moderne mennesket i sitt daglige liv er omgitt av en rekke metaller.De fleste elementene som vi bruker, disse kjemikaliene er til stede.Det hele skjedde fordi folk har funnet ulike måter å skaffe metaller.
Hva metaller
disse verdifulle stoffer for mennesker som er engasjert i uorganisk kjemi.Produksjon av metaller tillater en person å skape en mer perfekt teknikk, forbedre våre liv.Hva er de?Før vi ser på de vanlige metodene for fremstilling av metaller, er det nødvendig å forstå hvordan de er.Metaller er en gruppe av kjemiske elementer i form av enkle stoffer har karakteristiske egenskaper:
• termisk og elektrisk ledningsevne;
• høy plastisitet;
• glans.
person enkelt kan skille dem fra andre stoffer.Et karakteristisk trekk ved alle metaller er tilstedeværelsen av en spesiell glans.Den er oppnådd ved refleksjon av innfallende lysstråler på ugjennomtrengelig overflate.Luster - er felles eiendom av alle metaller, men det er mest tydelig manifestert i sølv.
Hittil forskere oppdaget 96 av disse kjemiske elementer, selv om ikke alle av dem er anerkjent av offisielle vitenskap.De ble delt inn i grupper avhengig av deres iboende karakteristiske egenskaper.Så er det følgende metaller:
• Alkaline - 6;
• alkalisk - 6;
• transient - 38;
• Lett - 11;
• semimetals - 7;
• lanthanider - 14;
• actinidene - 14.
Innhenting metaller
For å produsere en legering, er det nødvendig først og fremst å få metaller fra naturlige malm.Native elementer - er de stoffene som er naturlig i fri tilstand.Disse omfatter platina, gull, tinn og kvikksølv.De er atskilt fra forurensninger ved mekaniske eller kjemiske midler.
Andre metaller utvunnet ved behandlingen av deres forbindelser.De er beskrevet i en rekke mineraler.Ore - noen mineraler og bergarter, som inneholder metallforbindelser som oksider, karbonater eller sulfider.For sin produksjon ved hjelp av kjemisk behandling.
Metoder for produksjon av metall:
• reduksjon av oksider med kull;
• få tinn fra tinn stein;
• råjern fra jernmalm;
• brenning av svovelforbindelser i spesielle ovner.
å lette innhenting av metaller fra gråberg tilsatt ulike stoffer som kalles fluks.De hjelper til å fjerne uønskede urenheter slik som leire, kalkstein, sand.Som et resultat av denne prosessen fremsmeltbare forbindelser kalt slagg.
nærvær av betydelige mengder av urenheter malm før smelting av metall anrikes ved å fjerne mye av de unødvendige komponenter.De mest anvendte fremgangsmåter for behandling - flotasjon, magnetiske og gravitasjons metode.
Alkalimetaller
masseproduksjon av alkali metal - en mer komplisert prosess.Dette skyldes det faktum at de forekommer i naturen i form av kjemiske forbindelser.Fordi de er å redusere sine mottak ledsaget av høye energikostnader.Det er flere måter å skaffe alkalimetall:
• Litium kan fås fra dets oksyd i vakuum, eller ved elektrolyse av en smelte av dens klorid dannet under behandlingen spodumen.
• Natrium fremstilles ved kalsinering av kullaske i lukkede digler eller ved elektrolyse av smeltet klorid med tilsatt kalsium.Den første metoden er den mest tidkrevende.
• Kalium fremstilles ved elektrolyse av smeltede salter derav, eller ved å føre det gjennom et par av natriumklorid.Dessuten er det dannet ved omsetning av et smeltet kaliumhydroksyd og flytende natrium ved en temperatur på 440 ° C.
