moderna människan i hans vardag är omgiven av en mängd olika metaller.De flesta artiklar som vi använder, dessa kemikalier är närvarande.Allt hände eftersom människor har hittat olika sätt att få metaller.
Vilka metaller
dessa värdefulla ämnen för människor engagerade i oorganisk kemi.Produktionen av metaller tillåter en person att skapa en mer perfekt teknik, förbättra våra liv.Vilka är de?Innan vi betraktar de vanliga metoderna för framställning av metaller, är det nödvändigt att förstå vad de är.Metaller är en grupp kemiska ämnen i form av enkla ämnen har karakteristiska egenskaper:
• termisk och elektrisk ledningsförmåga;
• hög plasticitet;
• glans.
person kan lätt skilja dem från andra ämnen.Kännetecknande för alla metaller är närvaron av en speciell glans.Det erhålls genom reflektion av infallande ljusstrålar på ogenomtränglig yta.Luster - är gemensam egendom för alla metaller, men det är tydligast manifesteras i silver.
Hittills forskare upptäckt 96 av dessa grundämnen, även om inte alla av dem är erkända av den officiella vetenskapen.De delades upp i grupper beroende på deras inneboende karaktäristiska egenskaper.Så det finns följande metaller:
• Alkaline - 6;
• alkaliska - 6;
• transient - 38;
• Lätt - 11;
• halvmetaller - 7;
• lantanider - 14;
• aktinider - 14.
Skaffa metaller
För att producera en legering, är det nödvändigt att först och främst få metaller från naturliga malmer.Native element - är de ämnen som är naturligt i fritt tillstånd.Dessa inkluderar platina, guld, tenn och kvicksilver.De separeras från orenheter genom mekaniska eller kemiska medel.
Andra metaller utvinns genom bearbetning av deras föreningar.De ingår i en mängd olika mineraler.Ore - en mineral och bergarter, som innehåller metallföreningar som oxider, karbonater eller sulfider.För sin produktion med hjälp av kemisk behandling.
Metoder för framställning av metall:
• reduktion av oxider med kol;
• få tenn från tenn sten;
• tackjärn från järnmalm;
• förbränning av svavelföreningar i speciella ugnar.
För att underlätta erhålla metaller från gråberg sattes olika ämnen som kallas flöden.De hjälper avlägsna oönskade föroreningar såsom lera, kalksten, sand.Som ett resultat av denna process producerade smält föreningar som kallas slagg.
närvaron av betydande mängder föroreningar malm innan smältning metall berikas genom att ta bort en stor del av de onödiga komponenter.De mest använda metoderna för denna behandling - flotation, magnetiska och gravitations metod.
Alkalimetaller
massproduktion av alkalimetall - en mer komplicerad process.Detta beror på det faktum att de förekommer i naturen i form av kemiska föreningar.Eftersom de minskar mottagandet tillsammans med höga energikostnader.Det finns flera sätt att erhålla alkalimetallen:
• Litium kan erhållas från dess oxid i vakuum eller genom elektrolys av en smälta av dess klorid bildas under bearbetning spodumen.
• Natrium framställs genom kalcinering av kolaska i förseglade deglar eller genom elektrolys av smält klorid med tillsatt kalcium.Den första metoden är den mest tidskrävande.
• Kalium produceras genom elektrolys av smälta salter därav, eller genom att passera den genom ett par av natriumklorid.Det är också bildas genom omsättning av en smält kaliumhydroxid och flytande natrium vid en temperatur av 440 ° C
• Cesium och rubidium utvinns genom att återställa deras kalciumklorid vid 700-800 ° C eller zirkonium vid 650 ° C.Framställning av alkalimetallen på detta sätt är mycket energikrävande och kostsam.
