Түсті, асыл және қара металдар түрлері және олардың сипаттамалары

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

Металдар – жоғары жылу және электр өткізгіштік, оң температура коэффициенті және т.б. сияқты сипатты белгілері бар қарапайым элементтердің үлкен тобы. Ненің не екенін дұрыс жіктеу және түсіну үшін барлық нюанстармен күресу керек. Қара, түсті, асыл, сондай-ақ қорытпалар сияқты металдардың негізгі түрлерін қарастыруға тырысайық. Бұл өте ауқымды және күрделі тақырып, бірақ біз бәрін сөреге қоюға тырысамыз.

Әркім нені білуі керек?

Металдарды топтарға жіктемес бұрын негізгі белгілерін түсіну керек. Алғашқыларға электр тоғының өткізгіштігінің теріс коэффициенті жатады. Бұл температура төмендеген сайын өткізгіштіктің артып, кейбір өткізгіштердің асқын өткізгіштерге айналатынын көрсетеді. Сонымен қатар, температураның жоғарылауы ішінара әкеледінемесе өткізу қабілеттілігін толық жоғалту. Қосымша ерекшеліктерге металл жылтырлығы, сондай-ақ жоғары балқу температурасы жатады. Сонымен қатар қосылыстар түріндегі кейбір металдар тотықсыздану реакцияларында тотықсыздандырғыш рөлін атқарады. Табиғатта таза металдар іс жүзінде ешқашан кездеспейтінін ескеріңіз, сондықтан руда мен талшықтар туралы да ұмытпау керек.

Қара металдар туралы

Бұл топқа темір, сонымен қатар оның қорытпалары (шойын, ферроқорытпалар) кіреді. Шындығында, қара металдар темір мен көміртектің қорытпасы болып табылады, бірақ оған қосымша басқа химиялық элементтер бар, мысалы, күкірт, фосфор, кремний және т.б. олар көбінесе мыс, хром немесе никель болып табылады. Қара металдардың барлық түрлері көміртегі құрамы бойынша жіктеледі. Сонымен, келесі қорытпалар бар:

• Шойын - көміртегі мөлшері 2-ден 4,3% дейін ауытқиды, кейбір жағдайларда 5% сыни деңгейге жетеді. Әртүрлі химиялық элементтер өнімнің қасиеттеріне тікелей әсер етеді. Сонымен, фосфоры бар күкірт сынғыштықты арттырады, ал хром және никель қоспалары шойынды ыстыққа төзімді және коррозияға төзімді етеді.
• Болат - көміртегі мөлшері 2% дейін. Ол шойыннан жоғары икемділігімен, сондай-ақ жоғары технологиялық өнімділігімен (өңдеу оңайырақ) ерекшеленеді.

Шойын мен болаттың ерекшеліктері егжей-тегжейлі

Қазір баркүнделікті өмірде, сондай-ақ өнеркәсіпте қолданылатын шойынның бірнеше түрлері: құю (сұр) және конверсиялық (ақ). Соңғысы бірінші типтен көміртегі цемент түрінде байланысқан күйде, бірінші жағдайда - графит түрінде бос күйде болуымен ерекшеленеді. Бұл материалдың беріктігінің төмендеуі графит пластиналарының металл құрылымын бұзып, сол арқылы оны әлсіретуіне байланысты. Модификацияланған сұр шойын бар. Оның ерекшеліктері графиттің сфералық пішінде болуы өнімнің механикалық қасиеттерін арттырады.

Композициядағы көміртегінің көп болмауына байланысты олардың жан-жақты болғанын түсінген шығарсыз. Осылайша, құрылымдық болаттар құрамында 0,02-ден 0,85% дейін көміртегі бар және құрылыс үшін қолданылады. Олардың басты артықшылығы - жақсы пластик. Морттілік дәрежесі төмен. Құрамында көміртегі аздап жоғары - 0,65-тен 1,4% -ға дейін аспаптық құралдар бар, сондықтан ол күшті қорытпа, бірақ сынғыш. Ол, аты айтып тұрғандай, құралдарды жасау үшін дайындама ретінде қолданылады (станоктар мен тораптардың жұмыс бөліктерін кесу, аралау). Мұнда біз қара металдардың түрлерін қарастырдық, сондықтан әрі қарай жалғастырайық.

Бағалы металдар

Бұл топқа суда және ауада тотықпайтын химиялық тұрақты қорытпалар кіреді. Бүкіл планетада мұндай металдардың саны салыстырмалы түрде аз, ал алу және өңдеу процесі өте күрделі және көп уақытты қажет ететінін атап өткен жөн. Ұзақ уақыт бойы адамзат тек 7 топты ғана білсе, бүгінде олардың бірнешеуі бар. Көбірек. Сонымен, бағалы металдардың ең танымал түрлері: алтын, күміс, платина, осмий, родий, палладий, иридий және т.б. Олардың барлығы табиғатта кездеседі. Сондай-ақ изотоптар деп аталатындар бар. Оларды зертханаларда күрделі химиялық реакциялар арқылы алады. Ең қымбат мұндай металл - калифорний-252, оның бір граммы 500 000 долларды құрайды. Заманауи зертханаларда алынған Осмий-187 ең сұранысқа ие.

Күміс пен алтын туралы

Тас дәуірінен бері адамдар алтын сияқты металды жақсы біледі. Бұл әлемдегі ең маңызды асыл металл деп айтуға болады. Табиғатта ол көбінесе қоспалары аз мөлшерде немесе күміспен қорытпада кездеседі. Ерекше ерекшеліктерге жылу өткізгіштік және өте төмен қарсылық жатады. Әрине, алтынның икемділігін атап өтуге болмайды, сондықтан ол зергерлік бұйымдарды жасау үшін өте танымал материал болып табылады. Бір қызығы: ең үлкен алтын кесек Австралияда табылды. Оның салмағы шамамен 90 келі болды.

Егер асыл металдардың негізгі түрлерін қарастыратын болсақ, онда күміс туралы айта алмаймыз. Табиғатта бұл материал табиғи түрде (күміс кені) кездеседі. Бірақ айта кететін жайт, негізгі өндіріс күрделі кендерден жүзеге асырылады, мұнда күміс салыстырмалы түрде аз, бірақ мұндай пайдалы қазбалардың кен орындары жиі кездеседі. Бұл ерекше электр және жылу өткізгіштігі бар өте жұмсақ және иілгіш металл.

Родий және платина

Родий металл емесөзінің пайдалы қазбаларына ие болу, сондықтан ең қымбаттарының бірі болып табылады. Бір грамм үшін 220 доллардан астам төлеуге тура келеді. Бұл асыл металдың көкшіл реңктері бар күміс түсі бар. Ол химиялық және термиялық әсерлерге төзімділігімен ерекшеленеді, бірақ оның сынғыштығына байланысты механикалық зақымға өте осал. Бұл өте қымбат болғандықтан, аналогты табу мүмкін болмаған жерде ғана қолданылады.

Металдардың түрлері мен түрлерін қарастыратын болсақ, онда 1952 жылы швед химигі ашқан платина туралы айта алмаймыз. Бұл өте сирек кездесетін материал және табиғатта басқа металдармен қорытпалармен бірге ғана кездеседі. Тау-кен процесі өте еңбекқор және үлкен инвестицияларды қажет етеді, бірақ бұл тұрарлық, өйткені осы уақытқа дейін белгілі бір қышқыл платинаға әсер етпейді. Қыздырған кезде ол түсін өзгертпейді және тотықпайды.

Түсті металдардың түрлері

Бұл топ ең сұранысқа ие, өйткені материалдардың көпшілігі металл прокат өндіруге арналған шикізат болып табылады. Қолдану аясы туралы айтатын болсақ, онда ол айтарлықтай ауқымды, ол: машина жасау, металлургия, радиоэлектроника, жоғары технология және т.б. Физикалық қасиеттеріне сәйкес түсті металдардың келесі түрлері бар:

• ауыр (қорғасын, мырыш, қалайы, никель, т.б.);
• жеңіл (алюминий, титан, магний, т.б.).

Осы классификация бойынша жеңіл және ауыр металдар металлургиясы бар. Бұл топтан кез келген техниканы жасауға болатыны ешкімге құпия емес. Түс үшін екенін ескеріңізтемірден басқа металл қорытпаларының барлық түрлерін қамтиды. Енді әрі қарай жүрейік.

Ауыр металдардың негізгі түрлері

Бүгінгі күні осы материалдар тобының түсінігінің шамамен 40 анықтамасы бар. Айырықша белгілердің арасында әсерлі атомдық салмағы бар, әдетте 50-ден астам. Бұдан біз ванадийден кейін келетін барлық нәрселерді (тығыздығына қарамастан) тізімге қосу керек деген қорытынды жасауға болады. Бірақ егер басқа анықтама қолданылса, онда анықтаушы параметр темірден (8 г/см3) артық болуы тиіс тығыздық болуы мүмкін. Бұл жағдайда тізімге мыналар кіреді: қорғасын, сынап, мыс, бірақ қалайы тізімнің артында болады. Бүгінгі таңда бұл топтың қоршаған ортаны ластау мәселесі өте өткір. Бұл көптеген металдардың ауыр өнеркәсіпте қолданылып, ағынды сулармен бірге мұхитқа түсуіне байланысты. Негізгі мәселе - сынаптың, қорғасынның, кадмийдің жоғары уыттылығы. Сонымен қатар, ауыр металдардың кейбір түрлері тірі организмдерде жинақталуға бейім. Сонымен, 1977 жылы сынаппен улану салдарынан 2300-ден астам құрбан болды.

Сынап, қорғасын және кадмий

Бұл ең қауіпті ауыр түсті металдар. Олар негізгі қоршаған ортаны ластаушы заттар болып табылады. Сынап адам үшін өте улы металл, ол мұхитқа атмосфера арқылы және ағынды сулармен бірге түседі. Көмірді электр станцияларында жағу кезінде сынап қосылыстары атмосфераға бөлініп, жауын-шашын ретінде мұхитқа түседі. Сонымен қатар, оларда көптеген тұщы су және теңіз тіршіліктері жинақталадыденеде сынаптың айтарлықтай мөлшері, бұл адамның бірнеше рет улануына, тіпті өліміне әкелді.

Кадмий - мұхитқа металлургия және кен байыту өнеркәсібінің ағынды суларымен бірге түсетін дисперсті және өте сирек элемент. Айта кету керек, кадмий адам ағзасында бар, бірақ ол өте аз. Созылмалы улану кезінде сүйектер жойылып, анемия басталады. Қорғасынға келетін болсақ, дисперсті күйдегі бұл металл барлық жерде дерлік кездеседі. Фотосуреттері жоғарыда келтірілген металдардың мұндай түрлері денеден шығарылады, бірақ баяу, сондықтан олардың артық болуы денсаулыққа елеулі проблемаларды тудырады. Құрлықтық шаңмен бірге мұхитқа жауын-шашынмен бірге шамамен 25 000 тонна қорғасын түседі.

Ескертпе

Көріп отырғаныңыздай, металдардың түрлері мен қасиеттері әртүрлі. Бірдеңе мүлдем қауіпті емес, біз күнде күміс крест және қолымызға алтын сақина тағып жүрміз. Радиоактивті заттар адамды өлтіруі мүмкін, сондықтан бүкіл әлемдегі экологтар мұхит пен атмосфераға қауіпті металдардың шығу мәселесін ішінара шешуге тырысуда. Әрине, мұндай мәселелерді шешу өте қиын, әсіресе кәсіпкерлердің көпшілігі мүлдем байланысқа түспейтінін ескерсек. Соған қарамастан, металлдан тұратын өткізгіштерсіз электр тізбектерін құру мүмкін емес, ал темірсіз көліктер де, бізге таныс басқа да заттар болмайтынын ұмытпаңыз.

Менделеевтің периодтық жүйесіндегі радиоактивті металдар тобына тоқталған жоқпыз. Мұндамыналарды қамтиды: технеций, полоний, прометий және т.б. Негізгі мақсат - ядролық реакторлар мен қаруларда пайдалану, бұл оларды өте қауіпті етеді.

Қорытынды

Металдардың сан алуан түрлері бар екенін байқаған боларсыз. Табиғатта олардың көпшілігі кен түрінде болады және әртүрлі сульфидтер, карбонаттар және басқа химиялық қосылыстар түзеді. Таза металдарды алу және оларды одан әрі пайдалану үшін заманауи технологиялық тазарту және байыту желілері қолданылады. Адам ағзасында аздаған металл қосылыстары бар екенін білу сізді қызықтыратыны сөзсіз - шамамен 3%. Сонымен, сүйекте кальций, қанда темір, бұлшықеттерде магний үнемі жиналады, ал бауырда мыс бар.

Ал, негізінен, метал қорытпаларының қандай түрлері бар екені туралы айтуға болады. Бұл өте күрделі тақырып болғанымен, бұл металлургияны жақсы көретіндер үшін қызықты болуы мүмкін.