6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Металл с наименьшим металлическим блеском

Положение металлов в периодической системе, строение их атомов

1. Металлы: положение этих химических элементов в периодической системе, строение их атомов (на примере атомов натрия, магния, алюминия). Характерные физические свойства металлов. Химические свойства металлов: взаимодействие с кислородом, водой, кислотами

Элементы, образующие простые вещества — металлы, занимают левую нижнюю часть периодической системы (для наглядности можно сказать, что они расположены влево от диагонали, соединяющей Be и полоний, № 84) , также к ним относятся элементы побочных (Б) подгрупп.

Для атомов металлов характерно небольшое число электронов на внешнем уровне. Так, у натрия на внешнем уровне расположен 1 электрон, у магния — 2, у алюминия — 3 электрона. Эти электроны сравнительно слабо связаны с ядром, что обуславливает характерные физические свойства металлов:

  • электрическую проводимость,
  • хорошую теплопроводность,
  • ковкость, пластичность.
  • Металлы также отличает характерный металлический блеск.

В химических реакциях металлы выступают в роли восстановителей:

  1. При взаимодействии с кислородом металлы образуют оксиды, например, магний сгорает с образованием оксида магния:
    2Mg + O2 = 2MgO

Наиболее активные металлы (щелочные) при горении на воздухе образуют пероксиды:

  1. Активные металлы, например, натрий, реагируют с водой с образованием гидроксидов:
    2Na + 2HOH = 2NaOH + H2

или оксидов, как магний при нагревании:

  1. Металлы, расположенные в электрохимическом ряду напряжений левее водорода (Н), вытесняют водород из кислот (кроме азотной). Так, цинк реагирует с соляной кислотой с образованием хлорида цинка и водорода:
    Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

Металлы, в том числе правее водорода, за исключением золота и платины, реагируют с азотной кислотой, с образованием различных соединений азота:

Коэффициенты в этих уравнениях легче расставить методом электронного баланса. Проставляем степени окисления:

Записываем элементы с изменившейся степенью окисления:

Cu 0 − 2 e − → Cu +22*1 ** — восстановитель
N +5 + 1 e − → N +42 — окислитель

* наименьшее общее кратное для добавленных и отнятых электронов

** коэффициент для вещества, содержащего этот элемент, получаем делением наименьшего общего кратного на число добавленных или отнятых электронов (у этого атома)

2. Опыт. Получение и собирание кислорода. Доказательство наличия кислорода в сосуде

В школьной лаборатории кислород чаще получают разложением перекиси водорода в присутствии оксида марганца (IV):

или разложением перманганата калия при нагревании:

Чтобы собрать газ, сосуд закрывают пробкой с газоотводной трубкой.

Чтобы доказать наличие кислорода в сосуде, вносят в него тлеющую лучинку — она ярко вспыхивает.

Металл с наименьшим металлическим блеском

Сложно переоценить пользу металлов в развитии человечества. Современное строительство, промышленность и другие виды жизнедеятельности невозможно представить без использования металлов. Именно по производству и использованию металлов можно судить об уровне технического прогресса любой страны. Металлургическая промышленность является одним из значимых показателей в экономике любой страны. Фирма «МЕРКАБИ» использует для производства и продажи металлопроката в Москве самые различные виды металла, подбирая их, в зависимости от требований заказчика и функциональной принадлежности готового изделия.
Из более, чем ста известных на сегодня химических элементов большая часть среди них являются металлами. Их можно встретить в составе различных соединений самых разнообразных мест окружающего мира – в атмосфере, земной коре, воде, в недрах земли. Кроме этого, некоторые металлы входят в состав тел людей, животных, а также растений.
Металлы отличаются от веществ другого типа несколькими свойствами. Прежде всего, любой металл имеет более плотную кристаллическую структуру, а также высокую теплопроводность и электрическую проводимость, которая уменьшается при нагревании металла. Внешне любой металл можно определить по особому блеску, свойственному только этим веществам. Кроме этого, все металлы отличаются тем, что они легко отдают электроны в процессе химических реакций, могут образовывать сплавы, а также ковки и тягучи.
Металлический блеск, свойственный всем группам и видам металлов, возникает вследствие их способности отражать лучи света. Однако данный блеск возникает далеко не всегда, а только в тех случаях, когда металл представляет собой сплошную массу, а не порошок. Единственными исключениями выступают магний и алюминий, которые способны сохранять характерный для металлов блеск, даже будучи раздробленными и превращенными в порошок, хотя в этом состоянии большинство металлов характеризуются черным или темно-серым цветом.
Любые металлы отличаются высокой тепло- и электропроводностью, и если расположить их по порядку, в зависимости от увеличения способности проведения тока или тепла, то получится два идентичных списка. Самой высокой способностью проведения тепла и тока отличаются серебро и медь, самой низкой – свинец и ртуть.
Одним из важнейших свойств металлов, которые играют очень значимую роль для использования их в промышленности и строительстве, является их механическая деформируемость. Благодаря этому, из них можно изготавливать различные виды металлопроката и другие изделия.
Все физические свойства, которыми характеризуются металлы, связаны с особенностями их внутренней структуры. Вследствие того, что электроны атомов металла, не обладают сильной связью с атомами и постоянно переходят от одного атома к другому, воздействие на них посредством минимальной разницы потенциалов приводит к тому, что электроны начинают перемещаться в одном направлении, образуя электрический ток.
Именно возможность свободного перемещения электронов приводит к тому, что металлы характеризуются особенно высокой теплопроводностью, так как постоянное движение электронов приводит к тому, что они беспрерывно сталкиваются с ионами, обмениваясь энергией с ними. В результате этого температура всей массы металла быстро выравнивается и она принимает одинаковую температуру.
Специалисты фирмы «МЕРКАБИ» владеют всей необходимой информацией о металлах и их свойствах, для того чтобы производимый металлопрокат отличался наиболее высоким качеством.

Читать еще:  Дом из металлического профиля своими руками

Характеристика металлического состояния Общая характеристика свойств металлов

Главная > Контрольная работа >Промышленность, производство

Министерство образования и науки Украины

Донбасский государственный технический университет

Институт повышения квалификации

«Характеристика металлического состояния. Общая характеристика свойств металлов»

Металловедение – наука, изучающая зависимость между составом, строением и свойствами металлов и сплавов, закономерности их изменения под воздействием внешних факторов: тепловых, химических, механических, электромагнитных и радиоактивных.

На металловедение опираются такие научные дисциплины, как общая металлургия, технология металлов, коррозия металлов, теория прочности, ОМД, пластическая деформация металлов, термическая обработка металлов и сплавов и др.

Все металлы и сплавы принято делить на две группы:

– железо и сплавы на его основе (сталь, чугун) называют черными металлами, а остальные металлы (Be, Mg, Al, Ti, Ni, V, W, Co, Cu, Zn, Zr, Nb, Mo, Ag, Sn, Au, Hg, Pb, Cr и др.) и их сплавы – цветными.

На основе железа изготавливают не менее 90% всех конструкционных и инструментальных материалов.

Металлы в твердом и, отчасти, в жидком состоянии обладают рядом характерных свойств (наличие этих свойств и характеризует так называемое металлическое состояние вещества):

высокой тепло- и электропроводностью;

положительным температурным коэффициентом электросопротивления; с повышением температуры электросопротивление чистых металлов возрастает (Т  ); большое число металлов ( 30) обладает сверхпроводимостью ( у этих металлов при температуре, близкой к абсолютному нулю, электросопротивление падает скачкообразно, практически до нуля (при Т 0 К    0);

термоэлектронной эмиссией, т.е. способностью испускать электроны при нагреве;

хорошей отражательной способностью: металлы не прозрачны и обладают металлическим блеском;

повышенной способностью к пластической деформации.

Свойства металлов и сплавов

К основным свойствам металлов и сплавов относятся механические, физические, химические, технологические и эксплуатационные.

К физическим свойствам металлов и сплавов относится температура плавления, плотность, температурный коэфициет линейного и обьёмного расширения, электросопротивление и теплопроводность. Эти свойства сплавов обусловлены их составом и структурой.

К химическим свойствам относятся способность металлов к химическому взаимодействию с агрессивными средами (коррозия).

