Kaedah untuk menghasilkan logam. Jenis aloi. Penyediaan logam alkali

Manusia moden dalam kehidupan hariannya dikelilingi oleh pelbagai logam. Kebanyakan barangan yang kita gunakan, bahan kimia ini hadir. Semua ini berlaku kerana orang mendapati pelbagai cara untuk menghasilkan logam.

Apa yang logam

Bahan-bahan yang berharga untuk orang yang terlibat dalam kimia bukan organik. Mendapatkan logam membolehkan seseorang untuk mencipta teknik yang lebih sempurna, memperbaiki kehidupan kita. Apa yang mereka wakili? Sebelum kami mengambil kira kaedah biasa menghasilkan logam, ia adalah perlu untuk memahami apa yang mereka. Logam adalah kumpulan unsur-unsur kimia dalam bentuk bahan-bahan mudah yang mempunyai ciri-ciri ciri-ciri:

• haba dan kekonduksian elektrik;

• kemuluran yang tinggi;

• bersinar.

Seorang lelaki boleh dengan mudah membezakan mereka dari bahan-bahan lain. Satu ciri ciri semua logam ialah kehadiran bersinar khas. Dia datang dari pantulan sinar cahaya yang jatuh di permukaan tidak ketinggalan mereka. Gloss - adalah harta bersama semua logam, tetapi ia adalah yang paling jelas ditunjukkan di perak.

Hari ini, saintis mendapati 96 unsur-unsur kimia, walaupun tidak semua daripada mereka diiktiraf oleh sains rasmi. Mereka dibahagikan kepada kumpulan bergantung kepada ciri-ciri biasa yang wujud mereka. Oleh itu logam adalah seperti berikut:

• alkali - 6;

• alkali - 6;

• peralihan - 38;

• Ringan - 11;

• semimetals - 7;

• lantanida - 14;

• aktinida - 14.

logam mendapatkan

Dalam usaha untuk mereka-reka aloi, hendaklah mendapat logam dari bijih semula jadi. unsur-unsur asli - ini adalah bahan-bahan yang terdapat dalam alam semula jadi di negeri ini bebas. Ini termasuk platinum, emas, timah dan merkuri. Mereka dipisahkan dari kekotoran mekanikal atau dengan reagen kimia.

Logam baki diekstrak oleh rawatan dengan sebatian. Mereka dijumpai dalam pelbagai mineral. Ore - mineral ini dan batu, yang mengandungi sebatian logam oksida, karbonat, atau sulfida. Untuk pengeluaran mereka menggunakan rawatan kimia.

Kaedah untuk mendapatkan logam:

• pemulihan oksida karbon;

• timah dari batu menerima timah;

• pengeluaran besi tuang dari bijih besi ;

• pembakaran sebatian sulfur dalam relau khas.

Bagi memudahkan logam mendapatkan dari batu-batu bijih ditambah kepada mereka pelbagai bahan dipanggil fluks. Mereka membantu membuang kekotoran yang tidak diingini seperti tanah liat, batu kapur, pasir. Hasil daripada proses ini sebatian fusible dihasilkan dipanggil sanga.

Di hadapan sejumlah besar kekotoran sebelum peleburan bijih logam diperkayakan dengan penyingkiran sebahagian besar komponen yang tidak perlu. Kaedah yang paling banyak digunakan untuk rawatan ini - pengapungan, magnet dan kaedah graviti.

logam alkali

Mass menerima logam alkali - satu proses yang kompleks. Ini adalah disebabkan oleh hakikat bahawa mereka berada dalam alam semula jadi hanya dalam bentuk sebatian kimia. Kerana mereka mengurangkan ejen, persediaan mereka disertai dengan kos tenaga yang tinggi. Terdapat beberapa cara untuk mendapatkan logam alkali:

• Li boleh disediakan daripada oksida dalam vacuo atau mencairkan elektrolisis klorida yang terbentuk semasa spodumene pemprosesan.

• Sodium diekstrak dengan memanggang dengan abu arang batu di mangkuk pijar dimeteraikan atau klorida elektrolisis leburan dengan tambahan kalsium. Kaedah pertama adalah yang paling memakan masa yang.

• Kalium diperolehi elektrolisis leburan atau garam, wap natrium klorida melalui itu. Juga ia dibentuk dengan memberi tindak balas yang kalium hidroksida cair dan natrium cecair pada suhu 440 ° C.

• Cesium dan rubidium diekstrak dengan memulihkan kalsium klorida mereka pada 700-800 ° C atau zirkonium pada 650 ° C. Penyediaan logam alkali dengan cara ini adalah sangat intensif tenaga dan mahal.