• Cesium og rubidium hentet ved å gjenopprette sin kalsiumklorid ved 700-800 ° C eller zirkonium ved 650 ° C.Fremstilling av alkalimetall på denne måten er meget energikrevende og kostbare.
forskjeller mellom metaller og legeringer
fundamentalt klar grense mellom metaller og legeringer praktisk talt ikke-eksisterende, siden selv de rene, enkle materialer har en brøkdel av urenheter.Så hva er forskjellen mellom dem?Nesten alle metaller som brukes i industrien og andre sektorer av økonomien, blir brukt som legeringer produsert spesielt ved å legge grunnleggende kjemiske elementer av andre komponenter.
legeringer
teknikken trenger en rekke metall materialer.Dermed rene kjemiske elementer som ikke er praktisk talt brukes fordi de ikke har de nødvendige egenskaper for mennesker.For deres behov har vi oppfunnet ulike måter å produsere legeringer.Dette begrepet refererer til en makroskopisk homogent materiale, som består av to eller flere kjemiske elementer.I dette tilfellet legeringsmetallkomponentene dominerer.Dette materialet har strukturen.Legeringene har følgende komponenter:
• base, som består av ett eller flere av metallene;
• små tilsetninger av modifisering og legeringselementer;
• gjenopprettede urenheter (teknologiske, naturlig, uformell).Det
metallegeringer er de viktigste byggematerialet.I teknologi, er det mer enn 5000.
Typer legeringer
tross for en rekke legeringer, det viktigste for folk å spille dem, som er basert på jern og aluminium.De er mer vanlig i hverdagen.Typer legeringer er forskjellige.Og de er atskilt av flere kriterier.Siden det er forskjellige metoder for fremstilling av legeringer.I henhold til dette kriteriet, blir de delt inn i:
• Cast, som blir oppnådd ved krystallisasjon av smelten blandede komponenter.
• pulver ved anvendelse av en blanding av pulvere, pressing og påfølgende sintring ved høy temperatur.Og ofte komponenter av slike legeringer ikke bare er enkle kjemiske elementer og deres forskjellige forbindelser så som titankarbid eller wolfram harde legeringer.Deres tilsetning i forskjellige mengder forandrer egenskapene til metalliske materialer.
Fremgangsmåter for fremstilling av legeringer i form av det ferdige produkt, eller arbeidsstykket er oppdelt i:
• støperier (silumin, støpejern);
• deformerbare (stål);
• pulver (titan, wolfram).
typer legeringer
metoder for å produsere metaller er forskjellige, og begge gjorde det gjennom materialene har ulike egenskaper.I fast tilstand legeringene er:
• homogenitet (homogen), som består av krystaller av samme type.De blir ofte referert til som en-fase.
• rogen (heterogene), referert til som flerfase.Når de er mottatt som en legering tatt en fast oppløsning (matriksfasen).Sammensetning av heterogene substanser av denne type er avhengig av sammensetningen av de kjemiske elementer.Slike legeringer kan omfatte følgende komponenter: faste oppløsninger og substitusjon, kjemiske forbindelser (karbider, intermetalliske forbindelser, nitrider) krystallitter enkle stoffer.
Properties legeringer
Uansett hvilke fremgangsmåter for fremstilling av metaller og legeringer brukes, blir deres egenskaper helt bestemt av krystallstrukturen av fasene og mikrostrukturen av disse materialene.Hver av dem er forskjellige.Makroskopiske egenskaper av legeringene er avhengig av deres mikrostruktur.De er i alle fall forskjellig fra karakteristikkene av den fasen utelukkende avhengig av krystallstrukturen av materialet.Makroskopisk ensartet heterogen (flerfase) av legeringene som oppnås ved jevn fordeling av fasene i metallmatrisen.
de viktigste egenskapene til legeringen anses sveisbarhet.Ellers er de identiske metaller.Således er de legeringer har termisk og elektrisk ledningsevne, duktilitet og reflektivitet (glans).
Arter legeringer
Ulike metoder for å produsere legeringer tillatt mannen å finne opp et stort antall av metalliske materialer med ulike egenskaper og karakteristikker.I henhold til formålet de er delt inn i følgende grupper:
• Anlegg (stål, anodisert aluminium, støpejern).Denne gruppen omfatter legeringer med spesielle egenskaper.Så de skiller egensikker eller anti-friksjonsegenskaper.Disse inkluderer messing og bronse.
• Å fylle lagrene (babbitt).
• for elektrisk og måleutstyr (nichrome, manganin).