skillnader mellan metaller och legeringar
grunden tydlig gräns mellan metaller och deras legeringar praktiskt taget obefintliga, eftersom även de rena, enkla material har en bråkdel av föroreningar.Så vad är skillnaden mellan dem?Nästan alla metaller som används inom industrin och andra sektorer av ekonomin, används som legeringar producerats särskilt genom att lägga till grundläggande kemiska element av andra komponenter.
legeringar
teknik behöver en mängd olika metallmaterial.Således rena kemiska element inte är praktiskt användas eftersom de inte har de nödvändiga egenskaperna för människor.För deras behov har vi uppfunnit olika sätt att producera legeringar.Denna term hänvisar till en makroskopiskt homogent material, som består av två eller flera kemiska element.I detta fall legering metallkomponenter de dominerar.Detta material har strukturen.Legering följer komponenter:
• bas, som består av en eller flera av metallerna;
• små tillsatser för att modifiera och legeringselement;
• borttagna föroreningar (tekniska, naturlig, avslappnad).Det
metallegeringar är den huvudsakliga konstruktionsmaterial.Inom teknik, finns det mer än 5000.
Typer legeringar
Trots en sådan variation av legeringar, det viktigaste för folk att spela dem, som är baserade på järn och aluminium.De är vanligare i vardagen.Typer av legeringar är olika.Och de skiljs åt av flera kriterier.Eftersom det finns olika metoder för att producera legeringar.Enligt detta kriterium, delas de in i:
• Cast, vilka erhålles genom kristallisation av de smältblandningskomponenter.
• Pulver genom användning av en blandning av pulver, pressning och efterföljande sintring vid hög temperatur.Och ofta komponenter i sådana legeringar är inte bara enkla kemiska grundämnen och deras olika föreningar såsom titankarbid eller volfram hårda legeringar.Deras tillägg i olika mängder förändrar egenskaperna hos metalliska material.
Metoder för framställning av legeringar i form av den färdiga produkten eller arbetsstycket är indelad i:
• gjuterier (silumin, gjutjärn);
• deformerbar (stål);
• pulver (titan, volfram).
typer av legeringar
Förfaranden för framställning av metaller är olika, och båda gjorde det genom de material har olika egenskaper.I det fasta tillståndet legeringarna är:
• homogenitet (homogen), som består av kristaller av samma typ.De är ofta kallas enfasiga.
• Heterogena (heterogen), kallad flerfasig.När de tas emot som en baslegeringen tagit en fast lösning (matrisfas).Sammansättningen av heterogena ämnen av denna typ beror på sammansättningen av grundämnen.Sådana legeringar kan inkludera följande komponenter: fasta lösningar och substitution, kemiska föreningar (karbider, intermetalliska föreningar, nitrider) kristalliter enkla ämnen.
Egenskaper legeringar
Oavsett vad metoder för att framställa metaller och legeringar används, är deras egenskaper helt bestäms av kristallstrukturen av faserna och mikrostruktur av dessa material.Var och en av dem är olika.Makroskopiska egenskaper hos legeringarna är beroende av deras mikrostruktur.De är i varje fall skiljer sig från egenskaperna hos den fasen enbart beroende av kristallstrukturen hos materialet.Makroskopiskt enhetlig heterogen (multi-fas) av de legeringar som erhållits genom jämn fördelning av faser i matrismetallen.
viktigaste egenskaperna hos legeringen anses svetsbarhet.Annars är de identiska metaller.Sålunda legeringarna har termisk och elektrisk ledningsförmåga, duktilitet och reflektivitet (glans).
Arter legeringar
Olika metoder för att producera legeringar får mannen att uppfinna ett stort antal metalliska material med olika egenskaper och kännetecken.Enligt ändamål de är indelade i följande grupper:
• Construction (stål, anodiserat aluminium, gjutjärn).I denna grupp ingår legeringar med speciella egenskaper.Så de skiljer sig egensäkra eller anti-friktionsegenskaper.Dessa inkluderar mässing och brons.
• För att fylla lagren (babbitt).
• för elektriska och mätutrustning (nikrom, Manganin).
• För framställning av skärande verktyg (Win).
människor användning i produktionen av andra typer av metallmaterial såsom lågsmältande, värmebeständiga, korrosionsbeständiga och amorfa legeringar.Dessutom är det allmänt används magneter och thermo (teluridy och selenider av vismut, bly, antimon och andra).
järnlegerings
Nästan allt järn smältes i världen är riktad på framställning av enkla och legeringsstål.Det används också vid framställning av tackjärn.Legeringar av järn fick sin popularitet på grund av det faktum att de har positiva egenskaper för människor.De erhölls genom att man till enkla grundämnet av de olika komponenterna.Sålunda, trots det faktum att de olika järnlegeringar tillverkas på basis av ett enda ämne, stål och gjutjärn har olika egenskaper.På grund av detta, är de olika tillämpningsområden.De flesta stål hårdare järn.Olika metoder för framställning av dessa metaller gör det möjligt att få olika sorter (märke) av järnlegeringar.
Förbättrade egenskaper hos legeringar
Genom fusion av vissa metaller och andra kemiska element kan erhålla material med förbättrade egenskaper.Exempelvis är sträckgränsen av ren aluminium 35 MPa.Vid framställningen av metallegeringen med koppar (1,6%), Zn (5,6%), magnesium (2,5%) index överstiger 500 MPa.Due
förening i olika förhållanden mellan olika kemiska ämnen kan framställas metalliska material är överlägsna i magnetiska, termiska eller elektriska egenskaper.Den huvudsakliga roll i denna process är strukturen hos legeringen, som är fördelningen av dess kristaller och den typ av bindningar mellan atomerna.
stål och järn
Dessa legeringar erhålles genom kombinering av järn och kol (2%).Vid framställning av legerade material läggas till dem nickel, krom, vanadin.Alla de vanliga typerna av stål delas in i:
• Mild (0,25% kol) som används för tillverkning av olika utföranden;
• hög kolhalt (större än 0,55%) är avsedd för framställning av skärverktyg.
Olika märken av legerat stål används i maskinteknik, och andra produkter.
legering av järn med kol, vilket är den andel av 2-4% kallas tackjärn.Kompositionen av detta material innefattar kisel.Av de olika gjutjärnsprodukter har goda mekaniska egenskaper.
järnmetaller
förutom järn, för framställning av en mängd olika metallmaterial som används och andra kemiska element.Som ett resultat av deras föreningar är icke-järnlegeringar.I livet, har människor funnit den största användningen av material baserade på:
• Koppar, kallas mässing.De innehåller 5-45% zink.Om innehållet är 5-20%, kallas det rödgods, och om 20-36% - gul.Det finns legeringar av koppar och kisel, tenn, beryllium, aluminium.De kallas bronser.Det finns flera typer av dessa legeringar.
• Bly är en konventionell lod (tretnik).I denna legering, per 1 del av den kemiska crouches 2 bitar av tenn.Vid tillverkning av lager används Babbitt, som är en legering av bly, tenn, arsenik och antimon.
• aluminium, titan, magnesium och beryllium är en lätt icke-järnlegeringar, hög hållfasthet och utmärkta mekaniska egenskaper.
Metoder för framställning
huvudsakliga metoder för att få metaller och legeringar:
• Foundry, vid vilken stelning av den smälta homogena blandningen av olika komponenter.För legeringar som används pyrometallurgiska och Elektrometallurgical metoder för metaller.Det första alternativet används för att värma den råa värmeenergi som alstras under förbränningsprocessen.Pyrometallurgisk metod ger stål i masugnar och tackjärn i masugnar.När electrometallurgical processmaterial värms i ljusbågen eller induktionsugnar.Samtidigt råmaterial rasslavlyaetsya mycket snabbt.
• Pulver, varvid legeringen som används för framställning av pulver av dess komponenter.Genom att trycka på dem de ger en bestämd form och sintras sedan i speciella ugnar.
