Els mètodes per produir els metalls. Tipus d'aliatges. Preparació de metalls alcalins

L'home modern en la seva vida diària està envoltat per una varietat de metalls. La majoria dels articles que fem servir, aquests productes químics són presents. Tot va passar perquè la gent ha trobat diverses maneres de produir metall.

Què és un metall

Aquestes substàncies valuoses per a les persones que participen en la química inorgànica. L'obtenció de metalls permet a una persona per crear una tècnica més perfecta, millora les nostres vides. Què representen? Abans de considerar els mètodes comuns de producció de metalls, cal entendre el que són. Els metalls són un grup d'elements químics en forma de substàncies simples que tenen propietats característiques:

• tèrmica i la conductivitat elèctrica;

• alta ductilitat;

• brillantor.

Un home pot distingir fàcilment d'altres substàncies. Un tret característic de tots els metalls és la presència d'una lluentor especial. Ell ve de la reflexió dels raigs de llum que cau sobre la superfície no es perdi ells. Gloss - és la propietat comuna de tots els metalls, però es manifesta més clarament en plata.

Avui dia, els científics van descobrir 96 d'aquests elements químics, encara que no tots ells són reconeguts per la ciència oficial. Es divideixen en grups en funció de les seves propietats característiques inherents. Per tant els metalls són els següents:

• alcalina - 6;

• alcalina - 6;

• Transició - 38;

• Lleuger - 11;

• semimetalls - 7;

• lantànids - 14;

• actínids - 14.

metalls obtenir

Per tal de fabricar l'aliatge primer ha de rebre el metall a partir del mineral natural. elements nadius - es tracta de substàncies que es troben a la natura en estat lliure. Aquests inclouen platí, or, estany i el mercuri. Estan separats d'impureses mecànicament o per reactius químics.

Els metalls restants s'extreuen mitjançant tractament amb els compostos. Es troben en diversos minerals. Ori - aquesta minerals i roques, que contenen compostos de metalls com òxids, carbonats, o sulfurs. Per a la seva producció utilitzant tractament químic.

Els mètodes per obtenir els metalls:

• recuperació d'òxids de carboni;

• estany de pedra de recepció d'estany;

• producció de ferro colat de mineral de ferro ;

• crema de compostos de sofre en forns especials.

Per facilitar metalls obtenir a partir de roques de mineral s'afegeixen a ells diverses substàncies anomenades fluxos. Ajuden a eliminar les impureses no desitjades, com ara argila, pedra calcària, sorra. Com a resultat d'aquest procés compostos fusibles produïts anomenats escòria.

En presència de quantitats significatives d'impureses abans de la fosa de minerals metàl·lics enriquit per l'eliminació d'una gran part dels components innecessaris. Els mètodes més àmpliament utilitzats per a aquest tractament - de flotació, magnètics i mètode gravitacional.

metalls alcalins

Massa rebre metall alcalí - un procés complex. Això és a causa del fet que es troben en la naturalesa només en la forma de compostos químics. Ja que són agents reductors, la seva preparació acompanyat per alts costos d'energia. Hi ha diverses formes d'obtenció dels metalls alcalins:

• Li es pot preparar a partir del seu òxid en buit o per fusió electròlisi seva clorur format durant el processament de spodumene.

• Sodi extret per torrada amb cendres de carbó en gresols de segellat o l'electròlisi de clorur de la massa fosa amb l'addició de calci. El primer mètode és el que més temps consumeix.

• Potassi obté l'electròlisi en estat fos o les seves sals, de vapor de sodi que passa a través del seu clorur. També es forma per reacció d'un hidròxid de potassi fos i sodi líquid a una temperatura de 440 ° C.

• cesi i rubidi extret per la restauració del seu clorur de calci a 700-800 ° C o de zirconi a 650 ° C. Preparació del metall alcalí d'aquesta manera és molt intensiu d'energia i costós.

Les diferències entre els metalls i aliatges

En principi, un límit clar entre metalls i els seus aliatges pràcticament inexistents, ja que fins i tot les substàncies més pures i simples són una fracció d'impureses. Llavors, quin és la diferència entre ells? Gairebé tots els metalls usats en la indústria i en altres branques de l'economia, s'utilitzen en forma d'aliatges obtingudes mitjançant l'addició a propòsit dels principals element químic altres components.

aliatges

Tecnologia necessita una varietat de materials metàl·lics. En aquest cas, els elements químics purs no s'utilitza pràcticament perquè no tenen les propietats necessàries per a les persones. Per a les seves necessitats hem inventat diversos mètodes per produir aliatges. Aquest terme es refereix a un material macroscòpicament homogènia, que consisteix de dos o més elements químics. On els components metàl·lics són predominants en l'aliatge. Aquesta substància té la seva pròpia estructura. En els aliatges de distingir els següents components:

• la base, que consta d'un o més metalls;

• petites addicions de modificar i elements d'aliatge;

• impureses no esborrats (procés, natural, a l'atzar).

Que els aliatges de metall són el material estructural principal. En la tecnologia, hi ha més de 5.000.

tipus d'aliatges

Tot i aquesta varietat d'aliatges, la majoria de la gent juga valor per a aquells que es basen en ferro i alumini. Són ells els que es troba amb més freqüència en la vida quotidiana. Tipus d'aliatges són diferents. D'altra banda, es divideixen d'acord a diversos criteris. Com que hi ha diferents mètodes per a produir aliatges. D'acord amb aquest criteri, que es divideixen en:

• aliatge, que s'obtenen per cristal·lització dels components barrejats de fusió.

• en pols, mitjançant l'ús de la compressió de la barreja de pols i la posterior sinterització a alta temperatura. I sovint components de tals aliatges no només són elements químics simples, però els seus diversos compostos, com ara carburs de titani o aliatges de tungstè en el sòlid. Addició d'ells en quantitats diferents canviar propietats del metàl·liques materials.

Els mètodes per a la preparació d'aliatges en la forma d'un article acabat o la peça de treball es separa en:

• fosa (Silumin, ferro fos);

• deformable (acer);

• pols (tungstè titani).

tipus d'aliatges

Els mètodes per produir metalls són diferents, i així fabricats a causa de ells materials tenen diferents propietats. En els aliatges d'estat sòlid són:

• homogènia (uniforme), que consisteix en cristalls del mateix tipus. Se'ls coneix com a fase única freqüència.

• Heterogeni (heterogeni), conegut com multi-fase. Quan es reben a la base de l'aliatge es pren com una solució sòlida (fase de matriu). Composició substàncies heterogènies d'aquest tipus depèn de la composició dels seus elements químics. Tals aliatges poden incloure els següents components: solucions sòlides intersticials i de substitució, compostos químics (carburs, compostos intermetàl, nitrurs), cristallets de substàncies simples.

propietats de l'aliatge

Independentment del que es fan servir mètodes de producció de metalls i aliatges, les seves propietats es determinen completament per l'estructura cristal·lina de les fases i la microestructura d'aquests materials. Cada un d'ells són diferents. Les propietats macroscòpiques dels aliatges depenen de la seva microestructura. Ells són, en qualsevol cas es distingeix per les seves característiques de fase depèn únicament de l'estructura cristal·lina del material. homogeneïtat macroscòpica dels aliatges heterogènies (polifàsics) obtinguts mitjançant la distribució uniforme de les fases en la matriu de metall.

Les propietats més importants de l'aliatge es considera que la capacitat de soldadura. Altrament, són metalls idèntics. Per tant, els aliatges tenen conductivitat tèrmica i elèctrica, la ductilitat i la reflectivitat (brillantor).

aliatges de varietats

Diversos mètodes per a la producció d'aliatges han permès a una persona per dissenyar un gran nombre de materials metàl·lics que tenen diferents propietats i característiques. D'acord amb el propòsit que es divideixen en els següents grups:

• Estructural (acer, duralumini, ferro). Aquest grup inclou, aliatges amb propietats especials. Així que difereixen les propietats de seguretat intrínseca o anti-fricció. Aquests inclouen llautó i bronze.

• Per omplir els coixinets (Babbitt).

• Per a la calefacció elèctrica i els equips de mesurament (nicrom, manganina).

• Per a la producció d'eines de tall (guanyar).

En la producció de persones utilitzar altres tipus de materials metàl·lics com ara baix punt de fusió, resistent a la calor, resistent a la corrosió i aliatges amorfes. També estan àmpliament imants i termoelèctriques (seleniur teluridy i bismut, plom, antimoni i altres) usats.

ferroaliatges

Gairebé la totalitat de ferro fos en el món es dirigeix a la producció de simples i acers d'aliatge. També s'utilitza en la producció de ferro colat. aliatges de ferro guanyat la seva popularitat a causa del fet que posseeixen propietats beneficioses per als humans. Ells es van obtenir afegint a l'element químic simple dels diversos components. Per tant, tot i el fet que diversos aliatges de ferro fabricats sobre la base d'una sola substància, acers i ferros fosos tenen diferents propietats. A causa d'això són diferents àmbits d'aplicació. La majoria dels acers més durs que el ferro. Diversos mètodes per preparar aquests metalls permeten obtenir diferents graus (grau) d'aquests aliatges de ferro.

propietats millorades dels aliatges

A través d'aliatge de metalls i alguns altres elements poden obtenir materials amb característiques millorades. Per exemple, el límit elàstic de l'alumini pur és de 35 MPa. En la preparació de l'aliatge de metall de coure (1,6%), Zn (5,6%), magnesi (2,5%) l'índex supera 500 MPa.

A causa de compostos diverses relacions de diferents substàncies químiques poden obtenir materials metàl·lics amb millors propietats magnètiques, tèrmiques o elèctriques. El paper principal en aquest procés és l'estructura de l'aliatge que representa una distribució dels seus vidres i tipus d'enllaços entre els àtoms.

Acer i ferro

Aquests aliatges són produïts per compostos de ferro i carboni (2%). En la producció de materials aliats afegit d'ells un níquel, crom, vanadi. Tots els tipus habituals d'acer es divideix en:

• baix en carboni (0,25% de carboni) que s'utilitza per a la fabricació de diverses construccions;

• alt contingut de carboni (més de 0,55%) es destina a la producció d'eines de tall.

Les diferents marques d'aliatges d'acer s'utilitzen en enginyeria mecànica, i altres productes.

un aliatge de ferro amb carboni, que és el percentatge de 2-4% es diu ferro colat. La composició d'aquest material inclou silici. Dels diversos productes de ferro fos amb bones propietats mecàniques.

metalls no fèrrics

A més de ferro, i altres elements utilitzats per fer una varietat de materials metàl·lics. Com a resultat dels seus compostos són aliatges no fèrrics. A la vida, la gent ha trobat els millors materials de la sol·licitud sobre la base de:

• El coure, llautó flama. Ells contenen 5-45% de zinc. Si el contingut és 5-20%, el bronze flama vermella, i si 20-36% - groc. Hi ha aliatges de coure amb silici, estany, beril·li, alumini. Són anomenats bronzes. Hi ha diversos tipus d'aquests aliatges.

• El plom que representa una soldadura convencional (tretnik). En aquest aliatge, a 1 part de la parts d'estany pripadaet química 2. En la producció dels coixinets antifricció utilitzat que és un aliatge de plom, estany, arsènic i antimoni.

• alumini, titani, magnesi i beril·li, que són aliatges no fèrrics lleugers que tenen alta resistència i excel·lents propietats mecàniques.

Mètodes per a la preparació

Els principals mètodes d'obtenció de metalls i aliatges:

• fosa en què la solidificació d' una mescla homogènia de diferents components fosos. Per aliatges usant procediments pirometalúrgicos per a l'obtenció i metalls electrometalúrgicos. La primera realització s'utilitza per escalfar l'energia tèrmica en brut resultant durant el procés de combustió. Obtingut per l'acer pirometalúrgico en forns de reverber i ferro en els alts forns. Quan la matèria primera procés electrometallurgical s'escalfa en els forns d'arc o d'inducció elèctrica. En aquest cas, el rasslavlyaetsya matèria primera molt ràpidament.

• Powder, en què les pólvores dels seus components que s'utilitzen per a la producció d'un aliatge. A causa de pressionant-per donar una certa forma i, a continuació sinteritzat en forns especials.