• For produksjon av skjærende verktøy (Win).
mennesker bruk i produksjon av andre typer materialer, slik som metall, lavtsmeltende, varmebestandig, korrosjonsbestandige og amorfe legeringer.Dessuten er det mye brukt magneter og termo (teluridy og selenider av vismut, bly, antimon og andre).
jernlegering
Nesten alle av jernet blir smeltet i verden er rettet mot fremstilling av enkle og stållegeringer.Det er også brukt ved fremstilling av råjern.Legeringer av jern fikk sin popularitet på grunn av det faktum at de har fordelaktige egenskaper for mennesker.De ble oppnådd ved å tilsette til den enkle kjemiske element av de forskjellige komponenter.Derfor, til tross for det faktum at de forskjellige jernlegeringer fremstilt på basis av et enkelt stoff, stål og støpejern har forskjellige egenskaper.På grunn av dette, er de ulike bruksområder.De fleste stål hardere jern.Ulike metoder for å produsere disse metallene tillate å få forskjellige varianter (merke) av jern legeringer.
Bedre egenskaper legeringer
Gjennom fusjon av visse metaller og andre kjemiske elementer kan skaffe materialer med forbedrede egenskaper.For eksempel er flytegrensen for ren aluminium 35 MPa.Ved fremstilling av metall-legering med kobber (1,6%), Zn (5,6%), magnesium (2,5%) indeksoverstiger 500 MPa.På grunn
forbindelse i forskjellige forhold av forskjellige kjemiske stoffer, kan fremstilles metalliske materialer er overlegne i magnetiske, termiske eller elektriske egenskaper.De viktigste rolle i denne prosessen er strukturen av legeringen, noe som er fordelingen av dets krystaller og typen av bindinger mellom atomer.
stål og jern
Disse legeringer blir oppnådd ved å kombinere jern og karbon (2%).Ved fremstilling av legerte materialer tilsettes til dem nikkel, krom, vanadium.Alle de vanlige typer av stål oppdelt i:
• Mild (0,25% carbon) som benyttes for fremstilling av forskjellige utførelser;
• høyt karbon (større enn 0,55%) er beregnet for fremstilling av skjæreverktøy.
Ulike merker av legert stål benyttes i maskinteknikk, og andre produkter.
legering av jern med karbon, som er prosentandelen av 2-4% kalles råjern.Omfatter Sammensetningen av dette materialet silisium.Av de forskjellige støpejern produkter med gode mekaniske egenskaper.
jernholdige metaller
tillegg til jern, for produksjon av en rekke metall materialer som brukes og andre kjemiske elementer.Som et resultat av deres forbindelser er ikke-jernholdige legeringer.I livet, har folk funnet størst bruk av materialer basert på:
• kobber, heter messing.De inneholder 5-45% sink.Hvis innholdet er 5-20%, det kalles rød messing, og hvis 20-36% - gul.Det er legeringer av kobber og silisium, tinn, beryllium, aluminium.De er kalt bronse.Det finnes flere typer av disse legeringer.
• Bly er et vanlig loddetinn (tretnik).I denne legering, per en del av den kjemiske bøyer 2 deler av tinn.Ved fremstilling av lagrene benyttes Babbitt, som er en legering av bly, tinn, arsen og antimon.
• aluminium, titan, magnesium, og beryllium er en lyset ikke-jernholdige legeringer, høy styrke og gode mekaniske egenskaper.
Metoder for å produsere
viktigste metoder for å skaffe metaller og legeringer:
• Foundry, hvor det til størkning av det smeltede homogen blanding av ulike komponenter.For legeringer brukt pyro og Elektrometallurgical metoder for metaller.Det første alternativet brukes til å oppvarme den rå varmeenergien som genereres under forbrenningsprosessen.Pyro metoden gir stål i peise ovner og råjern i masovner.Når elektrometallurgisk prosess materiale oppvarmes i den elektriske lysbue eller induksjonsovner.Samtidig råmaterialet rasslavlyaetsya svært raskt.
• pulver, karakterisert ved at legeringen anvendes for fremstilling av pulvere av dens komponenter.Gjennom å trykke dem gi de en bestemt form og deretter sintret i spesielle ovner.