Определяют способность материала подвергатся различным методам горячей и холодной обработки. К ним относятся: литейные свойства, деформируемость, свариваемость и обрабатываемость режущим инструментом.

Эксплуатационные или служебные свойства.

К ним относятся: коррозионная стойкость, холодостойкость, жаропрочность, жаростойкость, антифринционность.

К ним относят – прочность, пластичность, эластичность, вязкость (ударная), твёрдость, выносливость, износостойкость, ползучесть.

Внешняя нагрузка вызывает в твердом теле напряжение и деформацию.

Напряжение – это нагрузка (сила – Р), отнесённая к площади поперечного сечения образца (F), Мпа:

(P- нагрузка, Мн; F – площадь поперечного сечения, м 2 ).

Напряжение вызывает деформацию.

Деформация – изменение формы и размеров тела под воздействием внешних сил или в результате физико-механических процессов, возникающих в самом теле.

Деформация может быть упругая (изчезающая после снятия нагрузки) и пластическаяя (остающаяся после снятия нагрузки). При увеличении нагрузки упругая деформация переходит в пластическую; при дальнейшем повышении нагрузки происходит разрушение тела.

Прочность – это способность твердого тела сопротивлятся деформации или разрушению под действием статистических или динамических нагрузок.

Пластичность – это способность материала получать остаточное изменение формы и размеров без разрушения.

Вязкость – свойство материала, которое определяет его способность к поглашению механической энергии при постепенном увеличении пластической деформации вплоть до разрушения материала. Материал должен быть одновременно прочным и пластичным.

Твердость – это способность материала сопротивлятся внедрению в него других тел.

Механические свойства металлов определяют при испытании образцов или готовых изделий на специальных машинах.

В результате испытания образцов на специальных машинах получают числовые значения механических свойств, то есть значение напряжений и деформации, при которых происходят изменения физического состояния материала.

В зависимости от условий нагружения образцов механические испытания могут быть статистическими, при которых нагружение производится плавно, динамическими, при которых нагрузка на образец прикладывается мгновенно.

К статистическим испытаниям относят испытание на растяжение, сжатие, определение твёрдости; к динамическим – испытание на ударный изгиб.

Рассмотрим некоторые из этих видов испытаний.

В зависимости от применяемого метода твёрдость определяют по Бринелю (НВ), Роквеллу (HRC, HRA, HRB), Виккерсу (HV). Более подробно рассмотрим эти методы на лабораторной работе.

Испытание на растяжение (ГОСТ 1497)

Для этого вида испытания изготавливаются стандартные образцы (круглого и прямоугольного сечения).

Рисунок 1. Образцы для испытаний на растяжение:

l – расчетная длина, мм; d 0 – диаметр, начальный, мм.

При испытании образец растягивается на специальной машине до момента его разрыва. При этом вычерчивается диаграмма растяжения образца (P- нагрузка; Δl – абсолютное удлинение образца) (рис. 2).

На диаграмме отмечаются характерные участки и точки.

Рисунок 2. Диаграмма растяжения образца

На участке (О–А) удлинение образца увеличивается прямопропорционально нагрузке Р. В точке А (Р пц ) предел пропорциональности:

F 0 – начальная площадь поперечного сечения образца, мм 2 .

Предел упругости (определяется в точке В) называют такое напряжение, при котором остаточное удлинение получается равным 0,05% первоначальной расчетной длины образца:

Выше точки В (Р уп ) кривая диаграммы переходит плавно в горизонтальный участок, при этом образец удлиняется без увеличения нагрузки (металл течет).

Пределом текучести  Т ( 0,2 ) называют наименьшее напряжение, при котором образец деформируется без заметного увеличения нагрузки: (определяется в т. С):

 Т – физический предел текучести;

условный предел текучести – напряжение, при котором остаточное удлинение образца равно 0,2% расчетной длины.

За площадкой текучести нагрузка снова растет до некоторой мах величины Рв, после которой на образце начинается местное сужение (образование шейки).

Читать еще:  Как ровно отрезать металлическую трубу?

