kristal material.Seragam makroskopik heterogen (multi-fase) dari paduan diperoleh distribusi seragam fase dalam logam matriks.
sifat yang paling penting dari paduan dianggap mampu las.Jika tidak, mereka adalah logam identik.Dengan demikian, paduan memiliki konduktivitas termal dan listrik, daktilitas dan reflektifitas (gloss).
Spesies paduan
Berbagai metode memproduksi paduan memungkinkan orang untuk menciptakan sejumlah besar bahan logam dengan sifat dan karakteristik yang berbeda.Sesuai dengan tujuan mereka dibagi menjadi kelompok berikut:
• Konstruksi (baja, aluminium anodized, besi cor).Kelompok ini mencakup paduan dengan sifat khusus.Jadi mereka berbeda sifat intrinsik aman atau anti-gesekan.Ini termasuk kuningan dan perunggu.
• Untuk mengisi bantalan (Babbitt).
• untuk peralatan listrik dan mengukur (nikrom, Manganin).
• Untuk produksi alat pemotong (menang).Orang
digunakan dalam produksi jenis lain dari bahan logam seperti rendah-leleh, tahan panas, tahan korosi dan paduan amorf.Juga, itu secara luas digunakan magnet dan thermoelectrics (teluridy dan selenides bismut, timah, antimon dan lain-lain).
paduan besi
Hampir semua besi yang dilebur di dunia diarahkan untuk produksi baja sederhana dan paduan.Hal ini juga digunakan dalam produksi pig iron.Paduan besi mendapat popularitas karena fakta bahwa mereka memiliki sifat yang bermanfaat bagi manusia.Mereka diperoleh dengan menambahkan unsur kimia sederhana dari berbagai komponen.Dengan demikian, meskipun fakta bahwa berbagai paduan besi diproduksi atas dasar zat tunggal, baja dan besi cor memiliki sifat yang berbeda.Karena itu, mereka berbagai bidang aplikasi.Kebanyakan baja besi lebih sulit.Berbagai metode memproduksi logam ini memungkinkan untuk mendapatkan varietas yang berbeda (merek) paduan besi.
Peningkatan sifat paduan
Melalui fusi dari logam tertentu dan unsur kimia lainnya dapat memperoleh bahan dengan karakteristik ditingkatkan.Misalnya, kekuatan yield dari aluminium murni adalah 35 MPa.Dalam penyusunan paduan logam dengan tembaga (1,6%), Zn (5,6%), magnesium (2,5%) indeks melebihi 500 MPa.Karena senyawa
di berbagai rasio zat kimia yang berbeda dapat dibuat bahan logam unggul dalam sifat magnetik, termal, atau listrik.Peran utama dalam proses ini adalah struktur paduan, yang merupakan distribusi kristal dan jenis ikatan antara atom.
baja dan besi
Paduan ini diperoleh dengan menggabungkan besi dan karbon (2%).Dalam produksi bahan paduan ditambahkan kepada mereka nikel, kromium, vanadium.Semua jenis biasa baja dibagi menjadi:
• Mild (0,25% karbon) yang digunakan untuk pembuatan desain yang berbeda;
• karbon tinggi (lebih besar dari 0,55%) ditujukan untuk pembuatan alat pemotong.
merek yang berbeda dari baja paduan digunakan dalam teknik mesin, dan produk lainnya.
paduan dari besi dengan karbon, yang merupakan persentase 2-4% disebut pig iron.Komposisi bahan ini termasuk silikon.Dari berbagai produk besi cor memiliki sifat mekanik yang baik.
logam besi Selain
besi, untuk pembuatan berbagai bahan logam yang digunakan dan unsur kimia lainnya.Sebagai hasil dari senyawa mereka paduan non-ferrous.Dalam kehidupan, orang telah menemukan penggunaan terbesar dari bahan yang didasarkan pada:
• Tembaga, disebut kuningan.Mereka mengandung 5-45% seng.Jika isinya adalah 5-20%, hal itu disebut kuningan merah, dan jika 20-36% - kuning.Ada paduan tembaga dan silikon, timah, berilium, aluminium.Mereka disebut perunggu.Ada beberapa jenis paduan ini.
• Timbal adalah solder konvensional (tretnik).Dalam paduan ini, per 1 bagian dari kimia membungkuk 2 buah tin.Dalam pembuatan bantalan digunakan Babbitt, yang merupakan paduan timbal, timah, arsen dan antimon.
• aluminium, titanium, magnesium, dan berilium adalah paduan non-ferrous cahaya, kekuatan tinggi dan sifat mekanik yang baik.
Metode untuk memproduksi
metode utama untuk memperoleh logam dan paduan:
• Foundry, di mana pemadatan campuran homogen cair dari berbagai komponen.Untuk paduan digunakan metode pirometalurgi dan Elektrometallurgical untuk logam.Opsi pertama digunakan untuk memanaskan energi panas yang dihasilkan baku selama proses pembakaran.Metode pyrometallurgical memberikan baja di tungku perapian terbuka dan pig iron di blast furnace.Ketika bahan proses Electrometallurgical dipanaskan dalam arc atau induksi tanur listrik.Pada bahan baku yang sama waktu rasslavlyaetsya sangat cepat.
• Powder, dimana paduan yang digunakan untuk pembuatan bubuk komponennya.Melalui menekan mereka mereka memberikan bentuk yang pasti dan kemudian disinter dalam tungku khusus.
