Сплавы получают смешиванием различных металлов в расплавленном состоянии. В результате затвердевания смеси, возможно, образование нескольких видов сплавов.
| Виды сплавов | Характеристика | Пример |
| Твердые растворы | Расплавленные металлы смешиваются в любых отношениях | Ag иCu; Ag и Au; Cu и Ni |
| Механическая смесь | При охлаждении смеси расплавленных металлов образуется сплав, состоящих из мельчайших отдельных кристалликов каждого металла | Pb и Sn; Pb и Ag; Bi и Cd |
| Интерметаллиды | Расплавленные металлы образуют между собой химические соединения | Cu и Zn; Ca и Sb; Pb и Na |
(Далее информация выделенная курсивом для прочтения, не для конспекта!)
Твердые растворы:
они получаются, если расплавленные металлы неограниченно растворяются друг в друге, то есть смешиваются в любых соотношениях. Компонентами могут быть металлы, кристаллические решетки которых одного типа, а атомы мало различаются по размеру. Например, золото и серебро, серебро и медь, медь и никель. Такие сплавы содержат в узлах кристаллической решетки атомы обоих металлов, а потому они однородны. По сравнению с чистыми металлами, из которых они состоят, такие сплавы имеют более высокую прочность, твердость и химическую стойкость; они пластичны и хорошо проводят электрический ток.
Механическая смесь металлов:
Расплавленные металлы смешиваются между собой в любых соотношениях, но при охлаждении образуется не твердый раствор, а сплав, состоящий из мельчайших отдельных кристалликов каждого из металлов. Например, свинца и олова, свинца и серебра, висмута и кадмия.
Интерметаллиды:
такие сплавы получаются, если расплавленные металлы вступают во взаимодействие и образуют между собой химические соединения. Например, медь и цинк, кальций и сурьма, свинец и натрий. Некоторые сверхтвердые сплавы получают методом порошковой металлургии, когда смесь порошков металлов прессуется под большим давлением с последующим спеканием ее при высокой температуре.
|
|
Полная классификация сплавов:
По строению:
· Механическая смесь
· Твердый раствор
· Интерметаллическая смесь
По структуре:
· Гомогенные
· Гетерогенные
По основному компоненту:
· Черные
· Цветные
По числу компонентов:
· Двойные
· Тройные
· Многокомпонентные
По свойствам:
· Тугоплавкие
· Легкоплавкие
· Коррозионно-устойчивые
Заполните таблицу:
| Название сплава | Состав | Основные свойства | Применение |
| Латунь | Медь, цинк 30–35% | Пластичность | Изготовление приборов и предметов быта |
| Нихром | Никель 67%, хром 15%, марганец 1,5 % | Большое электрическое сопротивление, жаропрочность | Изготовление электронагревательных приборов |
(Далее информация курсивом только для прочтения, не для конспекта)
Историками установлено, что в период Древнего царства в Египте ремесленники применяли только медные инструменты. Но некоторые свойства меди не удовлетворяли потребности мастеров, поэтому с конца 4-го тысячелетия до нашей эры стали появляться бронзовые изделия. Ее секрет раскрыли китайцы, впервые ее получившие. С этого момента начинается в истории бронзовый век.
Бронза - сплав меди с оловом, иногда в нее добавляют цинк, свинец, алюминий, марганец, фосфор и кремний.
Добавки влияют на свойства сплава. Так количество олова меняется от 5 до 25%, если его больше сплав становится хрупким. Фосфор добавляется для предотвращения окисления олова до оловянной кислоты. А свинец добавляется для жесткости. Наряду с изготовлением орудий труда и изделий культового назначения уже в глубокой древности из бронзы начали отливать скульптуру. Первая из них появилась в 3 тысячелетии до нашей эры в Месопотамии. Это была статуя местного божества.
|
|
В России из бронзы лились даже колокола. Из нее отлиты знаменитые Царь – колокол и Царь – пушка. Бронза относится к интерметаллидам.
Латунь - сплавом, состоящим из меди и цинка, причем процент цинка может достигать 50%. Иногда в него добавляют олово, марганец, алюминий, свинец, кремний, но их количество колеблется от 0.08 до 1.2 %.
Данный сплав обладает хорошими механическими свойствами, устойчив к коррозии, легко обрабатывается. Открытие латунного сплава связано с кораблестроением. До открытия латуни суда смолили, но такой защиты было не достаточно. И борта стали обивать латунными пластинами, которые не боятся контакта с водой.
Помимо защиты, пластины просто красивы, так как сплав имеет красивый желто – золотистый цвет. В современной промышленности латунь применяется для изготовления водопроводных кранов, любых предметов находящихся в тесном контакте с водной средой.
Мельхиор представляет собой соединение меди и никеля, причем процент никеля составляет 29 – 33%, иногда с добавлением серебра.
Был получен с целью создания боле дешевой альтернативы серебру, и в отличие от первого не стирается, так как более прочный. Мельхиор служит материалом получения посуды, столовых приборов, из него чеканили монеты. Это прочный материал, легкий в обработке.
|
|
Дюралюминий состав из алюминия и меди 6 – 8%. С добавками магния, марганца, кремния.
Медь добавлена в сплав для придания ему большей мягкости, что упрощает его обработку, а так же для прочности. Используется как материал, для изготовления легких и прочных конструкций, а так же в современном самолетостроении.
Чугун сплав железа и углерода (2–4.5%), с добавками марганца до 3%, кремния до 4.5%, серы до 0.08%, фосфора до 2.5%.
Чугун сыграл важную роль в развитии изобразительного искусства и архитектуры. В России его применение в архитектуре началось с литых столбов, которые производили заводы Демидова на Урале. Изобретение данного сплава стало причиной революции в мостостроении. Вообще, литье из чугуна – самостоятельный вид искусства. Особо почетное место в «чугунном кружеве» принадлежит Воронихинской решетке у Казанского собора. Отлитая в 1811 году она до сих пор является украшением центра города. Но данный сплав, в силу коррозионной стойкости и прочности применяется и для изготовления кухонной утвари.
Сталь сплав железа и углерода (0.04 – 2%), и добавок марганца (0.1 – 1%), кремния(0.4%), серы(0.08%), фосфора(0.09%), если сталь легированная, то в нее добавлены хром и никель.
Сталь - основа современной техники. Она прочная, легкая, коррозионностойкая. В старину она считалась драгоценным металлом. Из нее в первую очередь делали оружие. Самым знаменитым был булат. Его родина – Индия.
До 19 века сталь считалась исключительно оружейным сплавом, но в 1830 году в Англии из нее стали делать бытовые предметы: шкатулки, подносы, портсигары. В 20 веке из стали начали изготавливать светильники, и даже барельефы. Сталь с различными видами обработки может иметь золотой, красный, синий, зеленый, оранжевый цвет.
Нихром состоит из никеля до 78% и хрома.
Выдумка современных мастеров. Поскольку данный сплав является жаропрочным и обладает низкой теплопроводностью, а также высокой сопротивляемостью электричеству, то из него изготовляют современную кухонную посуду, а так же детали электронагревательных приборов.
Существует огромное количество ювелирных сплавов.
Ювелирное золото сплав, содержащий от 58 до 96% золота и медь
Ювелирное серебро содержит серебро 98% и никель
Белое золото, состоящее из золота и никеля
Вывод: сплавы обладают различными свойствами, поэтому есть возможность создать сплав с нужными свойствами. Несмотря на то, что в состав сплавов входят металлы, обладающие определенным набором свойств (металлический блеск, высокая электро- и теплопроводность, ковкость, пластичность), но свойства сплава сильно отличаются от свойств компонентов, входящих в него, что особенно ценно.
Сплавы состоят из металлов, которые в его составе сохраняют свои химические свойства. Например, взаимодействие с кислотами. Этот факт позволяет установить качественный состав сплава.