Métodos para a produção de metais. Tipos de ligas. Preparação de metais alcalinos

O homem moderno em sua vida diária está rodeado por uma variedade de metais. A maioria dos itens que usamos, estes produtos químicos estão presentes. Tudo aconteceu porque as pessoas têm encontrado várias maneiras de produzir metal.

O que é um metal

Estas substâncias valiosas para as pessoas envolvidas em química inorgânica. Obtenção de metais permite que uma pessoa para criar uma técnica mais perfeita, melhora a nossa vida. O que eles representam? Antes de considerar os métodos comuns de produção de metais, é necessário compreender o que são. Os metais são um grupo de elementos químicos na forma de substâncias simples possuindo propriedades características:

• térmica e condutividade elétrica;

• alta ductilidade;

• brilho.

Um homem pode facilmente distingui-los de outras substâncias. Uma característica de todos os metais é a presença de um brilho especial. Ele vem da reflexão dos raios de luz que caem na superfície não perdê-las. Gloss – é a propriedade comum de todos os metais, mas se manifesta mais claramente em prata.

Hoje, os cientistas descobriram 96 desses elementos químicos, embora nem todos eles são reconhecidos pela ciência oficial. Eles são divididos em grupos de acordo com suas propriedades características inerentes. Assim, os metais são os seguintes:

• alcalina – 6;

• alcalina – 6;

• transição – 38;

• Leve – 11;

• semimetais – 7;

• lantanídeos – 14;

• actinides – 14.

metais obtendo

A fim de fabricar o primeiro liga deve receber o metal a partir de minérios naturais. elementos nativos – estes são substâncias que são encontradas na natureza no estado livre. Estes incluem a platina, ouro, estanho e mercúrio. Eles são separados de impurezas por meios mecânicos ou químicos reagentes.

Os metais remanescentes são extraídos por tratamento com os compostos. Eles são encontrados em vários minerais. Ore – esta minerais e rochas, que contêm compostos de metais como os óxidos, carbonatos, ou sulfuretos. Para a sua produção usando o tratamento químico.

Métodos para obtenção de metais:

• recuperação de óxidos de carbono;

• lata de pedra estanho receptora;

• produção de ferro fundido a partir de minério de ferro ;

• queima de compostos de enxofre em fornos especiais.

Para facilitar metais obtenção de rochas de minério são adicionados a eles várias substâncias chamadas fluxos. Eles ajudam a remoção de impurezas indesejáveis, tais como argila, pedra calcária, areia. Como um resultado deste processo compostos fundíveis produzidos chamada escória.

Na presença de quantidades significativas de impurezas antes da fundição de minério metálico enriquecido pela remoção de uma grande parte de componentes desnecessários. Os métodos mais amplamente utilizados para este tratamento – de flutuação, magnéticos e método gravitacional.

metais alcalinos

Massa receber o metal alcalino – um processo complexo. Isto é devido ao facto de que eles são encontrados na natureza apenas sob a forma de compostos químicos. Uma vez que eles são agentes redutores, a sua preparação acompanhada por altos custos de energia. Existem várias formas de obtenção de metais alcalinos:

• Li podem ser preparados a partir do seu óxido em vácuo ou por fusão de electrólise seu cloreto formados durante o processamento spodumene.

• de sódio extraiu-se por torrefação com cinza de carvão em cadinhos seladas ou cloreto de electrólise de massa fundida com a adição de cálcio. O primeiro método é o mais demorado.

• potássio obtido electrólise de fusão ou os seus sais, vapor de sódio que passa através do seu cloreto. Também é formado por reacção de um hidróxido de potássio e de sódio fundido líquido a uma temperatura de 440 ° C.

• césio e rubídio extraída, restaurando o seu cloreto de cálcio a 700-800 ° C ou de zircónio a 650 ° C. Preparação do metal alcalino deste modo é muito intensivo em energia e dispendioso.

As diferenças entre os metais e ligas

Em princípio, uma clara fronteira entre metais e suas ligas praticamente inexistente, uma vez que mesmo as substâncias mais puras, simples são uma fração de impurezas. Então, qual é a diferença entre eles? Quase todos os metais utilizados na indústria e em outros ramos da economia, são utilizados sob a forma de ligas obtidas adicionando propositadamente para principais elemento químico outros componentes.

ligas

Tecnologia precisa de uma variedade de materiais metálicos. Neste caso, os elementos químicos puros não são praticamente utilizado, porque eles não têm as propriedades necessárias para as pessoas. Para as suas necessidades de nós inventamos vários métodos para a produção das ligas. Este termo refere-se a um material macroscopicamente homogéneo, o qual consiste em dois ou mais elementos químicos. Em que os componentes metálicos são predominantes na liga. Esta substância tem a sua própria estrutura. Em ligas de distinguir os seguintes componentes:

• a fundação, que consiste em um ou mais metais;

• pequenas adições de modificar e elementos de liga;

• impurezas não excluídos (processo, natural, aleatória).

Que as ligas metálicas são o material estrutural principal. Em tecnologia, existem mais de 5.000.

tipos de ligas

Apesar desta variedade de ligas, a maioria das pessoas jogam valor para aqueles que são à base de ferro e alumínio. São eles que são mais freqüentemente encontrados na vida cotidiana. Tipos de ligas são diferentes. Além disso, eles são divididos de acordo com vários critérios. Uma vez que existem diferentes métodos para a produção das ligas. De acordo com este critério, eles são divididos em:

• liga, que são obtidos por cristalização dos componentes misturado por fusão.

• pó, utilizando a compressão da mistura de pó e de sinterização subsequente a temperatura elevada. E frequentemente componentes de tais ligas são não só elementos químicos simples, mas os seus vários compostos, tais como carbonetos de titânio ou ligas de tungsténio no sólido. Adicionando-os em diferentes quantidades alterar propriedades de metálicos materiais.

Os métodos para a preparação de ligas na forma de um artigo acabado ou a peça de trabalho é dividido em:

• casting (silumin, ferro fundido);

• deformável (aço);

• pó (de tungsténio de titânio).

tipos de ligas

Métodos para a produção de metais são diferentes, e, assim, produzidos devido a eles materiais têm propriedades diferentes. Nas ligas de estado sólido são:

• homogénea (uniforme), que consiste em cristais do mesmo tipo. Eles são muitas vezes referidos como monofásica.

• Heterogêneo (heterogêneo), conhecido como multi-fase. Quando eles são recebidos na base da liga é tomada como uma solução sólida (fase de matriz). Composição substâncias heterogéneas de este tipo depende da composição dos elementos químicos. Tais ligas podem incluir os seguintes componentes: soluções sólidas intersticiais e de substituio, os compostos químicos (carbonetos, nitretos, compostos intermetálicos), cristalitos de substâncias simples.

propriedades da liga

Independentemente do que os métodos de produção de metais e ligas são usados, as suas propriedades são completamente determinada pela estrutura de cristal das fases e microestrutura destes materiais. Cada um deles são diferentes. As propriedades macroscópicas de ligas dependem da sua microestrutura. Eles são em qualquer caso, distingue-se pelas suas características de fase dependentes unicamente na estrutura cristalina do material. homogeneidade macroscópica das ligas heterogéneos (multifásicos) obtidos por distribuição uniforme de fases na matriz de metal.

As propriedades mais importantes da liga é considerado como soldabilidade. Caso contrário, eles são metais idênticos. Assim, as ligas possuem uma condutividade térmica e eléctrica, a ductilidade e a reflectividade (brilho).

ligas de variedades

Vários métodos para a produção das ligas permitiram uma pessoa para conceber um grande número de materiais metálicos com diferentes propriedades e características. De acordo com a finalidade eles são divididos nos seguintes grupos:

• Estrutural (aço, duralumínio, ferro). Este grupo inclui, ligas com propriedades especiais. Então, eles diferem propriedades intrinsecamente seguras ou anti-fricção. Estes incluem latão e bronze.

• Para encher o rolamentos (babbitt).

• Para aquecimento elétrico e equipamentos de medição (nicrómio, manganina).

• Para a produção de ferramentas de corte (ganhar).

Na produção de pessoas usam outros tipos de materiais metálicos, tais como ponto de fusão baixo, resistente ao calor, resistente à corrosão e ligas amorfas. Também são amplamente imans e thermoelectrics (seleneto teluridy e bismuto, chumbo, antimónio e outros) utilizada.

ferro-ligas

Quase todos de ferro fundido no mundo é direcionado para a produção de simples e ligas de aço. Ele também é usado na produção de ferro-gusa. ligas de ferro ganhou sua popularidade devido ao fato de que possuem propriedades benéficas para os seres humanos. Eles foram obtidas por adição ao elemento químico simples dos diversos componentes. Assim, apesar do facto de várias ligas de ferro fabricadas à base de uma única substância, aço e ferro fundido têm propriedades diferentes. Devido a isso, eles são diferentes âmbitos de aplicação. A maioria dos aços mais duros do que o ferro. Vários métodos para a preparação destes metais permite obter diferentes graus (grau) destas ligas de ferro.

propriedades melhoradas das ligas

Através de metais de liga e alguns outros elementos podem obter materiais com características melhoradas. Por exemplo, a resistência ao escoamento do alumínio puro é de 35 MPa. Na preparação de liga de metal com cobre (1,6%), Zn (5,6%), magnésio (2,5%), o índice seja superior a 500 MPa.

Devido a várias proporções de compostos diferentes substâncias químicas podem ser obtidos materiais metálicos com melhores propriedades magnéticas, térmicas ou eléctricos. O papel principal neste processo é a estrutura da liga que representa uma distribuição dos seus cristais e tipo de ligações entre os átomos.

Ferro e aço

Estas ligas são produzidos por compostos de ferro e de carbono (2%). Na produção de materiais ligados adicionados a eles um níquel, crómio, vanádio. Todos os tipos usuais de aço é dividido em:

• baixo carbono (0,25% de carbono) utilizado para o fabrico de várias construções;

• alto teor de carbono (mais do que 0,55%) destina-se para a produção de ferramentas de corte.

marcas diferentes de ligas de aço são usados em engenharia mecânica, e outros produtos.

uma liga de ferro com carbono, que é a percentagem de 2-4% é chamado de ferro-gusa. A composição deste material inclui silício. Dos vários produtos de ferro fundido com boas propriedades mecânicas.

metais não-ferrosos

Para além do ferro, e outros elementos utilizados para fazer uma variedade de materiais metálicos. Como um resultado dos seus compostos são ligas não-ferrosos. Na vida, as pessoas têm encontrado maiores materiais de aplicação com base em:

• cobre, latão chamado. Eles contêm 5-45% de zinco. Se o conteúdo é de 5-20%, o bronze chamado vermelho, e se 20-36% – amarelo. Existem ligas de cobre com silício, estanho, berilo, alumínio. Eles são chamados bronzes. Existem vários tipos de estas ligas.

• Levar representando uma solda convencional (tretnik). Neste liga, a uma parte das peças de estanho pripadaet química 2. Na produção da rolamentos Babbitt usado que é uma liga de chumbo, estanho, arsénico e de antimónio.

• alumínio, titânio, magnésio e berílio, que são ligas não-ferrosos leves de elevada resistência e excelentes propriedades mecânicas.

Os métodos para a preparação

Os principais métodos de obtenção de metais e ligas:

• fundição em que a solidificação de uma mistura homogénea dos diferentes componentes fundidos. Para as ligas usando métodos pirometalúrgicos para a obtenção e metais Electrometallurgical. A primeira forma de realização é usado para aquecer a energia térmica resultante em bruto durante o processo de combustão. Obtido por aço pirometalúrgica em fornos de forno aberto e ferro em altos-fornos. Quando matéria-prima processo eletrometalúrgica é aquecida nos fornos de arco ou de indução eléctrica. Neste caso, o rasslavlyaetsya matéria-prima muito rapidamente.

• pó, em que os pós de seus componentes utilizados para a produção de uma liga. Devido ao pressioná-las para se obter uma certa forma, e, em seguida, sinterizados em fornos especiais.