Что делают из металлов: Применение металлов и их сплавов — урок. Химия, 9 класс.

alexxlab | 06.06.2023 | 0 | Разное

Применение металлов и их сплавов. Прошлое и сегодня.

О том, что свойства металлов меняются при их сплавлении, стало известно ещё в древности. 5 тысяч лет тому назад наши предки научились делать бронзу — смесь олова с медью. Бронза по твёрдости превосходит оба металла, входящие в её состав.

Свойства чистых металлов, как правило, не соответствуют необходимым требованиям, поэтому практически во всех сферах человеческой деятельности используют не чистые металлы, а их сплавы. Это материал, который образуется в результате затвердения расплава двух или нескольких отдельных веществ. В их состав, кроме металлов могут входить также неметаллы, например, такие как углерод или кремний.

Добавляя в определённом количестве примеси других металлов и неметаллов, можно получить многие тысячи материалов с самыми разнообразными свойствами, в том числе и такими, каких нет ни у одного из составляющих смесь элементов. Сплав по сравнению с исходным металлом может быть механически прочнее и твёрже, со значительно более высокой или низкой температурой плавления, устойчивее к коррозии, устойчивее к высоким температурам,практически не менять своих размеров при нагревании или охлаждении и т. д.

Применение в качестве конструкционных материалов

Сплавы, используемые для изготовления различных конструкций, должны быть прочными и легко обрабатываемыми. В строительстве и в машиностроении наиболее широко используются смеси железа и алюминия. Такие сплавы железа, как стали, отличаются высокой прочностью и твёрдостью. Их можно ковать, прессовать, сваривать.

Чугуны используют для изготовления массивных и очень прочных деталей. Например, раньше из чугуна отливали радиаторы центрального отопления, канализационные трубы, до сих пор изготавливают котлы, перила и опоры мостов. Изделия из чугуна изготавливаются с применением литья.

Сплавы алюминия, используемые в конструкциях, наряду с прочностью должны отличаться лёгкостью. Дюралюминий, силумин — соединения алюминия, они незаменимы в самолёто-, вагоно- и кораблестроении. В некоторых узлах самолётов используются смеси магния, очень лёгкие и жароустойчивые.

В ракетостроении применяют лёгкие и термостойкие соединения на основе титана. Для улучшения ударопрочности, коррозионной стойкости, износоустойчивости сплавы легируют — вводят специальные добавки. Добавка марганца делает сталь ударопрочной. Чтобы получить нержавеющую сталь, в состав смеси вводят хром.

Инструментальные сплавы

Предназначены для изготовления режущих инструментов, штампов и деталей точных механизмов. Такие соединения должны быть износостойкими и прочными, причём при разогревании их прочность не должна существенно уменьшаться. Таким требованиям отвечают, например, нержавеющие стали, которые прошли специальную обработку (закалку).

Добавление к сплавам веществ, улучшающих их свойства, называют легированием. Для придания необходимых свойств инструментальные стали, как правило, легируют вольфрамом, ванадием или хромом.

Применение в электротехнической промышленности, электронике и приборостроении

Сплавы служат незаменимым материалом при изготовлении особо чувствительных и высокоточных приборов, различного рода датчиков и преобразователей энергии. Например, на изготовление сердечников трансформаторов и деталей реле идёт смесь никеля. Отдельные детали электромоторов изготавливаются из соединений кобальта. Сплав никеля с хромом — нихром, отличающийся высоким сопротивлением — используется для изготовления нагревательных элементов печей и бытовых электроприборов.

Из сеодинений меди в электротехнической промышленности и в приборостроении наиболее широкое применение находят латуни и бронзы. Латуни незаменимы при изготовлении приборов, деталью которых являются запорные краны. Такие приборы используются в сетях подачи газа и воды. Бронзы идут на изготовление пружин и пружинящих контактов.

Применение легкоплавких сплавов

Главным востребованным свойством является заданная низкая температура плавления. Это свойство, в частности, используется для пайки микросхем. Кроме того, эти соединения должны иметь определённую плотность, прочность на разрыв, химическую инертность, теплопроводность.

Легкоплавкие смеси производят из висмута, свинца, кадмия, олова и других металлов. Такие сплавы используют в термодатчиках, термометрах, пожарной сигнализации, например, сплав Вуда. А также в литейном деле для производства выплавляемых моделей, для фиксации костей и протезирования в медицине. Соединение натрия с калием (температура плавления –12,5 °С) используется как теплоноситель для охлаждения ядерных реакторов. Легкоплавкие смеси используются в литейном деле, незаменимы в датчиках пожарной сигнализации

Применение в ювелирном деле

Применение в чистом виде драгоценных металлов в ювелирном деле не всегда оправдано и целесообразно из-за их дороговизны, физических и химических особенностей. Для придания ювелирным изделиям из золота большей твёрдости и износостойкости используются сплавы с другими металлами. Самая лучшая добавка — это серебро (понижает температуру плавления) и медь (повышает твёрдость). Чистое золото используют очень редко, так как оно слишком мягкое, легко деформируется и царапается.

Из смеси золота с 10–30 % других благородных металлов (платины или палладия) изготавливают форсунки лабораторных приборов, а из соединений с 25–30 % серебра — ювелирные изделия и электрические контакты.

Сплавы в искусстве

Оловянная бронза (смесь меди с оловом) — один из первых освоенных человеком соединений металлов. Она обладает большей, по сравнению с чистой медью, твёрдостью, прочностью и более легкоплавка. Бронзы успешно применяют для получения сложных по конфигурации отливок, включая художественное литьё. Классической маркой бронзы является колокольная бронза.

Одно из новых направлений в искусстве — производство художественных литых изделий из чугуна. Литые изделия из чугуна существенно превосходят по качеству кованые изделия. Чугун — металл гораздо более хрупкий и не такой ковкий, как сталь. Но даже из такого, казалось бы, грубого материала можно получать настоящие произведения литейного искусства способом литья, например, такие как литые лестницы или решётки на окна. Такие изделия подвержены лишь поверхностной коррозии и не требуют тщательного ухода.

Информация взята с сайта: yaklass.ru

Металлы в технике, металлы в строительстве.

цветной металлопрокат

Металлы применяются во всех отраслях промышленности  и хотя современная техника немыслима без использования не металлических материалов, всё равно металлы являются основной составляющей.    В обиходе считается, что есть чёрные металлы и цветные. К чёрным относятся железо и его сплавы.  Эти продукты являются важнейшими и основными конструкционными материалами в технике и  в промышленном производстве.  Остальные металлы относят к цветным.

Физические свойства металлов обуславливают применения их  в различных технических устройствах и оборудовании.   Металлы, обладающие высокой электропроводностью – серебро, медь, алюминий  используют в электротехнической промышленности. Лёгкие и прочные металлы  незаменимы в самолётостроении и авто строении.  Автомобили, самолёты и другая транспортная техника не мыслима без титана и алюминия.  Для улучшения потребительских свойств техники разрабатывают и применяют сплавы металлов.  В частности, дюралюминий – сплав алюминия с медью,  магнием и марганцем.  Современные самолёты на 75-80% состоят из дюралюминия.  Дюралюминий, обладающий лёгкостью алюминия и, благодаря добавкам, большой прочностью, сделал настоящею революцию в производстве самолётной технике. Строительство самолётов не обходится без других металлов и многие из них также представляют собой сплавы с улучшенными свойствам.

Чёрные металлы применяют в технике, подверженной длительным и тяжёлым нагрузкам.  Это в первую очередь железнодорожная и сельскохозяйственная техника.  Тяжёлая и постоянная нагрузка в железнодорожном транспорте требует использования самой прочных и недорогих материалов.  По этим показателям лучшим считается чугун.  Чугун используют при производстве вагонных колёс.  Чтобы повысить долговечность работы пары колесо-рельс, соприкасающиеся детали делают из металлов с различными свойствами.  Если колесо чугунное, с содержанием углерода не менее 2,14%, то рельсы – стальные с небольшим содержанием углерода, с добавками повышающими пластичность и вязкость металла.

Сельскохозяйственная техника работает не просто в полевых условиях, а в тяжёлых и напряжённых условиях.  Металлы, используемые в сельхозтехнике должны быть прочными и долговечными.  Здесь, конечно, незаменимы чугун и конструкционная сталь.

В чистом виде металлы, за исключением некоторых, в технике применяются редко.  Современная химия и металлургия делают сплавы с улучшенными, чем у основы, свойствами, а главное свойства имеют узконаправленное действие – большую прочность, лучшую защиту от коррозии, более высокую электропроводимость и т.д.

В строительстве, в подавляющем большинстве случаев , используют чёрный металл.  Несущий металлопрокат  — трубы, швеллер, балки, делают из конструкционной стали.  Этот материал применяют во всех сферах строительной индустрии.  Особую популярность, в первую очередь при строительстве малоэтажных сооружений,  приобрели в последнее время профильные трубы и оцинкованные лёгкие, тонкостенные конструкции.

Лестница из нержавеющей стали

 

Часто при  строительстве даже небольших объектов используют целый спектр различных материалов.  К примеру, при сооружении лестницы на металлокаркасе, сам каркас делают из конструкционной  стали.  Ограждения лестницы – из нержавеющей стали.   Стойки, опоры, столбы лестниц, а также элементы холодной ковки делают из чугуна. Крепёжные элементы лестниц защищают цинком.  Поручни и декоративные узлы лестниц хромируют и никелируют.  Как видно, даже для небольшого строения – лестница, применяют достаточно большую номенклатуру металла.

Из чего состоит металл

Из чего состоит металл?

Вы когда-нибудь видели металлы? Если да, вы должны наблюдать что-то вроде этого:

Металл

Металл — это тип твердого вещества, обычно твердое и блестящее, которое при свежей полировке показывает блеск. Это минералы, такие как железо или свинец, которые находятся под землей в горных породах. Они отделяются от горных пород с помощью тепла.

Металлы являются хорошими проводниками электричества, а также тепла, что делает их полезными для различных целей в посуде и электрических проводах. Кроме того, они обладают хорошим блеском, поэтому их используют для изготовления украшений. Металлы также обладают высокой отражательной способностью света.

Из чего состоят металлы?

Металлы состоят из атомарных материалов, таких как электроны, нейтроны и протоны. Атомы различных элементов можно отличить друг от друга по количеству содержащихся в них протонов. Металлы составляют около 25% земной коры. Он был найден около 11 000 лет назад.

Основные типы металлов

Металлы можно разделить на категории в соответствии с их физическими и химическими свойствами.

Различают следующие типы металлов.

Железо

Железо — очень распространенный и чрезвычайно популярный вид металла. Его используют при изготовлении различных продуктов, таких как посуда, потому что его пористая поверхность предотвращает прилипание пищи, и, таким образом, процесс приготовления завершается хорошо. В тяжелом машиностроении железо также используется для изготовления машин с тяжелыми основаниями.

Железо

Алюминий

Это широко распространенный металл на планете Земля, добываемый из руды, называемой бокситом. Он обладает различными свойствами, такими как прочность, легкий вес, отсутствие коррозии или устойчивость к коррозии, а также хороший проводник электричества.

Алюминий

Медь

Медь является важным металлом и не встречается в природе в чистом виде. Обладает отличной теплопроводностью. Медь вступает в реакцию с кислородом, присутствующим в воздухе, что еще больше приводит к коррозии. Он становится зеленым и перестает разъедать дальше. В нормальной форме имеет красноватый цвет.

Медь

Калий

Элемент калия обозначается символом K. Это серебристо-белый мягкий металл, воскообразный по своей природе, легко режется ножом. Он имеет низкую температуру плавления, меньшую плотность, чем вода, и активные химические свойства. Калий присутствует в магматических породах. Калий необходим всем растениям и животным.

Калий

 

Золото

Золото — это металлический элемент, который имеет символическое представление Au и имеет атомный номер 79. Это драгоценный металл, который используется для изготовления ювелирных изделий и является одним из денежных металлов. Он твердый при комнатной температуре с высокой плотностью, имеет большую мягкость и очень яркий.

Золото

 

Металлические предметы

В повседневной жизни мы используем множество металлических предметов. К ним относятся посуда, карандаши, кусачки для ногтей, фольга, провода, украшения, болты и гайки, ворота, монеты, легкосплавные диски, инструменты, столовые приборы, автомобильные детали, металлические окна и двери. Также ртуть используется в термометре и помогает контролировать температуру. Натрий и титан используются в атомной энергетике в научных проектах. Свинец, который является важным металлом, используется в производстве автомобильных аккумуляторов.

Интересные факты о металлах

• Металлы можно многократно перерабатывать, и они не потеряют своих свойств.

• Металлы образуют положительно заряженные ионы, называемые катионами, за счет потери электронов.

• Самым распространенным металлом во Вселенной является железо, за которым следует магний.

• Ванадий — самый красивый металл из всех.

• Родий — самый дорогой металл на планете.

Резюме

Металлы являются хорошими проводниками тепла и электричества. Они эластичны по своей природе и известны как металлоиды, так как обладают свойствами как металлов, так и неметаллов. Их можно забить в листы или проволоку. Металлы происходят из земной коры и находятся в рудах, минералах и горных породах.

Дата последнего обновления: 24 апр 2023

•

Всего просмотров: 76.5k

•

Просмотров сегодня: 0.44k

Недавно обновленные страницы

Виды транспорта для детей

Фамилии и имена родственников для детей

Флаги стран – английский Чтение теперь весело!

Вулкан для детей. Интересные факты о вулкане для детей

Солнечная система Земля Луна Солнце. Затмения и их виды

Дети

Флаги стран – Чтение на английском теперь весело!

Вулкан для детей. Интересные факты о вулкане для детей

Солнечная система Земля Луна Солнце. Затмения и их типы

Узнайте об общении — неотъемлемой части жизни

Откуда берется металл?

Чистые металлы являются важнейшими элементами материи. Известно 118 элементов, найденных в природе или созданных в лаборатории. Большинство этих элементов являются металлами, но есть небольшое количество неметаллических элементов, таких как углерод, и несколько «промежуточных» элементов, называемых металлоидами. Все металлические элементы, найденные на Земле, были либо созданы внутри звезды на начальных фазах Вселенной, либо людьми в лабораториях.
Ознакомьтесь с изделиями из металла от IMS!

Что такое металлы?

Металлы сохраняют определенные физические свойства, которые отличают их от неметаллов и металлоидов. Наиболее очевидная разница заключается в том, что металлы очень хорошо проводят тепло и электричество. Они, как правило, твердые, когда твердые, и имеют глянцевый блеск. Еще одним важным качеством металлов является то, что они пластичны, что означает, что их можно ковать или обрабатывать в различных формах. Их также можно расплавить и отлить в формы или разрезать на станках для создания ценных предметов.

Происхождение металла

Все металлы Земли возникли миллиарды лет назад, когда впервые появилась Вселенная. Внутри сверхгорячей среды звезд простые атомы водорода и гелия сливались, создавая более тяжелые элементы. После того, как первоначальные звезды взорвались, пыль и газ от взрыва попали в нашу местную галактику и были вовлечены в создание нашей Солнечной системы. Частицы, вращающиеся вокруг нового солнца, слипались в планеты, включая Землю.

Как делают металл?

Большая часть металла на Земле, особенно железа, находится в ядре Земли. Металл неравномерно рассеян по земной коре, смешивается с горными породами, соединяется с кислородом и другими элементами. Некоторые типы горных пород, такие как гранит, содержат только следовые количества металла. Металл, который мы используем для изготовления зданий, компьютеров, автомобилей и грузовиков, а также многих других продуктов, поступает из подземных месторождений минеральных руд, содержащих высокие концентрации металлов.

Производство металлических сплавов

Первым шагом в производстве металлических сплавов является извлечение сырой руды из земли. Затем руда обрабатывается для удаления неметаллических материалов, таких как камень и мусор. Затем сплавы металлов создаются путем плавления различных металлических веществ и их смешивания. Как только вновь включенное металлическое соединение охлаждается, получается твердый материал из металлического сплава. Процесс экстракции может включать:

• измельчение руды в порошок
• нагрев до высоких температур
• ополаскивание водой или в химической ванне
• фильтрация шлама
• осаждение жидкости
• применение электрического тока для разрыва прочных химических связей

После извлечения металла его можно использовать для многих целей: от алюминиевых банок до стальных строительных лесов, от оцинкованных крыш до электронных схем.

Раннее производство металла человеком

Первые люди обнаружили небольшие кусочки металлов, распространенных в природе, таких как медь, олово и золото, которые они вковывали в украшения и другие предметы.