MAI MULTE MATERIALE PE TEMA:
În tehnica metalelor înțelegem materiale care au un întreg complex de proprietăți fizice, chimice, tehnologice, operaționale și mecanice specifice.
Proprietățile fizice reflectă comportamentul materialelor în diverse domenii termice, electromagnetice și gravitaționale. Cele mai caracteristice proprietăți fizice ale metalelor includ lustruirea metalului, conductivitatea electrică și termică ridicată, capacitatea de a emite electroni atunci când sunt încălzite, precum și densitatea relativ mare a majorității metalelor.
Proprietățile chimice reflectă capacitatea materialelor de a interacționa cu alte substanțe. Din punct de vedere al proprietăților chimice, metalele sunt elemente chimice situate pe partea stângă a mesei lui Mendeleev. Atomii acestor elemente conțin pe carcasa electronică exterioară un număr mic de electroni care sunt ușor legați de nucleu. Intrând în interacțiunile chimice cu nemetalice, atomii de metal îi dau cu ușurință electronii lor de valență externă și devin ioni încărcați pozitiv.
Proprietățile tehnologice reflectă capacitatea materialelor de a suferi o formă de tratament. Caracteristicile tehnologice cele mai caracteristice ale metalelor includ deformarea lor relativ bună (în special, ștanțarea și maleabilitatea), precum și o bună sudabilitate și capacitatea de a produce produse prin turnare.
Proprietățile operaționale caracterizează comportamentul materialelor în condiții reale de funcționare. Printre proprietățile operaționale ale metalelor se poate distinge rezistența bună la uzură.
Proprietățile mecanice reflectă capacitatea materialelor de a rezista deformării și fracturii sub influența diferitelor tipuri de încărcături. Caracteristicile mecanice cele mai caracteristice ale metalelor sunt ductilitatea și vâscozitatea relativ ridicate, precum și duritatea și rezistența lor.
Proprietățile fizice și chimice ale metalelor sunt cele mai aprofundate studiate în disciplinele "Fizică" și "Chimie". Știința materialelor acordă o mai mare atenție proprietăților mecanice și tehnologice ale materialelor.
Toate metalele sunt împărțite în două grupe mari: metale feroase și metale neferoase.
Metalele negre sunt caracterizate printr-o culoare gri închisă, un punct de topire ridicat și o duritate relativ ridicată. Metalele neferoase au o culoare caracteristică albă, galbenă sau roșie și diferă de metalele feroase prin plasticitate sporită, duritate redusă și punct de topire mai scăzut.
Metalele neagre, la rândul lor, sunt împărțite în 5 grupe:
1. Metalele din grupul de fier - Fe, Co, Ni și Mn.
Fe este baza celor mai obișnuite aliaje din industrie - oțelurile și fontă. Metalele rămase din acest grup sunt utilizate fie ca aditivi la aliaje de fier-carbon, fie ca bază pentru aliajele corespunzătoare (cobalt, nichel, etc.).
2. Metale refractare - Ti, V, Cr, Mo, W, etc.
Metalele din acest grup au un punct de topire mai mare decât cel al fierului, adică mai mult de 1539 ° С.
Ele sunt de obicei utilizate ca aditivi la oțeluri aliate sau ca bază pentru aliaje speciale (de exemplu, titan sau crom). Tungsten în formă pură este utilizat pentru fabricarea filamentelor cu electrolampuri strălucitoare.
3. metale sau actinide de uraniu - Ac, Th, etc. Acestea sunt utilizate, de regulă, pentru producerea de aliaje utilizate în ingineria energetică nucleară.
4. metale rare sau lantanide - La, Ce etc. Aceste metale sunt de obicei găsite într-o formă mixtă și au proprietăți similare. Ele sunt folosite pentru a face aliaje speciale care au proprietăți fizice speciale și alte proprietăți.
5. Metale alcaline - Li, Na, K, etc. Ele se disting prin activitate chimică ridicată și, prin urmare, nu sunt utilizate în formă liberă.
Metalele neferoase sunt împărțite în 3 grupe:
1. Metale ușoare - Al, Mg, Be. Au o densitate relativ scăzută. Al din cauza conductivității electrice ridicate este utilizat pe scară largă pentru fabricarea firelor electrice. În plus, Al este utilizat pentru a produce aliaje de aluminiu utilizate pe scară largă în inginerie.
2. Metale nobile - Ag, Au, Pt etc.
inclusiv Cu. Aceste metale se caracterizează prin plasticitate ridicată, conductivitate electrică și rezistență la coroziune. Datorită acestor proprietăți, acestea sunt utilizate pe scară largă în microelectronică și bijuterii. Cuprul este de asemenea folosit pentru a produce bronz și alama. Lingourile de metale prețioase, plasate în bănci, joacă rolul de bani reali.
3. Metale ușor topite - Sn, Pb, Zn, Hg, etc. Au un punct de topire relativ scăzut. Punctul de topire al mercurului (Hg) este sub temperatura camerei și, prin urmare, acest metal în condiții normale este lichid. Sn și Pb sunt utilizate pentru producerea de aliaje de lipit, acele aliaje folosite pentru îmbinarea pieselor prin lipire.
Cel mai comun metal pe glob este aluminiu (8,8%). Pe locul doi se află fierul (4,65%), care este și unul dintre cele mai ieftine metale.
2.2 Legarea interatomică metalică și modelul "gaz electronic"
Caracteristicile caracteristice ale metalelor menționate mai sus, în cea mai mare parte, pot fi explicate prin specificul interacțiunii interatomice și a caracteristicilor structurii metalelor. Atomii metalelor în stare solidă sunt interconectați printr-un tip special de legătură chimică, care se numește legătura metalică. O astfel de relație este stabilită prin socializarea tuturor electronilor de valență de către atomii materialului. Valerii electroni, care au pierdut contactul cu atomii lor, par să aparțină întregului metal ca întreg și, fiind relativ liber, se formează în volumul de metal așa-numitul "gaz electronic" sau mai precis "lichid electronic". În același timp, atomii înșiși devin ioni încărcați pozitiv. Astfel, la nivel atomic, metalele arata ca un set de ioni incarcati pozitiv localizati la nodurile laturii cristaline, care sunt spalati de un gaz de electroni relativ liber sau altfel de un "electron de lichid" (figura 7).
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: