Fizikalne lastnosti kovin. Fizikalne lastnosti kovin - Hipermarket znanja Fizikalne lastnosti kovin skupine IVB

Vse kovine in kovinske zlitine imajo določene lastnosti. Lastnosti kovine in zlitine razdelimo v štiri skupine: fizikalne, kemijske, mehanske in tehnološke.

Fizične lastnosti. Na fizične lastnosti kovine in zlitine vključujejo: gostoto, tališče, toplotno prevodnost, toplotno raztezanje, specifično toploto, električno prevodnost in sposobnost magnetiziranja. Fizikalne lastnosti nekaterih kovin so podane v tabeli:

Fizikalne lastnosti kovin

Ime

Specifično

utež, g 1 cm 3

Tališče, °C

Koeficient linearne razteznosti, α 10 -6

Specifična toplotna kapaciteta C, kal/g-deg

Toplotna prevodnost λ,

Cal/cm sec-deg

Električna upornost pri 20°, Ohm mm / m

Aluminij

volfram

Mangan

molibden

Gostota. Količina snovi, ki jo vsebuje enota prostornine, se imenuje gostota. Gostota kovine se lahko razlikuje glede na način njegove proizvodnje in naravo obdelave.

Temperaturataljenje. Imenuje se temperatura, pri kateri kovina popolnoma preide iz trdne v tekočo tališče. Vsaka kovina ali zlitina ima svoje tališče. Poznavanje tališča kovin pomaga pri pravilnem izvajanju toplotnih procesov med toplotno obdelavo kovin.

Toplotna prevodnost. Sposobnost teles, da prenašajo toploto od bolj segretih delcev na manj segrete, imenujemo toplotna prevodnost . Toplotna prevodnost kovine je določena s količino toplote, ki prehaja skozi kovinsko palico s presekom 1 cm 2 , 1 cm dolga v 1 sek. pri temperaturni razliki 1°C.

Toplotnarazširitev. Segrevanje kovine na določeno temperaturo povzroči, da se razširi.

Količino raztezka kovine pri segrevanju je enostavno določiti, če je znan koeficient linearne razteznosti kovine α. Koeficient prostorninskega raztezanja kovine ß je enak 3α.

Specifičnotoplotna kapaciteta. Količina toplote, potrebna za dvig temperature 1 G snovi na 1°C imenujemo specifična toplotna kapaciteta. Kovine imajo v primerjavi z drugimi snovmi nižjo toplotno kapaciteto, zato se segrejejo brez velike toplote.

Električna prevodnost. Sposobnost kovin, da prevajajo električni tok, se imenuje električna prevodnost. Glavna količina, ki označuje električne lastnosti kovine, je električna upornost ρ, to je upor, ki ga ima žica iz določene kovine dolžine 1 m proti toku. in oddelek 1 mm 2. Določen je v ohmih. Recipročna vrednost električne upornosti se imenuje elekprevodnost.

Večina kovin je zelo prevodnih, kot so srebro, baker in aluminij. Z naraščanjem temperature se električna prevodnost zmanjšuje, z nižanjem temperature pa povečuje.

Magnetne lastnosti. Za magnetne lastnosti kovin so značilne naslednje količine: remanentna indukcija, koercitivna sila in magnetna prepustnost.

Preostala indukcija (INr) je magnetna indukcija, ki ostane v vzorcu, potem ko je magnetiziran in odstrani magnetno polje. Preostala indukcija se meri v Gaussih.

Prisilna sila (NS) je jakost magnetnega polja, ki jo je treba uporabiti na vzorcu, da se preostala indukcija zmanjša na nič, to je, da se vzorec razmagneti. Prisilna sila se meri v oerstedih.

Magnetna prepustnost μ označuje sposobnost kovine, da se magnetizira pod določeno formulo

Železo, nikelj, kobalt in gadolinij privlači zunanje magnetno polje veliko močneje kot druge kovine in trajno ohranijo sposobnost magnetiziranja. Te kovine imenujemo feromagnetne (iz latinske besede ferrum - železo), njihove magnetne lastnosti pa feromagnetizem. Pri segrevanju na temperaturo 768°C (Curiejeva temperatura) feromagnetizem izgine in kovina postane nemagnetna.

Kemijske lastnosti. Kemijske lastnosti kovin in kovinske zlitine poimenujte lastnosti, ki določajo njihov odnos do kemijskih učinkov različnih aktivnih medijev. Vsaka kovina ali kovinska zlitina ima določeno sposobnost upreti se učinkom teh okolij.

Kemični vplivi okolja se kažejo v različnih oblikah: železo rjavi, bron je prekrit z zeleno plastjo oksida, jeklo pri segrevanju v kalilnih pečeh brez zaščitne atmosfere oksidira, se spremeni v vodni kamen in se raztopi v žveplovi kislini itd. Zato je za praktično uporabo kovin in zlitin potrebno poznati njihove kemijske lastnosti. Te lastnosti so določene s spremembo teže preskusnih vzorcev na enoto časa na enoto površine. Na primer, odpornost jekla na nastajanje lestvice (toplotna odpornost) se določi s povečanjem teže vzorcev za 1 na 1 uro. dm površina v gramih (dobitek se pridobi zaradi tvorbe oksidov).

Mehanske lastnosti. Mehanske lastnosti določajo zmogljivost kovinske zlitine ko je izpostavljen zunanjim silam. Sem spadajo trdnost, trdota, elastičnost, duktilnost, udarna trdnost itd.

Za določitev mehanskih lastnosti kovinske zlitine podvrženi so različnim testom.

Sojenjenatezno(premor). To je glavna preskusna metoda, ki se uporablja za določanje proporcionalne meje σ pts, meje tečenja σ s, natezno trdnost σ b relativno raztezanje σ in relativno krčenje ψ.

Za natezno testiranje so izdelani posebni vzorci - cilindrični in ravni. Lahko so različnih velikosti, odvisno od vrste stroja za natezno testiranje, ki se uporablja za testiranje kovine.

Stroj za natezno testiranje deluje na naslednji način: preskusni vzorec se pritrdi v objemke glave in se postopoma razteza z naraščajočo silo. R do odmora.

Na začetku preskusa se vzorec pod majhnimi obremenitvami elastično deformira, njegov raztezek je sorazmeren s povečanjem obremenitve. Imenuje se odvisnost raztezka vzorca od uporabljene obremenitve zakon sorazmernosti.

Imenuje se največja obremenitev, ki jo vzorec lahko prenese, ne da bi odstopal od zakona sorazmernosti prejsorazmernost:

σ pc = Рр/Fo

FO mm 2.

Ko se obremenitev poveča, krivulja odstopa v stran, t.j. zakon sorazmernosti je kršen. Do točke R r deformacija vzorca je bila elastična. Deformacija se imenuje elastična, če po razbremenitvi vzorca popolnoma izgine. V praksi velja, da je meja elastičnosti za jeklo enaka meji sorazmernosti.

Z nadaljnjim povečanjem obremenitve (nad točko R e) začne krivulja občutno odstopati. Najmanjša obremenitev, pri kateri se vzorec deformira brez opaznega povečanja obremenitve, se imenuje meja tečenja:

σ s=Ps/Fo

Kje , kgf;

F o - začetna površina prečnega prereza vzorca, mm 2. Po meji tečenja se obremenitev poveča na točko R e, kjer doseže svoj maksimum. Z deljenjem največje obremenitve s površino prečnega prereza vzorca natezno trdnost:

σb=Pb/Fo,

F o - začetna površina prečnega prereza vzorca, mm 2. Na točki R k vzorec se zlomi. Po spremembi vzorca po zlomu se presoja plastičnost kovine, za katero je značilen relativni raztezek δ in zoženje ψ.

Relativni raztezek se razume kot razmerje med povečanjem dolžine vzorca po pretrganju in njegovo začetno dolžino, izraženo v odstotkih:

δ= l 1 - l 0 / l 0 · 100%

Kje l 1 - dolžina vzorca po pretrganju, mm;

l 0 - začetna dolžina vzorca, mm.

Relativna kontrakcija je razmerje med zmanjšanjem površine prečnega prereza vzorca po zlomu in njegove začetne površine prečnega prereza.

φ= F o- F 1 / F 0 · 100%,

Kje F o - začetna površina prečnega prereza vzorca, mm 2;

F 1 - površina prečnega prereza vzorca na mestu zloma (vratu), mm 2.

Preskus lezenja. Lezenje je lastnost kovinske zlitine počasi in nenehno plastično deformirajo pod stalno obremenitvijo in visokimi temperaturami. Glavni namen preskusa lezenja je določiti mejo lezenja - velikost napetosti, ki deluje dolgo časa pri določeni temperaturi.

Za dele, ki delujejo dolgo časa pri povišanih temperaturah, se upošteva le stopnja lezenja med enakomernim procesom in nastavljeni so mejni pogoji, na primer 1°/o na 1000 ur. ali 1°/o na 10.000 ur.

Sojenjeza udarno trdnost. Imenuje se sposobnost kovin, da se uprejo udarnim obremenitvam udarna trdnost. Konstrukcijska jekla so podvržena predvsem preskusu udarne trdnosti, saj morajo imeti poleg visoke statične trdnosti tudi visoko udarno žilavost.

Za testiranje vzemite vzorec standardne oblike in velikosti. Vzorec prerežemo po sredini, da se med testiranjem na tem mestu zlomi.

Vzorec se testira na naslednji način. Preskusni vzorec se postavi na nosilce nihalnega zabijača zarezo do postelje . Nihalo utež G dvignjen na višino h 1 . Pri padcu s te višine nihalo uniči vzorec z robom noža, nakar se ta dvigne v višino h 2 .

Porabljeno delo je določeno s težo nihala in višino njegovega dviga pred in po uničenju vzorca. A.

Če poznamo delo uničenja vzorca, izračunamo udarno trdnost:

α Za=A/F

Kje A- delo, porabljeno za uničenje vzorca, kgsm;

F - površina prečnega prereza vzorca na mestu reza, cm 2.

PotBrinell. Bistvo te metode je , da se z mehansko stiskalnico v preskušano kovino pod določeno obremenitvijo vtisne kaljena jeklena kroglica trdota pa je določena s premerom nastalega odtisa.

Rockwellova metoda. Za določanje trdote po Rockwellovi metodi se uporablja diamantni stožec z vrhnim kotom 120°, ali jeklena krogla s premerom 1,58 mm. Pri tej metodi se ne meri premer odtisa, temveč globina vdolbine diamantnega stožca ali jeklene krogle. Trdoto označuje indikatorska puščica takoj po koncu testa. Pri preskušanju utrjenih delov z visoko trdoto se uporablja diamantni stožec in obremenitev 150. kgf. V tem primeru se trdota meri na lestvici Z in označujejo H.R.C.Če med preskušanjem vzamemo jekleno kroglo in obremenitev 100 kgf, se trdota izmeri na lestvici IN in označujejo HRB. Pri testiranju zelo trdih materialov ali tankih izdelkov uporabite diamantni stožec in obremenitev 60 kgf. Trdota se meri na skali A in označujejo HRA.

Deli za določanje trdote na napravi Rockwell morajo biti dobro očiščeni in brez globokih sledi. Metoda Rockwell vam omogoča natančno in hitro testiranje kovin.

Vickersova metoda . Pri določanju trdote po Vickersovi metodi se kot konica, vtisnjena v material, uporablja tetraedrska diamantna piramida z mejnim kotom 136°. Nastali odtis se meri z mikroskopom, ki je priložen napravi. Nato s pomočjo tabele poiščite številko trdote H.V. Pri merjenju trdote se uporablja ena od naslednjih obremenitev: 5, 10, 20, 30, 50, 100 kgf. Majhne obremenitve omogočajo določanje trdote tankih izdelkov in površinskih slojev nitriranih in cianiranih delov. Vickersov instrument se običajno uporablja v laboratorijih.

Metoda za določanje mikrotrdote . Ta metoda meri trdoto zelo tankih površinskih plasti in nekaterih strukturnih komponent. kovinske zlitine.

Mikrotrdoto določamo z napravo PMT-3, ki je sestavljena iz mehanizma za vdolbino diamantne piramide pod obremenitvijo 0,005-0,5 kgf in metalografski mikroskop. Kot rezultat preskusa se določi dolžina diagonale nastalega odtisa, po kateri se iz tabele najde vrednost trdote. Kot vzorce za določanje mikrotrdote uporabimo mikroreze s polirano površino.

Metoda elastičnega odboja. Za določanje trdote z metodo elastičnega odboja se uporablja naprava Shore, ki deluje na naslednji način. Na dobro očiščeno površino testnega dela z višine n udarec, opremljen z diamantno konico, pade. Ko udari v površino dela, se udarec dvigne v višino h.Številke trdote se izračunajo glede na višino odboja udarca. Čim trša je preskušana kovina, večja je višina odboja udarca in obratno. Shorova naprava se uporablja predvsem za testiranje trdote velikih ročičnih gredi, glav ojnic, valjev in drugih velikih delov, katerih trdoto je težko izmeriti z drugimi napravami. Naprava Shore vam omogoča preverjanje brušenih delov brez ogrožanja kakovosti površine, vendar dobljeni rezultati preskusa niso vedno točni.

Tabela za pretvorbo trdote

Premer odtisa (m

m) po Brinellu, premer krogle 10 mm, obremenitev 3000 kgf

Število trdote glede na

Brinell NV

Rockwellova lestvica

Vickers HV

Metoda praskanja. Za to metodo je za razliko od opisanih značilno, da med preskušanjem ne pride le do elastične in plastične deformacije preskušanega materiala, temveč tudi do njegovega uničenja.

Trenutno se za preverjanje trdote in kakovosti toplotne obdelave jeklenih surovcev in končnih delov brez uničenja uporablja naprava - induktivni detektor napak DI-4. Ta naprava deluje na vrtinčne tokove, ki jih vzbuja izmenično elektromagnetno polje, ki ga ustvarjajo senzorji v krmiljenih delih in referenca.

Gostota. To je ena najpomembnejših lastnosti kovin in zlitin. Glede na gostoto delimo kovine v naslednje skupine:

pljuča(gostota ne več kot 5 g / cm 3) - magnezij, aluminij, titan itd.:

težka- (gostota od 5 do 10 g/cm 3) - železo, nikelj, baker, cink, kositer itd. (to je najobsežnejša skupina);

zelo težko(gostota več kot 10 g/cm3) - molibden, volfram, zlato, svinec itd.

Tabela 2 prikazuje vrednosti gostote kovin. (Ta in naslednje tabele označujejo lastnosti tistih kovin, ki so osnova zlitin za umetniško litje).

Tabela 2. Gostota kovine.

Temperatura taljenja. Glede na tališče je kovina razdeljena v naslednje skupine:

taljivo(tališče ne presega 600 o C) - cink, kositer, svinec, bizmut itd.;

srednje tališče(od 600 o C do 1600 o C) - med njimi je skoraj polovica kovin, vključno z magnezijem, aluminijem, železom, nikljem, bakrom, zlatom;

ognjevzdržni(več kot 1600 o C) - volfram, molibden, titan, krom itd.

Živo srebro je tekočina.

Pri izdelavi umetniških ulitkov tališče kovine ali zlitine določa izbiro talilne enote in ognjevzdržnega materiala za oblikovanje. Ko se v kovino vnesejo dodatki, se tališče praviloma zmanjša.

Tabela 3. Tališča in vrelišča kovin.

Specifična toplota. To je količina energije, ki je potrebna za dvig temperature enote mase za eno stopinjo. Specifična toplotna kapaciteta se zmanjšuje z naraščanjem atomskega števila elementa v periodnem sistemu. Odvisnost specifične toplotne kapacitete elementa v trdnem stanju od atomske mase je približno opisana z Dulongovim in Petitovim zakonom:

m a c m = 6.

Kje, m a- atomska masa; c m- specifična toplotna kapaciteta (J/kg * o C).

Tabela 4 prikazuje specifično toplotno kapaciteto nekaterih kovin.

Tabela 4. Specifična toplotna kapaciteta kovin.

Latentna toplota taljenja kovin. Ta lastnost (tabela 5) skupaj s specifično toplotno kapaciteto kovin v veliki meri določa zahtevano moč talilne enote. Taljenje kovine z nizkim tališčem včasih zahteva več toplotne energije kot ognjevzdržna kovina. Na primer, segrevanje bakra od 20 do 1133 o C bo zahtevalo enkrat in pol manj toplotne energije kot segrevanje enake količine aluminija od 20 do 710 o C.

Tabela 5. Latentna toplota kovine

Toplotna zmogljivost. Toplotna kapaciteta označuje prenos toplotne energije iz enega dela telesa v drugega, ali natančneje, molekularni prenos toplote v neprekinjenem mediju zaradi prisotnosti temperaturnega gradienta. (tabela 6)

Tabela 6. Koeficient toplotne prevodnosti kovin pri 20 o C

Kakovost umetniškega litja je tesno povezana s toplotno prevodnostjo kovine. Med postopkom taljenja je pomembno ne samo zagotoviti dovolj visoko temperaturo kovine, temveč tudi doseči enakomerno porazdelitev temperature po celotnem volumnu tekoče kopeli. Večja kot je toplotna prevodnost, bolj enakomerno je porazdeljena temperatura. Pri taljenju z električnim oblokom, kljub visoki toplotni prevodnosti večine kovin, temperaturna razlika v preseku kopeli doseže 70-80 o C, pri kovini z nizko toplotno prevodnostjo pa lahko ta razlika doseže 200 o C ali več.

Pri indukcijskem taljenju se ustvarijo ugodni pogoji za izenačitev temperature.

Koeficient toplotnega raztezanja. Ta vrednost, ki označuje spremembo dimenzij 1 m dolgega vzorca pri segrevanju za 1 o C, je pomembna za emajliranje (tabela 7).

Koeficienti toplotnega raztezanja kovinske podlage in emajla naj bodo čim bližji, da emajl po žganju ne poči. Večina emajlov, ki predstavljajo trdni koeficient silicijevih oksidov in drugih elementov, ima nizek koeficient toplotnega raztezanja. Kot je pokazala praksa, se emajli zelo dobro oprijemajo na železo in zlato, slabše pa na baker in srebro. Lahko domnevamo, da je titan zelo primeren material za emajliranje.

Tabela 7. Koeficient toplotnega raztezanja kovin.

Odsevnost. To je sposobnost kovine, da odbija svetlobne valove določene dolžine, kar človeško oko zazna kot barvo (tabela 8). Barve kovin so prikazane v tabeli 9.

Tabela 8. Ujemanje med barvo in valovno dolžino.

Tabela 9. Barve kovin.

Čiste kovine se praktično ne uporabljajo v dekorativni in uporabni umetnosti. Za izdelavo različnih izdelkov se uporabljajo zlitine, katerih barvne značilnosti se bistveno razlikujejo od barve osnovne kovine.

V daljšem časovnem obdobju so se nabrale bogate izkušnje z uporabo različnih livarskih zlitin za izdelavo nakita, gospodinjskih predmetov, skulptur in mnogih drugih vrst umetniškega litja. Vendar razmerje med strukturo zlitine in njeno odbojnostjo še ni razkrito.

Iz tečaja kemije v 8. razredu že imate predstavo o naravi kemijske vezi, ki obstaja v kovinskih kristalih - kovinska vez. Spomnimo se, da so na vozliščih kovinskih kristalnih mrež atomi in pozitivni ioni kovin, ki so povezani preko skupnih zunanjih elektronov, ki pripadajo celotnemu kristalu. Ti elektroni kompenzirajo elektrostatične odbojne sile med pozitivnimi ioni in jih s tem vežejo ter zagotavljajo stabilnost kovinske mreže.

Kovinska vez določa vse najpomembnejše fizikalne lastnosti kovin: plastičnost, električno in toplotno prevodnost, kovinski lesk in druge lastnosti, značilne za ta razred enostavnih snovi.

Plastičnost je lastnost snovi, da pod zunanjim vplivom spremeni obliko in po prenehanju tega vpliva ohrani sprejeto obliko.

Sposobnost sploščitve ob udarcu ali vlečenja v žico pod vplivom sile je najpomembnejša mehanska lastnost kovin. To je osnova takšnega poklica, ki ga spoštuje večina ljudi sveta, kot je poklic kovača. Ni zaman, da je bil bog ognja pokrovitelj kovaštva med različnimi narodi: med Grki - Hefest, med Rimljani - Vulkan, med Slovani - Svarog.

Plastičnost kovin je posledica sposobnosti nekaterih plasti atomskih ionov v kristalih pod zunanjim vplivom, da se zlahka premaknejo (kot da zdrsnejo) glede na druge plasti, ne da bi prekinili vezi med njimi (slika 26).

riž. 26.
Premik plasti v kovinski kristalni mreži pod mehanskim vplivom

Najbolj duktilni so zlato, srebro in baker. Iz zlata lahko na primer izdelamo »zlato folijo« debeline 0,003 mm, ki se uporablja za pozlačevanje izdelkov (slika 27).

riž. 27.
Visoka duktilnost zlata se uporablja za pozlačevanje notranjosti palač

Visoka električna prevodnost večine kovin je posledica prisotnosti mobilnih elektronov v njihovih kristalnih mrežah, ki se gibljejo smerno pod vplivom električnega polja (slika 28).

riž. 28.
V kovinskih kristalnih mrežah se mobilni elektroni premikajo pod vplivom električnega polja in ustvarjajo električni tok

Pri segrevanju se nihajna gibanja ionov v kristalu povečajo, kar ovira smerno gibanje elektronov in vodi do zmanjšanja električne prevodnosti. Pri ohlajanju se električna prevodnost kovin poveča in blizu absolutne ničle preide v superprevodnost. Največjo električno prevodnost imata srebro in baker, najmanjšo pa mangan, svinec, živo srebro in volfram.

Takšna lastnost, kot je toplotna prevodnost kovin, je povezana tudi z visoko mobilnostjo prostih elektronov: ob trku z ioni, ki vibrirajo na mrežnih mestih, elektroni z njimi izmenjujejo energijo. Ko temperatura narašča, se vibracije ionov prenašajo preko elektronov na druge ione in temperatura celotnega kovinskega predmeta se hitro izenači.

Za gladko površino kovin je značilen kovinski lesk - rezultat odboja svetlobnih žarkov. Pri pudranju večina kovin izgubi sijaj, postanejo črne ali sive barve, le aluminij in magnezij ob pudranju ohranita lesk. Ogledala so izdelana iz aluminija, srebra in paladija, ki imajo največjo odbojnost, vključno s tistimi, ki se uporabljajo v reflektorjih.

Za večino kovin je značilna bela ali siva barva. Zlato in baker sta obarvana rumeno oziroma rumeno-rdeče.

Od drugih fizikalnih lastnosti kovin so trdota, gostota in tališče največjega praktičnega pomena.

Za vse kovine (razen živega srebra) je v normalnih pogojih značilno trdno agregatno stanje. Vendar je njihova trdota drugačna. Najtrše so kovine sekundarne podskupine skupine VI (skupina VIB) periodnega sistema D. I. Mendelejeva. Tako je krom po trdoti blizu diamanta. Najmehkejše so kovine glavne podskupine skupine I (skupina IA) periodnega sistema D. I. Mendelejeva - alkalijske kovine. Na primer, natrij in kalij zlahka režemo z nožem.

Kovine glede na gostoto delimo na lahke (gostota manjša od 5 g/cm3) in težke (gostota večja od 5 g/cm3). Lahke kovine vključujejo alkalije, zemeljsko alkalijske kovine in aluminij. Prehodne kovine vključujejo skandij, itrij in titan. Te kovine se zaradi svoje lahkosti in ognjevzdržnosti vse bolj uporabljajo na različnih področjih tehnike.

Najlažja kovina je litij (p = 0,53 g/cm3). Najtežji je osmij (p = 22,6 g/cm3).

Lahke kovine so običajno nizko talilne, galij se lahko stopi na dlani, težke kovine pa so ognjevzdržne. Volfram ima najvišje tališče, ki je 3380 °C. Ta lastnost volframa se uporablja za izdelavo žarnic z žarilno nitko (slika 29, 1). Poleg tega zasnova svetilke vključuje še sedem kovin.

riž. 29.
Svetilke, pri izdelavi katerih se uporabljajo različne kovine: 1 - žarnica z žarilno nitko; 2 - halogenska žarnica; 3 - fluorescenčna sijalka; 4 - LED svetilka

V Ruski federaciji je trenutno, tako kot prej v Evropski uniji in ZDA, na državni ravni sprejeta odločitev o zamenjavi običajnih žarnic z žarilno nitko z bolj varčnimi in vzdržljivimi sodobnimi sijalkami, kot so halogenske, fluorescentne in LED. Halogenska žarnica (slika 29, 2) je enaka žarnica z žarilno nitko z volframovo nitko, napolnjena z inertnimi plini z dodatkom halogenskih hlapov (brom ali jod). Fluorescentne sijalke (slika 29, 3) so vam znane fluorescenčne sijalke, vendar imajo eno pomembno pomanjkljivost - vsebujejo živo srebro, zato zahtevajo posebna pravila odstranjevanja na posebnih zbirnih mestih. LED sijalke (sl. 29, 4) so ​​najbolj varčne in najbolj vzdržljive (življenjska doba do 100 tisoč ur), a do sedaj tudi najdražje med sijalkami.

riž. trideset.
Kovine so običajno razdeljene v dve skupini: železo (a - lito železo; b - jeklo); barvno (c - baker; d - aluminij)

V tehniki, kot že veste, kovine delimo na železne (železo in njegove zlitine) in neželezne (o vseh ostalih bomo podrobneje govorili v naslednjem odstavku) (slika 30). Med plemenite kovine uvrščamo zlato, srebro, platino in nekatere druge kovine (slika 31).

riž. 31.
Plemenite kovine: zlato (1, 2); platina (3); srebrna (4, 5);

Nove besede in pojmi

  1. Plastika.
  2. Električna prevodnost in toplotna prevodnost.
  3. Kovinski sijaj.
  4. Trdota kovin.
  5. Gostota kovin.
  6. Lahke in težke kovine.
  7. Železne in neželezne kovine.
  8. Dragocene kovine.

Naloge za samostojno delo

  1. Poimenujte najbolj taljivo kovino.
  2. Katere fizikalne lastnosti kovin se uporabljajo v tehnologiji.
  3. Za alkalijske kovine, na primer cezij, je značilen fotoelektrični učinek, to je lastnost kovin, da oddajajo elektrone pod vplivom svetlobnih žarkov. Zakaj? Kje se ta lastnost uporablja?
  4. Katere fizikalne lastnosti volframa so osnova za njegovo uporabo v žarnicah z žarilno nitko?
  5. Katere lastnosti kovin so osnova figurativnih literarnih izrazov: "srebrna zmrzal", "zlata zora", "svinčeni oblaki"?
Namen: Razkriti razlog za posebne fizikalne lastnosti kovin.
Naloge:
1. Razmislite o fizikalnih lastnostih kovin;
2. Razviti sposobnost razlikovanja fizikalnih lastnosti kovin; določite lastnosti;
3. Spodbujajte kolektivizem, pozornost, natančnost.
Oprema: PSHE, vizualni material "Kovine"
Vrsta lekcije: učenje novega gradiva
Metode: besedne, vizualne
Oblike dela: individualne, kolektivne
Med poukom
Organiziranje časa
Pozdrav, preverjanje pripravljenosti razreda na lekcijo, psihološko razpoloženje.
Anketa za domače naloge
Frontalna anketa
1. Kaj pomeni beseda "kovina"?
2. Koliko kovin je skupaj v PSHE? Kje se nahajajo?
3. Koliko elektronov je v zunanji elektronski plasti v atomih elementov glavne in pomožne podskupine? Zakaj?
4. Kako so kovinski atomi med seboj povezani?
2. Kemijski diktat
BaCO3, CaO, LiOH, HNO3, SO3, CrO, Fe2O3, NaCl, Al(OH)3, HCl, CaCO3, KNO3
Predstavitev novega gradiva
Veliki ruski znanstvenik M. V. Lomonosov je o kovinah rekel: "Kovina je trdno, neprozorno in lahko telo, ki se lahko tali na ognju in hladno kuje."
1. Kovinski lesk je optična lastnost kovin, ki jo določa število zunanjih elektronov. To lastnost so ljudje vedno cenili in celo prispevali k ustvarjanju živih umetniških podob. Ta lastnost je opazna le pri kristalih, kovine v obliki prahu nimajo sijaja. Vse kovine so sijoče, neprozorne in običajno sive barve, ker je prostor okoli njihovih kristalov napolnjen z elektronskim plinom. Ko elektroni absorbirajo svetlobo, začnejo nihati in oddajajo valove sevanja, ki jih zazna človeško oko. Kovine so tudi neprozorne za radijske valove: odbijajo jih. Na tem temelji radar – zaznavanje kovinskih predmetov.
2. Električna in toplotna prevodnost. Električna prevodnost je določena s prisotnostjo prosto gibajočih se elektronov. Srebro in baker imata največjo električno prevodnost, sledijo zlato, aluminij in železo. Najmanj jih ima živo srebro.
Toplotna prevodnost je povezana z mobilnostjo elektronov in vibracijskim gibanjem delcev v kristalu. Zahvaljujoč tem pojavom se temperatura v kosu kovine hitro izenači. Srebrna žlica se segreje 500-krat hitreje kot steklen kozarec.
3. Tvornost in duktilnost. Ob udarcu se kovine ne razkrojijo na drobne koščke, temveč se sploščijo in spremenijo obliko, t.j. primerna za kovanje. To se zgodi, ker se posamezne plasti atomov in ionov v kovinskem kristalu lahko premikajo relativno druga proti drugi, ne da bi prekinile kovinsko vez. Elektroni se premikajo po celotnem kosu kovine in vežejo premaknjene plasti.
Plastičnost kovin se zmanjša v vrsti: Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Zn, Fe.
Zlato je najbolj duktilna kovina: iz 1 g zlata lahko potegnemo do 2 km žice, iz vzorca velikosti glave vžigalice pa zvaljamo ploščo s površino 50 m2.
4. Gostota kovin je različna. ρ< 5 г/см3 – легкие (Li, Mn, Al, Ti), ρ >5 g/cm3 – težka (Os, Cr, Zn, Sn, Mn, Fe, Pb, Au, Pt). Najlažji je litij (ρ = 0,54 g/cm3), najtežji osmij (ρ = 22,6 g/cm3)
5. Trdota. Kovine so trde in mehke. Alkalne kovine lahko režemo z nožem, orodja za rezanje in vrtanje pa so izdelana iz volframa, tantala in kroma. Sami trdi – krom.
6. Tališče. Kovine, ki se talijo pri temperaturah nad 10000C, se imenujejo ognjevzdržne (volfram - 33900C), spodaj pa so taljive (živo srebro = -390C), alkalijska kovina cezij se začne topiti v človeških rokah (t = 290C)
Aplikacija.
Kovina je natančnost.
Kovina je moč
Hitrost, višina,
Bleščice in lepota.
Kovina ni takoj prišla v hišo,
Nisem takoj uporabil žlice ali vilice.
Ni takoj postal vrč
In tovarniška igrača.
Pot kovine je bila dolga:
Geolog je bil prvi.
Našel je goro z rudo v njej.
In rudarji so prišli tja.
In voznik trobi -
Ruda bo pravočasno dostavljena v peči.
In kovinski tok
Teče iz ognjenih peči.
Dela še ni konec:
Prišla bosta tako strugar kot kovač,
Mehanik in žigosač
Varilec, rezkalec.
In vsi bodo vložili delo v kovino,
Tako da kovina začne delovati.
Prinaša nam svetlobo v žicah,
Metal – drsalke, kolo,
Metro, tramvaj, budilka,
Likalnik in hladilnik. E. Efimovski.
Kje se uporabljajo kovine? V katerih poklicih ljudje delajo s kovinami?
npr. 1-10 (ustno), 140. stran
Delo v delovnem zvezku pr. 186, 187, 188, str. 58-59
D/z. §29, strani 137-139

 

Morda bi bilo koristno prebrati: