Μέθοδοι για την παραγωγή μετάλλων. Τύποι των κραμάτων. Παρασκευή των αλκαλικών μετάλλων

Ο σύγχρονος άνθρωπος στην καθημερινή του ζωή περιβάλλεται από μια ποικιλία των μετάλλων. Τα περισσότερα αντικείμενα που χρησιμοποιούμε, αυτές οι χημικές ουσίες είναι παρούσες. Όλα συνέβησαν επειδή οι άνθρωποι έχουν βρει διάφορους τρόπους για την παραγωγή του μετάλλου.

Τι είναι ένα μέταλλο

Αυτές οι πολύτιμες ουσίες για τους ανθρώπους που ασχολούνται με την ανόργανη χημεία. Η απόκτηση των μετάλλων επιτρέπει στο άτομο να δημιουργήσει μια πιο τέλεια τεχνική, βελτιώνει τη ζωή μας. Τι αντιπροσωπεύουν; Πριν εξετάσουμε τις κοινές μεθόδους παραγωγής μετάλλων, είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε τι είναι. Μέταλλα είναι μια ομάδα των χημικών στοιχείων, με τη μορφή απλών ουσιών που έχουν χαρακτηριστικές ιδιότητες:

• θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα?

• υψηλή ολκιμότητα?

• λάμψη.

Ένας άνθρωπος μπορεί εύκολα να διακρίνει από άλλες ουσίες. Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα όλων των μετάλλων είναι η παρουσία ενός ειδικού λάμψη. Κατάγεται από την αντανάκλαση των ακτίνων φωτός που πέφτουν πάνω στην επιφάνεια μην τα χάσετε. Gloss - είναι η κοινή ιδιοκτησία όλων των μετάλλων, αλλά είναι πιο ξεκάθαρα εκδηλώθηκε σε ασήμι.

Σήμερα, οι επιστήμονες ανακάλυψαν 96 από αυτά τα χημικά στοιχεία, αν και δεν είναι όλοι τους έχουν αναγνωριστεί από την επίσημη επιστήμη. Χωρίζονται σε ομάδες ανάλογα με τις εγγενείς ιδιότητες που τους χαρακτηρίζουν. Έτσι μέταλλα είναι τα εξής:

• αλκαλικό - 6?

• αλκαλικό - 6?

• μετάβαση - 38?

• Ελαφρύ - 11?

• ημιμέταλλα - 7?

• λανθανίδες - 14?

• ακτινίδια - 14.

την απόκτηση μέταλλα

Προκειμένου για την κατασκευή του κράματος πρέπει πρώτα να λάβει το μέταλλο από φυσικό μετάλλευμα. Native στοιχεία - αυτά είναι ουσίες που βρίσκονται στη φύση σε ελεύθερη κατάσταση. Αυτές περιλαμβάνουν πλατίνα, χρυσό, κασσίτερο και ο υδράργυρος. Χωρίζονται από ακαθαρσίες μηχανικά ή με χημικά αντιδραστήρια.

Τα υπόλοιπα μέταλλα εξάγονται από θεραπεία με τις ενώσεις. Βρίσκονται σε διάφορα μέταλλα. Ore - αυτό ορυκτών και πετρωμάτων, τα οποία περιέχουν μεταλλικές ενώσεις όπως οξείδια, ανθρακικά, ή σουλφίδια. Για την παραγωγή τους χρησιμοποιώντας χημική επεξεργασία.

Μέθοδοι για την απόκτηση μέταλλα:

• ανάκτηση των οξειδίων του άνθρακα?

• κασσίτερος από υποδοχής κασσιτέρου πέτρα?

• παραγωγή χυτοσιδήρου από σιδηρομετάλλευμα ?

• καύση των θειούχων ενώσεων σε ειδικούς κλιβάνους.

Για να διευκολυνθεί απόκτηση μετάλλων από τα μεταλλεύματα πετρώματα προστεθούν σε αυτά διάφορες ουσίες που ονομάζονται συλλιπάσματα. Βοηθούν την απομάκρυνση των ανεπιθύμητων προσμίξεων όπως ο πηλός, ασβεστόλιθος, άμμος. Ως αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας παράγονται εύτηκτο ενώσεις ονομάζονται σκωρία.

Με την παρουσία σημαντικών ποσοτήτων ακαθαρσιών πριν μεταλλεύματος τήξης εμπλουτίζεται με την απομάκρυνση ενός μεγάλου τμήματος του περιττών συστατικών. Οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες μέθοδοι για αυτή τη θεραπεία - επίπλευση, μαγνητικά και βαρυτικά μέθοδο.

αλκαλικά μέταλλα

Μάζα λήψη αλκαλικού μετάλλου - μια σύνθετη διαδικασία. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι βρίσκονται στη φύση μόνο με τη μορφή των χημικών ενώσεων. Δεδομένου ότι οι πράκτορες μείωση, την προετοιμασία τους συνοδεύεται από υψηλό κόστος ενέργειας. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για την απόκτηση αλκαλικών μετάλλων:

• Li μπορεί να παρασκευαστεί από το οξείδιο του υπό κενό ή με τήγματος ηλεκτρόλυση χλωριούχου της σχηματίζονται κατά τη διάρκεια spodumene επεξεργασίας.

• Νάτριο εκχυλίζεται με ψήσιμο με τέφρας του άνθρακα σε σφραγισμένα χωνευτήρια ή ηλεκτρόλυση χλωριούχου του τήγματος με προσθήκη ασβεστίου. Η πρώτη μέθοδος είναι η πιο χρονοβόρα.

• Κάλιο λαμβάνεται τήγματος ηλεκτρόλυση ή τα άλατά του, ατμών νατρίου διέρχεται από χλωριούχο του. Επίσης σχηματίζεται με αντίδραση ενός τετηγμένου υδροξειδίου του καλίου και νατρίου υγρό σε μία θερμοκρασία των 440 ° C.

• καισίου και ρουβιδίου εκχυλίζεται αποκαθιστώντας χλωριούχο ασβέστιο τους στους 700-800 ° C ή ζιρκονίου στους 650 ° C. Παρασκευή του αλκαλικού μετάλλου με τον τρόπο αυτό είναι πολύ ενεργοβόρες και δαπανηρές.

Οι διαφορές μεταξύ των μετάλλων και των κραμάτων

Κατ 'αρχήν, ένα σαφές όριο μεταξύ μέταλλα και τα κράματά τους σχεδόν ανύπαρκτη, δεδομένου ότι ακόμη και το πιο καθαρό, απλό ουσίες είναι ένα κλάσμα των προσμείξεων. Έτσι ποια είναι η διαφορά μεταξύ τους; Σχεδόν όλα τα μέταλλα που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία και σε άλλους κλάδους της οικονομίας, χρησιμοποιούνται με τη μορφή κραμάτων που λαμβάνεται με προσθήκη σκόπιμα στο κύριο χημικό στοιχείο άλλων συστατικών.

κράματα

Τεχνολογία χρειάζεται μια ποικιλία μεταλλικών υλικών. Σε αυτή την περίπτωση, καθαρά χημικά στοιχεία δεν είναι πρακτικά χρησιμοποιούνται επειδή δεν έχουν τις απαραίτητες ιδιότητες για τους ανθρώπους. Για τις ανάγκες τους έχουμε εφεύρει διάφορες μεθόδους για την παραγωγή κραμάτων. Ο όρος αυτός αναφέρεται σε ένα μακροσκοπικά ομογενές υλικό, το οποίο αποτελείται από δύο ή περισσότερα χημικά στοιχεία. Όπου τα μεταλλικά συστατικά είναι κυρίαρχο στο κράμα. Η ουσία αυτή έχει τη δική του δομή. Σε κράματα διακρίνει τα ακόλουθα στοιχεία:

• το θεμέλιο, που αποτελείται από ένα ή περισσότερα μέταλλα?

• μικρές προσθήκες τροποποίηση και στοιχεία κράματος?

• αναίρεση διαγραφής προσμίξεις (διαδικασία, φυσικά, τυχαία).

Ότι κράματα μετάλλων είναι το κύριο δομικό υλικό. Στην τεχνολογία, υπάρχουν πάνω από 5.000.

τα είδη των κραμάτων

Παρά την ποικιλία των κραμάτων, οι περισσότεροι άνθρωποι παίζουν αξία για εκείνους που βασίζονται σε σίδηρο και αλουμίνιο. Είναι αυτοί που βρίσκονται πιο συχνά στην καθημερινή ζωή. Τύποι των κραμάτων είναι διαφορετικά. Επιπλέον, χωρίζονται ανάλογα με διάφορα κριτήρια. Δεδομένου ότι υπάρχουν διαφορετικές μέθοδοι για την παραγωγή κραμάτων. Σύμφωνα με αυτό το κριτήριο, που χωρίζονται σε:

• κράμα, τα οποία λαμβάνονται με κρυστάλλωση των μείγμα τετηγμένης συστατικά.

• Σκόνη, χρησιμοποιώντας τη συμπίεση του μίγματος των κόνεων και η επακόλουθη πυροσυσσωμάτωση σε υψηλή θερμοκρασία. Και συχνά συστατικά αυτών των κραμάτων δεν είναι μόνο απλά χημικά στοιχεία, αλλά διάφορες ενώσεις τους, όπως καρβίδια του τιτανίου ή βολφραμίου κράματα στο στερεό. Η προσθήκη τους σε διαφορετικές ποσότητες αλλάξετε τις ιδιότητες των μεταλλικών υλικών.

Μέθοδοι για την παρασκευή των κραμάτων με τη μορφή ενός τελειωμένου αντικειμένου ή κατεργαζόμενου τεμαχίου χωρίζεται σε:

• χύτευσης (silumin, χυτοσίδηρο)?

• παραμορφώσιμο (χάλυβα)?

• σκόνη (βολφραμίου τιτανίου).

τύπους των κραμάτων

Μέθοδοι για την παραγωγή μέταλλα είναι διαφορετικά, και ως εκ τούτου κατασκευάζονται τα οφειλόμενα σε αυτούς υλικά έχουν διαφορετικές ιδιότητες. Σε στερεά κατάσταση κράματα είναι:

• ομοιογενή (ομοιόμορφη), που αποτελείται από κρυστάλλους του ίδιου τύπου. Είναι συχνά αναφέρεται ως μονοφασικό.

• Ετερογενής (ετερογενής), που αναφέρεται ως πολλαπλών φάσεων. Όταν αυτά λαμβάνονται στη βάση του κράματος λαμβάνεται σαν ένα στερεό διάλυμα (φάση μήτρας). Σύνθεση ετερογενείς ουσίες αυτού του τύπου εξαρτάται από τη σύνθεση των χημικών στοιχείων της. Τέτοια κράματα μπορούν να περιλαμβάνουν τα ακόλουθα συστατικά: διάμεση και υποκατάστασης στερεά διαλύματα, χημικές ενώσεις (καρβίδια, διαμεταλλικές ενώσεις, νιτρίδια), κρυσταλλίτες των απλών ουσιών.

ιδιότητες του κράματος

Ανεξάρτητα από το τι χρησιμοποιούνται μέθοδοι παραγωγής μετάλλων και των κραμάτων, των ιδιοτήτων τους είναι εντελώς καθορίζεται από την κρυσταλλική δομή των φάσεων και μικροδομή αυτών των υλικών. Κάθε ένα από αυτά είναι διαφορετικά. Οι μακροσκοπικές ιδιότητες των κραμάτων εξαρτάται από την μικροδομή τους. Βρίσκονται σε κάθε περίπτωση σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά τους φάση εξαρτάται μόνον από την κρυσταλλική δομή του υλικού. Μακροσκοπική ομοιογένεια της ετερογενούς (πολυφασικές) κράματα που λαμβάνεται με ομοιόμορφη κατανομή των φάσεων στην μεταλλική μήτρα.

Οι πιο σημαντικές ιδιότητες του κράματος θεωρείται ικανότητα συγκόλλησης. Σε αντίθετη περίπτωση, είναι πανομοιότυπα μέταλλα. Ετσι, τα κράματα έχουν θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα, η ολκιμότητα και η ανακλαστικότητα (στιλπνότητα).

κράματα ποικιλίες

Διάφορες μέθοδοι για την παραγωγή κραμάτων επέτρεψαν ένα άτομο να επινοήσει ένα μεγάλο αριθμό μεταλλικών υλικών που έχουν διαφορετικές ιδιότητες και χαρακτηριστικά. Σύμφωνα με τον σκοπό που χωρίζονται στις ακόλουθες ομάδες:

• Διαρθρωτικές (χάλυβας, ντουραλουμίνιο, σίδηρο). Η ομάδα αυτή περιλαμβάνει, κράματα με ειδικές ιδιότητες. Έτσι διαφέρουν εγγενώς ασφαλείς ή αντι-τριβή ιδιότητες. Αυτές περιλαμβάνουν ορείχαλκο και μπρούντζο.

• Για να γεμίσει το ρουλεμάν (αντιτριβικό).

• Για την ηλεκτρική θέρμανση και ο εξοπλισμός μέτρησης (νιχρώμιο, μαγγανίνης).

• Για την παραγωγή των κοπτικών εργαλείων (νίκη).

Στην παραγωγή άνθρωποι χρησιμοποιούν άλλους τύπους μεταλλικά υλικά, όπως χαμηλής θερμοκρασίας τήξης, ανθεκτικά στη θερμότητα, ανθεκτικό στη διάβρωση και άμορφα κράματα. Επίσης χρησιμοποιούνται ευρέως μαγνήτες και thermoelectrics (teluridy σεληνιούχο και το βισμούθιο, μόλυβδο, αντιμόνιο και άλλα).

ferroalloy

Σχεδόν όλοι smelted σιδήρου στον κόσμο κατευθύνεται στην παραγωγή των απλών και κράματος χάλυβες. Είναι, επίσης, χρησιμοποιούνται για την παραγωγή χυτοσιδήρου. κράματα σιδήρου κέρδισε τη δημοτικότητά του οφείλεται στο γεγονός ότι έχουν ευεργετικές ιδιότητες για τον άνθρωπο. Αυτά ελήφθησαν με την προσθήκη στην απλή χημικό στοιχείο των διαφόρων συστατικών. Έτσι, παρά το γεγονός ότι διάφορα κράματα σιδήρου που κατασκευάζονται με βάση την ίδια ουσία, χάλυβες και χυτοσίδηροι έχουν διαφορετικές ιδιότητες. Λόγω αυτού είναι διαφορετικά πεδία εφαρμογής. Οι περισσότεροι χάλυβες πιο δύσκολο από ό, τι σιδήρου. Διάφορες μέθοδοι για την παρασκευή αυτών των μετάλλων επιτρέπουν να ληφθεί διάφορες ποιότητες (βαθμού) αυτών των κραμάτων σιδήρου.

Βελτιωμένες ιδιότητες των κραμάτων

Μέσω κράματος μετάλλων και ορισμένα άλλα στοιχεία μπορούν να λάβουν υλικών με βελτιωμένα χαρακτηριστικά. Για παράδειγμα, η αντοχή διαρροής του καθαρού αλουμινίου είναι 35 MPa. Κατά την παρασκευή του κράματος μετάλλου με χαλκό (1,6%), Ζη (5,6%), μαγνήσιο (2,5%) ο δείκτης υπερβαίνει τα 500 MPa.

Λόγω ένωση διάφορες αναλογίες των διαφορετικών χημικών ουσιών μπορούν να ληφθούν μεταλλικά υλικά με βελτιωμένες μαγνητικές, θερμικές ή ηλεκτρικές ιδιότητες. Ο κύριος ρόλος σε αυτή τη διαδικασία είναι η δομή του κράματος που αντιπροσωπεύει μια διανομή των κρυστάλλων του και το είδος των δεσμών μεταξύ των ατόμων.

Χάλυβα και σιδήρου

Αυτά τα κράματα που παράγονται από ενώσεις του σιδήρου και του άνθρακα (2%). Κατά την παραγωγή των κραματικών υλικών προστεθούν σε αυτά ένα νικέλιο, χρώμιο, βανάδιο. Όλοι οι συνήθεις τύποι χάλυβα χωρίζεται σε:

• χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα (0,25% άνθρακα) που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή των διαφόρων κατασκευών?

• υψηλή άνθρακα (πάνω από 0,55%) προορίζεται για την παραγωγή των κοπτικών εργαλείων.

Οι διαφορετικές μάρκες κραμάτων χάλυβα που χρησιμοποιούνται στον τομέα της μηχανολογίας, και άλλα προϊόντα.

ένα κράμα σιδήρου με άνθρακα, η οποία είναι το ποσοστό του 2-4% ονομάζεται χυτοσιδήρου. Η σύνθεση αυτού του υλικού περιλαμβάνει πυρίτιο. Από τα διάφορα προϊόντα από χυτοσίδηρο που έχουν καλές μηχανικές ιδιότητες.

Μη σιδηρούχα μέταλλα

Εκτός από το σίδηρο, και άλλα στοιχεία που χρησιμοποιούνται για να κάνουν μια ποικιλία μεταλλικών υλικών. Ως αποτέλεσμα των ενώσεων τους είναι μη-σιδηρούχα κράματα. Στη ζωή, οι άνθρωποι έχουν βρει τα μεγαλύτερα υλικά αίτηση με βάση:

• Ο χαλκός, ορείχαλκος ονομάζεται. Περιέχουν 5-45% ψευδάργυρο. Εάν το περιεχόμενο είναι 5-20%, ο ορείχαλκος που ονομάζεται κόκκινο, και αν 20-36% - κίτρινο. Υπάρχουν κράματα χαλκού με το πυρίτιο, κασσίτερο, βηρύλλιο, αλουμίνιο. Είναι ονομάζεται χάλκινα. Υπάρχουν διάφοροι τύποι αυτών των κραμάτων.

• Μόλυβδος αντιπροσωπεύει ένα συμβατικό κολλήσεις (tretnik). Σε αυτό το κράμα, προς 1 μέρος της χημικής pripadaet 2 μέρη κασσιτέρου. Στην παραγωγή των εδράνων που χρησιμοποιούνται αντιτριβικό οποίο είναι ένα κράμα μολύβδου, κασσίτερου, αρσενικό και αντιμόνιο.

• αργίλιο, τιτάνιο, μαγνήσιο και βηρύλλιο, τα οποία είναι ελαφριά μη σιδηρούχα κράματα έχουν υψηλή αντοχή και εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες.

Οι μέθοδοι για την παρασκευή

Οι κύριες μεθόδους απόκτησης μετάλλων και των κραμάτων:

• χυτήριο κατά την οποία η στερεοποίηση του ομοιογενούς μείγματος διαφορετικών τηγμένου συστατικών. Για κράματα που χρησιμοποιούν πυρομεταλλουργική μέθοδοι για τη λήψη και electrometallurgical μέταλλα. Η πρώτη πραγματοποίηση χρησιμοποιείται για τη θέρμανση ακατέργαστης θερμική ενέργεια που προκύπτει κατά τη διάρκεια της διαδικασίας καύσης. Λαμβάνεται με πυρομεταλλουργική χάλυβα σε καμίνους ανοικτής φωτιάς και του σιδήρου σε υψικαμίνους. Όταν electrometallurgical πρώτη ύλη διεργασίας θερμαίνεται στους ηλεκτρικού τόξου ή επαγωγή κλιβάνους. Στην περίπτωση αυτή, η rasslavlyaetsya πρώτων υλών πολύ γρήγορα.

• Σκόνη, όπου οι σκόνες των συστατικών τους στοιχείων που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ενός κράματος. Λόγω της πίεσης να δώσει ένα συγκεκριμένο σχήμα, και στη συνέχεια πορώδες σε ειδικούς κλιβάνους.