Perbezaan antara logam dan aloi

Pada dasarnya, sempadan yang jelas antara logam dan aloi mereka hampir tidak wujud, kerana walaupun yang paling tulen, bahan-bahan mudah adalah sebahagian kecil daripada kekotoran. Jadi apa perbezaan di antara mereka? Hampir semua logam yang digunakan dalam industri dan di dahan-ekonomi yang lain, digunakan dalam bentuk aloi diperoleh dengan mencampurkan dengan tujuan untuk unsur kimia utama komponen lain.

aloi

Teknologi memerlukan pelbagai bahan-bahan logam. Dalam kes ini, unsur-unsur kimia tulen tidak praktikal digunakan kerana mereka tidak mempunyai ciri-ciri yang diperlukan untuk rakyat. Untuk keperluan mereka kita telah mencipta pelbagai kaedah untuk menghasilkan aloi. Istilah ini merujuk kepada bahan makroskopik bangsa yang sama, yang terdiri daripada dua atau lebih unsur kimia. Mana komponen logam yang utama dalam aloi. Bahan ini mempunyai struktur sendiri. Dalam aloi membezakan komponen-komponen berikut:

• asas, yang terdiri daripada satu atau lebih logam;

• Tambahan kecil mengubahsuai dan pengaloian unsur;

• kekotoran dipadam (proses, semula jadi, rawak).

Bahawa aloi logam adalah bahan struktur utama. Dalam teknologi, terdapat lebih daripada 5,000.

jenis aloi

Walaupun ini pelbagai aloi, kebanyakan orang bermain nilai bagi mereka yang berasaskan besi dan aluminium. Ia adalah mereka yang paling sering dijumpai di dalam kehidupan seharian. Jenis aloi adalah berbeza. Lebih-lebih lagi, mereka dibahagikan mengikut beberapa kriteria. Oleh kerana terdapat kaedah yang berbeza untuk menghasilkan aloi. Mengikut kriteria ini, mereka dibahagikan kepada:

• aloi, yang diperolehi oleh penghabluran komponen cair dicampur.

• Serbuk, dengan menggunakan mampatan campuran serbuk dan pensinteran berikutnya pada suhu tinggi. Dan komponen aloi itu sering bukan sahaja unsur-unsur kimia yang mudah, tetapi pelbagai sebatian mereka seperti karbida titanium atau tungsten aloi dalam pepejal. Menambah mereka dalam kuantiti yang berbeza menukar sifat-sifat logam bahan.

Kaedah untuk penyediaan aloi dalam bentuk artikel siap atau bahan kerja dibahagikan kepada:

• pemutus (silumin, besi tuang);

• ubah bentuk (keluli);

• serbuk (titanium tungsten).

jenis aloi

Kaedah untuk menghasilkan logam adalah berbeza, dan dengan itu dibuat kerana mereka bahan-bahan mempunyai sifat yang berbeza. Dalam aloi keadaan pepejal adalah:

• homogen (seragam), yang terdiri daripada kristal jenis yang sama. Mereka sering dirujuk sebagai fasa tunggal.

• heterogen (heterogen), yang disebut sebagai multi-fasa. Apabila mereka diterima di pangkal aloi diambil sebagai penyelesaian yang kukuh (fasa matriks). Kandungan bahan-bahan heterogen jenis ini bergantung kepada komposisi unsur-unsur kimia. aloi itu boleh termasuk komponen-komponen berikut: larutan pepejal celahan dan gantian, sebatian kimia (karbida, sebatian antara logam, nitrida), crystallites bahan-bahan yang mudah.

sifat aloi

Tidak kira apa kaedah menghasilkan logam dan aloi digunakan, harta mereka benar-benar ditentukan oleh struktur kristal daripada fasa dan mikrostruktur bahan-bahan ini. Setiap daripada mereka adalah berbeza. Ciri-ciri makroskopik aloi bergantung kepada mikrostruktur mereka. Mereka berada dalam apa-apa hal dibezakan oleh ciri-ciri fasa mereka bergantung semata-mata kepada struktur kristal bahan. kehomogenan makroskopik heterogen (berbilang) aloi diperolehi dengan taburan seragam fasa dalam matriks logam.

Ciri-ciri yang paling penting dalam aloi dianggap kebolehkimpalan. Jika tidak, mereka adalah logam yang serupa. Oleh itu, aloi mempunyai kekonduksian elektrik dan haba, kemuluran dan pemantulan (gloss).

aloi jenis

Pelbagai kaedah untuk menghasilkan aloi telah membolehkan seseorang untuk merangka sejumlah besar bahan-bahan logam mempunyai ciri-ciri yang berbeza dan ciri-ciri. Sesuai dengan maksud mereka dibahagikan kepada kumpulan-kumpulan berikut:

• Structural (keluli, duralumin, besi). Kumpulan ini termasuk, aloi dengan ciri-ciri khas. Supaya mereka berbeza sifat intrinsik selamat atau anti-geseran. Ini termasuk tembaga dan gangsa.

• Untuk mengisi galas (Babbitt).

• Untuk pemanasan elektrik dan alat pengukur (nikrom, manganin).

• Untuk pengeluaran alat pemotong (menang).

Dalam pengeluaran orang menggunakan lain-lain jenis bahan-bahan logam seperti rendah lebur, tahan panas, tahan karat dan aloi amorfus. Juga secara meluas magnet dan thermoelectrics (selenide teluridy dan bismut, plumbum, antimoni dan lain-lain) yang digunakan.

ferroalloy

Hampir semua besi yang dikerjakan dihasilkan di dunia itu ditujukan kepada pengeluaran mudah dan keluli aloi. Ia juga digunakan dalam pengeluaran besi babi. aloi besi mendapat populariti kerana yang memiliki sifat-sifat yang bermanfaat untuk manusia. Ia diperoleh dengan menambah kepada unsur kimia yang mudah daripada pelbagai komponen. Oleh itu, walaupun pada hakikatnya pelbagai aloi besi dihasilkan atas dasar bahan tunggal, keluli dan besi tuang mempunyai ciri-ciri yang berbeza. Oleh kerana ini mereka bidang yang berbeza dalam permohonan. Kebanyakan keluli keras daripada besi. Pelbagai kaedah untuk menyediakan logam ini membolehkan untuk mendapatkan gred yang berbeza (gred) daripada aloi besi.

sifat baik daripada aloi

Melalui pengaloian logam dan beberapa elemen lain boleh mendapatkan bahan-bahan dengan ciri-ciri yang lebih baik. Sebagai contoh, kekuatan alah aluminium tulen adalah 35 MPa. Dalam penyediaan aloi logam dengan tembaga (1.6%), Zn (5.6%), magnesium (2.5%) indeks melebihi 500 MPa.

Oleh kerana pelbagai nisbah sebatian bahan kimia yang berbeza boleh diperolehi bahan-bahan logam dengan sifat-sifat magnet, haba atau elektrik yang lebih baik. Peranan utama dalam proses ini adalah struktur aloi yang mewakili taburan kristal dan jenis ikatan antara atom.

Keluli dan besi

Ini aloi dihasilkan oleh sebatian besi dan karbon (2%). Dalam pengeluaran bahan-bahan aloi ditambah kepada mereka nikel, kromium, vanadium. Semua jenis biasa keluli dibahagikan kepada:

• karbon rendah (0.25% karbon) yang digunakan untuk pembuatan pelbagai pembinaan;

• karbon tinggi (lebih daripada 0.55%) adalah bertujuan untuk pengeluaran alat pemotong.

jenama yang berbeza keluli aloi yang digunakan dalam bidang kejuruteraan mekanikal, dan produk-produk lain.

aloi besi dengan karbon, yang merupakan peratusan 2-4% dipanggil besi babi. Komposisi bahan ini termasuk silikon. Pelbagai produk besi tuang mempunyai sifat-sifat mekanikal yang baik.

logam bukan ferus

Selain daripada besi, dan unsur-unsur lain yang digunakan untuk membuat pelbagai bahan-bahan logam. Hasil daripada sebatian mereka adalah aloi bukan ferus. Dalam kehidupan, orang telah menemui bahan-bahan permohonan pilihan atas dasar:

• tembaga, tembaga dipanggil. Ia mengandungi 5-45% zink. Jika kandungan adalah 5-20%, tembaga yang dipanggil merah, dan jika 20-36% - kuning. Terdapat aloi tembaga dengan silikon, timah, berilium, aluminium. Mereka dipanggil gangsa. Terdapat beberapa jenis aloi ini.

• Membawa mewakili solder konvensional (tretnik). Dalam aloi ini, untuk 1 bahagian kimia pripadaet 2 bahagian timah. Dalam pengeluaran galas Babbitt yang digunakan yang merupakan aloi plumbum, timah, arsenik dan antimoni.

• aluminium, titanium, magnesium dan berilium, yang aloi bukan ferus ringan mempunyai kekuatan yang tinggi dan sifat mekanikal yang baik.

Kaedah untuk penyediaan

Kaedah utama untuk mendapatkan logam dan aloi:

• faundri di mana pemejalan campuran homogen komponen lebur berbeza. Untuk aloi menggunakan kaedah pyrometallurgical untuk mendapatkan dan logam electrometallurgical. Penjelmaan pertama digunakan untuk memanaskan tenaga haba mentah terhasil semasa proses pembakaran. Diperolehi oleh keluli pyrometallurgical dalam relau jenis terbuka dan besi dalam relau bagas. Apabila proses bahan mentah electrometallurgical dipanaskan dalam arka atau induksi relau elektrik. Dalam kes ini, bahan rasslavlyaetsya mentah dengan cepat.

• Powder, di mana serbuk komponennya digunakan untuk menghasilkan aloi. Oleh kerana menekan mereka untuk memberi bentuk tertentu, dan kemudian disinter dalam relau khas.