Metale și aliaje utilizate în tipărire
Metalele conduc căldura și curentul electric bine, adică sunt conductive termic și conductive din punct de vedere electric. Cea mai mare conductivitate electrică este argintul Ag, cuprul Cu, aluminiu Al, aurul Au și Fe fier.
Cuprul și aluminiu fac fire electrice.
Proprietatea caracteristică a metalelor este plasticitatea. Plasticitatea este proprietatea metalelor de a schimba forma.
Metalele își schimbă forma după impact. Într-o stare foarte caldă sunt falsificate. Ele pot fi laminate în foi, trase într-un fir. În consecință, metalele sunt ductile și forjate. Numai manganul de Mn, antimoniul Sb și bismutul Bi sunt fragile.
Scopul acestei lucrări este de a lua în considerare metalele și aliajele utilizate în tipărire.
2. Proprietățile fizice ale metalelor și aliajelor
În prezent sunt cunoscute 104 elemente, dintre care 84 sunt metale.
Toate metalele, cu excepția mercurului Hg, sunt solide. Ele au un luciu metalic caracteristic. Dar metalele strălucesc doar în bucăți.
Toate metalele, cu excepția magneziului Mg și a aluminiului de aluminiu, sub formă de pulbere, au o culoare gri și negru.
Metalele conduc căldura și curentul electric bine, adică sunt conductive termic și conductive din punct de vedere electric. Cea mai mare conductivitate electrică este argintul Ag, cuprul Cu, aluminiu Al, aurul Au și Fe fier. Cuprul și aluminiu fac fire electrice.
Proprietatea caracteristică a metalelor este plasticitatea. Plasticitatea este proprietatea metalelor de a schimba forma.
Metalele își schimbă forma după impact. Într-o stare foarte caldă sunt falsificate. Ele pot fi laminate în foi, trase într-un fir. În consecință, metalele sunt ductile și forjate. Numai manganul de Mn, antimoniul Sb și bismutul Bi sunt fragile.
În plus față de proprietățile fizice generale, fiecare metal are proprietăți inerente numai în el.
De exemplu, metalele diferă în funcție de duritate. Cel mai greu metal este cromul Cr, cel mai moale - Na sodiu și potasiu K.
Metalele diferă în funcție de greutatea lor specifică. Metalele, care au o greutate specifică mai mică de cinci, se numesc plămâni. Potasiu, sodiu și aluminiu sunt metale ușoare.
Metalele, care au o greutate specifică mai mare de cinci, se numesc metale grele. Zinc Zn, fierul Fe și aurul Au sunt metale grele.
Metalele diferă unele de altele în punctul de topire (tpl). De exemplu, cesiul Cs se topește la o temperatură de + 28,5 ° C. Este un metal cu punct de topire scăzut. Cel mai refractar metal este wolframul W. Punctul său de topire este + 3370 ° C. Tungstenul este fabricat din filamente de lămpi electrice.
3. Proprietăți chimice ale metalelor și aliajelor.
Proprietatea chimică principală a metalelor este capacitatea atomilor lor de a da cu ușurință electronii de valență și de a trece în ioni încărcați pozitiv. Metalele tipice nu atrag niciodata electroni; ionii lor sunt întotdeauna încărcați pozitiv.
Distribuind cu ușurință electronii de valență în reacțiile chimice, metalele tipice sunt agenți reducători energetici.
Abilitatea de a retrage electronii nu este aceeași pentru metalele individuale. Cu cât metalul își dă mai ușor electronii, cu atât este mai activ, cu atât mai energic intră în interacțiune cu alte substanțe.
Să lăsăm o bucată de zinc într-o soluție de sare de plumb. Zincul începe să se dizolve, iar plumbul este eliberat din soluție. Reacția este exprimată prin ecuația:
Zn + Pb (N03) 2 = Pb + Zn (N03) 2
Rezultă din ecuația că această reacție este o reacție tipică de reducere a oxidării. Esența sa se reduce la faptul că atomii de zinc își dau electronii de valență ionilor divalenți ai plumbului, transformându-se astfel în ioni de zinc, iar ionii de plumb sunt reduși și eliberați ca plumb metalic. Dacă faceți opusul, adică, scufundați o bucată de plumb într-o soluție de sare de zinc, atunci nu se va produce nici o reacție. Aceasta arată că zincul este mai activ decât plumbul, că atomii săi sunt mai ușor de dat și că ionii sunt mai greu de atașat de electroni decât de atomii și ionii de plumb.
Deplasarea unor metale din compușii lor de alte metale a fost studiată mai întâi în detaliu de către omul de știință rus Beketov, care a aranjat metalele în funcție de scăderea activității lor chimice în așa-numita "serie de dislocări". În prezent, seria de deplasări a lui Beketov este numită o serie de stresuri.
Tabelul 2 prezintă valorile potențialelor electrodului standard ale unor metale. Simbolul Me + / Me reprezintă metalul Me imersat într-o soluție de sare a acestuia. Potențialele standard ale electrozilor, care acționează ca agenți reducători în ceea ce privește hidrogenul, au semnul "-", iar semnul "+" indică potențialul standard al electrozilor care sunt oxidanți.
Potențialul electrodului standard al metalelor.
Fier, aranjate în ordinea crescătoare a potențialului lor de electrod standard și formează o serie electrochimică metalelor tensiuni: Li, Rb, K, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H, Sb, Bi, Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au.
Un număr de solicitări caracterizează proprietățile chimice ale metalelor:
1. Cu cât este mai mic potențialul electrodului unui metal, cu atât este mai mare capacitatea sa de reducere.
2. Fiecare metal este capabil să înlocuiască (restabilească) de soluțiile de săruri acele metale care stau într-o serie de solicitări după el.
3. Toate metalele care au un potențial electrod standard negativ, adică situate într-o serie de solicitări din stânga hidrogenului, pot să-l înlocuiască din soluții acide.
Trebuie notat faptul că seria prezentată caracterizează comportamentul metalelor și sărurilor lor numai în soluții apoase și la temperatura camerei. În plus, trebuie avut în vedere faptul că activitatea electrochimică ridicată a metalelor nu înseamnă întotdeauna activitatea sa chimică ridicată. De exemplu, un număr de solicitări începe cu litiu, în timp ce din punct de vedere chimic, rubidiul și potasiul chimic sunt în partea dreaptă a litiului. Aceasta se datorează energiei extrem de ridicate de hidratare a ionilor de litiu în comparație cu ionii altor metale alcaline.
4. Aliaje. Cerințe privind aliajele și tipurile de aliaje.
Solid, rezistent la coroziune, bine turnat în matrițe
94,3% Al 4% Cu + Mn + Mg
Ușoară, are rezistență ridicată și conductivitate electrică
Firuri, piese de aeronavă
Rezistența electrică este independentă de temperatură
Ductil, rezistent la coroziune, are o conductivitate electrică ridicată
Produse din oțel inoxidabil, contacte electrice și altele
84% Cu 12% Mn 4% Ni
Rezistență electrică mare, care se dilată ușor atunci când este încălzită
67% Ni 29% Cu 1,7% Fe 1% Mn + C + Mg
Are rezistență ridicată, rezistentă la coroziune
Pompe, șuruburi pentru aeronave, echipamente chimice
62% Cu 15% Ni 22% Zn
Produse cutite, instrumente chirurgicale
85,1% Fe 13,7% Cr 0,3% C + Ni + Mn + Si
Produse cuțite, echipamente chimice, rulmenți cu bile
80% Ni 19,5% Cr + Ti + Al
Punct de topire ridicat
Lame de turbine cu gaz
77,3% Ni 21% Cr + Mn + Fe
Rezistență electrică mare, care se dilată ușor atunci când este încălzită
88% Cu 10% Sn 2% Zn
Durabil, rezistent la uzură și rezistent la coroziune
Rulmenți, unelte și altele
98,4% Fe 0,8% C + Mn + Si + P
Rezistență ridicată la tracțiune
Structuri metalice, sârme, lame de ras
90% Cu 9,7% SnO 0,3% P
Durabilă, rezistentă la coroziune
Lagare, șuruburi de navă
5. Metode de încercare pentru tipărirea aliajelor.
Metodele de testare a metalelor și a aliajelor sunt determinarea noilor caracteristici mecanice ale materialelor de testare atunci când se apasă indenterul fără a distruge produsele. Se propune un model matematic al procesului.
Au fost implementate două versiuni ale procedurii de testare, care permit determinarea mai fiabilă a caracteristicilor proprietăților mecanice. Au fost efectuate lucrări pentru a asigura principiul asemănării în punerea în aplicare a testelor prin diferiți indicatori.
Metodele permit obținerea informațiilor sistematice despre proprietățile diferitelor materiale, fără a le distruge
Crearea teoriei participării componentelor soluției la procesele de dizolvare a metalelor în stare activă.
Dezvoltarea și fundamentarea experimentală a noțiunilor caracterului pas cu pas al proceselor de descărcare-ionizare a metalelor care dau cationi multivalenți în timpul dizolvării.
Crearea teoriei dizolvării active a aliajelor. Elucidarea naturii proceselor care determină propensitatea metalelor și a aliajelor să treacă într-o stare pasivă.
Dezvoltarea bazelor teoretice ale proceselor locale de coroziune (pitting, ulcer, coroziune intercristalină, dizolvare structural-selectivă) a metalelor și a aliajelor. Investigarea efectului elementelor de impurități (S, Mn, C, P, B, Si, N) și format din eterogenizării structurale (segregarea fazelor secundare, incluziunile nemetalice) în metale și aliaje asupra tendinței lor la coroziune localizată (ulcer, corodare, intergranulare) .
Investigarea particularităților proceselor de coroziune ale compușilor metalici de tranziție (carburi, nitruri, intermetalide etc.) și materiale compozite pe baza acestora.
Crearea de noi metode de studiere a dizolvării și pasivării metalelor, inclusiv utilizarea metodelor fizice (Ozhega), electronică raster, spectroscopie fotoelectronică cu raze X etc.
Dezvoltarea de metode accelerate de testare a metalelor și a aliajelor pentru rezistența la coroziune de diferite tipuri.
Dezvoltarea metodelor de protecție împotriva coroziunii a echipamentelor metalice și a structurilor din industriile de conducere (de fabricație și de transport a conductelor de petrol și gaze și apă de funcționare de încălzire, producerea de energie, materiale de ambalare rezistente la coroziune pentru conserve și industria alimentară, etc.).
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: