Najodolnejší kov. Charakterizácia kovov

Kovy sú najbežnejším materiálom(spolu s plastmi a sklom), ktoré ľudia používali už v staroveku. Už vtedy človek poznal vlastnosti kovov, všetky ich vlastnosti so ziskom využil na vytvorenie krásnych umeleckých diel, riadu, domácich predmetov, štruktúr.

Jednou z hlavných funkcií, keď sa nad nimi zamyslímelátok je ich tvrdosť a žiaruvzdornosť. Práve tieto vlastnosti umožňujú určiť oblasť použitia konkrétneho kovu. Preto zvážime všetky fyzikálne vlastnosti a venujeme osobitnú pozornosť otázkam taviteľnosti.

Fyzikálne vlastnosti kovov

Fyzikálne vlastnosti kovov možno vyjadriť v štyroch hlavných bodoch.

1. Kovový lesk - všetky majú približne rovnaký striebristo biely krásny charakteristický lesk, s výnimkou medi a zlata. Majú červenkastý a žltý odtieň. Vápnik je striebristo modrý.
2. Fyzikálne skupenstvo - všetko tuhé za normálnych podmienok, okrem ortuti, ktorá je vo forme kvapaliny.
3. Elektrická a tepelná vodivosť je charakteristická pre všetky kovy, ale vyjadruje sa v rôznej miere.
4. Tvárnosť a tvárnosť je tiež parametrom spoločným pre všetky kovy, ktorý sa môže líšiť v závislosti od konkrétneho zástupcu.
5. Teplota topenia a varu - určuje, ktorý kov je žiaruvzdorný a ktorý nízkotaviteľný. Tento parameter je pre všetky prvky odlišný.

Všetky fyzikálne vlastnosti sú vysvetlené špeciálnou štruktúrou mriežky kovového kryštálu. Jeho priestorové usporiadanie, tvar a pevnosť.

Nízkotaviteľné a žiaruvzdorné kovy

Tento parameter je pri hovorení veľmi dôležitýsa týka oblastí použitia daných látok. Žiaruvzdorné kovy a zliatiny sú základom pre výrobu strojov a lodí, tavenie a odlievanie mnohých dôležitých výrobkov a získavanie kvalitných pracovných nástrojov. Znalosť bodu topenia a bodu varu je preto nevyhnutná.

Charakteristické pre kovy z hľadiska pevnosti je možné ich rozdeliť na tvrdé a krehké. Pokiaľ hovoríme o žiaruvzdornosti, existujú dve hlavné skupiny:

1. Taviteľné - to sú tie, ktoré sú schopné meniť stav agregácie pri teplotách pod 1 000 ^oC. Príklady zahŕňajú: cín, olovo, ortuť, sodík, cézium, mangán, zinok, hliník a ďalšie.
2. Žiaruvzdorné sú tie, ktorých teplota topenia je vyššia ako uvedená hodnota. Nie je ich toľko a v praxi sa ich používa ešte menej.

Tabuľka kovov s teplotou topenia vyššou ako 1000 ^oC je uvedený nižšie. V ňom sa nachádzajú najviac žiaruvzdorní zástupcovia.

Táto tabuľka obsahuje všetkých zástupcov, ktorých teplota topenia je vyššia ako 1000 ^oZO.V praxi sa však mnohé z nich z rôznych dôvodov neuplatňujú. Napríklad z ekonomických dôvodov alebo z dôvodu rádioaktivity, príliš vysokého stupňa krehkosti, náchylnosti na korozívne účinky.

Z údajov v tabuľke je tiež zrejmé, že najviacnajodolnejším kovom na svete je volfrám. Najnižšiu mieru má zlato. Pri práci s kovmi je dôležitá mäkkosť. Mnohé z vyššie uvedeného sa preto tiež nepoužívajú na technické účely.

Najodolnejším kovom je volfrám

V periodickom systéme sa nachádza podporadové číslo 74. Názov dostal meno slávneho fyzika Stephena Wolframa. Za normálnych podmienok je to pevný žiaruvzdorný kov striebristo bielej farby. Má výrazný kovový lesk. Chemicky prakticky inertný, neochotne vstupuje do reakcie.

Nachádza sa v prírode vo forme minerálov:

• wolframit;
• scheelitída;
• hubnerit;
• ferberit.

Vedci dokázali, že volfrámu je najviacžiaruvzdorný kov všetkých existujúcich. Existujú však návrhy, že seaborgium je teoreticky schopné prekonať rekord tohto kovu. Je to ale rádioaktívny prvok s veľmi krátkou životnosťou. Preto to zatiaľ nie je možné dokázať.

Pri určitej teplote (nad 1500 ^oC) volfrám sa stáva tvárny a tvárny.Preto je možné na jeho základe vyrobiť tenký drôt. Táto vlastnosť sa používa na výrobu vlákien v bežných domácich žiarovkách.

Ako najodolnejší kov, ktorý odoláva teplotám nad 3 400 ^oC, volfrám sa používa v nasledujúcich technologických oblastiach:

• ako elektróda na zváranie argónom;
• na získanie zliatin odolných voči kyselinám, opotrebovaniu a žiaruvzdornosti;
• ako vykurovacie teleso;
• vo vákuových trubiciach ako vlákno atď.

Okrem kovového volfrámu, širokopoužívané v technológii, vede a elektronike, jej zlúčeniny. Ako najodolnejší kov na svete vytvára tiež zlúčeniny s veľmi kvalitnými vlastnosťami: silné, odolné voči takmer všetkým typom chemického pôsobenia, nekorodované, odolné voči nízkym a vysokým teplotám (výhry, sulfid volfrámový, jeho monokryštály a ďalšie látky) ).

Niób a jeho zliatiny

Nb alebo niób je za normálnych podmienok striebristo biely lesklý kov. Je tiež žiaruvzdorná, pretože teplota prechodu do kvapalného stavu je pre ňu 2477 ^oZO.Práve táto kvalita, ako aj kombinácia nízkej chemickej aktivity a supravodivosti umožňujú, aby sa niób stal v ľudskej praxi každým rokom čoraz populárnejším. Dnes sa tento kov používa v priemyselných odvetviach, ako sú:

• raketová veda;
• letecký a kozmický priemysel;
• jadrová energia;
• výroba chemických prístrojov;
• rádiotechnika.

Tento kov si zachováva svoje fyzikálne vlastnosti aj pri veľmi nízkych teplotách. Výrobky na ňom založené sa vyznačujú odolnosťou proti korózii, tepelnou odolnosťou, pevnosťou a vynikajúcou vodivosťou.

Tento kov sa pridáva do hliníkových materiálov.na zlepšenie chemickej odolnosti. Vyrábajú sa z neho katódy a anódy a legujú sa nimi zliatiny neželezných kovov. Aj mince sú v niektorých krajinách vyrobené s obsahom nióbu.

Tantalom

Kov, zadarmo a za normálnych podmienokpokrytý oxidovým filmom. Má súbor fyzikálnych vlastností, vďaka ktorým je rozšírený a pre človeka veľmi dôležitý. Jeho hlavné charakteristiky sú nasledujúce:

1. Pri teplotách nad 1000 ^oC sa stáva supravodičom.
2. Je to najviac žiaruvzdorný kov po volfráme a réniu. Teplota topenia je 3017 ^oS.
3. Dokonale absorbuje plyny.
4. Ľahko sa s ním pracuje, pretože sa bez väčších ťažkostí valcuje do vrstiev, fólie a drôtu.
5. Má dobrú tvrdosť a nie je krehký, zachováva si svoju tvárnosť.
6. Je veľmi odolný voči chemickým látkam (nerozpúšťa sa ani v aqua regia).

Vďaka takýmto vlastnostiam sa mu podarilo zvíťaziťpopularita ako základ mnohých tepelne odolných a kyselinovzdorných antikoróznych zliatin. Jeho početné zlúčeniny sa používajú v jadrovej fyzike, elektronike a výpočtových zariadeniach. Používa sa ako supravodiče. Predtým sa tantal používal ako prvok v žiarovkách. Teraz zaujal miesto wolfrám.

Chróm a jeho zliatiny

Jeden z najtvrdších kovov, prirodzene modro-bielej farby. Jeho teplota topenia je nižšia ako teplota doteraz uvažovaných prvkov a je 1907 ^oC. Stále sa však používa v technológiách a priemysle všade, pretože je vhodný na mechanické namáhanie, je spracovaný a tvarovaný.

Chróm je obzvlášť cenný ako sprej. Aplikuje sa na výrobky, ktoré im dodajú krásny lesk, chránia pred koróziou a zvyšujú odolnosť proti opotrebovaniu. Tento proces sa nazýva pochrómovanie.

Zliatiny chrómu sú veľmi populárne. Dokonca aj malé množstvo tohto kovu v zliatine významne zvyšuje tvrdosť a odolnosť tohto kovu proti nárazom.

Zirkónium

Jeden z najdrahších kovov, takže jeho použitie na technické účely je ťažké. Vďaka svojim fyzikálnym vlastnostiam je však jednoducho nenahraditeľný v mnohých ďalších odvetviach.

Za normálnych podmienok je to nádherný striebristo biely kov. Má dosť vysokú teplotu topenia - 1855 ^oZO.Má dobrú tvrdosť, odolnosť proti korózii, pretože je chemicky neaktívny. Má tiež vynikajúcu biologickú kompatibilitu s ľudskou pokožkou a celým telom ako celkom. Vďaka tomu je cenným kovom na lekárske použitie (nástroje, protézy atď.).

Hlavné oblasti použitia zirkónu a jeho zlúčenín vrátane zliatin sú tieto:

• jadrová energia;
• pyrotechnika;
• legovanie kovov;
• liek;
• výroba biologických nádob;
• Stavebný Materiál;
• ako supravodič.

Aj šperky schopné zlepšovať zdravie ľudí sú vyrobené zo zirkónu a jeho zliatin.

Molybdén

Ak zistíte, ktorý kov je najviac žiaruvzdorný, potom môžete okrem označeného volfrámu pomenovať aj molybdén. Jeho teplota topenia je 2623 ^oC. Zároveň je dosť tvrdý, plastový a ľahko spracovateľný.

Používa sa hlavne nie v čistej forme, ale ako zložka zliatin. Vďaka prítomnosti molybdénu sú významne posilnené v odolnosti proti opotrebovaniu, tepelnej odolnosti a odolnosti proti korózii.

Niektoré zlúčeniny molybdénu sa používajú akotechnické mazivá. Tento kov je tiež legujúcim materiálom, ktorý súčasne ovplyvňuje pevnosť aj odolnosť proti korózii, čo je veľmi zriedkavé.

Vanád

Šedý kov so striebristým leskom. Má pomerne vysoký index taviteľnosti (1920 ^oFROM).Vďaka svojej inertnosti sa používa hlavne ako katalyzátor v mnohých procesoch. Používa sa v energetike ako zdroj chemického prúdu, pri výrobe anorganických kyselín. Nie je to primárny význam čistého kovu, ale skôr niektorých jeho zlúčenín.

Rénium a jeho zliatiny

Aký kov je po volfráme najodolnejší? Toto je rénium. Jeho index taviteľnosti je 3186 ^oZO.Silou prekonáva volfrám aj molybdén. Jeho plasticita nie je príliš vysoká. Dopyt po réniu je veľmi vysoký, ale ťažba je zložitá. Vo výsledku je to dnes najdrahší kov, aký existuje.

Používa sa na výrobu:

• prúdové motory;
• termočlánok;
• vlákna pre spektrometre a iné prístroje;
• ako katalyzátor pri rafinácii oleja.

Všetky aplikácie sú drahé, preto sa používajú iba v nevyhnutných prípadoch, keď nie je možné ich inak nahradiť.

Zliatiny titánu

Titán je veľmi ľahký, striebristo biely kovfarba, ktorá je široko používaná v metalurgickom priemysle a kovoobrábaní. V jemne rozptýlenom stave môže explodovať, a preto predstavuje nebezpečenstvo požiaru.

Používa sa v lietadlách a raketovej technike, pri výrobe lodí. Je široko používaný v medicíne vďaka svojej biologickej kompatibilite s organizmom (protézy, piercing, implantáty atď.).