СПЛАВЫ МЕТАЛЛОВ

СПЛАВЫ МЕТАЛЛОВ
Сделал ученик 11 класса: Михайлов Ильшат Раилевич
Учитель химии: Аглиуллина Диляра Миннерахмановна
Металлы и человек.
« Человек не может обойтись без металлов…
Если бы не было металлов, люди
влачили бы самую омерзительную и
жалкую жизнь среди диких зверей»
Георг Агрикола, 1556г.
СПЛАВЫ
Сплавы – это материалы с характерными
свойствами, состоящие из двух или более
компонентов, из которых по крайней мере один –
металл.
Классификация и группы сплавов
•
Все сплавы подразделяются по
составу.Например выделяются
медные,алюминивые,никелевые,титано
вые и другие сплавы.Есть группы
сплавов,носящие общие
названия:бронзы,латуни и др.Названия
сплава выделяют собой ценные
компоненты: бериллиевые
бронзы,вольфрамовая сталь и др.
Название
Состав Свойства
Применение
Алюминиевые
сплавы
Al, Mg, Si,
Cu, Zn, Mn,
Li, Be
Легкость, высокая
электро- и
теплопроводность,
коррозионная
стойкость, высокая
удельная прочность
Конструкционные
материалы в авиации,
строительстве,
машиностроении и др.;
электротехнические
устройства и
материалы
Амальгама
Hg и другие
металлы
В зависимости от
соотношения ртути
и др. металла
может быть (при
комнатной
температуре)
жидкой,
полужидкой или
твёрдой
Золочение
металлических
изделий, производство
зеркал, стоматология,
реактиввосстановитель в
химии и металлургии
Применение алюминия и
амальгама
Трубы различной
формы
Для зубов
Вольфрамовые
сплавы
Mo, Re, Cu, Ni,
Ag, оксиды
(ThO2),
карбиды (TaC)
и др.
Пластичность,
жаропрочность и
высокая термо-эдс
Детали
электровакуумны
х приборов,
высокотемперату
рных термопар,
детали
двигателей ракет
и самолётов
Железоуглеродис
тые сплавы
(чугун, сталь,
ферросплавы)
Fe, C, Р, S, Mn,
Si, N, Cr, Ni,
Mo, W, V, Ti,
Со, Cu и др.
Механическая
прочность,
твердость, упругость,
коррозионная
устойчивость,
вязкость и др.
Конструкционные
материалы для
всех областей
техники,
технологии,
хозяйства,
машины,
инструмент
Применение вольфрама и
железоуглерудистых сплавов
Лампочка
каленвал
Золотые сплавы Au, Ag, Cu, Pt,
Pd, Sb, Bi, Pb,
Hg
Сплав с Ag при 20—
40% Ag зеленоватожёлтый, при 50% Ag —
бледно-жёлтый;
мягкий и ковкий;
сплавы Au с Cu
красновато-жёлтые;
более твердые и
упругие, чем чистое
золото
Золочение
металлических
изделий,
изготовление
монет, ювелирных
изделий, зубных
протезов,
электрических
контактов
Легкоплавкие
сплавы
Низкие температуры
плавления (не выше
232 °С); при
содержании Bi более
55% расширяются при
затвердевании
Изготовление
припоев, плавких
предохранителей в
электроаппаратуре
Sn, Bi, In, Pb,
Cd, Zn, Sb,
Ga, Hg и др.
Применение золота и
легкоплавкого сплава
Украшения
Магниевые
сплавы
Mg, Al, Zn,
Mn, Zr, Th,
Li, La, Nd,
Y, Ag, Cd,
Be
Лёгкость,
прочность,
коррозионная
стойкость
Медные
сплавы
Cu, Zn, Sn, Прочность,
Al, Ni, Be, P высокая
электропроводност
ь, коррозионная
стойкость,
пластичность
Высоконагруженные детали
из прессованных
полуфабрикатов, штамповок
и поковок в
автомобилестроении, панели,
штамповки сложной формы,
сварные конструкции
Трубы, теплотехническая
аппаратура, подшипники,
шестерни, втулки, пружины,
детали приборов точной
механики, термопары,
фасонные детали,
декоративно-прикладные
изделия и скульптура
Применение магния и
меди
Электрические
провода
Корпус
автомобиля
Никелевые
сплавы
Cu, Co, Fe,
Ферромагнетизм,
высокая
пластичность и
коррозионная
стойкость, отсутствие
аллотропических
превращений,
химическая
стойкость
Конструкционные
материалы с высокой
стойкостью к
агрессивным средам,
ферромагнитные
изделия,
магнитострикционны
е материалы
Оловянные
сплавы
Sn, Pb, Sb, Cu,
Zn, Cd и др.
Низкая температура
плавления, мягкость,
коррозионная
стойкость;
антифрикционные
свойства
Легкоплавкие сплавы
(припой, полуда) и
подшипниковые
материалы (баббит)
Применения олова и
никеля
Двигатель
самолета
леска
Платиновые Pt, Rh, Ir, Pd,
Высокая температура
сплавы
Ru, Ni, Co, Cu, плавления,
W, Мо
коррозионная
стойкость,
механическая
прочность,
каталитические
свойства
Изготовление
потенциометров,
постоянных магнитов,
высокотемпературных
припоев,
катализаторы,
лабораторная посуда
Свинцовые
сплавы
Изготовление или
облицовка
кислотоупорной
аппаратуры и
трубопроводов,
изготовление
оболочек
низковольтных и
силовых кабелей
Pb, Fe, Cu,
Sb, Sn, Cd,
Са, Ca, Mg, Li,
К, Na
Прочность, твёрдость,
антифрикционные,
свойства, низкая
температура
плавления свинца,
коррозионная
стойкость.
Применение платины и
свинца
кольца
Световая
лампочка
Твёрдые
сплавы
WC, TiC,
TaC;
связующие
металлы:
Co, Ni, Mo,
сталь
Высокая твердость,
тугоплавкость,
износоустойчивость,
коррозионная
стойкость
Цельнотвердосплавн
ые изделия
(инструмент) для
обработки металлов,
сплавов и
неметаллических
материалов, для
оснащения рабочих
частей буровых
инструментов и как
конструкционные
материалы
Типографские
сплавы (гарт)
Pb, Sb, Sn и
др.
низкая температура
плавления (240—350
°С), хорошие литейные
свойства
Изготовления литых
стереотипов
(полиграфическая
промышленность) и
элементов набора
(шрифты др.).
Применение твердого сплава и
типографского сплава
Режущие диски
дискета
Титановые
сплавы
Al, V, Mo, Mn,
Sn, Zr, Cr, Cu,
Fe, W, Ni, Si;
Nb и Та
Лёгкость, высокая
прочность в широком
интервале температур
от -250 °С до 300-600
°С, коррозионная
стойкость
Конструкционные
материалы в
авиации,
ракетостроении,
химическая
аппаратура
Цинковые
сплавы
Zn, Al, Cu, Mg
Невысокая
температура
плавления, легкость
обработки давлением
и резанием, сварки и
пайки, возможность
нанесения покрытий
электрохимическим и
химическим
способами.
Конструкционные и
конструкционнодекоративные
детали в
автомобильной
промышленности,
электромашинострое
нии, оргтехнике,
вкладыши
подшипников,
бытовые изделия.
Применение титана и
цинка
мазь
Корпус ракеты
Свойство сплавов

Материал с высокой коррозионной
стойкостью даже в агрессивных средах
и с высокой
жаропрочностью,магнитные
материалы,сплавы с высоким
электрическим сопротивлением, с
малым коэффициэнтом термического
расширения.
Коррозионная стойкость и
твёрдость
Сплавы обладают большей
коррозионной стойкостью и
твёрдостью,лучшими литейными
свойствами,чем чистые металлы.Но
сплав состоящий из
алюминия,магния,марганца,меди и
никеля,называемый
дюралюминием,в четыре раза
прочнее алюминия на разрыв.
Физические свойства
металлов
1) Пластичность (золотая фольга)
2) Электропроводность и теплопроводность
3) Металлический блеск
4) Твёрдость
5) Плотность металлов
6) Лёгкие и тяжелые металлы
7) Чёрные и цветные металлы
8) Драгоценные металлы

Другие физические свойства металлов также
представляют немалый интерес. Особенно это касается
плотности, твердости и температуры плавления. Литий
является наиболее легким из всех металлов, он имеет
плотность 0,53 г/см3. Самым же тяжелым является осмий
- 22,6 г/см3. Все металлы, имеющие плотность ниже 5 г/см
3, называют легкими, другие – тяжелыми. Температура
плавления металлов может быть самой разной. Так,
например, галлий или цезий расплавится у вас на ладони,
а к вольфраму пришлось бы применить температуру
+3410° С.
ПОСТОЯННЫЕ МАГНИТЫ С
БОЛЬШОЙ МАГНИТНОЙ ЭНЕРГИЕЙ

При использовании редкоземельных соединений
появляется возможность создать материал с
постоянным магнитом, имеющим малый вес и большую
магнитную энергию. Самым эффективным средством
для этого выступают интерметаллические соединения
металла кобальта и легких редкоземельных металлов.
Это могут быть соединения типа NdCo5, SmCo5, PrCo5.
Если провести соответствующую обработку –
подвергнуть прессованию мелкие частицы в магнитном
поле, а затем провести последующее спекание, то
можно обеспечить появление одноименных частиц.
МАТЕРИАЛЫ, ИМЕЮЩИЕ ГИГАНТСКУЮ
МАГНИТОСТРИКЦИЮ

Такие металлы, как Tb, Dу, а также ферриты-гранаты данных металлов при
низкой температуре способны иметь гигантские магнитострикции. Они обычно
на два-три порядка больше, нежели магнитострикции металлов, ферритов и
сплавов элементов группы железа. Интерметаллические соединения типа
DуFe2 или ТЬFе2, кроме прочего, обладают очень большими
магнитострикциями. Несомненным плюсом таких соединений выступает то, что
эти огромные магнитострикции они имеют при комнатной температуре.
Такие материалы и им подобные можно технически использовать при
получении мощного ультразвука, при конструировании приборов, которые
позволяют при помощи магнитного поля без употребления инерции управлять
разными сканирующими и контактными устройствами, а также при
вибробурении, геофизическом каротаже скважин, дефектоскопии.

Магнитостри́кция (от лат. strictio — сжатие, натягивание) — явление,
заключающееся в том, что при изменении состояния намагниченности тела его
объём и линейные размеры изменяются.
МЕХАНИЧЕСКАЯ ПАМЯТЬ МЕТАЛЛОВ

Лабораторные работники военно-морской артиллерии
Соединенных Штатов Америки планомерно искали сплавы
никеля и титана примерно в одинаковых пропорциях. Оба
эти металла неплохо сопротивляются процессу коррозии, и
в данном отношении сплав этот – просто превосходный.
Также он очень прочен и пластичен. Кроме того, очень
неожиданно и замечательно было то, что данный сплав
оказался отлично запоминающим форму. Для науки и
техники это огромная удача. Ведь титан и никель – гораздо
более доступные металлы, нежели, к примеру, сплав
Олиндера, где почти половина состава – золото. Свойства
же этого нового сплава сочетались на редкость
благоприятно. Назвали этот сплав нитинол.
Занимательные занятия
Черные, цветные… малые

Многочисленные известные людям металлы химики
делят на четыре типа в соответствии с электронным
строением: s-металлы (щелочноземельные, магний и
бериллий) p-металлы (алюминий, галлий, индий,
таллий, олово. Свинец, сурьма, висмут, полоний) d и f
–металлы (которые иногда объединяют термином
«переходные металлы»). А такие металлы относятся к
черным, цветным и малым?
Ответ: В рамках технической
геохимической
классификаций все металлы подразделяются на
черные(железо), тяжелые цветные (медь, свинец, цинк,
никель и олово), к которым примыкают так называемые
«малые металлы» (кобальт, сурьма, висмут, ртуть,
кадмий), легкие металлы ( алюминий, магний, кальций, и
т.п.), драгоценные и платиновые (золото, серебро,
палладий, и др.), легирующие или ферросплавные
(марганец, хром, вольфрам, молибден, ванадий и т.д.),
редкие и радиоактивные металлы (уран, торий,
семейство лантаноидов и актиноидов).
Опасный металл

Существует металл, от которого стоит
держаться подальше: он ядовит, сильно
радиоактивен и получается в атомном
реакторе. Какой же это металл?


Ответ: Это плутоний Pu.
Металл-помощник

Среди металлов есть один, удивительные
свойства которого помогают людям
извлекать из руды серебро и золото,
собирать газы, реагирующие с водой,
получать из камней соли щелочь –
гидроксид натрия. Этот металл очень
пригодился Джозефу Пристли и Антуану
Лавуазье, когда они почти одновременно
открыли кислород… Что это за металл?

Ответ: Это ртуть, которая легко образует
жидке сплавы- амальгамы с золотом,
серебром, натрием, и др. металлами.
Лавуазье и Пристли использовали
свойство ртути образовывать HgO,
который при сравнительно не высокой
температуре разлагается с выделением
кислорода и превращается в металл.
Металл Рения

В 1925 г. Английский химик М. Реней приготовил сплав с алюминием, взяв
оба компонента в эквимолярных количествах (равных по числу солей).
Затем измельчив сплав, он обработал его избытком раствора щелочи.
Получился черный порошкообразный металлический порошок, Реней
промыл его водой и оставил сушить на столе, а сам ушел обедать.
Вернувшись из кафе позже, че обычно, химик обнаружил, что вся
лаборатория в дыму – загорелся деревянный лабораторный стол, как раз
в том месте, где он оставил фильтровальную бумагу с черным порошком.
Что же произошло?

Ответ: Тонкоизмельченный порошок
никеля, так называемый никель Ренияпирофорный металл (т.е.
самовоспламеняется на воздухе). Кроме
того, он обладает каталитическими
свойствами и способствует окислению
органических веществ.
Спасибо за внимание