Химия

Доповідь з хімії Тема: «Сплави»


МОСКІВСЬКИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ОСВІТИ

ШКОЛА — ЛАБОРАТОРІЯ № 799

Доповідь з хімії

Тема: «Сплави»

Учня Кудашева Олексія

Металеві предмети, що оточують нас, рідко складаються з чистих металів. Тільки алюмінієві каструлі або мідний дріт мають чистоту близько 99,9%. У більшості інших випадків люди мають справу зі сплавами. Так, різні види заліза та сталі містять поряд з металевими добавками незначні кількості вуглецю, які надають вирішальний вплив на механічну та термічну поведінку сплавів. Усі метали мають спеціальне маркування, т.к. сплави з однією назвою (наприклад, латунь) можуть мати різні масові частки інших металів.

Для виготовлення металів застосовують різні метали. Найбільше значення серед усіх сплавів мають сталі різних складів. Прості конструкційні сталі складаються із заліза щодо високої чистоти з невеликими (0,07-0,5%) добавками вуглецю. Так, чавун, одержуваний у доменній печі, містить близько 10% інших металів, їх приблизно 3% становить вуглець, інші — кремній, марганець, сірка і фосфор. А леговані сталі одержують, додаючи до заліза кремній, мідь, марганець, нікель, хром, вольфрам, ванадій та молібден.

Нікель поряд із хромом є найважливішим компонентом багатьох сплавів. Він надає сталям високу хімічну стійкість та механічну міцність. Так, відома нержавіюча сталь містить у середньому 18% хрому та 8% нікелю. Для виробництва хімічної апаратури, сопел літаків, космічних ракет і супутників потрібні сплави, які стійкі при температурах вище 1000 ° С, тобто не руйнуються киснем і горючими газами і мають при цьому міцність кращих сталей. Цим умовам задовольняють метали з високим вмістом нікелю. Велику групу складають мідно-нікелеві метали.

Сплав міді, відомий з найдавніших часів, – бронза містить 4-30% олова (зазвичай 8-10%). До наших днів збереглися вироби із бронзи майстрів Стародавнього Єгипту, Греції, Китаю. З бронзи відливали в середні віки знаряддя та багато інших виробів. Знамениті Цар-гармата і Цар-дзвін у Московському Кремлі також відлиті зі сплаву міді з оловом. В даний час у бронзах олово часто замінюють іншими металами, що призводить до зміни їх властивостей. Алюмінієві бронзи, які містять 5-10% алюмінію, мають підвищену міцність. З такої бронзи карбують мідні монети. Дуже міцні, тверді та пружні берилієві бронзи містять приблизно 2% берилію. Пружини, виготовлені із берилієвої бронзи, практично вічні. Широке застосування у народному господарстві знайшли бронзи, виготовлені на основі інших металів: свинцю, марганцю, сурми, заліза та кремнію.

Сплав мельхіор містить від 18 до 33% нікелю (інша мідь). Він має гарний зовнішній вигляд. З мельхіору виготовляють посуд та прикраси, карбують монети («срібло»). Схожий на мельхіор сплав -Нейзільбер містить, крім 15% нікелю, до 20% цинку. Цей метал використовують для виготовлення художніх виробів, медичного інструменту. Мідно-нікелеві сплави константан (40% нікелю) та манганін (сплав міді, нікелю і марганцю) мають дуже високий електричний опір. Їх використовують у виробництві електровимірювальних приладів. Характерна особливість всіх мідно-нікелевих сплавів – їхня висока стійкість до процесів корозії – вони майже не піддаються руйнуванню навіть у морській воді. Сплави міді з цинком із вмістом цинку до 50% звуться латунь. Латунь «60» містить, наприклад, 60 вагових частин міді та 40 вагових частин цинку. Для лиття цинку під тиском застосовують сплав, що містить близько 94% цинку, 4% алюмінію та 2% міді. Це дешеві сплави, мають хороші механічні властивості, легко обробляються. Латуні завдяки своїм якостям знайшли широке застосування у машинобудуванні, хімічній промисловості, у виробництві побутових товарів. Для надання латуням особливих властивостей до них часто додають алюміній, нікель, кремній, марганець та інші метали. З латунів виготовляють труби для радіаторів автомашин, трубопроводи, патронні гільзи, пам’ятні медалі та частини технологічних апаратів для отримання різних речовин.

За наступними рецептами можна отримати легкоплавкі метали. Сплав Ньютона: 31 масова частина свинцю, 19 частин олова та 50 частин вісмуту. Температура плавлення 95 °С. Сплав Вуда: 25 частин свинцю, 12,5 частин олова, 50 частин вісмуту та 12,5 частин кадмію. Температура плавлення 60 °. Ложка з такого металу розплавиться, якщо нею перешкодити гарячу каву. Раніше це демонстрували як жартівливий досвід. Однак перемішаний таким чином напій отруйний через солі свинцю та вісмуту!

Дуже давно було помічено, що якщо змішати розплавлені метали та остудити отриману суміш, виходить речовина, властивості якої відрізняються від властивостей кожного з металів. Так, якщо до розплавленої міді додати алюміній, то в результаті хімічної реакції виходить нова сполука з формулою АlСі.

Сплави отримують у різний спосіб. Якщо змішують розплавлені компоненти, а потім виробляють кристалізацію отриманого розплаву, отримують литий сплав. Кристалізація — Це процес переходу з рідкого стану в тверде. При цьому утворюється з’єднання із кристалічною структурою. А якщо змішують порошки компонентів, а потім спікають суміш за високої температури, то отримують сплав, який називається порошковим сплавом. Для поліпшення властивостей сплави вводяться елементи, які називаються легуючими.

Види сплавів

До складу сплавів можуть входити лише метали чи з’єднання металів з неметалами. Свою назву сплав зазвичай отримує від назви елемента, що міститься у сплаві у найбільшій кількості та становить основу сплаву. Так, якщо основою металу є залізо, то метали називаються чорними. Якщо основа сплавів – кольорові метали, те й метали називаються кольоровими. Бувають сплави рідкісних металів і сплави радіоактивних металів.

ЧОРНІ СПЛАВИ

Доповідь з хімії Тема: "Сплави"

У сплавах може бути два і більше компонентів.

Найбільш відомі чорні сплави – сталь та чавун. Обидва ці сплави є сумішшю заліза та вуглецю. Але чавун містить вуглецю набагато більше, ніж сталь. Крім вуглецю, в чавун входять сірка, фосфор, марганець та кремній. У сталь також додаються ці елементи, але в менших кількостях. Чавун – тендітний матеріал. Його застосовують там, де не потрібне кування. А ось сталь не лише міцний, а й пластичний матеріал. Тому вона широко застосовується в промисловості в металевих конструкціях, механізмах, деталях, для виготовлення різальних інструментів і т.д.

КОЛІРНІ СПЛАВИ

Доповідь з хімії Тема: "Сплави"

Найвідоміші сплави міді – бронза та латунь.

Сплав міді із оловом називають бронзою. У III тисячолітті е. з міді виготовлялися знаряддя праці, оскільки поклади міді тоді були величезні. З’ясувалося, що якщо мідь з’єднати з оловом, виходить речовина, що більше піддається лиття. Так вперше було отримано бронзу. Наступне тисячоліття назвали «бронзовим віком». У XV ст. із бронзи почали відливати гармати. В наш час бронза застосовується у машинобудуванні для виготовлення різних деталей.

Латунь – метал міді з цинком. Використовується у виробництві техніки, автомобілебудуванні, у хімічній промисловості. Цікаво, що латунь зовні схожа із золотом. Тому до ХІХ століття її часто видавали за золото.

З’єднання міді з алюмінієм називають алюмінієвою бронзою. Алюмінієва бронза – дуже пластичний матеріал.

Мельхіор — сплав міді та нікелю. Використовується для виготовлення столових приладів та художніх виробів.

Відомий алюмінієвий сплав дюралюміній – з’єднання алюмінію з міддю, магнієм та марганцем. Застосовується в авіаційній промисловості та авіабудуванні.

Магнієві, титанові, берилієві сплави також знаходять своє застосування у промисловості та медицині.

Метали і метали грають дуже важливу роль різних видах життєдіяльності людини. Неможливо перерахувати всі сфери, у яких метали та його сплави знаходять застосування.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *