Рейтинг пользователей: / 11
ХудшийЛучший 

Металлы

Земля состоит приблизительно из 90 различных основных веществ, называемых элементами. Примерно три четверти из них металлы. Люди тысячелетиями использовали металлы для разных нужд. И сегодня металлы применяют повсюду — от швейных иголок до мостов.

Существует множество разных металлов, и у всех них есть некоторые общие свойства. Если не считать жидкой ртути, все металлы п р и комнатной температуре — твердые вещества. Чистые металлы блестят, если их отполировать. Они хорошие проводники электрического тока и тепла. Большинство металлов достаточно прочны и могут выдерживать значительное давление или растяжение, не ломаясь. В то же время металлы — вещества ковкие, то есть им можно легко придавать желаемую форму с помощью ковки и прокатки. Многие металлы к тому же тягучи: их можно растягивать, превращая в проволоку.

От руды к металлу:

Из металлов в чистом виде в природе встречаются только медь, серебро и золото, поскольку они не слишком легко соединяются с другими веществами. Большинство металлов находятся в земле в виде руды — горной породы, которая особенно богата металлом одного вида. Некоторые руды встречаются значительно чаще других. Золото, серебро и платина крайне редки. Алюминий же, напротив, самый распространенный на Земле металл. Обычно его находят в виде боксита - смеси окиси алюминия с песком и окисью железа. Руду, добыв из земли, обычно сначала дробят, превращая в порошок, а затем удаляют из нее большую часть основных примесей, либо вымывая их, либо давая им всплыть. После этого выделяют чистый металл. Некоторые руды (например, железную и оловянную) для этого подвергаются плавке. Это значит, что их очень сильно нагревают в плавильных печах с коксом или углем. Другие металлы, к примеру алюминий, выделяют, пропуская электрический ток через расплавленную или разведенную в воде раздробленную руду Этот процесс называют электролизом.

Формование и приготовление сплавов:

Очищенные металлы формуют разными способами. Горячие металлы подвергают прокатке, превращая их в тонкие листы, или куют, придавая им любую форму, пока они не остыли. Расплавленные металлы заливают в литейные формы либо, как зубную пасту, пропускают под давлением через определенные отверстия, чтобы получить полосы, балки или проволоку. Чистые металлы идут в дело не слишком широко. Гораздо чаще используют смеси металлов или металлы, смешанные с незначительными количествами неметаллов. Такие смеси называют сплавами. Нередко сплавы по своим свойствам сильно отличаются от тех металлов, из которых они состоят. Например, чистое железо довольно пластично и легко растягивается, но при добавлении к нему небольшого количества углерода получается твердое и прочное вещество — малоуглеродистая сталь. Ее используют при строительстве зданий, мостов, создании кузовов автомобилей и многих других вещей. Латунь — сплав меди и цинка, а бронза — сплав меди и олова. Оба сплава значительно тверже и прочнее, чем те металлы, из которых они состоят. Позднее начали высоко цениться твердые, легкие и прочные сплавы алюминия.

Коррозия:

Металлы подвергаются опасности химического нападения со стороны воздуха, воды или других окружающих их веществ. Такой вид повреждения металлов называют коррозией. Ржавчина, возникающая на железе и стали, самый распространенный вид коррозии, но ржавеют также и другие металлы. Медь и бронза покрываются зеленым налетом (его называют ярь-медянкой), а на серебре возникает тусклый черный налет. Чтобы предотвратить появление ржавчины на железе и стали, применяют разнообразные методы. Как правило, в них входит покрытие металла какой-либо пленкой, перекрывающей доступ к нему воздуха и воды. Мосты и стальные балки зданий красят специальной антикоррозийной краской, а жестяные консервные банки покрывают тонким слоем олова, которое не ржавеет и не вредит здоровью. Для предохранения от ржавчины на детали машин и инструменты наносят смазку. Кроме того, создано множество сплавов, не подверженных коррозии.

ИЗ ИСТОРИИ:

Первыми вошедшими в обиход металлами были золото, серебро и медь, поскольку они иногда встречаются в природе в чистом виде. Медь впервые использовали в Западной Азии еще до 6000 г. до н.э. Около 4000 г. до н.э. в Египте люди научились получать медь из медной руды. Первым изобретенным сплавом была бронза. Считается, что железо широко использовали на Ближнем Востоке начиная примерно с 1200 г. до н.э.

В Средние века знания о металлах развивали алхимики, которые пытались превратить разные металлы в золото. В XVI в. было собрано и записано множество полезных сведений о технологии получения металлов и сплавов. К XVIII в. появились домны для плавки железа, и в процессе плавки вместо древесного угля начали использовать кокс, а это значит, что железо теперь получали в значительно больших количествах, чем раньше. Ряд изобретений и открытий ХIХ в. сделали возможным производство большого количества недорогой стали. В конце ХIХ в. был разработан современный процесс электролиза, и в результате алюминий впервые сделался доступным людям в больших количествах.

Свойства и использование некоторых металлов:

Алюминий. Легкий и прочный металл, особенно в сплавах. Основной материал при создании самолетов. Из него делают некоторые детали автомобилей, вагонов, кораблей и машин, а также банки для безалкогольных напитков, дверные и оконные рамы, кастрюли, электрические кабели.

Медь. Красновато-желтый, довольно мягкий, чрезвычайно пластичный металл. Очень хороший проводник тепла и электрического тока. Идет на изготовление электрических проводов и кабелей, водопроводных труб, иногда — кровельного материала. Важная составная часть сплавов, в том числе бронзы и латуни.

Золото. Желтый, блестящий металл. Превосходный проводник электрического тока. Используют главным образом как драгоценный металл в ювелирном деле и при чеканке монет. Применяют в электронике как материал для электрических контактов.

Железо. В чистом виде — сероватый, ковкий металл. Легко намагничивается. Сплавы обладают широким набором свойств. Наиболее широко используемый металл, в основном в составе сплава — стали. Применяют при создании огромного количества вещей — от мостов, автомобилей и механизмов всех видов до швейных игл и скрепок для бумаги.

Свинец. Мягкий, чрезвычайно пластичный металл. Не ржавеет. Очень тяжелый. Употребляют для изготовления небольших тяжелых предметов, к примеру килей для яхт, и для водоизолирующих соединений на крышах зданий. Из свинца делают также пластины для аккумуляторных батарей и экраны для защиты от радиоактивных веществ.

Магний. Легкий, серебристо-белый металл. Горит ослепительно белым пламенем. Прочные, легкие сплавы магния с алюминием используют при строительстве самолетов и легковых автомобилей. В чистом виде —для фейерверков.

Ртуть. Серебристо-белый металл; при комнатной температуре — жидкость. Хороший проводник электрического тока. Ядовита. Применяют в некоторых электрических выключателях и долговечных батарейках, в недалеком прошлом использовали в термометрах и барометрах.

Никель. Серебристо-белый, твердый металл. Обладает магнитными свойствами. Тонкий слой никеля на стали предотвращает появление ржавчины. Используют в сплавах с железом и сталью — например, для производства нержавеющей стали. Применяют и при чеканке монет.

Серебро. Блестящий белый металл, очень пластичный. Самый лучший проводник тепла и электрического тока. Употребляют в качестве драгоценного металла при изготовлении ювелирных изделий, украшений и при чеканке монет. Соединения из серебра образуют светочувствительное покрытие на фотопленках.

Олово. Мягкий, серебристо-белый металл. Не подвержен ржавчине и коррозии. Применяют в основном для лужения. Среди сплавов олова • для паяния оловянной посуды) и бронза.

Вольфрам. Один из самых тяжелых, твердых, неэластичных металлов. У него самая высокая точка плавления среди всех металлов. Применяют главным образом для изготовления нитей накала в электрических лампочках. Добавляют в особо твердые сорта стали, из которых делают режущие края сверл и пил.

Уран. Тяжелый, желтоватый металл. Радиоактивен. Используют как топливо в ядерных реакторах.

Цинк. Синевато-белый, хрупкий металл. Не ржавеет. Применяют для гальванизации стали: тонкий слой цинка на стали предотвращает появление ржавчины. Используют при литье под давлением некоторых металлических деталей, к примеру дверных автомобильных ручек. Среди важных сплавов — латунь и припой.

• Ноосфера
• Теория электролитической диссоциации
• Эрнест Резерфорд (1871–1937)
• Людвиг Больцман (1844–1906)
• Солнце

Понравилась статья? Расскажи друзьям!