Автор Снежана Шахова
Источник Справочник
Категория Археология
Статья от экспертов
Универсальный потенциал взаимодействия для чистых металлов
Предлагается новый подход к построению потенциала взаимодействия для металлов на основе метода вложенного атома. Из основных принципов квантовой механики задаётся аппроксимация распределения электронной плотности атомов, из которой следует не только парный потенциал взаимодействия, но и конкретный вид функции вложенной энергии.
Для описания свойств конкретного металла требуется подобрать только два параметра распределения электронной плотности. Подбор этих параметров осуществляется из условия устойчивости равновесной решётки для экспериментальных значений параметров решётки и с использованием экспериментальных значений энергии связи, энергии образования вакансии и упругих постоянных. Приводятся потенциалы взаимодействия для трёх металлов с различными кристаллическими структурами: Al(ГЦК), Fe(ОЦК) и Mg(ГПУ). Общий вид потенциала имеет простую аналитическую форму и может использоваться для моделирования больших атомных систем в рамках метода молекулярной динамики.
Редкоземельные элементы (РЗЭ) и их применение. Химия – просто
Автор(ы) Зализняк В.Е.
Золотов О.А.
Источник Наносистемы: физика, химия, математика
Научный журнал
Основы металлургического производства
К черным металлам и сплавам относятся железо и его сплавы — сталь, ферросплавы и чугун, а остальные металлы.
В чистом виде металлы используются очень редко, исключением является алюминий и медь.
Чистые металлы также применяются в качестве легирующих компонентов для получения сплавов с необходимыми.
сортового проката; чушки цветных металлов для фасонных отливок; лигатуры — сплавы цветных металлов с.
легирующими элементами; слитки чистых металлов для электронной техники, приборостроения, и прочих отраслей
Автор Демьян Бондарь
Источник Справочник
Категория Материаловедение
Статья от экспертов
К вопросу о получении особо чистых металлов нанокристаллического уровня (состояния)
Обобщены достигнутые в последнее время основные экспериментальные результаты в области получения ряда металлов в особо чистом состоянии и исследования их свойств. Кратко изложены основные принципы физических методов рафинирования металлов (дистилляция, плавка и зонная перекристаллизация) с применением вакуумной и сверхвысоковакуумной техники. Показана перспектива комплексного применения физических методов рафинирования для глубокой очистки металлов. Процессы дистилляции в вакууме позволяют конструировать особо чистые металлы нанокристаллического уровня путем регулируемой сборки из отдельных атомов и, следовательно, получать металлы с заранее заданными свойствами и структурой.
Торий — МЕТАЛЛ, КОТОРЫЙ НЕКУДА ДЕВАТЬ!
Источник: spravochnick.ru
ПОЧЕМУ ЖЕ СПЛАВЫ, А НЕ МЕТАЛЛЫ
Человеческая цивилизация существует несколько десятков тысяч лет и за это время, открыто и изобретено немало вещей и предметов. Много из того, что изобрел древний человек, забыто или потеряно, не говоря уже об их представлениях о природе и её составных частях. Однако, сегодня, как и в древности и в средневековье символом удачи является подкова. Когда-то она была сделана вручную из первых известных металлов, наверняка – это было – золото или серебро. Сегодня же она не только делается вручную, но и легко штампуется или производится литейным способом в специальной форме из множества «древних» и «новых» металлов .
МЕТАЛЛЫ СЕГОДНЯ
Современную жизнь невозможно себе представить без применения изделий и материалов изготовленных на основе металлов. Сегодня человек использует более восьмидесяти металлов и около 5000 сплавов на их основе. Свое широкое применение во всех областях промышленности и в быту они получили благодаря своим свойствам: металлическому блеску, высокой механической прочности, твердости, ковкости и пластичности, тепло- и электрической проводимости, магнитным и др.
В современной химии металлы подразделяют на множество групп, вот некоторые из них:
а) легкие и тяжелые – если металл имеет плотность до 5 г/см 3 , то металл лёгкий (самый лёгкий – литий), имея плотность больше 5 г/см 3 – металл тяжелый (самый тяжелый – осмий). Кстати, литий сегодня в виде аккумуляторных батарей – литий-ионных элементов питания используются примерно в 85 % всей персональной портативной электроники, и примерно в 97 % мобильных телефонов;
б) легкоплавкие и тугоплавкие – если металл имеет температуру плавления до 1000 ºС, то металл легкоплавкий (самый легкоплавкий – ртуть), а если температура больше 1000 ºС – тугоплавкий (самый тугоплавкий – вольфрам). Именно из вольфрама сделана нить накаливания в лампочке, а еще сегодня все больше и больше приобретает популярность, так называемая вольфрамовая бижутерия (рис. № 6), которая очень красивая и изящная.
в) черные и цветные – железо и его сплавы (чугун, сталь и ферросплавы) относятся к черным, все остальные к цветным. Именно железо сегодня является главным металлом современной техники, хотя в последние годы оно постепенно сдает свои позиции алюминию и титану;
г) благородные – золото, серебро, платина и металлы платиновой группы;
д) редкоземельные – скандий, иттрий, лантан и лантаноиды, а также рассеянные – галлий, индий, таллий, германий, гафний, рений и другие. Эти металлы широко используются в современной радиоэлектронике и приборостроении;
е) радиоактивные – радий, технеций, прометий, уран и другие актиноиды. Из них наибольшее применение имеет уран, которые добывается из урановой руды. Урановая руда обогащается, а на её основе изготовляются стрежни, используемые на атомных электростанциях.
ПОЧЕМУ ЖЕ СПЛАВЫ, А НЕ МЕТАЛЛЫ
Однако металлы в чистом виде используются редко, больше используются сплавы на их основе. Сплавы – это особые системы, состоящие из двух и более металлов, или металлов и неактивных неметаллов (углерод, фосфор, кремний, иногда сера). Свойства сплавов отличаются от свойств каждого из металлов входящих в его состав. Дело в том, что сплавлением одних металлов с другими можно существенно улучшить свойства многих металлов, например твердость, пластичность, текучесть, электрические, магнитные и термические свойства, а также антикоррозийную устойчивость.
ОСНОВНЫЕ СПЛАВЫ СОВРЕМЕННОСТИ
Сплавы на основе железа – чугун и сталь.
Чугун – сплав железа, содержащий более 1,7 % углерода, а также другие неметаллы. Из чугуна можно отливать самые разнообразные изделия: крышки для люков, трубопроводную и каркасную арматуру, в быту ванны и другую сантехнику, но основное количество чугуна перерабатывается в сталь.
Сплавы на основе алюминия – дюралюмин, силумин, магналий. Целая группа сплавов алюминия называется «авиали», по главной области применения – авиастроение. Дюралюмин – сплав на основе алюминия с медью и магнием, а также небольшими добавками марганца и кремния.
Очень прочный сплав, из которого изготавливают корпуса как гражданских, так и военных самолетов и автомобилей, а также детали турбинных двигателей. Силумин – сплав на основе алюминия с кремнием. По прочности не уступает стали, однако более лёгкий и имеет высокую коррозийную устойчивость. Широко используется в авиа-, вагоно- и автомобилестроении, а также для изготовления деталей к колесам сельскохозяйственных машин.
Из алюминия производится огромное количество алюминиевой фольги, которая идёт на обёртки для лекарств, конфет и шоколада, а также для бытовых нужд.
Сплавы на основе меди – бронзы, латунь, мельхиор, нейзильбер. Бронзы – сплавы на основе меди с оловом, кремнием, алюминием, бериллием или марганцем. Исторически первой была оловянная бронза. Именно из такой бронзы были отлиты произведения искусства древности, статуи, пушки и колокола.
Сегодня же все больше применяется алюминиевая, бериллиевая и свинцовая бронзы. Из алюминиевой бронзы изготовляют детали авиационных двигателей, из свинцовой – подшипники для паровозов, водяных турбин и судовых двигателей, а из бериллиевой – пружины. Из бронзы также изготовляют корпуса мобильных телефонов, монеты, награды (ордена и медали) и ювелирные украшения.
Латунь – сплав меди с цинком. Этот сплав дешевле бронзы, легко обрабатывается и формуется, стойкий к химическим реагентам. Из неё изготавливают радиаторные трубы, детали сантехники, гильзы для патронов. Если к латуни добавить немного алюминия, то сплав похож на золото, поэтому из него изготавливают монеты, значки, изделия антиквариата.
Мельхиор – это сплав серебристого цвета на основе меди с никелем и добавками марганца. Сплав, который отлично обрабатывается давлением, поэтому можно изготавливать изделия самых причудливых форм. Устойчив к действию морской воды и перегретого водяного пара. В старину мельхиор называли «серебро для бедных» из-за своей невысокой стоимости и большим сходством с драгоценным металлом. Он широко применяется в кораблестроении, для изготовления столовых приборов, ювелирных украшений и предметов роскоши (подсвечники, статуэтки и т.д.), а также монет.
Нейзильбер (от нем. Neusilber – «новое серебро») – сплав меди с никелем и цинком. Характеризуется коррозионной устойчивостью, повышенной прочностью и упругостью после деформации, пластичностью в горячем и холодном состоянии. Применяется в промышленности для изготовления деталей точных приборов, медицинских и музыкальных инструментов, паровой и водяной арматуры, а также монет, медалей и ювелирных изделий.
Конечно, перечислить все сплавы, которые используются в современной технике невозможно. Наука и современная металлургия развиваются с огромной скоростью. Современная обработка металла и новейшие электронные приспособления позволяют изготавливать за короткий период самые трудные и нестандартные детали.
Все больше и больше в мир металлов и сплавов на их основе внедряются ещё недавно фантастические нанотехнологии. Конечно, всё это – прогресс. Но остаётся на удачу та самая подкова, созданная когда-то древним кузнецом вручную.
Дата добавления: 2019-02-22 ; просмотров: 1117 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Поделиться с друзьями:
Источник: studopedia.net
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Применение чистых металлов в промышленности крайне ограничено. Это объясняется тем, что чистые металлы не всегда экономически выгодны. Обладая высокой пластичностью, они имеют низкую прочность и твердость. Многие металлы имеют высокую электропроводность, но с повышением температуры электропроводность их падает. [1]
В случае применения чистых металлов также сцепление создается без всякой грунтовки за счет имеющейся обычно на поверхности металла окисной пленки, которая, с одной стороны, прочно сцеплена с металлом, а с другой, растворяется в нанесенном слое эмали. [2]
Современная техника не ограничивается применением чистых металлов и двойных сплавов. В большинстве случаев практически применяемые сплавы являются сплавами многих компонентов. Поэтому, естественно, возникает необходимость изучения тройных и более сложных систем. [4]
Современная техника все чаще требует применения чистых металлов и металлов в монокристаллической форме. Они обладают характерными и несколько лучшими механическими и другими свойствами. Из монокристаллического металла уже изготовлены, например, опытные образцы лопастей турбин. В Дрездене и Фрайберге ученые постоянно работают над дальнейшим развитием методов получения металлов высокой чистоты и определенной структуры. [5]
Техника в настоящее время не ограничивается применением чистых металлов и двойных сплавов. В большинстве случаев практически применяемые сплавы являются сплавами многих компонентов. Поэтому, естественно, возникает необходимость изучения тройных и более сложных систем. [6]
В настоящее время в результате легирования сплавов и применения более чистого металла свойства магниевых сплавов значительно повысились. Оказалось, что резкое понижение коррозионной стойкости магниевых сплавов вызывает железо и никель Магниевый сплав, в котором железа содержится менее 0 02 %, обладает в промышленной атмосфере такой же коррозионной стойкостью, как и малоуглеродистая сталь. [7]
Применение чистых металлов и кислот ( не загрязненных As) при всех операциях, где возможно их соприкосновение или действие водорода на металл. [8]
Иридий применяется для упрочнения платины. В литературе приводится мало примеров применения чистого металла , что объясняется тр д-ностью его обработки. Из иридия были изготовлены несколько небольших тиглей для проведения реакций при высоких температурах, а также мундштуки для выдавливания тугоплавкого стекла. [9]
Широко применяемые материалы представляют собой сплавы, которые содержат в сравнительно небольших количествах пленкообразующие элементы, такие, например, как хром. Тем не менее Гюртлер привел несколько случаев ( табл. 37) применения чистых металлов в промышленности в качестве материалов, стойких по отношению к кислотам; в каждом отдельном случае стойкость металла зависит или от слабой растворимости или от малой скорости растворения продуктов коррозии. [11]
В нек-рых марках свинцовых сплавов содержатся еще никель, мышьяк, кадмии, теллур, а также кальций, натрий, магний и нек-рые др. добавки. В случае применения чистых металлов наиболее тугоплавкие из них употребляются в виде лигатур. Процесс заливки должен обеспечивать прочное сцепление анти-фрикц. Поело ааливки подшипник растачивается до требуемых размеров. Толщина слоя составляет обычно 0 5 — 4 мм, а в крупных подшипниках-до 10 — 12 мм. Приработка осуществляется путем пластпч. [12]
Хорошей коррозионной стойкостью в воде обладает цирконий и его сплавы, которые к тому же имеют более высокую по сравнению с алюминием прочность при повышенных температурах. При изготовлении оборудования должен применяться цирконий, очищенный от примесей, особенно от азота. Коррозионная стойкость циркония в водяном паре заметно снижается при повышении давления. Практически применение чистого металла возможно до 300 — 350 С. Небольшие добавки ( около 1 %) железа, никеля, олова и хрома способствуют улучшению антикоррозионных свойств циркония. Аналогичный эффект достигается легированием циркония добавкой 2 % палладия или 2 % молибдена. Этот сплав обладает коррозионной стойкостью в воде при температуре до 350 С. [13]
Структура смешанных катализаторов была изучена для порошкообразного состояния с помощью рентгенограмм, активность их определена при гидрогенизации бензола в циклогексан. Найдено, что константа решетки и тип решетки смешанных кристаллов зависят от состава смеси и природы компонентов. В реакции гидрогенизации при применении чистых металлов или их смесей катализаторы с гранецентрированными решетками каталитически активны, в то время как катализаторы с объемно центрированными решетками каталитически неактивны. Предполагают также, что активность зависит от величины констант решетки. [14]
Источник: www.ngpedia.ru