Methoden fir Metallen ze kréien. Typen vu Legierungen. Produktioun vun Alkalimetallen

Moderne Mënsch a sengem Alldag ass duerch eng Rei vun Metaller ëmginn. Déi meescht vun den Objeten déi mir benotze sinn dës Chemikalien present. Dëst alles passéiert, well d'Leit e puer Weeër fir Metallen fonnt hunn.

Wat sinn Metalle

Dës anorganesch Chemikalien si wichteg fir Leit. D'Acquisitioun vu Metallen erlaabt eng Persoun méi a méi perfekt Technik ze kreéieren déi eise Liewen verbessert. Wat sinn si? Virun halen den allgemengen Methoden fir Metaller ze kréien, ass et néideg ze verstoe wat se sinn. Metalle sinn eng Grupp vun chemeschen Elementer an der Form vun einfache Substanzen, déi d'charakteristesch Properties:

• Hëtzt a elektresch Leitung;

• héich Plastizitéit;

• Brillanz.

Eng Persoun kann se liicht ënnerscheeden tëschent aneren Substanzen. E charakteristesche Besoin vun alle Metalle sinn d'Präsenz vun engem spezielle Glanz. Et kritt een duerch Reflexiounsfäheg Lichtstrahlen op enger Uewerfläch, déi se net erlaben duerch ze passen. Glitter ass e gemeinsame Besëtz vun alle Metalle, awer et ass ganz kloer a Sëlwermitt manifestéiert.

Bis elo hunn d'Wëssenschaftler 96 sou chemesch Elementer entdeckt, obwuel se net all vun hinnen als offiziell Wëssenschaft erkannt ginn. Si ginn opgedeelt a Gruppen, jee no hieren Charakteristiken. Also déi folgend Metalgen ënnerscheeden:

• Alkaline - 6;

• Alkalesche Welt - 6;

• Iwwergank - 38;

• Lungs - 11;

• Semimetallen - 7;

• Lanthaniden - 14;

• Actiniden - 14.

Virbereedung vu Metallen

Fir eng Legierung ze maachen, ass et nëtzlech fir e Metal aus Naturheil z'erreechen. Native Elementer sinn dës Substanzen déi an der Natur an engem gratis Staat sinn. Dëst beinhalt Platin, Gold, Zinn, Quecksilber. Si ginn vu mechanesche Saachen oder vu chemesche Reagenzegen getrennt.

Déi reschtlech Metalle ginn ausgemaacht andeems se hir Verbindungen veraarbecht ginn. Si sinn a verschiddene Fossilien enthale sinn. Ouer sinn Mineralen a Fielsen, déi Metallverbindungen in der Form vu Oxiden, Karbonaten oder Sulfiden enthalen. Fir hir Produktioun, chemesch Behandlung gëtt benotzt.

METHODEN VUN METAL PRODUCTION:

• Reduktioun vun Oxiden duerch Kuel;

• Zinn aus Zinn Stein;

• Produktioun vu Goss aus Minette ;

• Verbrennen vu Schwefelverbindunge bei spezielle Feeler.

Fir d'Extraktioun vun den Metalle vum Erzfalter ze erliichteren, gi verschidde Substanzen déi Fluxes genannt ginn dobäi. Si hëllefe fir ongewollte Veronsécheren, wéi Tonne, Kalkstein, Sand. Als Resultat vun dësem Prozess ginn d'Schmelzverbindungen kritt, genannt Schlacken.

An der Präsenz vun enger Vergréisserung vu Verierunge gëtt d'Erz bereed, ier d'Metall aus dem Schmelze geschnëtzt gëtt, andeems de meeschten vun den onnéidegen Komponenten ofgeschaf gouf. Déi am meeschte verbreet Methoden vun dëser Behandlung sinn Flotatioun, magnetesch a gravitativ Methoden.

Alkalien

Massproduktioun vun Alkali Metalle gëtt e méi komplizéierte Prozess. Dëst ass wéinst der Tatsaach, datt se an der Natur nëmmen an der Form vu chemesche Verbindungen fonnt ginn. Well se Reduktiounsmechanismen sinn, gëtt hir Produktioun duerch héich Energie kascht. Et gi verschidde Manéiere fir Alkalien Metal ze trennen:

• Lithium kann aus sengem Oxid am Vakuum oder duerch Elektrolyse vun der Schmelz vu senger Chlorid, déi an der Veraarbechtung vu Spudumen gebilt gouf, kritt ginn.

• Natrium ass duerch Calcindatioun vu Soda mat Holzkohlegequipen an dicht geschlossen Téie oder duerch Elektrolyse vun enger Chloridschmelz matt der Kalziumzuel extrahiert. Déi éischt Manéier ass déi meeschten Zäit anzesetzen.

• Kalium gëtt duerch Elektrolyse vun der Schmelz vu sengen Salze gewénkt oder duerch Natriumdampfer duerch seng Chlorid verwandelt. Si gëtt och duerch d'Interaktioun vu geschmolte Kaliumhydroxid a flëssege Natrium bei enger Temperatur vu 440 ° C gebilt.

• Cäsium a Rubidium ginn aus der Reduktioun vun hire Chloriden mat Calcium bei 700-800 ° C oder Zirkonium bei 650 ° C extrahiert. D'Produktioun vun Alkali-Metalle gëtt esou energieintensiv an deier.

Ënnerscheeder tëscht Metal a Legierungen

Eng grondslech kloer Grenz tëscht Metallen an hir Legierungen praktesch existéiert net, well och déi purest, einfache Substanzen e gewëssen Undeel vu Verpakungen hunn. Also, wat ass den Ënnerscheed tëscht hinnen? Praktesch all Metalle an der Industrie an an aner Branchen vun der nationaler Economie ginn an d'Form vun Legierungen benotzt, déi zielgeriicht ginn, andeems si aner Elementer an den Haaptchemieelement ergänzen.

Alloys

D'Technik brauch eng Rei vu metallesche Materialien. Zur selwechter Zäit sinn re chemesch Elementer praktesch net genotzt ginn, well se net d'noutwenneg Properties fir Leit hunn. Fir eis Besoinen erfannen ech verschidde Weeër fir d'Legierungen ze kréien. Mat dësem Ausdrock bedeit ee makro-kopesch homogen Material, dat aus 2 oder méi chemeschen Elementer besteet. An dëser Legierung an der Legierung gëtt Metallkomponenten dominéiert. Dëst Substanz huet seng eege Struktur. An Legierungen hunn déi folgend Komponenten ënnerscheet:

• eng Basis déi aus engem oder méi Metalle besteet;

• kleng kleng Additioune vu Modifizéierungs- an Legierungselementer;

• Ongerechteg Verpässen (technologesch, natierlech, gelegentlech).

Et ass Metalllegierungen déi den Haaptkonstruktiounsmaterial sinn. An der Technik si si méi wéi 5000.

Typen vu Legierungen

Trotz esou eng Rei vu Legierungen, déi wichtegst fir d'Leit sinn déi op Eisen an Aluminium baséieren. Si gi meescht am alldeegleche Liewen fonnt. Typen vu Legierungen sinn verschidden. A si gi vu verschiddene Critèrë gedeelt. Also sinn verschidden Methoden fir d'Produktioun vun Legierungen ginn benotzt. Mat dësem Critère si se ënnerdeelt:

• Goss, déi duerch Kristalliséierung vun enger Schmelz gemëschtent Komponent kritt ginn.

• Pulver, geschaaft duerch Dréit enger Mëschung vu Pulver a spéider Sinterung bei héijer Temperatur. A oft Komponenten vun esou Legelen sinn net nëmmen einfache chemesch Elementer, mee och hir verschidde Verbindungen, wéi Carbide vu Titan oder Wolfram bei héigen Legierungen. Iwwerdribblen hinnen a verschiddene Quantitéite änneren Eegeschafte vun Metallkugele Materialien.

D'Methoden fir d'Legaliséierung vun der Form vun engem fertig Produkter oder Barrett ze divuléieren ginn opgedeelt:

• Schmelz (Silumin, Goss);

• Verformbar (Stol);

• Pulver (Titan, Wolfram).

