Metal s najviše vatrostalnosti. Karakterizacija metala

Metali su najčešći materijal(zajedno s plastikom i staklom), koju ljudi koriste od davnina. Čak i tada, osoba je znala karakteristike metala, profitabilno je koristila sva njihova svojstva za stvaranje lijepih umjetničkih djela, posuđa, predmeta za domaćinstvo, struktura.

Jedna od glavnih značajki kada ih razmotrimotvari su njihova tvrdoća i vatrostalnost. Upravo te osobine omogućuju određivanje područja upotrebe ovog ili onog metala. Stoga ćemo razmotriti sva fizička svojstva i obratiti ćemo posebnu pozornost na pitanja topljivosti.

Fizikalna svojstva metala

Fizička svojstva metala mogu se izraziti u četiri glavne točke.

1. Metalni sjaj - svi imaju približno isti srebrno-bijeli lijepi karakteristični sjaj, osim bakra i zlata. Imaju crvenkastu, odnosno žutu nijansu. Kalcij je srebrnasto plave boje.
2. Fizičko stanje - sve je čvrsto u normalnim uvjetima, osim žive koja je u obliku tekućine.
3. Električna i toplinska vodljivost karakteristična je za sve metale, ali se izražava u različitom stupnju.
4. Gibljivost i duktilnost također su parametar zajednički svim metalima, koji se mogu razlikovati ovisno o određenom predstavniku.
5. Talište i vrelište - određuje koji je metal vatrostalni, a koji topljiv. Ovaj se parametar razlikuje za sve elemente.

Sva fizička svojstva objašnjavaju se posebnom strukturom metalne kristalne rešetke. Njegov prostorni raspored, oblik i snaga.

Metali koji se nisko tope i visoko se tope

Ovaj je parametar vrlo važan prilikom govoradolazi o područjima primjene predmetnih tvari. Vatrostalni metali i legure osnova su strojogradnje i brodogradnje, topljenja i lijevanja mnogih važnih proizvoda te dobivanja visokokvalitetnih radnih alata. Stoga je znanje o talištima i vrelištima ključno.

Karakterizirajući metale u pogledu čvrstoće, mogu se podijeliti na tvrde i lomljive. Ako govorimo o vatrostalnosti, postoje dvije glavne skupine:

1. Topljivi - to su oni koji su u stanju promijeniti agregacijsko stanje na temperaturama ispod 1000 ^okoC. Primjeri uključuju: kositar, olovo, živu, natrij, cezij, mangan, cink, aluminij i druge.
2. Vatrostalni su oni čija je točka topljenja viša od naznačene vrijednosti. Nema ih toliko, a u praksi se koristi još manje.

Tablica metala s tačkom topljenja preko 1000 ^okoC je predstavljen u nastavku. U njemu su smješteni najnepovoljniji predstavnici.

Ova tablica metala uključuje sve predstavnike čija je temperatura topljenja iznad 1000 ^okoIZ.Međutim, u praksi se mnogi od njih ne primjenjuju iz različitih razloga. Na primjer, zbog ekonomskih koristi ili zbog radioaktivnosti, previsokog stupnja krhkosti, osjetljivosti na korozivne učinke.

Iz podataka u tablici također je očito da najvišenajtraženiji metal na svijetu je volfram. Zlato ima najnižu stopu. Pri radu s metalima važna je mekoća. Stoga se mnogi od gore navedenih također ne koriste u tehničke svrhe.

Najteže vatrostalni metal je volfram

U periodičnom sustavu nalazi se podserijski broj 74. Ime je dobilo imenom poznatog fizičara Stephena Wolframa. U normalnim uvjetima to je čvrsti vatrostalni metal srebrnastobijele boje. Ima izražen metalni sjaj. Kemijski praktički inertan, nevoljko ulazi u reakciju.

U prirodi se nalazi u obliku minerala:

• volframit;
• sheelitis;
• hubnerit;
• ferberite.

Znanstvenici su dokazali da je volframa najviševatrostalni metal svih postojećih. Međutim, postoje sugestije da je morskiborgij teoretski sposoban oboriti rekord ovog metala. Ali to je radioaktivni element s vrlo kratkim životnim vijekom. Stoga to još nije moguće dokazati.

Na određenoj temperaturi (preko 1500 ^okoC) volfram postaje kovan i razvodljiv.Stoga je moguće na njoj izraditi tanku žicu. Ovo se svojstvo koristi za izradu niti u uobičajenim kućanskim električnim žaruljama.

Kao najneplatljiviji metal koji može podnijeti temperature iznad 3400 ^okoC, volfram se koristi u sljedećim tehnološkim područjima:

• kao elektroda za zavarivanje argonom;
• za dobivanje slitina otpornih na kiseline, otporne na habanje i otporne na toplinu;
• kao grijaći element;
• u vakuumskim cijevima kao nit i tako dalje.

Pored metalnog volframa, širokokoristi se u tehnologiji, znanosti i elektronici, njeni spojevi. Kao najotporniji metal na svijetu, također tvori spojeve vrlo kvalitetnih karakteristika: čvrst, otporan na gotovo sve vrste kemijskih napada, nije korodiran, podnosi niske i visoke temperature (pobjede, volframov sulfid, njegovi monokristali i druge tvari ).

Niobij i njegove legure

Nb ili niobij je u normalnim uvjetima srebrnastobijeli sjajni metal. Također je vatrostalno, jer temperatura prelaska u tekuće stanje za njega iznosi 2477 ^okoIZ.Upravo ta kvaliteta, kao i kombinacija niske kemijske aktivnosti i supravodljivosti, omogućuje da niobij svake godine postaje sve popularniji u ljudskoj praksi. Danas se ovaj metal koristi u industrijama kao što su:

• raketna znanost;
• zrakoplovna i svemirska industrija;
• nuklearna elektrana;
• inženjerstvo kemijskih aparata;
• radiotehnika.

Ovaj metal zadržava svoja fizička svojstva čak i na vrlo niskim temperaturama. Proizvodi koji se temelje na njemu razlikuju se po otpornosti na koroziju, otpornosti na toplinu, čvrstoći i izvrsnoj vodljivosti.

Ovaj se metal dodaje aluminijskim materijalima.za poboljšanje kemijske otpornosti. Od nje se izrađuju katode i anode, a s njom se legiraju obojene legure. Čak se i kovanice u nekim zemljama izrađuju sa sadržajem niobija.

Tantal

Metal, bez i pod normalnim uvjetimaprekriven oksidnim filmom. Ima niz fizičkih svojstava koja omogućuju da bude široko rasprostranjen i vrlo važan za ljude. Njegove su glavne karakteristike:

1. Na temperaturama preko 1000 ^okoC postaje superprovodnik.
2. To je najneotporniji metal nakon volframa i renija. Talište je 3017 ^okoS.
3. Savršeno upija plinove.
4. Lako je raditi s njim, jer se bez većih poteškoća valja u slojeve, foliju i žicu.
5. Ima dobru tvrdoću i nije lomljiv, zadržava svoju duktilnost.
6. Vrlo je otporan na kemijska sredstva (ne otapa se ni u aqua regia).

Zahvaljujući takvim karakteristikama uspio je pobijeditipopularnost kao osnova za mnoge legure otporne na toplinu i kiseline otporne na koroziju. Brojni se spojevi koriste u nuklearnoj fizici, elektronici i računalnim uređajima. Koristi se kao superprovodnici. Prije se tantal koristio kao element u žaruljama sa žarnom niti. Sada je svoje mjesto zauzeo volfram.

Krom i njegove legure

Jedan od najtvrđih metala, prirodno plavkastobijele boje. Točka topljenja niža je od one do sada razmatranih elemenata i iznosi 1907 ^okoC. Međutim, i dalje se svugdje koristi u tehnologiji i industriji, jer se dobro podvrgava mehaničkim naprezanjima, obrađuje i lijeva.

Krom je posebno vrijedan kao sprej. Primjenjuje se na proizvode koji im daju lijep sjaj, štite od korozije i povećavaju otpornost na habanje. Proces se naziva kromiranje.

Kromove legure su vrlo popularne. Doista, čak i mala količina ovog metala u leguri značajno povećava tvrdoću i otpornost potonjeg na udare.

Cirkonij

Jedan od najskupljih metala, pa je njegova upotreba u tehničke svrhe teška. Međutim, njegove fizičke karakteristike čine ga jednostavno nezamjenjivim u mnogim drugim industrijama.

U normalnim uvjetima to je prekrasan srebrnobijeli metal. Ima prilično visoko talište - 1855 ^okoIZ.Ima dobru tvrdoću, otpornost na koroziju, jer je kemijski neaktivan. Također ima izvrsnu biološku kompatibilnost s ljudskom kožom i cijelim tijelom u cjelini. Zbog toga je vrijedan metal za medicinsku uporabu (instrumenti, proteze, itd.).

Glavna područja primjene cirkonija i njegovih spojeva, uključujući legure, su kako slijedi:

• nuklearna energija;
• pirotehnika;
• legiranje metala;
• lijek;
• proizvodnja bioloških posuda;
• građevinski materijal;
• poput supravodiča.

Čak se i nakit koji može poboljšati ljudsko zdravlje izrađuje od cirkonija i njegovih legura.

Molibden

Ako otkrijete koji je metal najviše vatrostalni, tada osim naznačenog volframa možete imenovati i molibden. Talište mu je 2623 ^okoC. Istodobno je prilično tvrd, plastičan i podložan obradi.

Koristi se uglavnom ne u čistom obliku, već kao komponenta legura. Oni su, zbog prisutnosti molibdena, značajno ojačani u otpornosti na habanje, otpornost na toplinu i koroziju.

Neki spojevi molibdena koriste se kaotehnička maziva. Također, ovaj je metal legirajući materijal koji istodobno utječe i na čvrstoću i na otpornost na koroziju, što je vrlo rijetko.

Vanadij

Sivi metal sa srebrnastim sjajem. Ima prilično visok indeks topljivosti (1920 ^okoIZ).Uglavnom se koristi kao katalizator u mnogim procesima zbog svoje inertnosti. Koristi se u energetici kao kemijski izvor struje u proizvodnji anorganskih kiselina. Nije čisti metal najvažniji, već neki od njegovih spojeva.

Renij i njegove legure

Koji je metal najviše vatrostalni nakon volframa? Ovo je renij. Njegov indeks topljivosti je 3186 ^okoIZ.Snagom nadmašuje i volfram i molibden. Njegova plastičnost nije previsoka. Potražnja za renijem je vrlo velika, ali je rudarenje teško. Kao rezultat, to je najskuplji metal koji postoji danas.

Koristi se za proizvodnju:

• avionski motori;
• termoelement;
• niti za spektrometre i druge uređaje;
• kao katalizator u preradi nafte.

Sve su aplikacije skupe, pa se koristi samo kad je prijeko potrebno, kada ne postoji drugi način da se zamijeni.

Titanove legure

Titan je vrlo lagan, srebrno bijeli metalboja, koja se široko koristi u metalurškoj industriji i obradi metala. Može eksplodirati u fino raspršenom stanju, stoga je opasan od požara.

Koristi se u zrakoplovima i raketama, u proizvodnji brodova. Naširoko se koristi u medicini zbog svoje biološke kompatibilnosti s tijelom (proteze, piercing, implantati itd.).