Пределом прочности (временное сопротивление) называют напряжение, соответствующее мах нагрузке Р В предшествующей разрушению образца:

Разрыв образца происходит в точке Е (Р к ). Истинное сопротивление разрыву:

Относительное удлинение — отношение приращения длины образца после разрыва к его расчетной длине (%):

Относительное сужение — отношение уменьшения площади поперечного сечения образца после разрыва к начальной площади поперечного сечения (%):

F 0 – начальная площадь поперечного сечения образца;

F k – конечная площадь поперечного сечения образца.

Тангенс угла наклона прямой ОА к оси абсцисс характеризует модуль упругости материала E = / ( – относительная деформация). Модуль упругости E определяет жесткость материала, интенсивность увеличения напряжения по мере упругой деформации.

Физический смысл модуля упругости сводится к тому, что он характеризует сопротивляемость металла упругой деформации, то есть смещению атомов из положения равновесия в решетке.

Модуль упругости лишь весьма незначительно зависит от структуры металла и определяется силами межатомной связи. Все другие механические свойства являются структурно чувствительными и изменяются в зависимости от структуры (обработки) в широких приделах.

Испытание на удар (ГОСТ 9454)

Эти испытания позволяют определить способность металла противодействовать динамическим нагрузкам, выявить склонность металла к хрупкому разрушению при различных температурах.

Применяются стандартные квадратные или прямоугольные образцы с надрезом (концентратором) посередине (рис. 3).

Рисунок 3. Образцы для испытания на удар (с различными типами надрезов)

1) U – R1; 11) V – R0,25; T) трещина

Испытание проводится на маятниковом копре (рис. 4).

K 1 =Ph 1 – потенциальная энергия в исходном состоянии (Р – приведенный вес маятника)

K 2 =Ph 2 – потенциальная энергия (после разрушения)

Работа удара К – разница между потенциальными энергиями в исходном и конечном положениях: К = К 1 – К 2

Рисунок 4. Схема маятникового копра

Ударная вязкость (КС (а н )) определяется работой (К (Ан)), необходимой для излома образца, отнесенной к рабочей площади поперечного сечения образца F в месте надреза:

[Дж/м 2 ] или [кгс м/см 2 ]

Для пластичных металлов: КС > 5 – 7 кгс м/см 2 ;

для хрупких металлов: КС 2 .

Испытывая образцы при разных температурах, определяют порог хладноломкости, что позволяет определить температурный интервал перехода от пластического разрушения к хрупкому.

Для чистых металлов характерен резкий переход от вязкого к хрупкому разрушению (рис. 5).

У сплавов широкий интервал перехода от вязкого к хрупкому разрушению (рис. 6). Имеется верхний порог хладноломкости T П.Х. и нижний порог хладноломкости T П.Х.

За порог хладноломкости обычно принимается температура, при которой в изломе имеется 50 % волокна (t 50 ).

Порог хладноломкости сильно зависит от структуры, условий испытаний, наличия концентратов напряжений, размеров деталей и так далие.

Рекомендуется не применять материалы при температурах ниже порога хладноломкости.

6. Другие свойства

Живучесть – это способность металла работать в пвреждённом состоянии после образования трещин.

Выносливость* – свойство металлов сопротивляться усталости (усталость – образование трещин и разрушение, в результате действия циклических нагрузок). (*Выносливость – способность материала выдерживать, не разрушаясь, большое число повторно переменных нагрузок.)

Износостойкость – свойство материала оказывать сопротивление изнашиваию.

Виды изнашивания: механическое, коррозионо-механическое, эрозионное (поток житкости, газа), кавитационное (гребни, венты, трубопроводы), усталостное.

7. Прочность конструкции

О прочности конструкции нельзя судить только по результатам испытания образцов, так как они не отражают того многообразия воздействий, которым подвергается металл в процессе изготовления деталей и их дальнейшей работы в машинах.

Критериями оценки прочности конструкции в целом являются стендовые, натурные и эксплутаационные испытания.

При таких испытаниях внедряются влияние на прочность и долговечность конструкции таких факторов, как распределение и величина остаточных напряжений, дефектов сварных швов и других дефектов технологии изготовления и конструктирования металлоизделий.

Автомобильный справочник

для настоящих любителей техники

Свойства металлов

Металлы, это группа элементов, в виде простых веществ, обладающих характерными металлическими свойствами, такими, как высокие тепло- и электропроводность, положительный температурный коэффициент сопротивления, высокая пластичность, ковкость и металлический блеск. В данной статье все свойства металлов будут представлены в виде отдельных таблиц.

Свойства металлов

Свойства металлов делятся на физические, химические, механические и технологические.

Физические свойства металлов

К физическим свойствам относятся: цвет, удельный вес, плавкость, электропроводность, магнитные свойства, теплопроводность, теплоемкость, расширяемость при нагревании.

Удельный вес металла — это отношение веса однородного тела из металла к объему металла, т.е. это плотность в кг/м 3 или г/см 3 .

Плавкость металла — это способность металла расплавляться при определенной температуре, называемой температурой плавления.

Электропроводность металлов — это способность металлов проводить электрический ток, это свойство тела или среды, определяющее возникновение в них электрического тока под воздействием электрического поля. Под электропроводностью подразумевается способность проводить прежде всего постоянный ток (под воздействием постоянного поля), в отличие от способности диэлектриков откликаться на переменное электрическое поле колебаниями связанных зарядов (переменной поляризацией), создающими переменный ток.

Магнитные свойства металлов характеризуются: остаточной индукцией, коэрцетивной силой и магнитной проницаемостью.

Теплопроводность металлов — это их способность передавать тепло от более нагретых частиц к менее нагретым. Теплопроводность металла определяется количеством теплоты, которое проходит по металлическому стержню сечением в 1см 2 , длиной 1см в течение 1сек. при разности температур в 1°С.

Теплоемкость металлов — это количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1 градус. Отношение количества теплоты, поглощаемой телом при бесконечно малом изменении его температуры, к этому изменению единицы массы вещества (г, кг) называется удельной теплоёмкостью, 1 моля вещества — мольной (молярной).

Расширяемость металлов при нагревании.Все металлы при нагревании расширяются, а при охлаждении сжимаются. Степень увеличения или уменьшения первоначального размера металла при изменении температуры на один градус характеризуется коэффициентом линейного расширения.

Читать еще:  Обжимка металлических труб

Химические свойства металлов

К химическим — окисляемость, растворимость и коррозионная стойкость.

Предложения со словосочетанием «цвет металла»

Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать Карту слов. Я отлично умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!

Спасибо! Я обязательно научусь отличать широко распространённые слова от узкоспециальных.

Насколько понятно значение слова целибат (существительное):

Ассоциации к слову «цвет&raquo

Ассоциации к слову «металл&raquo

Синонимы к словосочетанию «цвет металла&raquo

Цитаты из русской классики со словосочетанием «цвет металла»

  • — Я знаю их, — угрожающе заявил рыженький подпоручик Алябьев, постукивая палкой в пол, беленький крестик блестел на его рубахе защитного цвета , блестели новенькие погоны, золотые зубы, пряжка ремня, он весь был как бы пронизан блеском разных металлов , и даже голос его звучал металлически. Он встал, тяжело опираясь на палку, и, приведя в порядок медные, длинные усы, продолжал обвинительно: — Это — рабочие с Выборгской стороны, там все большевики, будь они прокляты!

Сочетаемость слова «цвет&raquo

  • красный цвет
    белый цвет
    чёрный цвет
  • цвет кожи
    цвет хаки
    цвет глаз
  • букет цветов
    волосы цвета
    глаза цвета
  • цвет изменился
    цвет меняется
    цвет нравится
  • менять цвет
    иметь свой цвет
    переливаться цветами радуги
  • (полная таблица сочетаемости)

Сочетаемость слова «металл&raquo

  • драгоценные металлы
    расплавленный металл
    тяжёлые металлы
  • металл доспехов
    металл корпуса
    металл шва
  • кусок металла
    скрежет металла
    груда металла
  • металл остынет
    металл раскалился
    металл плавился
  • коснуться холодного металла
    превратиться в груду металла
    плавить металл
  • (полная таблица сочетаемости)

Значение слова «цвет&raquo

ЦВЕТ 1 , -а (-у), предл. в цве́те, мн. цвета́, м. Свойство тела вызывать зрительное ощущение в соответствии со спектральным составом отражаемого или испускаемого им видимого излучения; окраска. Темный цвет. Смуглый цвет лица.

ЦВЕТ 2 , -а, предл. в цве́те и в цвету́, м. 1. обычно мн. ч. (цветы́, —о́в), ед. ч. устар. и прост. То же, что цветок. Живые цветы. Искусственные цветы. (Малый академический словарь, МАС)

Значение слова «металл&raquo

МЕТА́ЛЛ , -а, м. 1. Химически простое вещество (или сплав), обладающее особым блеском, ковкостью, хорошей теплопроводностью и электропроводностью. Черные металлы. Цветные металлы. Резьба по металлу. (Малый академический словарь, МАС)

Металл с наименьшим металлическим блеском

В каком из типов упаковки самое маленькое количество частиц? Какое количество в этой упаковке?

Прочитайте текст и выполните задания 16—18.

Одним из самых распространенных материалов, с которым всегда предпочитали работать люди, был металл. Все металлы имеют ряд свойств, которые позволяют объединять их в одну большую группу веществ. В свою очередь, эти свойства объясняет кристаллическое строение металлов. К специфическим свойствам рассматриваемых веществ относят следующие:

1. Металлический блеск. Все представители простых веществ им обладают, причем большинство одинаковым серебристо-белым цветом. Лишь некоторые (золото, медь, сплавы) отличаются.

2. Ковкость и пластичность — способность деформироваться и восстанавливаться достаточно легко. У разных представителей выражена в неодинаковой мере.

3. Электропроводность и теплопроводность — одно из основных свойств, которое определяет области применения металла и его сплавов.

Кристаллическое строение металлов и сплавов объясняет причину каждого из обозначенных свойств и говорит о выраженности их у каждого конкретного представителя. Если знать особенности такого строения, то можно влиять на свойства образца и подстраивать его под нужные параметры, что и делают люди уже многие десятилетия.

Связь между коэффициентами линейного расширения,

температурами плавления металлов и симметрией

Кристалл — это условное графическое изображение, построенное путем пересечения воображаемых линий через атомы, которые выстраивают тело. Другими словами, каждый металл состоит из атомов. Они располагаются в нем не хаотично, а очень правильно и последовательно. Так вот, если мысленно соединить все эти частицы в одну структуру, то получится изображение в виде правильного геометрического тела какой-либо формы. Это и принято называть кристаллической решеткой металла. Она очень сложная и пространственно объемная, поэтому для упрощения показывают не всю ее, а лишь часть, элементарную ячейку. Совокупность таких ячеек, собранная вместе и отраженная в трехмерном пространстве, и образует кристаллические решетки.

Сама элементарная ячейка – это набор атомов, которые располагаются на определенном расстоянии друг от друга и координируют вокруг себя строго фиксированное число других частиц. Она характеризуется плотностью упаковки, расстоянием между составными структурами, координационным числом. В целом все эти параметры являются характеристикой и всего кристалла, а значит, отражают и проявляемые металлом свойства. Существует несколько разновидностей кристаллических решеток. Объединяет их все одна особенность – в узлах находятся атомы, а внутри располагается облако электронного газа, которое формируется путем свободного передвижения электронов внутри кристалла.

Четырнадцать вариантов строения решетки принято объединять в три основных типа. Они следующие:

1. Объемно-центрированная кубическая.

2. Гексагональная плотноупакованная.

3. Гранецентрированная кубическая.

В зависимости от типа кристаллической решетки меняется коэффициент линейного расширения, а также температура плавления металлов. При увеличении температуры происходит расширение твердого тела, которое называют тепловым расширением. Его делят на линейное и объемное тепловое расширение. Коэффициентом линейного расширения называют физическую величину характеризующую изменение линейных размеров твердого тела при изменении его температуры. Оперируют, обычно средним коэффициентом линейного расширения. Он приведен в четвертом столбце таблицы. Коэффициент линейного расширения относят к характеристикам теплового расширения материала.

К какому типу решетки принадлежат золото и медь?

Золото и медь принадлежат к гранецентрированному кубическому типу решетки.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector