Los métodos para producir los metales. Tipos de aleaciones. Preparación de metales alcalinos

El hombre moderno en su vida diaria está rodeado por una variedad de metales. La mayoría de los artículos que usamos, estos productos químicos están presentes. Todo sucedió porque la gente ha encontrado diversas maneras de producir metal.

¿Qué es un metal

Estas sustancias valiosas para las personas que participan en la química inorgánica. La obtención de metales permite a una persona para crear una técnica más perfecta, mejora nuestras vidas. ¿Qué representan? Antes de considerar los métodos comunes de producción de metales, es necesario entender lo que son. Los metales son un grupo de elementos químicos en forma de sustancias simples que tienen propiedades características:

• térmica y la conductividad eléctrica;

• alta ductilidad;

• brillo.

Un hombre puede distinguir fácilmente de otras sustancias. Un rasgo característico de todos los metales es la presencia de un brillo especial. Él viene de la reflexión de los rayos de luz que cae sobre la superficie no se pierda ellos. Gloss – es la propiedad común de todos los metales, pero se manifiesta más claramente en plata.

Hoy en día, los científicos descubrieron 96 de estos elementos químicos, aunque no todos ellos son reconocidos por la ciencia oficial. Se dividen en grupos en función de sus propiedades características inherentes. Por lo tanto los metales son los siguientes:

• alcalina – 6;

• alcalina – 6;

• Transición – 38;

• Ligero – 11;

• semimetales – 7;

• lantánidos – 14;

• actínidos – 14.

metales obtener

Con el fin de fabricar la aleación primero debe recibir el metal a partir del mineral natural. elementos nativos – se trata de sustancias que se encuentran en la naturaleza en estado libre. Estos incluyen platino, oro, estaño y el mercurio. Están separados de impurezas mecánicamente o por reactivos químicos.

Los metales restantes se extraen mediante tratamiento con los compuestos. Se encuentran en varios minerales. Ore – esta minerales y rocas, que contienen compuestos de metales como óxidos, carbonatos, o sulfuros. Para su producción utilizando tratamiento químico.

Los métodos para obtener los metales:

• recuperación de óxidos de carbono;

• estaño de piedra de recepción de estaño;

• producción de hierro fundido de mineral de hierro ;

• quema de compuestos de azufre en hornos especiales.

Para facilitar metales obtener a partir de rocas de mineral se añaden a ellos varias sustancias llamadas flujos. Ayudan a eliminar las impurezas no deseadas, tales como arcilla, piedra caliza, arena. Como resultado de este proceso compuestos fusibles producidos llamados escoria.

En presencia de cantidades significativas de impurezas antes de la fundición de minerales metálicos enriquecido por la eliminación de una gran parte de los componentes innecesarios. Los métodos más ampliamente utilizados para este tratamiento – de flotación, magnéticos y método gravitacional.

metales alcalinos

Masa recibir metal alcalino – un proceso complejo. Esto es debido al hecho de que se encuentran en la naturaleza sólo en la forma de compuestos químicos. Ya que son agentes reductores, su preparación acompañado por altos costos de energía. Hay varias formas de obtención de los metales alcalinos:

• Li se puede preparar a partir de su óxido en vacío o por fusión electrólisis su cloruro formado durante el procesamiento de spodumene.

• Sodio extraído por tostación con cenizas de carbón en crisoles de sellado o la electrólisis de cloruro de la masa fundida con la adición de calcio. El primer método es el que más tiempo consume.

• Potasio obtiene la electrólisis en estado fundido o sus sales, de vapor de sodio que pasa a través de su cloruro. También se forma por reacción de un hidróxido de potasio fundido y sodio líquido a una temperatura de 440 ° C.

• cesio y rubidio extraído por la restauración de su cloruro de calcio a 700-800 ° C o de zirconio a 650 ° C. Preparación del metal alcalino de esta manera es muy intensivo de energía y costoso.

Las diferencias entre los metales y aleaciones

En principio, un límite claro entre metales y sus aleaciones prácticamente inexistentes, ya que incluso las sustancias más puras y simples son una fracción de impurezas. Entonces, ¿cuál es la diferencia entre ellos? Casi todos los metales usados en la industria y en otras ramas de la economía, se utilizan en forma de aleaciones obtenidas mediante la adición a propósito de los principales elemento químico otros componentes.

aleaciones

Tecnología necesita una variedad de materiales metálicos. En este caso, los elementos químicos puros no se utiliza prácticamente porque no tienen las propiedades necesarias para las personas. Para sus necesidades hemos inventado varios métodos para producir aleaciones. Este término se refiere a un material macroscópicamente homogénea, que consiste de dos o más elementos químicos. En donde los componentes metálicos son predominantes en la aleación. Esta sustancia tiene su propia estructura. En las aleaciones de distinguir los siguientes componentes:

• la base, que consta de uno o más metales;

• pequeñas adiciones de modificar y elementos de aleación;

• impurezas no borrados (proceso, natural, al azar).

Que las aleaciones de metal son el material estructural principal. En la tecnología, hay más de 5.000.

tipos de aleaciones

A pesar de esta variedad de aleaciones, la mayoría de la gente juega valor para aquellos que se basan en hierro y aluminio. Son ellos los que se encuentra con mayor frecuencia en la vida cotidiana. Tipos de aleaciones son diferentes. Por otra parte, se dividen de acuerdo a varios criterios. Puesto que hay diferentes métodos para producir aleaciones. De acuerdo con este criterio, que se dividen en:

• aleación, que se obtienen por cristalización de los componentes mezclados de fusión.

• en polvo, mediante el uso de la compresión de la mezcla de polvos y la posterior sinterización a alta temperatura. Y a menudo componentes de tales aleaciones no sólo son elementos químicos simples, pero sus diversos compuestos, tales como carburos de titanio o aleaciones de tungsteno en el sólido. Adición de ellos en cantidades diferentes cambiar propiedades del metálicas materiales.

Los métodos para la preparación de aleaciones en la forma de un artículo acabado o la pieza de trabajo se separa en:

• fundición (Silumin, hierro fundido);

• deformable (acero);

• polvo (tungsteno titanio).

tipos de aleaciones

Los métodos para producir metales son diferentes, y así fabricados debido a ellos materiales tienen diferentes propiedades. En las aleaciones de estado sólido son:

• homogénea (uniforme), que consiste en cristales del mismo tipo. Se les conoce como fase única frecuencia.

• Heterogéneo (heterogéneo), conocido como multi-fase. Cuando se reciben en la base de la aleación se toma como una solución sólida (fase de matriz). Composición sustancias heterogéneas de este tipo depende de la composición de sus elementos químicos. Tales aleaciones pueden incluir los siguientes componentes: soluciones sólidas intersticiales y de sustitución, compuestos químicos (carburos, compuestos intermetálicos, nitruros), cristalitos de sustancias simples.

propiedades de la aleación

Independientemente de lo que se utilizan métodos de producción de metales y aleaciones, sus propiedades se determinan completamente por la estructura cristalina de las fases y la microestructura de estos materiales. Cada uno de ellos son diferentes. Las propiedades macroscópicas de las aleaciones dependen de su microestructura. Ellos son, en cualquier caso se distingue por sus características de fase depende únicamente de la estructura cristalina del material. homogeneidad macroscópica de las aleaciones heterogéneas (polifásicos) obtenidos mediante la distribución uniforme de las fases en la matriz de metal.

Las propiedades más importantes de la aleación se considera que la capacidad de soldadura. De lo contrario, son metales idénticos. Por lo tanto, las aleaciones tienen conductividad térmica y eléctrica, la ductilidad y la reflectividad (brillo).

aleaciones de variedades

Diversos métodos para la producción de aleaciones han permitido a una persona para diseñar un gran número de materiales metálicos que tienen diferentes propiedades y características. De acuerdo con el propósito que se dividen en los siguientes grupos:

• Estructural (acero, duraluminio, hierro). Este grupo incluye, aleaciones con propiedades especiales. Así que difieren las propiedades de seguridad intrínseca o anti-fricción. Estos incluyen latón y bronce.

• Para llenar los cojinetes (Babbitt).

• Para la calefacción eléctrica y los equipos de medición (nicromo, manganina).

• Para la producción de herramientas de corte (ganar).

En la producción de personas utilizar otros tipos de materiales metálicos tales como bajo punto de fusión, resistente al calor, resistente a la corrosión y aleaciones amorfas. También están ampliamente imanes y termoeléctricas (seleniuro teluridy y bismuto, plomo, antimonio y otros) usados.

ferroaleaciones

Casi la totalidad de hierro fundido en el mundo se dirige a la producción de simples y aceros de aleación. También se utiliza en la producción de arrabio. aleaciones de hierro ganado su popularidad debido al hecho de que poseen propiedades beneficiosas para los humanos. Ellos se obtuvieron añadiendo al elemento químico simple de los diversos componentes. Por lo tanto, a pesar del hecho de que varias aleaciones de hierro fabricados sobre la base de una sola sustancia, aceros y hierros fundidos tienen diferentes propiedades. Debido a esto son diferentes ámbitos de aplicación. La mayoría de los aceros más duros que el hierro. Varios métodos para preparar estos metales permiten obtener diferentes grados (grado) de estas aleaciones de hierro.

propiedades mejoradas de las aleaciones

A través de aleación de metales y algunos otros elementos pueden obtener materiales con características mejoradas. Por ejemplo, el límite elástico del aluminio puro es de 35 MPa. En la preparación de la aleación de metal de cobre (1,6%), Zn (5,6%), magnesio (2,5%) el índice supera 500 MPa.

Debido a compuestos diversas relaciones de diferentes sustancias químicas pueden obtenerse materiales metálicos con mejores propiedades magnéticas, térmicas o eléctricas. El papel principal en este proceso es la estructura de la aleación que representa una distribución de sus cristales y tipo de enlaces entre los átomos.

Acero y hierro

Estas aleaciones son producidos por compuestos de hierro y carbono (2%). En la producción de materiales aleados añadido a ellos un níquel, cromo, vanadio. Todos los tipos habituales de acero se divide en:

• bajo en carbono (0,25% de carbono) que se utiliza para la fabricación de varias construcciones;

• alto contenido de carbono (más de 0,55%) se destina a la producción de herramientas de corte.

Las diferentes marcas de aleaciones de acero se utilizan en ingeniería mecánica, y otros productos.

una aleación de hierro con carbono, que es el porcentaje de 2-4% se llama arrabio. La composición de este material incluye silicio. De los diversos productos de hierro fundido con buenas propiedades mecánicas.

metales no ferrosos

Además de hierro, y otros elementos utilizados para hacer una variedad de materiales metálicos. Como resultado de sus compuestos son aleaciones no ferrosos. En la vida, la gente ha encontrado los mejores materiales de la solicitud sobre la base de:

• El cobre, latón llama. Ellos contienen 5-45% de zinc. Si el contenido es 5-20%, el bronce llama roja, y si 20-36% – amarillo. Hay aleaciones de cobre con silicio, estaño, berilio, aluminio. Son llamados bronces. Hay varios tipos de estas aleaciones.

• El plomo que representa una soldadura convencional (tretnik). En esta aleación, a 1 parte de la partes de estaño pripadaet química 2. En la producción de los cojinetes antifricción utilizado que es una aleación de plomo, estaño, arsénico y antimonio.

• aluminio, titanio, magnesio y berilio, que son aleaciones no ferrosos ligeros que tienen alta resistencia y excelentes propiedades mecánicas.

Métodos para la preparación

Los principales métodos de obtención de metales y aleaciones:

• fundición en el que la solidificación de una mezcla homogénea de diferentes componentes fundidos. Para aleaciones usando procedimientos pirometalúrgicos para la obtención y metales electrometalúrgicos. En la primera realización, para el calentamiento de la materia prima es la energía térmica obtenida en el proceso de combustión. Obtenido por el acero pirometalúrgico en hornos de reverbero y hierro en los altos hornos. Cuando la materia prima proceso electrometallurgical se calienta en los hornos de arco o de inducción eléctrica. En este caso, el rasslavlyaetsya materia prima muy rápidamente.

• Powder, en el que los polvos de sus componentes que se utilizan para la producción de una aleación. Debido a presionándolos para dar una cierta forma y, a continuación sinterizado en hornos especiales.