Îñíîâíûå ñâîéñòâà ìåòàëëîâ
Êëàññèôèêàöèÿ ìåòàëëîâ
Ëèòåðàòóðà
Ìåòàëëû â òâåðäîì è îò÷àñòè â æèäêîì ñîñòîÿíèè îáëàäàþò ðÿäîì õàðàêòåðíûõ ñâîéñòâ:
Âñå ìåòàëëû è ìåòàëëè÷åñêèå ñïëàâû – òåëà êðèñòàëëè÷åñêèå.  óçëàõ êðèñòàëëè÷åñêèõ ðåøåòîê ìåòàëëîâ íàõîäÿòñÿ ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåííûå èîíû, à ìåæäó íèìè ñâîáîäíî ïåðåìåùàþòñÿ ýëåêòðîíû (ýëåêòðîííûé ãàç). Õàðàêòåðíûå ñâîéñòâà ìåòàëëîâ îáúÿñíÿþòñÿ ñïåöèôè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè ìåòàëëè÷åñêîé ñâÿçè.
Ìåòàëëû äåëÿòñÿ íà äâå ãðóïïû:
ìåòàëëû, êîòîðûå èìåþò òåìíî-ñåðûé öâåò, áîëüøóþ ïëîòíîñòü (êðîìå ùåëî÷íîçåìåëüíûõ), âûñîêóþ òåìïåðàòóðó ïëàâëåíèÿ, îòíîñèòåëüíî âûñîêóþ òâåðäîñòü è âî ìíîãèõ ñëó÷àÿõ îáëàäàþò ïîëèìîðôèçìîì. Íàèáîëåå òèïè÷íûì ìåòàëëîì ýòîé ãðóïïû ÿâëÿåòñÿ æåëåçî.
ìåòàëëû, êîòîðûå ÷àùå âñåãî èìåþò õàðàêòåðíóþ îêðàñêó: êðàñíóþ, æåëòóþ, áåëóþ. Îáëàäàþò áîëüøîé ïëàñòè÷íîñòüþ, ìàëîé òâåðäîñòüþ, îòíîñèòåëüíî íèçêîé òåìïåðàòóðîé ïëàâëåíèÿ, äëÿ íèõ õàðàêòåðíî îòñóòñòâèå ïîëèìîðôèçìà. Íàèáîëåå òèïè÷íûì ìåòàëëîì ýòîé ãðóïïû ÿâëÿåòñÿ ìåäü.
×åðíûå ìåòàëëû â ñâîþ î÷åðåäü ìîæíî ïîäðàçäåëèòü ñëåäóþùèì îáðàçîì:
Æåëåçíûå ìåòàëëû – æåëåçî, êîáàëüò, íèêåëü (òàê íàçûâàåìûå ôåððîìàãíåòèêè) è áëèçêèé ê íèì ïî ñâîéñòâàì ìàðãàíåö. Êîáàëüò, íèêåëü è ìàðãàíåö ÷àñòî ïðèìåíÿþò êàê äîáàâêè ê ñïëàâàì æåëåçà, à òàêæå â êà÷åñòâå îñíîâû äëÿ ñîîòâåòñòâóþùèõ ñïëàâîâ, ïîõîæèõ ïî ñâîèì ñâîéñòâàì íà âûñîêîëåãèðîâàííûå ñòàëè.
Òóãîïëàâêèå ìåòàëëû, òåìïåðàòóðà ïëàâëåíèÿ êîòîðûõ âûøå, ÷åì æåëåçà (ò.å. 1539 °Ñ). Ïðèìåíÿþò êàê äîáàâêè ê ëåãèðîâàííûì ñòàëÿì, à òàêæå â êà÷åñòâå îñíîâû äëÿ ñîîòâåòñòâóþùèõ ñïëàâîâ.
Óðàíîâûå ìåòàëëû – àêòèíèäû, èìåþùèå ïðåèìóùåñòâåííîå ïðèìåíåíèå â ñïëàâàõ äëÿ àòîìíîé ýíåðãåòèêè.
Ðåäêîçåìåëüíûå ìåòàëëû (ÐÇÌ) – ëàíòàí, öåðèé, íåîäèì, ïðàçåîäèì è äð., îáúåäèíÿåìûå ïîä íàçâàíèåì ëàíòàíîèäîâ è ñõîäíûå ñ íèìè ïî ñâîéñòâàì èòòðèé è ñêàíäèé. Ýòè ìåòàëëû îáëàäàþò âåñüìà áëèçêèìè õèìè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè, íî äîâîëüíî ðàçëè÷íûìè ôèçè÷åñêèìè (òåìïåðàòóðà ïëàâëåíèÿ è äð.). Èõ ïðèìåíÿþò êàê ïðèñàäêè ê ñïëàâàì äðóãèõ ýëåìåíòîâ.  ïðèðîäíûõ óñëîâèÿõ îíè âñòðå÷àþòñÿ âìåñòå è âñëåäñòâèå òðóäíîñòåé ðàçäåëåíèÿ íà îòäåëüíûå ýëåìåíòû äëÿ ïðèñàäêè îáû÷íî ïðèìåíÿþò «ñìåøàííûé ñïëàâ», òàê íàçûâàåìûé ìèøìåòàëë, ñîäåðæàùèé 40-45% Ñå è 45-50% âñåõ äðóãèõ ðåäêîçåìåëüíûõ ýëåìåíòîâ. Ê òàêèì ñìåøàííûì ñïëàâàì ÐÇÌ îòíîñÿò ôåððîöåðèé (ñïëàâ öåðèÿ è æåëåçà ñ çàìåòíûìè êîëè÷åñòâàìè äðóãèõ ÐÇÌ), äèäèì (ñïëàâ íåîäèìà è ïðàçåîäèìà ïðåèìóùåñòâåííî) è äð.
Ùåëî÷íîçåìåëüíûå ìåòàëëû â ñâîáîäíîì ìåòàëëè÷åñêîì ñîñòîÿíèè íå ïðèìåíÿþòñÿ, çà èñêëþ÷åíèåì îñîáûõ ñëó÷àåâ.
Öâåòíûå ìåòàëëû ïî ðàçíûì ïðèçíàêàì äåëÿòñÿ íà ïîäãðóïïû:
Ëåãêèå ìåòàëëû, èìåþùèå ïëîòíîñòü äî 5000 êã/ì3 (ëèòèé, íàòðèé, ìàãíèé, êàëèé, àëþìèíèé è äð.).
Òÿæåëûå ìåòàëëû, èìåþùèå ïëîòíîñòü áîëåå 5000 êã/ì3 (öèíê, ìåäü, îëîâî, ñâèíåö, ñåðåáðî, çîëîòî è äð.).
Ëåãêîïëàâêèå ìåòàëëû – öèíê, êàäìèé, ðòóòü, îëîâî, ñâèíåö, âèñìóò, òàëëèé, ñóðüìà è ýëåìåíòû ñ îñëàáëåííûìè ìåòàëëè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè – ãàëëèé, ãåðìàíèé.
Òóãîïëàâêèå ìåòàëëû, òåìïåðàòóðà ïëàâëåíèÿ êîòîðûõ âûøå, ÷åì ó æåëåçà (íèîáèé, ìîëèáäåí, âîëüôðàì è äð.).
Áëàãîðîäíûå ìåòàëëû – ñåðåáðî, çîëîòî, ìåòàëëû ïëàòèíîâîé ãðóïïû (ïëàòèíà, ïàëëàäèé, èðèäèé, ðîäèé, îñìèé, ðóòåíèé). Ê íèì ìîæåò áûòü îòíåñåíà è «ïîëóáëàãîðîäíàÿ» ìåäü. Îáëàäàþò âûñîêîé óñòîé÷èâîñòüþ ïðîòèâ êîððîçèè.
Ïî ñòðîåíèþ ýëåêòðîííûõ îáîëî÷åê ìåòàëëû ïðèíÿòî ðàçäåëÿòü íà íîðìàëüíûå è ïåðåõîäíûå. Ó íîðìàëüíûõ ìåòàëëîâ âíóòðåííèå ýëåêòðîííûå îáîëî÷êè (óðîâíè) ïîëíîñòüþ çàïîëíåíû. Ê òàêèì ìåòàëëàì îòíîñÿò Na, Cu, Mg, Al, Pb è äð. Ó ïåðåõîäíûõ ìåòàëëîâ âíóòðåííèå p è d îáîëî÷êè íåäîñòðîåíû. Íàèáîëåå õàðàêòåðíûå ïðåäñòàâèòåëè ïåðåõîäíûõ ìåòàëëîâ Fe, Pd, Pt è èì ïîäîáíûå.
Ìàòåðèàëîâåäåíèå / Þ.Ò. ×óìà÷åíêî, Ã.Â. ×óìà÷åíêî. – Ðîñòîâ í/Ä: Ôåíèêñ, 2005. – 320 ñ.
Ìåòàëëîâåäåíèå / À.Ï. Ãóëÿåâ. Ì.: Ìåòàëëóðãèÿ, 1986. 544 ñ.
Ìàòåðèàëîâåäåíèå / À.Ì. Àäàñêèí, Â.Ì. Çóåâ. – Ì.: ÏðîôÎáðÈçäàò, 2001. – 240 ñ.
Ãîñòåé:
Ñêðûòûõ:
Âèäèìûõ:
Âñåãî:
