Fremgangsmåder til fremstilling af metaller. Typer af legeringer. Fremstilling af alkalimetaller

Det moderne menneske i sit daglige liv er omgivet af en række metaller. De fleste elementer, som vi bruger, disse kemikalier er til stede. Det hele skete, fordi folk har fundet forskellige måder at producere metal.

Hvad er et metal

Disse værdifulde stoffer til mennesker involveret i uorganisk kemi. Indhentning metaller tillader en person at skabe en mere perfekt teknik, forbedrer vores liv. Hvad gør de repræsenterer? Før vi overveje de almindelige metoder til at producere metaller, er det nødvendigt at forstå, hvad de er. Metaller er en gruppe af kemiske elementer i form af simple stoffer med karakteristiske egenskaber:

• termisk og elektrisk ledningsevne;

• høj duktilitet;

• glans.

En mand kan nemt skelne dem fra andre stoffer. Et karakteristisk træk ved alle metaller er tilstedeværelsen af en særlig glans. Han kommer fra refleksion af lysstråler, der falder på overfladen gå ikke glip af dem. Gloss - er fælles ejendom alle metaller, men det er mest tydeligt manifesteret i sølv.

I dag, opdagede forskerne 96 af disse kemiske elementer, men ikke alle af dem er anerkendt af officielle videnskab. De er inddelt i grupper afhængigt af deres iboende karakteristiske egenskaber. metaller er således følgende:

• alkaline - 6;

• alkaline - 6;

• overgang - 38;

• Let - 11;

• halvmetaller - 7;

• lanthanider - 14;

• aktinider - 14.

opnå metaller

For at fremstille legeringen efter forudgående metallet fra naturlige malm. Native elementer - disse er stoffer, der findes i naturen i fri form. Disse omfatter platin, guld, tin og kviksølv. De er adskilt fra urenheder mekanisk eller ved kemiske reagenser.

De resterende metaller ekstraheres ved behandling med forbindelserne. De findes i forskellige mineraler. Malm - dette mineraler og sten, som indeholder metalforbindelser som oxider, carbonater eller sulfider. Til fremstilling under anvendelse af kemisk behandling.

Fremgangsmåder til opnåelse af metaller:

• genvinding af carbonoxider;

• tin fra tin modtagende sten;

• produktion af støbejern fra jernmalm ;

• afbrænding af svovlforbindelser i særlige ovne.

For at lette opnå metaller fra malm klipper føjes til dem forskellige stoffer kaldet flusmidler. De hjælper fjerne uønskede urenheder såsom ler, kalksten, sand. Som et resultat af denne proces producerede smeltelige forbindelser kaldet slagge.

I nærværelse af signifikante mængder af urenheder før malm smeltning beriget ved fjernelse af en stor del af unødvendige komponenter. De mest almindeligt anvendte metoder til denne behandling - flotation, magnetiske og tyngdefelt metode.

alkalimetaller

Masse modtager alkalimetal - en kompleks proces. Dette skyldes det faktum, at de findes i naturen kun i form af kemiske forbindelser. Da de er reduktionsmidler, deres forberedelse ledsaget af høje energiomkostninger. Der er flere måder at opnå alkalimetaller:

• Li kan fremstilles ud fra dens oxid i vakuum eller ved smelte elektrolyse sin chlorid dannet under bearbejdning spodumene.

• Natrium ekstraheret ved ristning med kulaske i forseglede smeltedigler eller chlorid elektrolyse af smelten med tilsætning af calcium. Den første metode er den mest tidskrævende.

• Kalium opnåede smelte elektrolyse eller dets salte, natrium damp går gennem dets chlorid. det er også dannet ved omsætning af en smeltet kaliumhydroxid og flydende natrium ved en temperatur på 440 ° C.

• Cæsium og rubidium ekstraheret ved genoprette deres calciumchlorid ved 700-800 ° C eller zirconium ved 650 ° C Fremstilling af alkalimetallet på denne måde er meget energikrævende og bekostelig.

Forskelle mellem metaller og legeringer

I princippet en klar grænse mellem metaller og legeringer heraf praktisk talt ikke-eksisterende, da selv den mest rene, enkle stoffer er en brøkdel af urenheder. Så hvad er forskellen mellem dem? Næsten alle metaller, der anvendes i industrien og i andre grene af økonomien, anvendes i form af legeringer fremstillet ved tilsætning målrettet til vigtigste kemisk element andre komponenter.

legeringer

Teknologi har brug for en bred vifte af metaller. I dette tilfælde er rene kemiske elementer ikke praktisk anvendt, fordi de ikke har de nødvendige egenskaber til mennesker. Til deres behov har vi opfundet forskellige metoder til at producere legeringer. Dette udtryk refererer til en makroskopisk homogent materiale, som består af to eller flere grundstoffer. Hvor de metalliske komponenter er fremherskende i legeringen. Dette stof har sin egen struktur. I legeringer skelnes mellem følgende komponenter:

• fundamentet, der består af et eller flere metaller;

• små tilsætninger af modificering og legeringselementer;

• uslettede urenheder (proces, naturlig, tilfældig).

At metallegeringer er de vigtigste strukturelle materiale. I teknologi, der er mere end 5.000.

former for legeringer

På trods af denne række legeringer, de fleste mennesker spiller værdi for dem, der er baseret på jern og aluminium. Det er dem, der oftest findes i hverdagen. Typer af legeringer er forskellige. Desuden er de opdelt ifølge flere kriterier. Da der er forskellige metoder til fremstilling af legeringer. Ifølge dette kriterium, er de opdelt i:

• legering, som opnås ved krystallisering af smelten blandet komponenter.

• Pulver, ved hjælp af kompression af blandingen af pulvere og efterfølgende sintring ved høj temperatur. Og ofte komponenter af sådanne legeringer er ikke kun simple kemiske elementer, men deres forskellige forbindelser såsom carbider af titanium eller wolfram legeringer i fast stof. Tilsætte dem i forskellige mængder ændre egenskaber af metalliske materialer.

Fremgangsmåder til fremstilling af legeringer i form af en færdig artikel eller arbejdsemnet adskilles i:

• støbning (silumin, støbejern);

• deformerbare (stål);

• pulver (titan wolfram).

typer af legeringer

Fremgangsmåder til fremstilling af metaller er forskellige, og således fremstillede grund til dem materialer har forskellige egenskaber. I fast tilstand legeringer er:

• homogen (ensartet), som består af krystaller af samme type. De er ofte omtalt som enfaset.

• Heterogen (heterogen), kaldet multi-fase. Når de modtages i bunden af legeringen tages som en fast opløsning (matrix fase). Sammensætning heterogene stoffer af denne type afhænger af sammensætningen af sine kemiske elementer. Sådanne legeringer kan omfatte følgende komponenter: interstitielle og substitutionelle faste opløsninger, kemiske forbindelser (carbider, intermetalliske forbindelser, nitrider), krystallitter af enkle stoffer.

legeret egenskaber

Uanset hvad der anvendes fremgangsmåder til fremstilling af metaller og legeringer, er deres egenskaber helt bestemt af krystalstrukturen af faserne og mikrostruktur af disse materialer. Hver af dem er forskellige. De makroskopiske egenskaber af legeringer afhænger af deres mikrostruktur. De er under alle omstændigheder adskiller sig ved deres fasekarakteristik afhængige udelukkende på krystalstrukturen af materialet. Makroskopisk homogenitet heterogene (flerfasede) legeringer fremstillet ved ensartet fordeling af faser i metallet matrix.

De vigtigste egenskaber af legeringen betragtes svejsbarhed. Ellers er de identiske metaller. Således legeringer har termisk og elektrisk ledningsevne, duktilitet og refleksionsevne (glans).

sorter legeringer

Forskellige fremgangsmåder til fremstilling af legeringer har tilladt en person til at udtænke et stort antal metalliske materialer med forskellige egenskaber og karakteristika. Ifølge formål de er opdelt i følgende grupper:

• Strukturel (stål, duralumin, jern). Denne gruppe omfatter, legeringer med særlige egenskaber. Så de adskiller egensikre eller anti-friktionsegenskaber. Disse omfatter messing og bronze.

• For at fylde lejer (Babbitt).

• For elvarme og måleudstyr (nichrom, Manganinmålere).

• Til fremstilling af skærende værktøjer (vinde).

I produktionen af mennesker bruger andre typer af metalliske materialer, såsom lavtsmeltende, varmeresistente, korrosionsbestandige og amorfe legeringer. Også er meget udbredt magneter og thermoelectrics (teluridy selenid og bismuth, bly, antimon og andre).

ferroalloy

Næsten alle smeltes jern i verden er rettet mod produktion af enkle og legeret stål. Det er også anvendes i produktionen af støbejern. jernlegeringer fik sin popularitet på grund af det faktum, at besidder gavnlige egenskaber for mennesker. De blev opnået ved tilsætning til simpel kemisk element af de forskellige komponenter. På trods af den kendsgerning, at forskellige jernlegeringer fremstilles på basis af et enkelt stof, stål og støbejern har forskellige egenskaber. På grund af dette er de forskellige anvendelsesområder. De fleste stål hårdere end jern. Forskellige fremgangsmåder til fremstilling af disse metaller muligt at opnå forskellige kvaliteter (kvalitet) af disse jernlegeringer.

Forbedrede egenskaber af legeringerne

Gennem legeringsmetaller og nogle andre elementer kan opnå materialer med forbedrede egenskaber. For eksempel flydespændingen af ren aluminium er 35 MPa. Ved fremstillingen af metallegeringen med kobber (1,6%), Zn (5,6%), magnesium (2,5%) indekset overstiger 500 MPa.

På grund af sammensatte forskellige forhold af forskellige kemiske stoffer kan opnås metalliske materialer med forbedrede magnetiske, termiske eller elektriske egenskaber. Den vigtigste rolle i denne proces er legeringen struktur repræsenterer en fordeling af sine krystaller og type af bindinger mellem atomerne.

Stål og jern

Disse legeringer er produceret af forbindelser med jern og carbon (2%). I produktionen af legerede materialer føjet til dem en nikkel, chrom, vanadium. Alle de sædvanlige typer af stål er opdelt i:

• lav carbon (0,25% carbon), der anvendes til fremstilling af forskellige konstruktioner;

• høj carbon (mere end 0,55%) er beregnet til fremstilling af skærende værktøjer.

Forskellige mærker af legeret stål anvendes i maskinindustrien, og andre produkter.

en legering af jern med carbon, som er procentdelen af 2-4% kaldes råjern. Sammensætningen af dette materiale omfatter silicium. Af de forskellige støbejern produkter, der har gode mekaniske egenskaber.

Ikke-jernholdige metaller

Foruden jern og andre elementer anvendes til at fremstille en række forskellige metaller. Som følge af deres forbindelser er ikke-jernholdige legeringer. I livet, har folk fundet de største ansøgningsmateriale på grundlag af:

• Kobber, messing kaldet. De indeholder 5-45% zink. Hvis indholdet er 5-20%, messing kaldet rød, og hvis 20-36% - gul. Der er kobberlegeringer med silicium, tin, beryllium, aluminium. De kaldes bronze. Der findes flere typer af disse legeringer.

• Bly repræsenterer en konventionel loddemetal (tretnik). I denne legering, til 1 del af den kemiske pripadaet 2 dele tin. Ved fremstillingen af lejer anvendes Babbitt, som er en legering af bly, tin, arsen og antimon.

• aluminium, titan, magnesium og beryllium, der er letvægts ikke-jernholdige legeringer med høj styrke og fremragende mekaniske egenskaber.

Fremgangsmåder til fremstilling

De vigtigste metoder til opnåelse af metaller og legeringer:

• støberi, hvor størkningen af en homogen blanding af forskellige smeltede komponenter. For legeringer under anvendelse pyrometallurgiske fremgangsmåder til opnåelse og electrometallurgical metaller. Den første udførelsesform anvendes til at opvarme rå termisk energi resulterer under forbrændingsprocessen. Fremstillet ved pyrometallurgisk stål i Siemens-Martin ovne og jern i højovne. Når electrometallurgical proces råmateriale opvarmes i den elektriske lysbue eller induktionsovne. I dette tilfælde råmaterialet rasslavlyaetsya meget hurtigt.

• Pulver, hvor pulverne af de forskellige bestanddele, der anvendes til fremstilling af en legering. På grund af at trykke dem til at give en bestemt form, og derefter sintret i særlige ovne.