Сплави металів
Сплави металів являють собою рідкі та тверді системи. Утворені вони при сплаву двох елементів або більше. З'єднуються також різні метали. Спочатку зазначене поняття відносилося тільки до матеріалів, що володіє металевими властивостями. Однак у зв'язку з інтенсивним розвитком техніки і фізики визначення значно розширилося і поширилося.
Метали і сплави металів застосовуються повсюдно у виробництві конструкцій обладнання, машин, інструментів та іншого. Незважаючи на досить велику поширеність створеної штучно продукції, вироби з вищевказаних матеріалів часто складають основу конструкції і, за прогнозами фахівців, в осяжному майбутньому збережуть свої позиції.
Лужноземельні і лужні метали (К, Na, Ca, Li) у вільному стані використовуються в атомних реакторах у вигляді жидкометаллических теплоносіїв. Натрій застосовується як каталізатор при виготовленні каучуку, літій - в легировании міцних і легких алюмінієвих з'єднань. Їх використовують у літакобудуванні.
Метали (основні компоненти сплавів) в природі зустрічаються в солях, оксидах і рудах. Як правило, в чистому вигляді в природі знаходяться елементи, хімічно стійкі (Au, Pt, Cu, Ag). Серед відкритих елементів у періодичній системі Менделєєва сімдесят шість відносяться до металів, Si, Se, Ge, Te, As - до проміжних елементів між неметалами і металами, їх іноді називають і напівметал.
Металеві матеріали класифікуються на дві великі групи. До першої відносять залізо і його сплави (чавун, сталь), до другої - кольорові метали і сплави кольорових металів. Останні, в свою чергу, поділяються на:
- легкі (щільністю до 5 г / см3) -
- важкі (щільність більше 10 грам / см3) -
- легкоплавкие (з температурою плавлення від 232 до 410 градусів) -
- тугоплавкі (з температурою плавлення більшою, ніж у заліза) -
- шляхетні (володіють високою антикорозійною стійкістю).
Метали мають різноманітними властивостями. Так, наприклад, ртуть замерзає під впливом температури мінус 38,8 градусів, вольфрам здатний витримати робочу температуру до 2000 градусів, натрій, літій, калій легше, ніж вода, а осмій і іридій важче літію в сорок два рази. Практично всі сплави металів мають характеристики, які визначаються як структурою, так і складом з'єднання в залежності від умов охолодження і кристалізації, механічної і термічної обробки. Охолодження або нагрівання сприяють зміні структури металевих з'єднань. Це, в свою чергу, впливає на фізичні, механічні та хімічні властивості, поведінка матеріалу в процесі обробки й експлуатації.
Фахівці виділяють наступні загальні властивості металів і сплавів:
- Високу теплопровідність.
- Підвищену пластичність.
- Високу електропровідність.
- Позитивний температурний показник електричного опору. Цей коефіцієнт позначає зростання опору при підвищенні температури, а при температурах, наближених до абсолютного нуля - надпровідність багатьох металевих матеріалів.
- Високу відбивну здатність. Металеві матеріали не прозорі і володіють характерним металевим блиском.
- Термоелектронну емісію - здатність при нагріванні випускати електрони.
- У твердому стані кристалічну будову.
Щоб визначити і перевірити властивості, якими володіють сплави металів, фахівці використовують різні контрольні методи, в тому числі, руйнують. Таким чином, металеві матеріали проходять перевірку на пластичність, міцність, жароміцність, а також стійкість по відношенню до корозії. Разом з цим застосовуються і неруйнівні контрольні методи. До них відносять вимірювання магнітних, оптичних, електричних властивостей, визначення показника твердості.