Metode untuk memproduksi logam. Jenis paduan. Persiapan logam alkali

manusia modern dalam kehidupan sehari-hari dikelilingi oleh berbagai logam. Sebagian besar barang yang kita gunakan, bahan kimia ini hadir. Itu semua terjadi karena orang telah menemukan berbagai cara untuk menghasilkan logam.

Apa merupakan logam

Zat-zat yang berharga bagi orang-orang yang terlibat dalam kimia anorganik. Mendapatkan logam memungkinkan seseorang untuk menciptakan teknik yang lebih sempurna, meningkatkan kehidupan kita. Apa yang mereka wakili? Sebelum kita mempertimbangkan metode umum memproduksi logam, perlu untuk memahami apa yang mereka. Logam adalah kelompok unsur kimia dalam bentuk zat sederhana memiliki sifat karakteristik:

• termal dan konduktivitas listrik;

• daktilitas tinggi;

• bersinar.

Seorang pria bisa dengan mudah membedakan mereka dari zat lain. Sebuah fitur karakteristik dari semua logam adalah adanya bersinar khusus. Dia berasal dari pantulan sinar cahaya yang jatuh pada permukaan tidak merindukan mereka. Gloss - adalah milik umum dari semua logam, tetapi yang paling jelas dimanifestasikan dalam perak.

Hari ini, para ilmuwan menemukan 96 dari unsur-unsur kimia, meskipun tidak semua dari mereka diakui oleh ilmu pengetahuan resmi. Mereka dibagi menjadi kelompok-kelompok tergantung pada sifat karakteristik yang melekat mereka. Sehingga logam adalah sebagai berikut:

• basa - 6;

• basa - 6;

• transisi - 38;

• Ringan - 11;

• semimetals - 7;

• lantanida - 14;

• aktinida - 14.

memperoleh logam

Dalam rangka untuk membuat paduan yang pertama harus menerima logam dari bijih alami. elemen asli - ini adalah zat yang ditemukan di alam dalam keadaan bebas. Ini termasuk platinum, emas, timah dan merkuri. Mereka dipisahkan dari kotoran mekanis atau dengan reagen kimia.

Logam yang tersisa diekstraksi dengan pengobatan dengan senyawa. Mereka ditemukan di berbagai mineral. Ore - ini mineral dan batuan, yang mengandung senyawa logam oksida, karbonat, atau sulfida. Untuk produksi mereka menggunakan pengobatan kimia.

Metode untuk memperoleh logam:

• pemulihan oksida karbon;

• timah dari batu timah penerima;

• produksi besi cor dari bijih besi ;

• pembakaran senyawa sulfur dalam tungku khusus.

Untuk memudahkan memperoleh logam dari batuan bijih ditambahkan kepada mereka berbagai zat yang disebut fluks. Mereka membantu menghilangkan kotoran yang tidak diinginkan seperti tanah liat, batu kapur, pasir. Sebagai hasil dari proses ini senyawa melebur diproduksi disebut slag.

Di hadapan sejumlah besar kotoran sebelum peleburan bijih logam diperkaya dengan penghapusan sebagian besar komponen yang tidak perlu. Metode yang paling banyak digunakan untuk perawatan ini - flotasi, magnetik dan metode gravitasi.

logam alkali

Mass menerima logam alkali - proses yang kompleks. Hal ini disebabkan fakta bahwa mereka ditemukan di alam hanya dalam bentuk senyawa kimia. Karena mereka mengurangi agen, persiapan mereka didampingi oleh biaya energi yang tinggi. Ada beberapa cara untuk memperoleh logam alkali:

• Li dapat dibuat dari oksida dalam vakum atau dengan lelehan elektrolisis klorida yang terbentuk selama pengolahan spodumene.

• Sodium diekstraksi dengan memanggang dengan abu batu bara di cawan lebur disegel atau klorida elektrolisis lelehan dengan penambahan kalsium. Metode pertama adalah yang paling memakan waktu.

• Kalium diperoleh elektrolisis lelehan atau garamnya, natrium uap melewati klorida nya. Juga dibentuk dengan mereaksikan kalium hidroksida cair dan sodium cair pada suhu 440 ° C.

• Cesium dan rubidium diekstraksi dengan mengembalikan mereka kalsium klorida pada 700-800 ° C atau zirkonium pada 650 ° C. Persiapan logam alkali dengan cara ini sangat energi intensif dan mahal.

Perbedaan antara logam dan paduan

Pada prinsipnya, batas yang jelas antara logam dan paduan mereka hampir tidak ada, karena bahkan yang paling murni, zat sederhana adalah sebagian kecil dari kotoran. Jadi apa perbedaan antara mereka? Hampir semua logam yang digunakan dalam industri dan di cabang lain dari ekonomi, yang digunakan dalam bentuk paduan diperoleh dengan menambahkan sengaja to main unsur kimia komponen lainnya.

paduan

Teknologi membutuhkan berbagai bahan logam. Dalam hal ini, unsur kimia murni tidak praktis digunakan karena mereka tidak memiliki sifat yang diperlukan untuk orang. Untuk kebutuhan mereka, kami telah menciptakan berbagai metode untuk menghasilkan paduan. Istilah ini mengacu pada bahan makroskopik homogen, yang terdiri dari dua atau lebih unsur kimia. Dimana komponen logam yang dominan dalam paduan. Zat ini memiliki struktur sendiri. Pada paduan membedakan komponen-komponen berikut:

• yayasan, yang terdiri dari satu atau lebih logam;

• penambahan kecil memodifikasi dan paduan elemen;

• kotoran terhapus (proses, alami, random).

Bahwa paduan logam adalah bahan struktural utama. Dalam teknologi, ada lebih dari 5.000.

jenis paduan

Meskipun ini berbagai paduan, kebanyakan orang bermain nilai bagi mereka yang didasarkan pada besi dan aluminium. Ini adalah mereka yang paling sering ditemukan dalam kehidupan sehari-hari. Jenis paduan berbeda. Selain itu, mereka dibagi menurut beberapa kriteria. Karena ada metode yang berbeda untuk menghasilkan paduan. Menurut kriteria ini, mereka dibagi menjadi:

• alloy, yang diperoleh dengan kristalisasi komponen meleleh dicampur.

• Powder, dengan menggunakan kompresi campuran serbuk dan sintering berikutnya pada suhu tinggi. Dan sering komponen paduan tersebut tidak hanya unsur-unsur kimia yang sederhana, namun berbagai senyawa mereka seperti karbida dari titanium atau tungsten paduan dalam solid. Menambahkan mereka dalam jumlah yang berbeda mengubah sifat logam bahan.

Metode untuk persiapan paduan dalam bentuk sebuah artikel jadi atau benda kerja dipisahkan menjadi:

• casting (silumin, besi cor);

• dideformasi (baja);

• bubuk (titanium tungsten).

jenis paduan

Metode untuk memproduksi logam yang berbeda, dan dengan demikian diproduksi karena mereka materi memiliki sifat yang berbeda. Dalam paduan solid state adalah:

• homogen (seragam), yang terdiri dari kristal dari jenis yang sama. Mereka sering disebut sebagai fase tunggal.

• heterogen (heterogen), disebut sebagai multi-fase. Ketika mereka diterima di dasar paduan diambil sebagai solusi padat (fase matriks). Komposisi zat heterogen jenis ini tergantung pada komposisi unsur kimianya. paduan tersebut dapat mencakup komponen-komponen berikut: interstitial dan substitusi larutan padat, senyawa kimia (karbida, senyawa intermetalik, nitrida), kristal zat sederhana.

sifat-sifat paduan

Terlepas dari apa metode memproduksi logam dan paduan yang digunakan, sifat mereka benar-benar ditentukan oleh struktur kristal fase dan struktur mikro dari bahan tersebut. Masing-masing berbeda. Sifat-sifat makroskopik dari paduan bergantung pada mikro mereka. Mereka dalam hal apapun dibedakan oleh karakteristik fase mereka tergantung hanya pada struktur kristal material. homogenitas makroskopik heterogen paduan (multiphase) diperoleh dengan distribusi seragam fase dalam matriks logam.

Sifat yang paling penting dari paduan dianggap mampu las. Jika tidak, mereka adalah logam identik. Dengan demikian, paduan memiliki konduktivitas termal dan listrik, daktilitas dan reflektifitas (gloss).

paduan varietas

Berbagai metode untuk memproduksi paduan telah memungkinkan seseorang untuk merancang sejumlah besar bahan logam memiliki sifat yang berbeda dan karakteristik. Sesuai dengan tujuan mereka dibagi menjadi kelompok berikut:

• Struktural (baja, duralumin, besi). Kelompok ini mencakup, paduan dengan sifat khusus. Jadi mereka berbeda secara intrinsik aman atau anti-gesekan sifat. Ini termasuk kuningan dan perunggu.

• Untuk mengisi bantalan (Babbitt).

• Untuk pemanas listrik dan alat ukur (nichrome, Manganin).

• Untuk produksi alat pemotong (menang).

Dalam produksi orang menggunakan jenis lain dari bahan logam seperti rendah-leleh, tahan panas, tahan korosi dan paduan amorf. Juga secara luas magnet digunakan dan termoelektrik (selenide teluridy dan bismuth, memimpin, antimon dan lain-lain).

ferroalloy

Hampir semua besi dilebur di dunia diarahkan untuk produksi sederhana dan baja paduan. Hal ini juga digunakan dalam produksi pig iron. paduan besi mendapatkan popularitas karena fakta yang memiliki khasiat yang bermanfaat bagi manusia. Mereka diperoleh dengan menambahkan unsur kimia sederhana dari berbagai komponen. Dengan demikian, meskipun fakta bahwa berbagai paduan besi diproduksi atas dasar zat tunggal, baja dan besi cor memiliki sifat yang berbeda. Karena ini mereka berbagai bidang aplikasi. Sebagian besar baja lebih keras dari besi. Berbagai metode untuk mempersiapkan logam ini memungkinkan untuk mendapatkan nilai yang berbeda (grade) dari paduan besi tersebut.

Peningkatan sifat-sifat paduan

Melalui paduan logam dan beberapa unsur lainnya dapat memperoleh bahan dengan karakteristik ditingkatkan. Misalnya, kekuatan yield dari aluminium murni adalah 35 MPa. Dalam penyusunan paduan logam dengan tembaga (1,6%), Zn (5,6%), magnesium (2,5%) indeks melebihi 500 MPa.

Karena berbagai rasio senyawa zat kimia yang berbeda dapat diperoleh bahan logam dengan sifat, termal atau listrik magnet ditingkatkan. Peran utama dalam proses ini adalah struktur paduan mewakili distribusi kristal dan jenis ikatan antara atom.

Baja dan besi

Paduan ini diproduksi oleh senyawa besi dan karbon (2%). Dalam produksi bahan paduan ditambahkan ke mereka nikel, kromium, vanadium. Semua jenis biasa baja dibagi menjadi:

• rendah karbon (0,25% karbon) yang digunakan untuk pembuatan berbagai konstruksi;

• karbon tinggi (lebih dari 0,55%) ditujukan untuk produksi alat pemotong.

berbagai merek baja paduan digunakan dalam teknik mesin, dan produk lainnya.

paduan besi dengan karbon, yang merupakan persentase 2-4% disebut pig iron. Komposisi bahan ini termasuk silikon. Dari berbagai produk besi cor memiliki sifat mekanik yang baik.

logam non-ferrous

Selain besi, dan elemen lain yang digunakan untuk membuat berbagai bahan logam. Sebagai hasil dari senyawa mereka paduan non-ferrous. Dalam kehidupan, orang telah menemukan bahan aplikasi terbesar atas dasar:

• Tembaga, kuningan disebut. Mereka mengandung 5-45% seng. Jika konten adalah 5-20%, kuningan yang disebut merah, dan jika 20-36% - kuning. Ada paduan tembaga dengan silikon, timah, berilium, aluminium. Mereka disebut perunggu. Ada beberapa jenis paduan ini.

• Memimpin mewakili solder konvensional (tretnik). Dalam paduan ini, untuk 1 bagian dari bagian timah pripadaet kimia 2. Dalam produksi bantalan yang digunakan Babbitt yang merupakan paduan timbal, timah, arsen dan antimon.

• aluminium, titanium, magnesium dan berilium, yang paduan non-ferrous ringan yang memiliki kekuatan tinggi dan sifat mekanik yang baik.

Metode untuk persiapan

Metode utama untuk memperoleh logam dan paduan:

• pengecoran di mana pemadatan campuran homogen dari komponen cair yang berbeda. Untuk paduan menggunakan metode pirometalurgi untuk memperoleh dan logam Electrometallurgical. Perwujudan pertama digunakan untuk memanaskan energi panas baku yang dihasilkan selama proses pembakaran. Diperoleh baja pyrometallurgical di tungku perapian terbuka dan besi dalam blast furnace. Ketika Electrometallurgical proses bahan baku dipanaskan dalam busur listrik atau induksi tungku. Dalam hal ini, bahan baku rasslavlyaetsya sangat cepat.

• Powder, dimana serbuk komponennya digunakan untuk menghasilkan alloy. Karena menekan mereka untuk memberikan bentuk tertentu, dan kemudian disinter dalam tungku khusus.