Metodi għall-produzzjoni metalli. Tipi ta 'ligi. Preparazzjoni ta 'metalli alkali

bniedem modern fil-ħajja ta 'kuljum tiegħu hija mdawra minn varjetà ta' metalli. Ħafna oġġetti li nużaw, dawn il-kimiċi huma preżenti. Dan kollu ġara għax in-nies sabu modi varji biex jipproduċu metall.

X'inhu metall

Dawn is-sustanzi siewja għall-persuni involuti fil-kimika inorganika. Ksib metalli jippermetti lil persuna biex jinħoloq teknika aktar perfetta, itejjeb il-ħajja tagħna. What do huma jirrappreżentaw? Qabel ma aħna tikkunsidra l-metodi komuni ta 'produzzjoni ta' metalli, huwa meħtieġ li wieħed jifhem dak li huma. Metalli huma grupp ta 'elementi kimiċi fil-forma ta' sustanzi sempliċi li jkollhom proprjetajiet karatteristiċi:

• termali u konduttività elettrika;

• duttilità għolja;

• shine.

Raġel jistgħu faċilment tiddistingwihom minn sustanzi oħra. Fattur karatteristiku tal-metalli kollha huwa l-preżenza ta 'shine speċjali. Ikun ġej minn riflessjoni ta 'raġġi tad-dawl li jaqa' fuq il-wiċċ ma titlifx minnhom. Tleqqija - huwa l-proprjetà komuni tal-metalli kollha, iżda huwa manifestat aktar ċar fil-fidda.

Illum, xjentisti skoprew 96 ta 'dawn l-elementi kimiċi, għalkemm mhux kollha kemm huma rikonoxxuti mix-xjenza uffiċjali. Dawn huma maqsuma fi gruppi skond it proprjetajiet karatteristiċi inerenti tagħhom. Għalhekk metalli huma dawn li ġejjin:

• alkalin - 6;

• alkalin - 6;

• tranżizzjoni - 38;

• Ħfief - 11;

• semimetals - 7;

• lantanidi - 14;

• aktinidi - 14.

jiksbu metalli

Sabiex fabrikazzjoni l-liga ewwel għandu jirċievi l-metall mill-minerali naturali. Elementi Native - dawn huma sustanzi li jinstabu fin-natura fl-istat liberu. Dawn jinkludu platinu, deheb, landa u merkurju. Ikunu sseparati minn impuritajiet mekkanikament jew bil reaġenti kimiċi.

Il-metalli fadal huma estratt bi trattament bil-komposti. Huma jinstabu fil-minerali varji. Mineral - dan minerali u blat, li fihom komposti tal-metalli bħala ossidi, karbonati, jew sulfidi. Għall-produzzjoni tagħhom bl-użu trattament kimiku.

Metodi għall-kisba metalli:

• irkupru ta 'karbon ossidji;

• landa mill-ġebel jirċievi landa;

• produzzjoni ta 'ħadid fondut minn minerali tal-ħadid ;

• ħruq ta 'komposti tal-kubrit fi fran speċjali.

Biex tiffaċilita metalli jiksbu minn blat mineral jiżdiedu magħhom diversi sustanzi msejħa flussi. Huma jgħinu jitneħħew l-impuritajiet mhux mixtieqa bħal tafal, franka, ramel. Bħala riżultat ta 'dan il-proċess komposti fużibbli prodotti msejħa gagazza.

Fil-preżenza ta 'ammonti sinifikanti ta' impuritajiet qabel tidwib minerali metalliċi arrikkita permezz tat-tneħħija ta 'parti kbira ta' komponenti bla bżonn. Il-metodi l-aktar użati għal dan it-trattament - tagħwim, manjetiċi u metodu gravitazzjonali.

metalli alkali

Massa jirċievu metall alkali - proċess kumpless. Dan huwa dovut għall-fatt li dawn jinstabu fin-natura biss fil-forma ta 'komposti kimiċi. Peress li dawn qed inaqqsu aġenti, preparazzjoni tagħhom akkumpanjati minn spejjeż għolja ta 'enerġija. Hemm diversi modi ta 'ksib metalli alkali:

• Li jistgħu jiġu mħejjija minn ossidu tiegħu fil-vakwu jew mill jdub elettroliżi klorur tagħha jiffurmaw waqt spodumene ipproċessar.

• sodju estratt bl xiwi bil irmied tal-faħam fil griġjoli ssiġillati jew elettrolisi tal-klorur tal-tidwiba biż-żieda ta 'kalċju. L-ewwel metodu huwa l-aktar ħin-jikkunsmaw.

• potassju miksuba elettroliżi jdub jew imluħa tiegħu, fwar tas-sodju li jgħaddi klorur tagħha. Wkoll huwa ffurmat minn tirreaġixxi għal idrossidu tal-potassju imdewweb u sodju likwidu f'temperatura ta '440 ° C

• ċesju u rubidju estratti permezz tar-restawr klorur tal-kalċju tagħhom fi 700-800 ° C jew żirkonju f'650 ° Ċ Preparazzjoni tal-metall alkali b'dan il-mod tikkonsma ħafna enerġija u għalja.

Differenzi bejn il-metalli u ligi

Fil-prinċipju, konfini ċara bejn metalli u ligi tagħhom prattikament ineżistenti, peress li anke l-aktar pur, sustanzi sempliċi huma frazzjoni ta 'impuritajiet. Allura x'inhu l-differenza bejniethom? Kważi kollha metalli użati fl-industrija u fil-fergħat oħra tal-ekonomija, huma użati fil-forma ta 'ligi miksuba billi żżid skop li element kimiku komponenti oħra prinċipali.

ligi

Teknoloġija teħtieġ varjetà ta 'materjali tal-metall. F'dan il-każ, l-elementi kimiċi puri mhumiex prattikament jintużaw minħabba li ma jkollhom il-proprjetajiet meħtieġa lin-nies. Għall-bżonnijiet tagħhom aħna ivvintat diversi metodi għall-produzzjoni ligi. Dan it-terminu jirreferi għal materjal makroskopikament omoġenju, li jikkonsisti f'żewġ elementi jew aktar kimiċi. Fejn il-komponenti metalliċi huma predominanti fil-liga. Din is-sustanza għandha istruttura tagħha stess. F'ligi jiddistingwu l-komponenti li ġejjin:

• il-fondazzjoni, li jikkonsisti metalli wieħed jew aktar;

• żidiet żgħar ta 'modifika u l-elementi ta' liga;

• impuritajiet undeleted (proċess, naturali, każwali).

Li ligi tal-metall huma l-materjal strutturali prinċipali. Fit-teknoloġija, hemm aktar minn 5,000.

tipi ta 'ligi

Minkejja din il-varjetà ta 'ligi, ħafna nies jilagħbu valur għal dawk li huma bbażati fuq ħadid u aluminju. Huwa huma li huma l-aktar spiss misjuba fil-ħajja ta 'kuljum. Tipi ta 'ligi huma differenti. Barra minn hekk, dawn huma maqsuma skond diversi kriterji. Peress li hemm metodi differenti għall-produzzjoni ligi. Skond dan il-kriterju, huma maqsuma:

• liga, li jinkisbu bil-kristallizzazzjoni tal-komponenti jdub imħallta.

• Trab, billi tuża l-kompressjoni tat-taħlita ta 'trabijiet u s-sinterizzazzjoni sussegwenti f'temperatura għolja. U spiss komponenti ta 'tali ligi huma mhux biss elementi kimiċi sempliċi, iżda komposti varji tagħhom bħal karburi ta' titanju jew tungstenu ligi fil-solidu. Żieda tagħhom fi kwantitajiet differenti jibdlu proprjetajiet tal metalliċi materjali.

Metodi għall-preparazzjoni ta 'ligi fil-forma ta' oġġett lest jew il-biċċa tax-xogħol tkunx separata:

• ikkastjar (silumin, ħadid fondut);

• deformabbli (azzar);

• trab (tungstenu titanju).

tipi ta 'ligi

Metodi għall-produzzjoni metalli huma differenti, u b'hekk ffabbrikati minħabba għalihom materjali għandhom proprjetajiet differenti. Fil-ligi stat solidu huma:

• omoġenju (uniformi), li jikkonsisti fi kristalli tal-istess tip. Dawn huma spiss imsejħa bħala single-phase.

• eteroġenei (eteroġeni), magħruf bħala multi-fażi. Meta jaslu fil-bażi tal-liga tittieħed bħala soluzzjoni solida (fażi matriċi). Kompożizzjoni sustanzi eteroġeni ta 'dan it-tip jiddependi fuq il-kompożizzjoni ta' elementi kimiċi tiegħu. Tali ligi jistgħu jinkludu l-komponenti li ġejjin: soluzzjonijiet solidi interstizjali u sostituzzjonali, komposti kimiċi (karburi, komposti intermetalliċi, nitridi), crystallites 'sustanzi sempliċi.

proprjetajiet liga

Irrispettivament ta 'liema metodi ta' produzzjoni ta 'metalli u ligi jintużaw, il-proprjetajiet tagħhom huma kompletament determinati mill-istruttura tal-kristall tal-fażijiet u mikrostruttura ta' dawn il-materjali. Kull wieħed minnhom huma differenti. Il-proprjetajiet makroskopiċi ta 'ligi jiddependu fuq mikrostruttura tagħhom. Huma fi kwalunkwe każ distinti minn karatteristiċi ta 'fażi tagħhom jiddependu biss fuq l-istruttura tal-kristall tal-materjal. omoġeneità makroskopika ta 'ligi eteroġeni (multifażi) miksuba minn distribuzzjoni uniformi ta' fażijiet fil-matriċi tal-metall.

-Aktar karatteristiċi importanti tal-ħadid tkun kunsidrata li jista 'jiġi ssaldjat. Inkella, huma metalli identiċi. Għalhekk, il-ligi għandhom konduttività termali u elettrika, duttilità u riflettività (tleqqija).

ligi varjetajiet

Metodi varji għall jipproduċi liegi ippermettew persuna biex tfassal għadd kbir ta 'materjali metalliċi għandhom proprjetajiet u l-karatteristiċi differenti. Skond l-iskop huma maqsuma fil-gruppi li ġejjin:

• strutturali (azzar, duralumin, ħadid). Dan il-grupp jinkludi, ligi bi proprjetajiet speċjali. Allura dawn huma differenti proprjetajiet intrinsikament siguri jew anti-frizzjoni. Dawn jinkludu ram u bronż.

• Li timla l-berings (BABBITT).

• Għal tisħin elettriku u tagħmir ta 'kejl (b'nikromju, manganin).

• Għall-produzzjoni ta għodod tal-qtugħ (xit).

Fil-produzzjoni tan-nies jużaw tipi oħra ta 'materjali metalliċi bħal-dewbien baxxa, reżistenti għas-sħana, reżistenti għall-korrużjoni u ligi amorfu. Wkoll huma ġeneralment kalamiti użati u thermoelectrics (selenid teluridy u bismut, ċomb, antimonju u oħrajn).

Ferroalloy

Kważi kollha ta 'ħadid smelted fid-dinja hija diretta għall-produzzjoni ta' sempliċi u azzar liga. Huwa wkoll użata fil-produzzjoni tal-ħadid mhux maħdum. ligi tal-ħadid kisbu popolarità tagħha minħabba l-fatt li jippossjedu proprjetajiet benefiċenti għall-bnedmin. Huma kienu miksuba billi żżid l-element kimiku sempliċi tal-komponenti varji. Għalhekk, minkejja l-fatt li l-ligi tal-ħadid varji mmanifatturati fuq il-bażi ta 'sustanza waħda, azzar u ħdejjed tal-mogħdija mitfugħa għandhom proprjetajiet differenti. Minħabba dan huma sferi differenti ta 'applikazzjoni. Ħafna azzar diffiċli minn ħadid. Diversi metodi għat-tħejjija dawn il-metalli jippermettu li tinkiseb il-gradi differenti (grad) ta 'dawn ligi tal-ħadid.

proprjetajiet mtejba ta 'l-ligi

Permezz metalli liga u xi elementi oħra jistgħu jiksbu materjali b'karatteristiċi mtejba. Per eżempju, il-qawwa rendiment ta 'l-aluminju pur huwa ta' 35 MPa. Fit-tħejjija tal-liga tal-metall bir-ram (1.6%), Zn (5.6%), manjesju (2.5%) l-indiċi jaqbeż il-500 MPa.

Minħabba l-proporzjonijiet varji kompost ta 'sustanzi kimiċi differenti tista' tinkiseb materjali metalliċi bi proprjetajiet manjetiċi, termali jew elettriċi mtejba. Ir-rwol ewlieni f'dan il-proċess hija l-istruttura liga jirrappreżenta distribuzzjoni ta 'kristalli tagħha u t-tip ta' rabtiet bejn l-atomi.

Azzar u ħadid

Dawn ligi huma prodotti minn komposti tal-ħadid u karbonju (2%). Fil-produzzjoni ta 'materjali tal-liegi miżjuda magħhom nikil, kromju, vanadju. Kollha tat-tipi normali ta 'l-azzar huwa maqsum:

• karbonju baxx (0.25% ta 'karbonju) użati għall-manifattura ta' kostruzzjonijiet varji;

• karbonju għoli (iktar minn 0.55%) huwa maħsub għall-produzzjoni ta 'għodod tal-qtugħ.

marki differenti ta 'azzar liga huma użati fl-inġinerija mekkanika, u prodotti oħra.

liga tal-ħadid bil-karbonju, li hija l-perċentwal ta '2-4% tissejjaħ ħadid mhux maħdum. Il-kompożizzjoni ta 'dan il-materjal jinkludi silikon. Tal-prodotti varji tal-ħadid fondut li għandhom proprjetajiet mekkaniċi tajba.

metalli mhux tal-ħadid

Minbarra l-ħadid, u elementi oħra wżati biex jagħmlu varjetà ta 'materjali tal-metall. Bħala riżultat ta 'komposti tagħhom huma ligi ma fihomx ħadid. Fil-ħajja, in-nies sabu l-materjali ta 'applikazzjoni akbar fuq il-bażi ta':

• ram, ram imsejħa. Huma fihom 5-45% żingu. Jekk il-kontenut huwa 5-20%, il ram imsejħa aħmar, u jekk 20-36% - isfar. Hemm ligi tar-ram mal-silikon, landa, berillju, aluminju. Huma msejħa bronzes. Hemm diversi tipi ta 'dawn ligi.

• Ċomb jirrappreżentaw istann konvenzjonali (tretnik). F'dan il-liga, għal 1 parti mill-partijiet landa pripadaet kimika 2. Fil-produzzjoni tal-bearings użata BABBITT li huwa liga taċ-ċomb, landa, arseniku u l-antimonju.

• aluminju, titanju, manjeżju u berillju, li huma ligi mhux tal-ħadid ħfief li jkollhom qawwa għolja u l-proprjetajiet mekkaniċi eċċellenti.

Metodi għall-preparazzjoni

Il-metodi ewlenin ta 'ksib metalli u ligi:

• funderija li fiha l-solidifikazzjoni ta ' taħlita omoġenja ta' komponenti imdewweb differenti. Għal ligi użu ta 'metodi pyrometallurgical għall-kisba u metalli Electrometallurgical. L-ewwel inkarnazzjoni hija użata sabiex issaħħan enerġija termali prima li jirriżultaw matul il-proċess ta 'kombustjoni. Miksuba bil azzar pyrometallurgical fi fran bil-fjamma mikxufa u ħadid f'kalkari tal-funderija. Meta materja prima proċess electrometallurgical jiġi msaħħan fil-fran b'ark jew induzzjoni elettrika. F'dan il-każ, il-rasslavlyaetsya materja prima malajr ħafna.

• Trab, fejn il-trabijiet tal-komponenti tagħha użati għall-produzzjoni ta 'liga. Minħabba l ippressar biex tagħti forma ċerta, u mbagħad sinterizzata fl fran speċjali.