Metodes vir die vervaardiging van metale. Tipes legerings. Voorbereiding van alkalimetale

Die moderne mens in sy daaglikse lewe is omring deur 'n verskeidenheid van metale. Die meeste items wat ons gebruik, hierdie chemikalieë teenwoordig is. Dit het alles gebeur omdat mense verskillende maniere om metaal te vervaardig gevind het.

Wat is 'n metaal

Hierdie waardevolle stowwe vir mense wat betrokke is in anorganiese chemie. Die verkryging van metale kan 'n persoon tot 'n meer volmaakte tegniek skep, verbeter ons lewens. Wat doen hulle verteenwoordig? Voordat ons kyk na die algemene metodes van die vervaardiging van metale, is dit nodig om te verstaan wat dit is. Metale is 'n groep van chemiese elemente in die vorm van 'n eenvoudige stowwe wat kenmerkende eienskappe:

• termiese en elektriese geleiding;

• 'n hoë smeebaarheid;

• skyn.

'N Mens kan hulle maklik te onderskei van ander stowwe. 'N kenmerk van alle metale is die teenwoordigheid van 'n spesiale glans. Hy kom uit die weerkaatsing van lig strale val op die oppervlak mis hulle nie. Glans - is die gemeenskaplike eiendom van alle metale, maar dit is baie duidelik gemanifesteer in silwer.

Vandag, wetenskaplikes ontdek 96 van hierdie chemiese elemente, maar nie almal van hulle deur amptelike wetenskap erken. Hulle word in groepe verdeel na gelang van hul inherente kenmerkende eienskappe. So metale is die volgende:

• alkaliese - 6;

• alkaliese - 6;

• oorgang - 38;

• Liggewig - 11;

• semimetals - 7;

• lantaniede - 14;

• aktiniede - 14.

die verkryging van metale

Met die oog op die allooi vervaardig moet eers ontvang die metaal van natuurlike erts. Gedeë elemente - dit is stowwe wat in die natuur aangetref in die Vrystaat. Dit sluit in platinum, goud, tin en kwik. Hulle is geskei van onsuiwerhede meganies of deur chemiese reagense.

Die oorblywende metale onttrek deur behandeling met die verbindings. Hulle word gevind in verskeie minerale. Ore - hierdie minerale en gesteentes, wat metaal verbindings as oksiede, karbonate, of sulfiede bevat. Vir hul produksie met behulp van chemiese behandeling.

Metodes vir die verkryging van metale:

• herstel van koolstof oksiede;

• tin uit tin ontvangs klip;

• produksie van gietyster uit ystererts ;

• brandende swael verbindings in spesiale oonde.

Om die verkryging van metale te fasiliteer uit erts rotse word by hulle onderskeie stowwe genoem strome. Hulle help verwyder ongewenste onsuiwerhede soos klei, kalksteen, sand. As gevolg van hierdie proses geproduseer smelt verbindings genoem slag.

In die teenwoordigheid van aansienlike bedrae van onsuiwerhede voor metaal erts smelt verryk deur die verwydering van 'n groot gedeelte van onnodige komponente. Die mees gebruikte metodes vir die behandeling - flotatie, magnetiese en gravitasie metode.

alkalimetale

Massa ontvang alkali metale - 'n komplekse proses. Dit is te wyte aan die feit dat hulle in die natuur aangetref net in die vorm van chemiese verbindings. Aangesien hulle reduseermiddels, hul voorbereiding vergesel deur 'n hoë koste van energie. Daar is verskeie maniere van die verkryging van alkalimetale:

• Li kan voorberei van sy oksied in vacuo of deur smelt elektrolise sy chloried gevorm tydens die verwerking van spodumeen.

• Natrium onttrek deur braai met steenkoolas in verseëlde smelt kroezen of chloried elektrolise van die smelt met byvoeging van kalsium. Die eerste metode is die mees tydrowende.

• Kalium verkry smelt elektrolise of sy soute, natriumdamp wat deur sy chloried. Ook dit is gevorm deur die reaksie van 'n gesmelte kaliumhidroksied en vloeibare natrium by 'n temperatuur van 440 ° C.

• Sesium en rubidium onttrek deur die herstel van hul kalsiumchloried by 700-800 ° C of sirkonium by 650 ° C. Voorbereiding van die alkalie-metaal op hierdie manier is baie energie-intensiewe en duur.

Verskille tussen die metale en legerings

In beginsel, 'n duidelike grens tussen metale en hulle allooie feitlik nie bestaan nie, aangesien selfs die mees suiwer, eenvoudige stowwe is 'n fraksie van onsuiwerhede. So, wat is die verskil tussen hulle? Byna al die metale wat gebruik word in die industrie en in ander takke van die ekonomie, word gebruik in die vorm van legerings verkry deur doelbewus toe te voeg tot hoof chemiese element ander komponente.

legerings

Tegnologie het 'n verskeidenheid van metaal materiaal. In hierdie geval, is suiwer chemiese elemente nie prakties gebruik omdat hulle nie die nodige eienskappe om mense te hê. Vir hul behoeftes het ons verskillende metodes vir die vervaardiging van legerings uitgevind. Hierdie term verwys na 'n makroskopies homogene materiaal, wat bestaan uit twee of meer chemiese elemente. Waarin die metaal komponente is oorheersend in die allooi. Hierdie stof het sy eie struktuur. In legerings onderskei die volgende komponente:

• die fondament, wat bestaan uit een of meer metale;

• klein toevoegings van verandering en legeringselemente;

• geskrap onsuiwerhede (proses, natuurlike, ewekansige).

Dat metaalallooie is die belangrikste strukturele materiaal. In tegnologie, is daar meer as 5000.

soorte legerings

Ten spyte van hierdie verskeidenheid van allooie, die meeste mense speel waarde vir diegene wat gebaseer is op yster en aluminium. Dit is hulle wat die meeste voorkom in die alledaagse lewe. Tipes legerings is anders. Daarbenewens is hulle verdeel volgens verskeie kriteria. Aangesien daar verskillende metodes vir die vervaardiging van legerings. Volgens hierdie maatstaf, is hulle verdeel in:

• allooi, wat verkry word deur kristallisasie van die smelt gemeng komponente.

• Powder, deur gebruik te maak van die kompressie van die mengsel van speserye en die daaropvolgende sintering teen 'n hoë temperatuur. En dikwels komponente van so allooie is nie net eenvoudige chemiese elemente, maar hul onderskeie verbindings soos carbides van titanium of wolfram allooie in die soliede. toe te voeg in verskillende hoeveelhede verander eienskappe van metaal materiaal.

Metodes vir die voorbereiding van allooie in die vorm van 'n voltooide artikel of die werkstuk is verdeel in:

• beslissende (silumin, gietyster);

• vervormbare (staal);

• poeier (titanium tungsten).

tipes legerings

Metodes vir die vervaardiging van metale is anders, en dus vervaardig wat aan hulle verskuldig materiaal het verskillende eienskappe. In die vaste toestand allooie is:

• homogene (uniform), wat bestaan uit kristalle van dieselfde soort. Hulle word dikwels na verwys as enkel-fase.

• Heterogene (heterogene), waarna verwys word as multi-fase. Wanneer dit ontvang word in die basis van die legering is geneem as 'n vaste oplossing (matrix fase). Samestelling heterogene stowwe van hierdie tipe hang af van die samestelling van sy chemiese elemente. Sulke allooie kan die volgende insluit komponente: interstisiële en substitutional soliede oplossings, chemiese verbindings (carbides, inter verbindings, nitrides), kristal van eenvoudige stowwe.

allooi eienskappe

Ongeag van watter metodes van vervaardiging van metale en legerings word gebruik, is hul eiendomme heeltemal bepaal deur die kristalstruktuur van die fases en mikrostruktuur van hierdie materiale. Elkeen van hulle is anders. Die makroskopiese eienskappe van allooie afhang van hul mikrostruktuur. Hulle is in elk geval gekenmerk deur hul fase eienskappe afhanklik uitsluitlik op die kristalstruktuur van die materiaal. Makroskopiese homogeniteit van heterogene (multi) legerings verkry deur eenvormige verspreiding van fases in die metaal matriks.

Die belangrikste eienskappe van die legering word beskou as sweisbaarheid. Anders, hulle is identies metale. So, die legerings het termiese en elektriese geleidingsvermoë, smeebaarheid en reflektiwiteit (glans).

rasse legerings

Verskeie metodes vir die vervaardiging van legerings het toegelaat om 'n persoon om 'n groot aantal van metaal materiaal met verskillende eienskappe en kenmerke bedink. Volgens die doel wat hulle verdeel in die volgende groepe:

• Strukturele (staal, duraluminium, yster). Hierdie groep sluit in, legerings met spesiale eienskappe. Sodat hulle verskil intrinsiek veilig of anti-wrywing eienskappe. Dit sluit in koper en brons.

• Om die laers (Babbitt) vul.

• Vir elektriese verwarming en meetapparaat (nichrome, manganin).

• Vir die produksie van snygereedskap (wen).

In die produksie van mense gebruik ander vorme van metaal materiaal soos lae-smelt, hitte-bestand, korrosiebestande en amorfe legerings. Ook is wyd gebruik magnete en thermoelectrics (teluridy selenide en bismut, lood, antimoon en ander).

ferroalloy

Byna al gesmelt yster in die wêreld gerig is om die produksie van 'n eenvoudige en allooi staal. Dit word ook gebruik in die produksie van ru-yster. yster legerings het sy gewildheid te danke aan die feit dat voordelige eienskappe vir die mens in besit te neem. Hulle is verkry deur die byvoeging aan die eenvoudige chemiese element van die verskillende komponente. Dus, ten spyte van die feit dat verskeie yster legerings vervaardig op die basis van 'n enkele stof, staal en gietysters het verskillende eienskappe. As gevolg van hierdie hulle is verskillende terreine van toepassing. Die meeste staal harder as yster. Verskeie metodes vir die voorbereiding van hierdie metale toelaat om verskillende grade (graad) van hierdie yster legerings te verkry.

Verbeterde eienskappe van die legering

Deur legering metale en 'n paar ander elemente kan materiaal met verbeterde eienskappe te verkry. Byvoorbeeld, die opbrengs krag van suiwer aluminium is 35 MPa. In die voorbereiding van die legering met koper (1,6%), Zn (5,6%), magnesium (2,5%) die indeks meer as 500 MPa.

As gevolg van saamgestelde verskeie verhoudings van verskillende chemiese stowwe verkry kan word metaal materiaal met verbeterde magnetiese, termiese en elektriese eienskappe. Die belangrikste rol in hierdie proses is die allooi struktuur verteenwoordig 'n verspreiding van sy kristalle en tipe bindings tussen die atome.

Staal en yster

Hierdie legerings word geproduseer deur verbindings van yster en koolstof (2%). In die produksie van gelegeer materiaal bygevoeg tot hulle 'n nikkel, chroom, vanadium. Al die gewone tipes staal is verdeel in:

• lae koolstof (0,25% koolstof) wat gebruik word vir die vervaardiging van verskeie konstruksies;

• hoë koolstof (meer as 0,55%) is bedoel vir die produksie van snygereedskap.

Verskillende handelsmerke van allooi staal word gebruik in meganiese ingenieurswese, en ander produkte.

'n allooi van yster met koolstof, wat is die persentasie van 2-4% staan bekend as ru-yster. Die samestelling van hierdie materiaal sluit silikon. Van die verskillende gietyster produkte met goeie meganiese eienskappe.

Nie-ysterhoudende metale

In bykomend tot yster en ander elemente wat gebruik word om 'n verskeidenheid van metaal materiaal te maak. As gevolg van hul verbindings is nie-ysterhoudende legerings. In die lewe, het mense die grootste aansoek materiaal op die basis van gevind:

• Koper, koper genoem. Hulle bevat 5-45% sink. As die inhoud is 5-20%, die koper genoem rooi, en as 20-36% - geel. Daar is koper allooie met silikon, tin, berillium, aluminium. Hulle is bekend as brons. Daar is verskeie tipes van hierdie legerings.

• Lei wat 'n konvensionele soldeersel (tretnik). In hierdie allooi, tot 1 deel van die chemiese pripadaet 2 dele tin. In die produksie van die laers gebruik Babbitt wat is 'n allooi van lood, tin, arseen en antimoon.

• aluminium, titanium, magnesium en berillium, wat liggewig nie-ysterhoudende legerings met 'n hoë sterkte en 'n uitstekende meganiese eienskappe is.

Metodes vir die voorbereiding

Die belangrikste metodes van die verkryging van metale en legerings:

• gietery waarteen die stolling van 'n homogene mengsel van verskillende gesmelte komponente. Vir legerings met behulp van pirometallurgiese metodes vir die verkryging van en elektrometallurgiese metale. Die eerste verpersoonliking gebruik word om rou hitte-energie wat lei tydens die ontbrandingsproses hitte. Verkry deur pirometallurgiese staal in oop-vuurherd oonde en yster in hoogoonde. Wanneer elektrometallurgiese proses roumateriaal verhit in die elektriese boog of induksie oonde. In hierdie geval, die rou materiaal rasslavlyaetsya baie vinnig.

• Powder, waarin die speserye van die komponente wat gebruik word vir die vervaardiging van 'n allooi. As gevolg van hulle druk om 'n sekere vorm gee, en dan gesinterd in spesiale oonde.