Найбольш тугаплаўкі метал. характарыстыка металаў

Металы - гэта самы распаўсюджаны матэрыял (разам з пластмасамі і шклом), які ўжываецца людзьмі з старажытных часоў. Ужо тады чалавеку была вядомая характарыстыка металаў, ён з выгадай выкарыстаў усе іх ўласцівасці для стварэння выдатных твораў мастацтва, посуду, прадметаў побыту, збудаванняў.

Адной з галоўных рыс пры разглядзе гэтых рэчываў з'яўляецца іх цвёрдасць і тугаплаўкія. Менавіта гэтыя якасці дазваляюць вызначаць вобласць выкарыстання таго ці іншага металу. Таму разгледзім усе фізічныя ўласцівасці і асаблівую ўвагу нададзім пытаннях плавкости.

Фізічныя ўласцівасці металаў

Характарыстыка металаў па фізічных уласцівасцях можа быць выяўлена ў выглядзе чатырох асноўных пунктаў.

1. Металічны бляск - усё маюць прыкладна аднолькавы серабрыста-белы прыгожы характэрны бляск, акрамя медзі і золата. Яны маюць чырванаваты і жоўты адліў адпаведна. Кальцый - серабрыста-блакітны.
2. Агрэгатны стан - усё цвёрдыя пры звычайных умовах, акрамя ртуці, якая знаходзіцца ў выглядзе вадкасці.
3. Электра-і цеплаправоднасць - характэрная для ўсіх металаў, аднак выказана ў рознай ступені.
4. Ковкость і пластычнасць - таксама агульны для ўсіх металаў параметр, які здольны вар'іравацца ў залежнасці ад канкрэтнага прадстаўніка.
5. Тэмпература плаўлення і кіпення - вызначае, які метал тугаплаўкі, а які лёгкаплаўкім. Гэты параметр розны для ўсіх элементаў.

Усе фізічныя ўласцівасці тлумачацца асаблівым будынкам металічнай крышталічнай рашоткі. Яе прасторавым размяшчэннем, формай і трываласцю.

Лёгкаплаўкага і тугаплаўкія металы

Дадзены параметр з'яўляецца вельмі важным, калі гаворка заходзіць аб абласцях прымянення разгляданых рэчываў. Тугаплаўкія металы і сплавы - гэта аснова машына-і караблебудавання, выплаўлення і ліцця многіх важны вырабаў, атрымання якаснага працоўнай прылады. Таму веданне тэмператур плаўлення і кіпення гуляе асноватворную ролю.

Характарызуючы металы па трываласці, можна падзяліць іх на цвёрдыя і далікатныя. Калі ж казаць пра тугаплаўкія, то тут вылучаюць дзве асноўныя групы:

1. Лёгкаплаўкія - гэта такія, якія здольныя мяняць агрэгатны стан пры тэмпературах ніжэй 1000 ^аб С. Прыкладамі могуць служыць: волава, свінец, ртуць, натрый, цэзій, марганец, цынк, алюміній і іншыя.
2. Тугаплаўкія лічацца тыя, чыя тэмпература плаўлення вышэй пазначанай велічыні. Іх не так шмат, а на практыцы ўжываецца яшчэ менш.

Табліца металаў, якія маюць тэмпературу плаўлення звыш 1000 ^аб З, прадстаўлена ніжэй. Менавіта ў ёй і размяшчаюцца самыя тугаплаўкія прадстаўнікі.

Дадзеная табліца металаў ўключае ў сябе ўсіх прадстаўнікоў, чыя тэмпература плаўлення вышэй за 1000 ^аб С. Аднак на практыцы многія з іх не прымяняюцца па розных прычынах. Напрыклад, з-за эканамічнай выгады ці з прычыны радыеактыўнасці, занадта высокай ступені далікатнасці, схільнасці каразійнаму ўздзеяння.

Таксама з дадзеных табліцы відавочна, што самы тугаплаўкі метал у свеце - гэта вальфрам. Найменшы паказчык у золата. Пры працы з металамі важнае значэнне мае мяккасць. Таму многія з пазначаных вышэй таксама не выкарыстоўваюцца ў тэхнічных мэтах.

Найбольш тугаплаўкі метал - вальфрам

У перыядычным сістэме размяшчаецца пад парадкавым нумарам 74. Назва атрымаў па прозвішчы вядомага фізіка Стывена Вальфраму. Пры звычайных умовах уяўляе сабой цвёрды тугаплаўкі метал серабрыста-белага колеру. Валодае ярка выяўленым металічным бляскам. Хімічна практычна інэртны, у рэакцыі ўступае неахвотна.

У прыродзе змяшчаецца ў выглядзе мінералаў:

• вальфраму;
• Шэель;
• гюбнерит;
• Фербер.

Навукоўцамі было даказана, што вальфрам - найбольш тугаплаўкі метал з усіх існых. Аднак існуюць здагадкі пра тое, што сиборгий тэарэтычна здольны пабіць рэкорд гэтага металу. Але ён з'яўляецца радыеактыўным элементам з вельмі кароткім перыядам існавання. Таму даказаць гэта пакуль немагчыма.

Пры пэўнай тэмпературы (звыш 1500 ^аб С) вальфрам становіцца кавання і пластычным. Таму магчыма выраб тонкай дроту на яго аснове. Гэта ўласцівасць выкарыстоўваецца для вырабу нітак напальвання ў звычайных бытавых электрычных лямпачках.

Як найбольш тугаплаўкі метал, вытрымоўвалы тэмпературы больш 3400 ^аб З, вальфрам ўжываецца ў наступных галінах тэхнікі:

• як электрод пры аргону зварцы;
• для атрымання кіслотоустойчівості, зносастойкіх і цеплатрывалых сплаваў;
• у якасці награвальнага элемента;
• у вакуумных трубках як нітка напальвання і іншае.

Акрамя металічнага вальфраму, шырока прымяняюцца ў тэхніцы, навуцы і электроніцы яго злучэння. Як самы тугаплаўкі метал у свеце ён і злучэнні фармуе з вельмі высакаякаснымі характарыстыкамі: трывалыя, ўстойлівыя практычна да ўсіх відах хімічнага ўздзеяння, не падвяргаюцца карозіі, якія вытрымоўваюць нізкія і высокія тэмпературы (пераможа, сульфід вальфраму, яго монакрышталі і іншыя рэчывы).

Ніёбія і яго сплавы

Nb, або ніёбія, - пры звычайных умовах серабрыста-белы бліскучы метал. Ён таксама з'яўляецца тугаплаўкім, паколькі тэмпература пераходу ў вадкае стан для яго складае 2477 ^аб С. Менавіта гэтая якасць, а таксама спалучэнне нізкай хімічнай актыўнасці і звышправоднасці дазваляе ніёбія станавіцца ўсё больш папулярным у практычнай дзейнасці чалавека з кожным годам. Сёння гэты метал выкарыстоўваецца ў такіх галінах, як:

• ракетабудавання;
• авіяцыйная і касмічная прамысловасць;
• атамная энергетыка;
• хімічнае апаратабудавання;
• радыётэхніка.

Гэты метал захоўвае свае фізічныя ўласцівасці нават пры вельмі нізкіх тэмпературах. Вырабы на яго аснове адрозніваюцца каразійнай устойлівасцю, цеплатрывалых, трываласцю, выдатнай праводнасцю.

Гэты метал дадаюць да алюмініевым матэрыялах для павышэння хімічнай стойкасці. З яго вырабляюць катоды і аноды, ім легіравальных каляровыя сплавы. Нават манеты ў некаторых краінах робяць з утрыманнем ніёбія.

тантал

Метал, у вольным выглядзе і пры звычайных умовах пакрыты аксіднай плёнкай. Валодае наборам фізічных уласцівасцяў, якія дазваляюць яму быць шырока распаўсюджаным і вельмі важным для чалавека. Яго асноўныя характарыстыкі наступныя:

1. Пры тэмпературы звыш 1000 ^аб З становіцца звышправаднікоў.
2. Гэта найбольш тугаплаўкі метал пасля вальфраму і рения. Тэмпература плаўлення складае 3017 ^аб С.
3. Выдатна паглынае газы.
4. З ім лёгка працаваць, так як ён пракатваецца ў пласты, фальгу і дрот без адмысловай працы.
5. Валодае добрай цвёрдасцю і ня далікатны, захоўвае пластычнасць.
6. Вельмі ўстойлівы да ўздзеяння хімічных агентаў (не раствараецца нават у царскай гарэлцы).

Дзякуючы такім характарыстыках здолеў заваяваць папулярнасць як аснова для многіх гарачатрывалых і кіслотоустойчівості, антыкаразійных сплаваў. Яго шматлікія злучэння знаходзяць прымяненне ў ядзернай фізіцы, электроніцы, прыборах вылічальнага плана. Выкарыстоўваюцца як звышправаднікі. Раней тантал выкарыстоўваўся як элемент у лямпах напальвання. Зараз яго месца заняў вальфрам.

Хром і яго сплавы

Адзін з самых цвёрдых металаў, у натуральным выглядзе блакітнавата-белай афарбоўкі. Яго тэмпература плаўлення ніжэй, чым у разгледжаных дагэтуль элементаў, і складае 1907 ^аб С. Аднак ён усё роўна выкарыстоўваецца ў тэхніцы і прамысловасці паўсюдна, так як добра паддаецца механічным уздзеянням, апрацоўваецца і фармуецца.

Асабліва каштоўны хром ў якасці напылителя. Яго наносяць на вырабы для надання ім прыгожага бляску, абароны ад карозіі і павышэння зносаўстойлівасці. Працэс называецца храмаванне.

Сплавы хрому вельмі папулярныя. Бо нават невялікая колькасць гэтага металу ў сплаве значна павялічвае цвёрдасць і ўстойлівасць апошняга да ўздзеянняў.

цырконій

Адзін з самых дарагіх металаў, таму ўжыванне яго ў тэхнічных мэтах абцяжарана. Аднак фізічныя характарыстыкі робяць яго проста незаменным у многіх іншых галінах.

Пры звычайных умовах гэта прыгожы серабрыста-белы метал. Валодае досыць высокай тэмпературай плаўлення - 1855 ^аб С. Мае добрую цвёрдасць, ўстойлівасць да карозіі, так як хімічна не актыўны. Таксама адрозніваецца цудоўнай біялагічнай сумяшчальнасцю са скурай чалавека і ўсяго арганізма ў цэлым. Гэта робіць яго каштоўным металам для выкарыстання ў медыцыне (прылады, пратэзы і гэтак далей).

Асноўныя вобласці ўжывання цырконія і яго злучэнняў, у тым ліку сплаваў, наступныя:

• ядзерная энергетыка;
• піратэхніка;
• легіраванне металаў;
• медыцына;
• выраб биопосуды;
• канструкцыйны матэрыял ;
• як звышправаднік.

З цырконія і сплаваў на яго аснове вырабляюцца нават ўпрыгажэнні, здольныя ўплываць на паляпшэнне стану здароўя чалавека.

малібдэн

Калі высвятляць, які метал самы тугаплаўкі, то, акрамя пазначанага вальфраму, можна назваць і малібдэн. Яго тэмпература плаўлення складае 2623 ^аб С. Пры гэтым ён досыць цвёрды, пластычны і які паддаецца апрацоўцы.

Выкарыстоўваецца ён у асноўным не ў чыстым выглядзе, а як складовай кампанент сплаваў. Яны, дзякуючы прысутнасці малібдэна, значна ўмацоўваюцца ў зносаўстойлівасці, гарачатрывалага і антыкаразійная.

Некаторыя злучэнні малібдэна выкарыстоўваюць як тэхнічныя змазкі. Таксама гэты метал з'яўляецца легіравальных матэрыялам, адначасова якія ўплываюць і на трываласць, і на антыкаразійную, што сустракаецца вельмі рэдка.

ванадый

Шэры метал, са срэбным бляскам. Валодае досыць высокім паказчыкам плавкости (1920 ^аб С). Выкарыстоўваецца ў асноўным як каталізатар ў шматлікіх працэсах, дзякуючы сваёй інэртнасці. Ўжываецца ў энергетыцы як хімічны крыніца току, у вытворчасцях неарганічных кіслот. Асноўнае значэнне мае не чысты метал, а менавіта некаторыя яго злучэння.

Рений і сплавы на яго аснове

Які метал самы тугаплаўкі пасля вальфраму? Гэта рений. Яго паказчык плавкости складае 3186 ^аб С. Па трываласці пераўзыходзіць і вальфрам, і малібдэн. Пластычнасць яго не занадта высокая. Попыт на рений вельмі вялікі, а вось здабыча складае складанасці. З прычыны гэтага ён з'яўляецца самым дарагім металам з існуючых на сённяшні дзень.

Прымяняецца для вырабу:

• рэактыўных рухавікоў;
• тэрмапар;
• нітак напальвання для спектрометраў і іншых прылад;
• як каталізатар пры нафтаперапрацоўцы.

Усе вобласці прымянення дарагія, таму ён выкарыстоўваецца толькі ў выпадку крайняй неабходнасці, калі замяніць чым-небудзь іншым чынам немагчыма.

тытанавыя сплавы

Тытан - гэта вельмі лёгкі метал серабрыста-белага колеру, які знаходзіць шырокае прымяненне ў металургічнай прамысловасці і металаапрацоўцы. Можа падарвацца пры знаходжанні ў мелкодісперсного стане, таму з'яўляецца пажаранебяспечным.

Ўжываецца ў авія- і ракетабудавання, пры вытворчасці караблёў. Шырока выкарыстоўваецца ў медыцыне дзякуючы біялагічнай сумяшчальнасці з арганізмам (пратэзы, пірсінг, імплантаты і іншае).