Typen vu Legierungen

D'Methoden fir Metaller ze kréien, sinn ënnerschiddlech, an d'Materialien vun hinnen hunn verschidden Eegeschaften. An engem festen aggregéierten Zoustand, Legierungen sinn:

• Homogen (homogen), besteet aus Kristalle vum selwechte Type. Si gi sougenannt nëmmen eenzel Phase.

• Heterogen (heterogen), called multiphase. Wann se produzéiert gi sinn eng festeg Léisung (Matrixphase) als Basis vun der Legierung. D'Zuel vu heterogenen Substanzen vun dësem Typ hänkt vun der Zesummesetzung vun hiren chemeschen Elementer. Seng Legierungen kënnen d'folgend Komponenten enthalten: feste Léisunge vun der Einféierung an der Substitutioun, chemescher Verbindungen (Carbide, Intermetalliden, Nitriden), Kristallite vun einfache Substanzen.

Eegeschafte vun Alliéierten

Egal wat Methoden fir d'Metaller a Legierungen produzéieren, ginn hir Properties ganz aus der Kristallstruktur vun de Phasen an der Mikrostruktur vun dësen Materialien festgeluegt. All eenzele vun hinnen ass ënnerschiddlech. D'makroskopesch Eegeschaften vun Legierungen hänken vun hirer Mikrostruktur of. Si ënnerscheeden sech an all Fäll vun de Charakteristiken vun hiren Phasen, déi hänkt vu senger Kristallstruktur vum Material of. Macroskopesch Homogenitéit vu heterogen (Multiphase) Legierungen gëtt duerch e uniforme Verdeelung vu Phasen an der Matrix vum Metall kritt.

Déi wichtegst Eegeschafte vu Legéierungen ass Weldbarkeet. An de Rescht si se identesch mat Metallen. Esou hunn Legierungen eng thermesch an elektresch Leitung, Plastizitéit a Reflexioun (Glanz).

Varietägen vu Legierungen

Verschidde Methoden fir d'Legalisatioun ze kréien erlaben eng Persoun ze erfannen eng grouss Zuel vu metallesche Material mat verschiddene Besoinen an Charakteristiken. Egal wéi hir Zilsetzung si se an d'folgend Gruppen gedeelt:

• Strukturell (Stol, Duralumin, Goss). Dës Grupp ëmfaasst Legierungen mat spezielle Besoinen. Si ënnerscheeden sech och ganz sécher oder antifèrtlech Eegeschaften. Dozou gehéiert Messeng an Bronze.

• Fir Gossing vu Lager (Babbitt).

• Fir elektresch Heizung an Mesurequipement (Nierrom, Manganin).

• Fir d'Produktioun vu Schneiderinstrumenten (gewënnt).

An der Produktioun benotzen d'Leit aner Zorte vu metallesche Matièren, wéi zum Beispill schmëlzerlech, wärmebehandelt, korrosionsbeständeg a amorph Aleg. Magnete a Thermoelektik (Teluride an Seleniden vu Bismut, Blei, Antimon a soss) sinn och heefeg gebraucht.

Eisenlegien

Bal all vun smelted Eisen an der Welt ass an der Produktioun vun einfachen an ënner durchgang Bonneau. Et gëtt och bei der Produktioun vu Goss gebraucht. Alliéierten aus Eisen hunn hir Popularitéit gewiesselt wéinst der Tatsaach, datt si nëtzlech Properties fir eng Persoun hunn. Si goufe kritt andeems verschidde Komponenten zu engem einfache chemesche Element bäibehalen. Also, trotz der Tatsaach, datt verschidde Eisenlegierungen op Basis vun engem eenzegen Stoff gemaach ginn, hunn d'Stahl a Goss gemaach verschidden Eegeschaften. Dowéinst fanne si verschidde Applikatiounen. Déi meescht Stähle ginn huerer wéi Goss. Verschidde Methoden fir dës Metalle ze kréien, erlaabt verschidden Graden (Marken) vun dësen Eisenlegierungen ze kréien.

