מתכות הכנה ויישומם

למרות העובדה כי יותר ויותר לתעשייה ולבית להשתמש בחומרים מלאכותיים, לוותר על השימוש במתכות טרם ניתן. הם בעלי שילוב ייחודי של תכונות, וסגסוגות לאפשר להשתמש הפוטנציאל שלהם למקסימום. באזורים מסוימים יש את ההכנה ושימוש מתכת?

קבוצות מאפיין של אלמנטים

תחת מתכות מבינות קבוצה של כימיקלים אורגניים בעלי תכונות אופייניות. בדרך כלל, הם כוללים:

• מוליכות תרמית גבוהה;
• גמישות, קלות יחסית של עיבוד;
• נקודת התכה גבוהה יחסית;
• מוליכות חשמלית טובה;
• "מתכתי" טיפוסי ברק;
• תפקיד reductant בתגובות;
• צפיפות גבוהה.

כמובן, לא כל האלמנטים של הקבוצה הזאת יש את כל המאפיינים האלה, למשל, כספית בטמפרטורת החדר, גליום נוזלי הוא נמס ידי החום של יד אדם, ו ביסמוט בקושי נזיל. אבל באופן כללי, כל התכונות הללו ניתן לייחס את המתכת המצרפי.

סיווג פנימי

מתכות כמקובלות מחולקות למספר קטגוריות, אשר כל אחד מהם מביאים יחד את המרכיבים אשר הם קרובים ביותר זה לזה על פרמטרים שונים. ישנם הקבוצות הבאות:

• אלקליין - 6;
• אלקליין - 4;
• מעבר - 38;
• קל משקל - 7;
• Semimetals - 7;
• lanthanides - 14 + 1;
• אקטינידים - 14 + 1;

קבוצות מחוץ להישאר עוד שני: בריליום ומגנזיום. לכן, ברגע של כל האלמנטים הפתוחים 94 מדענים מתייחסים מתכות.

בנוסף, ראוי להזכיר כי ישנם סיווג אחר. לדבריהם, נחשבים בנפרד מתכות אצילות של קבוצת הפלטינה, שלאחר המעבר, עקשן, שחורים וצבעוניים ו- T. ד זו גישה הגיונית רק למטרות מסוימות, זה יותר נוח להשתמש בסיווג קונבנציונאלי.

קבלת היסטוריה

האנושות לאורך ההתפתחות שלה הייתה קשורה קשר הדוק העיבוד ושימוש במתכות. מלבד העובדה שהם היו המרכיבים הנפוצים ביותר מהם יכולים לייצר מוצרים שונים רק על ידי עיבוד. ככל המיומנויות של עפרות לא היו שם, בהתחלה זה היה רק את השימוש נאגטס. בהתחלה זה היה מתכת רכה, אשר נתנה את שם גיל נחושת, אשר החליף את האבן. במהלך תקופה זו, פיתחנו שיטה חישול קר. בתרבויות מסוימות הפך להתכה אפשרית. בהדרגה, אנשים שולטים קבלת מתכות אל-ברזליות, כגון זהב, כסף, בדיל.

מאוחר יותר הוחלף על ידי השוטר בא הברונזה. הוא נמשך כ -20 אלף שנים, והיה נקודת מפנה עבור האנושות, כי בתקופה זו ניתן היה לייצר סגסוגות. ישנה התפתחות הדרגתית של הענף, שיטות משופרות של מתכות ייצור. עם זאת, ב 13-12 מאות שנים. לפנה"ס. e. חלה התמוטטות ארד שנקרא שסימן את תחילת תקופת הברזל. זה כנראה היה בשל הדלדול של מניות של פח. לקול מוביל וכספי, פתוח בשלב זה, לא יכולים להיות תחליף הארד. אז אנשים היו צריכים לפתח את הייצור של מתכות מ עפרות.

התקופה הבאה נמשכה זמן קצר יחסית - פחות מ המילניום, אבל השאירה עקבות בהירות בהיסטוריה. למרות העובדה כי הברזל היה ידוע זמן רב קודם לכן, זה כמעט לא חל בגלל החסרונות שלהם לעומת ארד. בנוסף, האחרון היה הרבה יותר קל להשיג, ואילו להתכת עפרות היה יותר משימה זמן רב. העניין הוא כי הברזל הוא היליד די נדיר, ולכן אין זה מפתיע כי הדחייה של ארד היא כל כך איטית.

מתכות ערך מיומנויות הקצאה

לשם השוואה עם הדרך הקדמונית האדם הראשון עשתה את המכשיר של עבודה, קשירת אבן חדה אל מקל, המעבר לחומר החדש התברר גרנדיוזי לא פחות. היתרונות העיקריים של מוצרי מתכת כללו את העובדה שהם יותר קלים לעשות, וזה היה אפשרי לתקן. סטון לא היה פלסטיות גמישות, ולכן כל נשק ממנו ניתן לעשות רק מאפס, לתקן אותם לא עבד.

לפיכך, הוא מעבר משימוש במתכות הוביל לשיפור נוסף של המכשירים של עבודה, הופעתה של פריטים ביתיים חדשים, תכשיטים, להפוך שהיה עד כה בלתי אפשרי. כל זה הוליד התקדמות טכנית והניח את היסודות לפיתוח של מתכות.

שיטות מודרניות

אם בימי קדם, אנשים היו רק הכיר ייצור של מתכות מ עפרות, או שהם יכולים להסתפק נאגטס, בעת הנוכחית, יש דרכים אחרות. הם התאפשרו על ידי הפיתוח של כימיה. לפיכך, יש שני תחומים עיקריים:

• Pyrometallurgy. זה התחיל הפיתוח שלה לפני קשור בטמפרטורות הגבוהות נדרשו לעבד את החומר. טכנולוגיות חדישות בתחום זה ולאפשר את השימוש פלזמה.
• Hydrometallurgy. כיוון זה עוסק בהסרת אלמנטים מ עפרות, תרכיזים פסולים t. ד עם מים וכימיקלים. לדוגמה, הוא שיטה נפוצה כרוכה בהשגת מתכות ידי אלקטרוליזה, הוא גם די השיטה הפופולרית של ומילוט.

יש עוד טכנולוגיה מעניינת. קבלת מתכות יקרות של טוהר גבוה עם הפסדים מינימאליים התאפשרו הודות לה. מדברים על בית הזיקוק. תהליך זה - אחד מהסוגים של זיקוק, כלומר, הפרדה ההדרגתית של הזיהומים. לדוגמא, במקרה של זהב המשמש כלור הרוויה להמס פלטינה מומס חומצות מינרלים, ואחריו ריאגנטים הפרדה.

אגב, את הייצור של מתכות על ידי אלקטרוליזה משמש לרוב כאשר לצורפות או הפחתה נחה מבחינה כלכלית. זה מה שקורה עם אלומיניום ונתרן. ישנם גם יותר טכנולוגיה חדשנית מאפשרת ייצור של מתכות אל ברזליות אפילו מתוך עפרות למדי בדרגה נמוכה ללא עלות משמעותית, אבל אנחנו נלך על זה קצת מאוחר.

אודות סגסוגות

רוב המתכות הידועות בעת עתיקה, לא תמיד לענות על צרכים קצת. קורוזיה, קשיות לקויות, שבירות, שבריריות, ארעיות - כל אלמנט בצורתה הטהורה יש חסרונות. לכן, היה צורך למצוא חומרים חדשים המשלבים את היתרונות של ידוע, כי היא למצוא דרכים לייצר סגסוגות מתכת. כיום, ישנם שתי שיטות עיקריות:

• יציקה. מרכיבים להמיס מתקרר ומתגבש. זוהי שיטה זו אפשרה להשיג הדגימות הראשונות של סגסוגות: ברונזה ופליז.
• לחיצה. התערובת של אבקות היא נתונה בלחץ גבוה, ולאחר מכן sintered.

שיפור נוסף

בעשורים האחרונים, המבטיח ביותר נראה להשיג מתכות עם השימוש הביוטכנולוגיה, בעיקר על ידי חיידקים. זה הפך להיות אפשרי להתאושש נחושת חומרי גלם sulfidic, ניקל, אבץ, זהב ואורניום. מדענים מקווים מיקרואורגניזמים להתחבר תהליכים כגון שטיפה, חמצון, ספיחה ומשקעת. בנוסף, נושא אקטואלי מאוד הוא הניקוי העמוק של שפכים גם מנסה למצוא פתרון זה כרוך בהשתתפות החיידקים בשבילה.

יישום

ללא מתכות וסגסוגות יהיו חיים בלתי אפשריים בצורה שבה הוא ידוע כיום לאנושות. גורדי שחקים, מטוסים, צלחות, מראות, מכשירי חשמל, מכוניות ועוד דברים רבים אחרים יש רק בזכות מעבר אנשים רחוקים אבן נחושת, ברונזה וברזל.

בשל חשמל החריגים שלהם מוליכות של מתכות תרמית משמשות חוטים וכבלים ליישומים שונים. זהב משמש לייצור של מגעים הלא-חמצון. בשל החוזק שלה קשיות של המתכת נעשתה שימוש נרחב בנייה עבור מגוון רחב של עיצובים. תחום נוסף של יישום - כלי. כדי לייצר דוגמא עבודה של חלק החיתוך המשמש סגסוגות פלדות מיוחדות קשות לעתים קרובות. לבסוף, המתכות היקרות מוערכות מאוד כחומר לתכשיטים. אז יישומים בשפע.

מעניין על מתכות וסגסוגות

השימוש באלמנטים הללו הוא כל כך רחב ויש לו היסטוריה ארוכה, אין זה מפתיע כי את המופע של מצבים מצחיקים שונים. הם פשוט כמה עובדות מעניינות וצריך לגרום בסופו של דבר:

• לפני אלומיניום ההפצה הרחב שלה מוערך מאוד. סכו"ם, אשר כאשר אורחים מקבלים בשימוש נפוליאון שלישי, נעשה דווקא מן החומר הזה והיה גאווה המונרך נושא.
• כותרת הפלטינה בספרדית פירושו "serebrishko". אלמנט שם מחמיאים כזה שהתקבל בקשר עם נקודת התכה גבוהה יחסית ולכן האפשרות במשך זמן רב ליישם אותו.
• זהב טהור הוא רך וזה יכול להיות שרוט בקלות עם ציפורן. זו הסיבה לייצור תכשיטים זה, בשילוב עם כסף או נחושת.
• יש סגסוגות עם תכונה מוזרה של thermoelasticity, כי הוא השפעת הצורה "זיכרון". כאשר עיוות והחימום הבא הם מוחזרים למצבו המקורי.