1 of 13

Застосування металів

та

їхніх сплавів

Викладач хімії

ВПУ №41 м.Тульчина

Майстер В.В.

2 of 13

— тверда або рідка однорідна речовина, утворена сплавленням (стопленням) кількох металів або металів з неметалами. Всі сплави, як і метали, у твердому стані зазвичай мають кристалічну будову.

Сплав-це

Багато сплавів (наприклад, бронза, сталь, чавун) були відомі в далекій давнині й уже тоді мали велике практичне застосування. Технічне значення сплавів пояснюється тим, що багато їх властивостей (міцність, твердість, електричні характеристики) набагато кращі, ніж у чистих металів, що входять до їх складу.

3 of 13

При взаємному розчинені металів їхні атоми реагують між собою утворюючи так звані інтерметалічні сполуки. Дані сполуки утворюють, наприклад, метали Сu і Zn, Zn і Hg, Ag і Zn, Na і Pb.

В залежності від компонентів, розрізняють, три види сплавів:

Механічна суміш – сплав, в якому компоненти не здатні до взаємного розчинення і не вступають в хімічну реакцію. У цих умовах сплав буде складатися з кристалів компонента А і В, які чітко виявляються на мікроструктурі (якщо вони досить великого розміру).

Твердий розчин

На відміну від механічної суміші, твердий розчин є однофазним і складається з одного виду кристалів, має одну кристалічну гратку.

4 of 13

Основні групи металів:

чорні метали (залізо);
кольорові метали (мідь, алюміній, олово, свинець);
благородні або дорогоцінні метали (срібло, золото, платина і решта металів платинової групи)

На сьогоднішній день сплави і метали, що входять до їхнього складу мають величезне значення для виробництва будь-якого типу техніки.

Відповідно до класифікації металів існують їхні сплави:

сплави на основі заліза – чавуни, звичайні та леговані сталі;
сплави на основі міді, алюмінію, олова, свинцю та інші;
сплави на основі благородних металів.

5 of 13

Алюміній завдяки його властивостям: легкості, пластичності, електро- й теплопровідності та міцності, набув дуже широкого застосування

Al та його сплави

6 of 13

Al та його сплави

Чистий алюміній не має високої міцності та твердості, тому частіше використовують його сплави. Для поліпшення механічних властивостей алюмінію добувають його сплави з міддю, магнієм і марганцем.

Найпоширеніші сплави алюмінію

ДЮРАЛЮМІНИ

СИЛУМІНИ

ТЕРМІТ

7 of 13

Дюралюміни завдяки особливим властивостям — міцності, легкості, стійкості до корозії та теплопровідності — набули широкого застосування в авіа-, корабле- й ракетобудуванні.

Силуміни використовують у виробництві машин для сільськогосподарських потреб, деталей багатьох приладів, коліс в авіа- й автомобілебудуванні.

Терміт — сплав алюмінію з ферум(ІІ, ІІІ) оксидом. Під час використання виділяє багато тепла, тож його застосовують для зварювання шин.

8 of 13

Залізо та його сплави.

Чисте залізо має обмежене використання. Здебільшого застосовують сплави заліза — чавун і сталь.

Під час переробки залізних руд утворюються сплави заліза з вуглецем — чавун і сталь.

9 of 13

Чавун — сплав, що містить у своєму складі 2-4 % Карбону та домішки мангану, сполук Фосфору, Силіцію та Сульфуру. Великий вміст Карбону в чавуні робить його крихким і нековким, хоча він твердіший, ніж залізо.

10 of 13

Сталь — сплав, у якому значно менший вміст Карбону (0,1-2 %) і домішок мангану, сполук Силіцію, Фосфору та Сульфуру. Менший вміст Карбону надає сталі більшої ковкості та пластичності. Тому її можна штампувати, прокатувати, кувати. Для поліпшення цих якостей сталь загартовують, тобто розжарену сталь швидко охолоджують. Гартована сталь значно твердіша. Водночас сталь з низьким вмістом Карбону загартовуванню не піддають. Для надання сталі певних якостей її легують, тобто додають до неї інші метали. Легувальними металами найчастіше є хром, вольфрам, нікель, ванадій, манган, молібден, меншою мірою — титан, кобальт, берилій. А з неметалів — силіцій.

11 of 13

Металічні натрій та калій застосовують як каталізатори під час синтезу органічних сполук, зокрема синтетичного каучуку. За допомогою натрію в металургійній промисловості відновлюють кольорові метали, наприклад титан.

TiCl4 + 4Na = Ti + 4NaCl.

Крім того, натрій використовують у ядерних реакторах як теплоносій.

Літій застосовують у фотоелементах завдяки здатності перетворюватися на позитивно заряджені йони під час його освітлення.

Кальцій, як і натрій, застосовують у металургії для добування важковідновлюваних металів, наприклад хрому з його оксиду:

Cr2O3 + 3Ca = 2Cr + 3CaO.

Цей метал використовують для виготовлення сплавів. На основі свинцю з добавкою кальцію добувають сплав, яким заливають підшипники залізничних вагонів.

Лужні метали натрій та калій, які добувають електролізом розплавів солей, лугів або оксидів отримали промислове застосування в різних галузях.