Verbesserte Proportiounen vu Legierungen

Wéinst der Fusioun vu verschiddenen Metalle an aner chemesch Elementer ass et méiglech Material mat verbesserte Charakteristika ze kréien. Zum Beispill, d'Streck Kraaft ass vum reng Al 35 MPa. An der Produktioun vun enger Legierung vun dësem Metall mat Kof. (1,6%), Zink (5,6%), Magnesium (2,5%), dës Zuel méi héich wéi 500 MPa.

Wéinst der Kombinatioun an ënnerschiddleche Verhältnisser vu verschiddenen chemeschen Substanzen ass et méiglech mat metallesche Materialien mat verbesserte magnetesch, thermesch oder elektresch Eegeschaften ze kréien. D'Haaptroll an dësem Prozess gëtt duerch d'Struktur vun der Legierung gespillt, wat d'Verdeelung vun hiren Kristallen ass an d'Art vu Bindungen tëschent den Atomen.

Stahl a Goss aus Eisen

Dës Alliagen sinn duerch produzéiert awer vun Eisen a Kuelestoff (2%). Zu der Produktioun vun legiertem Material, Nickel, Chrom, an Vanadium ginn zu hinnen addéieren. All konventionell Stähle ginn an Typen opgedeelt:

• Kuelestoff (0,25% Kohlenstoff) gëtt fir d'Produktioun vu verschidde Strukturen agesat;

• Héich Kuelestoff (méi wéi 0,55%) ass fir d'Produktioun vu Schneiderinstrumenten gedéngt.

Verschidde Stäre vun legéierten Stähle ginn an Ingenieurswëssenschaft an aner Produkter benotzt.

D'Legierung vum Eisen mat Kuelestoff, de Prozentsaz vun deem 2-4%, gëtt Goss genannt. D'Kompositioun vun dësem Material beinhalt och Siliconen. Guschti gëtt duerch verschidde Produkter mat guter mechanescher Eegeschaft gegoss.

Nierfaart Metalle

Zousätzlech zu Eisen, aner chemesch Elementer ginn och fir verschidden metallesch Materialien produzéiert. Als Resultat vun der Verbindung ginn d'Néiferlegien elo produzéiert. Am Liewen vun de Leit, Materialien op Basis vun:

• Kupfer, genannt Messing. Si besteet 5-45% Zink. Wann de Contenu 5-20% ass, da gëtt de Messing rout, wann een 20-36% giel. Et gi Legierungen aus Koffer mat Silicium, Zinn, Beryllium, Aluminium. Si ginn Bronzen genannt. Et gi verschidde Typen vun esou Legelen.

• Bleif, wat e konventionell Löt (Trakter) ass. An dëser Legierung ass 1 Deel vun dëser chemescher duerch 2 Deeler vun Zinn bedeckt. Bei der Produktioun vu Lager gëtt Babbitt benotzt, wat eng Legierung vu Blei, Zinn, Arsen an Antimony ass.

• Aluminium, Titan, Magnesium a Beryllium, déi hell faarweg Legierungen mat héich Stäerkt a exzellent mechanesch Eegeschafte sinn.

Methoden fir ze kréien

Déi Haaptmethoden fir Metallen a Legierungen ze kréien:

• Schmelz bei deem de solidification vun engem eenheetleche Mëschung aus verschiddene geschmollte Komponente. Pyrometallurgesch a elektrometallurgesch Methoden fir Metaller ze kréien, ginn benotzt fir Legierungen ze produzéieren. Bei der éischter Variante fir d'Erhéijung vun de Rohmaterialien benotzen d'Wärmekäerkraaft an der Verbrennung vu Brennstoff. D'pyrometallurgesch Method produzéiert Stéier an Off-Hardenofen a Goss an d'Héichiewen. An der elektrometallurgescher Methode gëtt de Rohmaterial an Induktioun oder elektresch Bunnenofhängeger erwëscht. Zur selwechter Zäit ass de Rohmaterial ganz séier entspaant.

• Pulver, an deem Pudder vun hiren Komponenten benotzt fir d'Legierung ze maachen. Dank Drastësch ginn se a bestëmmte Form geformt a sinn an speziellen Ofen gesintert.