Свойства металлов презентация по технологии
Обновлено: 08.05.2024
Презентация на тему: " Свойства черных и цветных металлов Коршунов Павел Алексеевич учитель технологии Лицей 17 города Костромы." — Транскрипт:
1 Свойства черных и цветных металлов Коршунов Павел Алексеевич учитель технологии Лицей 17 города Костромы
2 Что такое металлы и сплавы?
3 Металл это вещество, обладающее ярким блеском и хорошей проводимостью тепла и электричества. Сплав макроскопически однородный металлический материал, состоящий из смеси двух или большего числа химических элементов с преобладанием металлических компонентов.
4 Свойства черных и цветных металлов Тема урока:
5 Цель урока: изучить механические и технологические свойства металлов в ходе исследовательской деятельности.
6 Заполните кластер Свойства металлов
7 Механические свойства металлов ПРОЧНОСТЬ способность металла или сплава восприниматдействующие нагрузки не разрушаясь
8 Механические свойства металлов ТВЁРДОСТЬ свойство металла сопротивляться внедрению в него другого, более твёрдого материала
9 Механические свойства металлов УПРУГОСТЬ свойство металла или сплава восстанавливать первоначальную форму после прекращения действия на них внешних сил
10 Механические свойства металлов ПЛАСТИЧНОСТЬ способность изменять форму под действием каких-либо нагрузок не разрушаясь
11 Технологические свойства металлов Свойство металла или сплава получать новую форму под действием удара к во о кь т с
12 Технологические свойства металлов Свойство металла или сплава получать новую форму под действием удара ковкость
13 Технологические свойства металлов Свойства металла в расплавленном состоянии хорошо заполнять литейную форму до к ж и у т к е с еь т ч
14 Технологические свойства металлов Свойства металла в расплавленном состоянии хорошо заполнять литейную форму к и ж д с т от е ку че
15 Технологические свойства металлов Свойство металла или сплава подвергаться обработке резаньем разными инструментами б а е н ь м ы т з в е е р с м т ь о а р а о б а
16 Технологические свойства металлов Свойство металла или сплава подвергаться обработке резаньем разными инструментами ы ь т в м а а е м о с т е н а з е р б а р бои
17 Технологические свойства металлов Свойство металла соединяться в пластичном или расплавленном состоянии ас м в и т р е с ето
18 Технологические свойства металлов Свойство металла соединяться в пластичном или расплавленном состоянии ив р в сажать ем о с
19 Технологические свойства металлов Свойство металлов и сплавов противостоять коррозии не разрушаясь о й н о и а н я т с о кисть к о р о р з
20 Технологические свойства металлов Свойство металлов и сплавов противостоять коррозии не разрушаясь и с о й з н н а я то к о т о р р о к с
21 Заполните кластер Свойства металлов механические технологические прочность пластичность твердость упругость ковкость коррозионная стойкость свариваемость обрабатываемость резаньем жидкотекучесть
22 Какие механические свойства металла иллюстрируют данные картинки Проверь себя
23 Какие механические свойства металла иллюстрируют данные картинки твердость упругость пластичность прочность
24 Какие технологические свойства металла иллюстрируют данные картинки Проверь себя Проверь себя 5
25 Какие технологические свойства металла иллюстрируют данные картинки 3. коррозионная стойкость 2. жидко- текучесть 1. ковкость 4. обрабатываемость резаньем резаньем 5. свариваемость
26 Сопоставьте механические свойства металлов и их определения ПРОЧНОСТЬ способность металла или сплава восприниматдействующие нагрузки не разрушаясь ТВЁРДОСТЬ свойство металла сопротивляться внедрению в него другого, более твёрдого материала УПРУГОСТЬ свойство металла или сплава восстанавливать первоначальную форму после прекращения действия на них внешних сил ПЛАСТИЧНОСТЬ способность изменять форму под действием каких-либо нагрузок не разрушаясь
27 КОВКОСТЬ Свойство металла или сплава получать новую форму под действием удара ЖИДКОТЕКУЧЕСТЬ Свойства металла в расплавленном состоянии хорошо заполнять литейную форму ОБРАБАТЫВАЕМОСТЬ РЕЗАНЬЕМ Свойство металла или сплава подвергаться обработке резаньем разными инструментами СВАРИВАЕМОСТЬ Свойство металла соединяться в пластичном или расплавленном состоянии КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ Свойство металлов и сплавов противостоять коррозии не разрушаясь Сопоставьте технологические свойства металлов и их определения
28 Сопоставьте сплав и его составляющие дюралюминий латунь сталь чугун бронза Сплав железа менее, чем с 1 % углерода Сплав железа с 2-6,7 % водорода Сплав меди с алюминием Сплав меди со свинцом, алюминием, цинком Сплав алюминия с медью, марганцем, цинком
29 Исправьте ошибки в определении дюралюминий латунь сталь чугун бронза Сплав железа менее, чем с 2 % углерода Сплав железа с 2-6,7 % углерода Сплав меди с цинком Сплав меди со свинцом, алюминием, оловом Сплав алюминия с медью, магнием, цинком
30 1. Рассмотрите образцы металлов и сплавов, определите их цвет. 2. Положите справа от себя образцы из чёрных металлов и сплавов, а слева - из цветных. Определите вид металлов, из которых сделаны образцы. 3. Проделайте опыт : растяните и отпустите пружины из стальной и медной проволоки. Сделайте вывод об упругости стали и меди. 4. Положите на плиту для рубки метала образцы из стальной и алюминиевой проволоки и попытайтесь расплющить их молотком. Сделайте вывод о ковкости стали и алюминия. 5. Закрепите в тисках стальной и латунный образцы и проведите по ним напильником. Сделайте вывод об обрабатываемости стали и латуни. Лабораторно - практическая работа « Сравнение свойств различных металлов и сплавов »
Презентация к уроку технологии: "Свойства черных и цветных металлов"
презентация к уроку по технологии (6 класс) на тему
За лето ребенок растерял знания и нахватал плохих оценок? Не беда! Опытные педагоги помогут вспомнить забытое и лучше понять школьную программу. Переходите на сайт и записывайтесь на бесплатный вводный урок с репетитором.
Вводный урок бесплатно, онлайн, 30 минут
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
технология 6 класс СВОЙСТВА ЧЕРНЫХ И ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ.
ЦЕЛИ УРОКА: знакомство с понятием «черные и цветные металлы, сплавы», их механическими и технологическими свойствами, развитие технического мышления.
СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ МЕХАНИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА: ПРОЧНОСТЬ ПЛАСТИЧНОСТЬ ВЯЗКОСТЬ УПРУГОСТЬ ТВЕРДОСТЬ
- это способность металла или сплава воспринимать действующие нагрузки, не разрушаясь. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА: ПРОЧНОСТЬ
- это свойство материала сопротивляться внедрению в него другого, более твердого. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА: ТВЕРДОСТЬ
- это свойство металла или сплава восстанавливать первоначальную форму после прекращения действия на них внешних сил. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА: УПРУГОСТЬ
- это способность металла или сплава изменять форму под действием внешних сил, не разрушаясь. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА: ПЛАСТИЧНОСТЬ
- это свойство металла или сплава поглощать энергию удара. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА: ВЯЗКОСТЬ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА: КОВКОСТЬ КОРРОЗИЙНАЯ СТОЙКОСТЬ ОБРАБАТЫВАЕМОСТЬ РЕЗАНИЕМ СВАРИВАЕМОСТЬ ЖИДКОТЕКУЧЕСТЬ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА - это свойство металла или сплава получать новую форму под действием удара. КОВКОСТЬ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА - это свойство металла проводить электрический ток под действием электрического поля. ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА - это свойство металла передавать теплоту от более нагретых мест к менее нагретым, обусловленное тепловым движением атомов тела и их взаимодействием. ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА - это свойство металла в расплавленном состоянии хорошо заполнять литейную форму. ЖИДКОТЕКУЧЕСТЬ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА - это свойство металла или сплава подвергаться обработке резанием различными инструментами. ОБРАБАТЫВАЕМОСТЬ РЕЗАНИЕМ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА - это свойство металла соединяться в пластичном или расплавленном состоянии. СВАРИВАЕМОСТЬ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА - это свойство металла или сплава противостоять коррозии, не разрушаясь. КОРРОЗИЙНАЯ СТОЙКОСТЬ
железо, сталь, чугун МЕТАЛЛЫ ЧЕРНЫЕ ЦВЕТНЫЕ медь, алюминий, бронза, латунь, дюраль
СПЛАВЫ ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ сталь – сплав железа с содержанием углерода менее 2 % (прочность, пластичность) КОНСТРУКЦИОННАЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ
СПЛАВЫ ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ ЧУГУН – сплав железа с содержанием углерода от 2 % до 4% (хрупкость, жидкотекучесть)
ПРОВЕРИМ НАШИ ЗНАНИЯ!
МЕДЬ, ЦИНК, ОЛОВО, АЛЮМИНИЙ, СЕРЕБРО МЕДЬ, БРОНЗА, АЛЮМИНИЙ, СЕРЕБРО МЕДЬ, БРОНЗА, ЛАТУНЬ, АЛЮМИНИЙ, ОЛОВО Где перечислены цветные металлы?
БРОНЗА, МЕДЬ, ОЛОВО ЛАТУНЬ, МЕДЬ, ЦИНК БРОНЗА, ЛАТУНЬ, ДЮРАЛЮМИНИЙ Где перечислены сплавы цветных металлов?
в виде сплавов в чистом виде и в виде сплавов в чистом виде В каком виде существуют металлы?
сталь чугун железо Где указан чистый черный металл?
ЗАПОЛНИМ ТАБЛИЦУ! Свойства металла Номер определения Пример Прочность Твердость Упругость Пластичность Коррозийная стойкость Работа в группах. Задание: используя материал из буклета, заполните таблицу.
проверка Свойства металла Номер определения Пример Твердость 2 Зубило Прочность 1 Стрела башенного крана Упругость 3 Пружина Пластичность 4 Рыболовное грузило Коррозийная стойкость 12 Оцинкованная жесть Работа в группах.
Что сегодня на уроке было интересным? Чему вы научились? ПОДВЕДЕМ ИТОГИ!
Определите, где применяются следующие профили сортового проката. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
План – конспект урока 6 класс (мальчики). Тема: Свойства черных и цветных металлов. Проволока. Сгибание заготовок из проволоки.
Приступая к изготовлению какого – либо изделия, необходимо правильно выбрать наиболее подходящий для него материал. А правильный выбор можно сделать, зная свойства металла или сплава.
Презентация к уроку природоведения 5 класс "Полезные ископаемые.Металлы"
Презентация в помощь учителю и обучающимся при изучении темы "Полезные ископаемые.Металлы" на уроке природоведения в 5 классе.
Технологическая карта урока "Свойства черных и цветных металлов"
Технологическая карта урока "Свойства черных и цветных металлов".
Тема урока: Свойства черных и цветных металлов (механические, технологические).
Механические – прочность, твердость, упругость, пластичность.Технологические - ковкость, жидкотекучесть, обрабатываемость резанием, свариваемость, коррозионная стойкость.
Практическая работа "Распознавание черных и цветных металлов по образцам и различным изделиям из этих металлов" для обучающихся по адаптированной программе в 6 классе
Практическая работа "Распознавание черных и цветных металлов по образцам и различным изделиям из этих металлов" для обучающихся по адаптированной программе в 6 классе (программа ориенти.
Технологическая карта урока технологии "Свойства текстильных материалов"
Технологическая карта урока технологии.
Презентация к уроку "Железо или "упавший с небес металл" 9 класс
технологическая карта к уроку"Железо или "упавший с небес металл" в 9 классе разработана с учетом формирования функциональной граммотности на уроках химии.
Свойства металлов и сплавов.
презентация к уроку на тему
Твердость Твердостью металла называется сопротивление, оказываемое металлом при вдавлении в него твердых предметов. Наиболее распространенными методами определения твердости являются методы Бринеля и Роквелла .
Упругость Упругостью металла называется свойство металла восстанавливать свою первоначальную форму и размеры после прекращения действия внешней силы, вызвавшей его деформацию. Брусок металла, подвергнутый действия растягивающего усилия, удлиняется. Если это усилие не превосходит, определенной для данного материала величины, брусок после снятия нагрузки получает свои первоначальные размеры. Величина этого усилия называется пределом упругости. Если нагрузка перейдет за предел упругости, то после снятия нагрузки форма бруска не восстанавливается, и брусок останется удлиненным; такая деформация называется пластической.
Прочность Прочностью называется свойство металла сопротивляться действию внешних разрушающих сил. В зависимости от характера этих внешних сил различают прочность на растяжение, на сжатие, на изгиб, на кручение и т.д. Условное напряжение, отвечающее наибольшей нагрузке , предшествующей разрушению образца, называется пределом прочности, обозначается σ b и выражается в кг/мм². Это условное напряжение вычисляют, определяя максимальное усилие P, которое может выдержать образец во время испытания, деля его на первоначальную площадь поперечного сечения образца F 0 .
Вязкость ударная Вязкость характеризуется сопротивлением удару. Удельная ударная вязкость (сопротивление удару) определяется количеством работы, необходимой для разрушения бруска посредством ударной изгибающей нагрузки на так называемом копре Шарпи, деленной на поперечное сечение образца, и выражается в кгм /см² . Хрупкость является обратным показателем вязкости. Она определяет, насколько быстро металл или сплав будет разрушаться под воздействием внешней силы.
Знание показателя вязкости и хрупкости необходимо для расчета поглощаемой энергии воздействия, которая приводит к деформации металлического образца. Р азличают следующие методы измерения и виды вязкости металлов: - статическая. Происходит медленное воздействие на материал до момента его разрушения; - циклическая . Образец подвергают многократным нагрузкам с одинаковым или изменяющимся показателем силы. При этом основной величиной циклической вязкости является количество работы, необходимой для разрушения образца; - ударная. Для ее расчета применяют маятниковый копер Шарпи. Заготовку крепят на нижнем основании, маятник с рубящим конусом находится в верхней точке. После его опускания происходит взаимодействие металла и рубящей части. Степень деформации характеризуется вязкостью образца.
Износостойкость Способность металла сопротивляться истиранию, разрушению поверхности или изменению размеров под действием трения называется износостойкостью.
Ковкость Способность металла без разрушения поддаваться обработке давлением (ковке, прокатке, прессовке и т.д.) называется его ковкостью. Ковкость металла зависит от его пластичности. Пластичные металлы обычно обладают и хорошей ковкостью.
Пластичность Одним из основных свойств металлов является их пластичность, т.е способность металла, подвергнутого нагрузке, деформироваться под действием внешних сил без разрушения и давать остаточную (сохраняющуюся после снятия нагрузки) деформацию. Пластичность иногда характеризуют величиной удлинения образца при растяжении. Отношение приращения длины образца при растяжении к его исходной длине, выражаемое в процентах, называется относительным удлинением и обозначается δ, %. Относительное удлинение определяется после разрыва образца и указывает способность металла удлиняться под действием растягивающих усилий.
Порог хладноломкости — температурный интервал изменения характера разрушения, является важным параметром конструкционной прочности . Чем ниже порог хладоломкости , тем менее чувствителен металл к концентраторам напряжений (резкие переходы, отверстия, риски), к скорости деформации. Хладноломкость — склонность металла к переходу в хрупкое состояние с понижением температуры. Хладоломкими являются железо, вольфрам, цинк и другие металлы, имеющие объемноцентрированную кубическую и гексагональную плотноупакованную кристаллическую решетку .
Выносливость и усталость Пример деформации из-за усталости металла При длительном приложении внешних сил в структуре образца выявляются деформации и дефекты. Они приводят к потере прочности образца и как следствие – к его разрушению. Это называется усталостью металла. Выносливость является обратной характеристикой.
Характер упаковки атомов и его влияние на плотность хорошо просматриваются на примере плотно упакованных решеток кристалла. Простейшим типом кристаллической решетки является кубическая , в которой расположение атомов образует пустотность , приблизительно равную 48%. Более плотной является гранецентрированная кубическая упаковка, дающая около 26% пустот. В такой решетке каждый атом имеет 12 ближайших соседей (4 по бокам и по 4 сверху и снизу. Гексагональная решетка также относится к плотнейшим упаковкам и отличается от гранецентрированной лишь способом наложения слоев.
а - кубическая, б- гранецентрированная кубическая, в - гексагональная
Высокая чистота поверхности , полученная в результате отделочных операций, значительно повышает усталостную прочность , так как чем меньше микронеровности, тем меньше возможность появления поверхностных трещин от усталости металла . Выносливость - свойство металла противостоять усталости.
Такое явление наступает в результате появления последовательных напряжений (внутренних или поверхностных) за определенный промежуток времени. Если структура не подвергается изменению – говорят о хорошем показателе выносливости. В противном случае происходит деформация. Выполняют следующие испытания образца на выносливость для того, чтобы узнать механические свойства металлов: - чистый изгиб. - поперечный изгиб. - изгиб в одной плоскости; - поперечный и продольный изгиб в одной плоскости; - неравномерное кручение с повторением цикла. Эти испытания позволяют определить показатель выносливости и рассчитать время наступления усталости детали.
Если переменные напряжения превышают, величину предела усталости металла, то через некоторое число циклов переменных нагружений , которое тем меньше, чем больше напряжения, развиваются трещины усталости и деталь разрушается. Ниже определенного значения переменного напряжения ( предела усталости ) металл не разрушается даже при очень большом числе циклов, так как это напряжение является асимптотой для кривой усталости.
Открытый урок на тему : "Коррозия металлов и сплавов.Методы защиты от коррозии"
Заранее формируются бригады (по интересам) и каждой бригаде выдаётся задание. - Каждая бригада показывает свою презентацию, которую подготовил в домашних условиях, пользуясь материалами интернета. зна.
Методическая разработка открытого урока ПМ01."Подготовка и ведение технологического процесса производства цветных металлов и сплавов".Тема :" Производство глинозема". для студентов специальности 150402 "Металлургия цветных металлов"
В данной методической разработке рассмотрены цели урока: методическая, обучающая, воспитательная, развивающая и личностные. В пояснительной записке рассмотрена роль самостоятельной работы студентов. Н.
«ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ».
Формирование знаний о химических свойствах металлов.Развивают умения пользоваться опорными знаниями. Закрепляют умения и навыки выполнять химический эксперимент. Развивают логическое мышление, умеют а.
Практическая работа «Изучение типов кристаллических решеток и их влияние на структуру и свойства металлов и их сплавов»
Представлена методическая разработка практического занятия для учебной дисциплины ОП 08 «Материаловедение» по специальности среднего профессионального образования 22.02.06 "Сварочное производств.
Методическая разработка открытого урока по дисциплине Материаловедение на тему: "Черные, цветные металлы и сплавы на их основе"
В данной методической разработке открытого урока представлена методика преподавания темы «Черные, цветные металлы и сплавы на их основе» учебной дисциплины ОП.04 Материаловедение с п.
Презентация "Металлы и сплавы" по предмету "Материаловедение"
содержит материалы о строении, составе, классификации и применении черных металлов и сплавов.
В презентации размещены материалы о строении, свойствах и применении металлов.
презентация по теме "Свойства черных и цветных материалов"
презентация к уроку по технологии (6 класс) на тему
презентация к уроку по теме: "Свойства черных и цветных материалов" 6 класс.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| svoystva_chernyh_i_tsvetnyh_metallov_6_kl.pptx | 608.92 КБ |
Подтяните оценки и знания с репетитором Учи.ру
Свойства черных и цветных металлов
Цель учителя: формировать умения учащихся определять металлы по их свойствам. Цель учащихся: научится определять металлы по их свойствам. Цели урока
Свойства металлов Механические Технологические Физические Химические
Физические Механические Химические Технологические блеск упругость окисляемость ковкость плотность пластичность растворимость жидкотекучесть электропроводность прочность обрабатываемость резанием температура плавления твердость свариваемость намагничиваемость коррозийная стойкость Свойства металлов
Механические свойства упругость твердость пластичность прочность
- это свойство металла или сплава восстанавливать первоначальную форму после прекращения действия на них внешних сил. УПРУГОСТЬ Механические свойства
- это способность металла или сплава воспринимать действующие нагрузки, не разрушаясь. ПРОЧНОСТЬ Механические свойства
- это способность металла или сплава изменять форму под действием внешних сил, не разрушаясь. ПЛАСТИЧНОСТЬ Механические свойства
- это свойство материала сопротивляться внедрению в него другого, более твердого. ТВЕРДОСТЬ Механические свойства
Технологические свойства ковкость свариваемость жидкотекучесть Обрабатываемость резанием Коррозийная стойкость
- это свойство металла или сплава получать новую форму под действием удара. КОВКОСТЬ Технологические свойства
- это свойство металла в расплавленном состоянии хорошо заполнять литейную форму. ЖИДКОТЕКУЧЕСТЬ Технологические свойства
- это свойство металла или сплава подвергаться обработке резанием различными инструментами. ОБРАБАТЫВАЕМОСТЬ РЕЗАНИЕМ Технологические свойства
- это свойство металла соединяться в пластичном или расплавленном состоянии. СВАРИВАЕМОСТЬ Технологические свойства
- это свойство металла или сплава противостоять коррозии, не разрушаясь. КОРРОЗИЙНАЯ СТОЙКОСТЬ Технологические свойства
алюминий чугун латунь сталь медь бронза
Название металла или сплава Цвет Состав Свойства Применение медь красного Пластичность Электропроводность Обрабатываемость Устойчив к коррозии Электрические провода и электротехнические изделия бронза Желтовато-красного Медь+ свинец + Олово и др. Высокая прочность Твердость Коррозийная стойкость Обрабатываемость резанием Водопроводные краны, в электротехнике, в художественном литье
Что сегодня на уроке было интересным? Чему вы научились? Итоги
Определите, где применяются следующие профили сортового проката. Домашнее задание
"Черная и цветная металлургия России "презентация ученицы 9"В" класса Жемовой Софьи
"Черная и цветная металлургия России "презентация ученицы 9"В" класса Жемовой Софьи.
Презентация к уроку технологии: "Свойства черных и цветных металлов"
Цели урока:-знакомство с понятием «черные и цветные металлы, сплавы», их механическими и технологическими свойствами, развитие технического мышления.
Применение технологии печати полного комплекта черно-белых экзаменационных материалов и перевода бланков участников в электронный вид в ППЭ
Применение технологии печати полного комплекта черно-белых экзаменационных материалов и перевода бланков участников в электронный вид в ППЭ.
Металлы и их свойства Способы получения. Металлы. Общая характеристика. Большинство элементов периодической системы представляют собой металлы, находясь. - презентация
Презентация на тему: " Металлы и их свойства Способы получения. Металлы. Общая характеристика. Большинство элементов периодической системы представляют собой металлы, находясь." — Транскрипт:
1 Металлы и их свойства Способы получения
2 Металлы. Общая характеристика. Большинство элементов периодической системы представляют собой металлы, находясь в виде простых веществ. Их характеризует: небольшое число электронов на внешнем электронном уровне; значительное расстояние внешних электронов от ядра, отсюда – слабая связь их с ядром, низкие значения Е ионизации; металлическая связь: нейтральные атомы ионы + «электронный газ» - отсюда высокая электропроводность, теплопроводность, металлический блеск и др.
3 Физические свойства металлов Твердое агрегатное состояние (кроме Hg) – обусловлено прочностью пространственной решетки. Cr – по твердости приближается к алмазу Na, K – легко режутся ножом Металлический блеск – способность отражать свет. Наблюдается, если металл в куске. В раздробленном состоянии (кроме Mg и Al) металлы представляют собой порошки черного или темно- серого цвета. Чем меньше поглощают света, тем ярче блеск. Поэтому серебро Ag и палладий Pd можно использовать для изготовления зеркал. На свойстве металлов полностью отражать радиоволны основана радиолокация.
4 Физические свойства металлов Электрическая проводимость – способность проводить электрический ток. Лучшие проводники электричества Ag и Cu, худшие Hg и Pb. При нагревании электрическая проводимость падает, при охлаждении растет. Около абсолютного 0 ( сверхпроводимость) Теплопроводность. Наибольшей теплопроводностью обладают металлы с наилучшей электрической проводимостью.
5 Физические свойства металлов Пластичность - способность легко деформироваться (при высокой температуре). Для металлов характерны такие способы обработки, как ковка, штамповка, прессование, прокатывание в листы, вытягивание в проволоку. Наиболее пластичны Au, Ag, Cu: из 1 г Au удается получить 3 км проволоки, изготовить «золотую фольгу» толщиной 0,0001 мм Деформируемость при небольших нагрузках больше всего выражена у металлов 1А группы (Na, K), т.к. они пластичны и обладают малой вязкостью. Механически прочные металлы деформируются только под действием больших нагрузок.
6 Физические свойства металлов Плотность По плотности металлы подразделяются на: Легкие металлы ( ρ 5 г/см3) тугоплавкие. Температура плавления Wf 3380 ˚C Самый легкий из металлов Li (ρ=0.53г/см3) Самый тяжелый - Os (ρ=22.48 г/см3)
7 Физические свойства металлов Температура кипения Металлы имеют очень высокие температуры кипения. Например, K 760 ˚C, Cu 2300 ˚C, Fe 3000 ˚C, Wf 5900 ˚C. В парообразном состоянии металлы одноатомны. Полиморфизм, т.е. свойство металлов принимать различные кристаллические формы в твердом состоянии. Обозначается греческими буквами α и β. Например, α-модификация Co при t > 4200C, переходит в β – модификацию и при 14950С плавится; у Fe сущестуют α, β, γ –модификации
8 Физические свойства металлов Магнитные свойства Диамагнетики – выталкиваются из магнитного поля (Cu, Au, Ag, Zn, Cd, Hg, Zr) Парамагнетики – втягиваются магнитным полем ( Sc, иттрий, лантан, Ti, V, Nb, Ra, Os, Pd, Ir, Pt) Ферромагнетики – обладают особенно высокой магнитной восприимчивостью – Fe, Co, Ni
9 Металлы. Классификация. В технике металлы делятся на: Черные (Fe и его сплавы, Mn, Cr) Драгоценные (Au, Ag, Pt, Ir, Os, Pd) Редкие (Ti, Ge, Zr, La, In, Be, Mo, V) Остальные металлы (включая Mg и Al) – цветные. Делятся на легкие: Ca, Al, Mg и тяжелые: Cu, Pb, Sn, Zn Кроме того различают: Щелочные (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) Щелочно-земельные (Mg, Ca, Sr, Ba, Ra)
11 Основные типы кристаллических решеток Объемно- центрированная кубическая: α – Fe, Na, K, α - Cr и др.
12 Основные типы кристаллических решеток Гранецентрированная: Ca, γ – Fe, Al (плотная упаковка) )
13 Основные типы кристаллических решеток Гексагональная: Be, Mg, Cd, Ti
14 Металлы Некоторые свойства металлов можно объяснить, исходя из строения их кристаллической решетки. Пластичность металлов объясняется скольжением одних слоев ионов относительно других под внешним воздействием (соты). Для сплавов это уже не характерно. Металлы теряют пластичность после механической обработки, нарушающей правильное строение кристаллов. Электропроводность при повышении температуры падает, а при понижении температуры возрастает. При нагревании в кристалле колебательные движения ионов усиливаются, что затрудняет передвижение электронов – электропроводность падает. При охлаждении, наоборот, электропроводность растет. Фотоэффект – свойство металлов выбрасывать е-ны под действием электромагнитных волн. Он обусловлен тем, что валентные е-ны слабо удерживаются атомами металлов и могут легко быть выбиты из них.
15 Химические свойства металлов По степени химической активности металлы располагаются в ряд напряжений (электрохимический ряд напряжений): Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Be, Mn, Zn, Cr, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Pt, Au Количественной характеристикой стремления одного металла восстанавливать ионы другого металла является напряжение (электродвижущая сила), создаваемое гальваническим элементом, в котором один из электродов изготовлен из одного металла, а другой – из другого металла. В ряду напряжений металлы располагаются в порядке возрастания напряжения, создаваемого гальваническим элементом, в котором один из электродов все время остается постоянным (стандартный электрод), а другой изготавливают из того металла, положение которого в ряду напряжений хотят определить. В качестве стандартного электрода применяют так называемый водородный электрод, представляющий собой платиновую (Pt) пластинку, опущенную в кислый раствор, через который непрерывно пропускают газообразный водород при давлении 1 атм.
17 Нахождение в природе Самородные – Au, Pt, реже Ag, Cu, еще реже Hg, Sn. Металлы из левой части ряда напряжений легко окисляются, поэтому не встречаются в самородном виде, только в соединениях. Источник получения металлов – руды. Состоят обычно из нескольких металлов – полиметаллические (медно-цинковые, свинцово-серебрянные). Обычно представляют собой оксиды, сульфиды, фосфаты металлов. Находятся вместе с пустой породой.
19 Способы получения металлов Пирометаллургия из руд, при высокой температуре, путем восстановления окислов металлов коксом, CO, H 2 и др.(так получают Fe, Cu, Zn) Cu2O + C = 2Cu + CO Cu2O + CO = 2Cu + CO2 2ZnS + 3O2 = ZnO + 2SO2 (чугун из FeS) ZnO + C = Zn + CO Разновидность пирометаллургии – металлотермия
20 Способы получения металлов Гидрометаллургия – способ получения металлов из растворов солей. Оксид растворяют в кислоте, получают электролит. Затем металл восстанавливают или выделяют электролизом CuO + H 2 SО 4 = CuSО 4 + H 2 O CuSО 4 + Fe = Cu+FeSО 4 Таким образом получают Au, Ag, Zn, Cd
21 Способы получения металлов Электрометаллургия – способ получения металлов путем восстановления их из различных оксидов, щелочей или хлоридов с помощью электрического тока. Так получают очень чистые Na, Al, Mg, щелочноземельные металлы. Для получения металлов высокой степени чистоты из очищаемого металла изготавливают анод. При электролизе он растворяется, ионы металла переходят в раствор, а на катоде они восстанавливаются и осаждаются на нем. Электролитически чистые металлы: Cu, Ag, Ni, Pb, Fe
24 Способы получения металлов Переплавка в вакууме Термическое разложение летучих соединений Зонная плавка
25 Сплавы интерметаллические Латунь 60% Cu, 40% Zn- большая твердость 90% Cu, 10% Zn Бронза 89,5% Cu, 0,5 % Pb + другие металлы 90% Сu, 10% Sn - высокие механические свойства Мельхиор Cu + Ni- твердость 50% + 50% 53% Cu, 7% Ni, 40% Zn – изготавливают посуду
26 Сплавы интерметаллические Нейзильбер65% Cu, 20%Zn, 15%Ni Константан59% Cu, 40%Ni, 1%Mn Никелин68%Cu, 32% Ni ДюралюминийAl + Cu, Mg- легкость, твердость как у стали 87,5%Mg, 8,5% Al, 0,2% Mn, 2% Cu, 1% Cd, 0,5% Zn Баббит83,5% Sn, 11% Sb, 5,5% Cu 72% Pb, 10% Sn, 15% Sb, 3% Cu «Нихром»80% Ni, 20% Cr- мало окисляется 60% Ni, 25% Fe, 11% Cr, 4% Mn- высокие механические свойства, большое электросопротивление Чугун – сплав Fe и C (>=2%), Si, Mn, P, S –тверд и хрупок Сталь – сплав C (
31 Коррозия – разрушение металла под влиянием окружающей среды. Виды коррозии. Коррозия представляет собой окислительно- восстановительный процесс, протекающий на границе раздела фаз может протекать в газах, воздухе, воде и растворах электролитов, в органических растворителях. При этом металлы окисляются, а вещества, с которыми они взаимодействуют, восстанавливаются. Коррозия металлов и способы защиты от неё
32 Виды коррозии сплошная (равномерная и неравномерная) – разрушается вся поверхность металла местная – пятна, точки питтинга (углубление точек) интеркристаллитная (межкристаллитная) – коррозия продвигается вглубь по границам зерен металла транскристаллитная – рассекает металл трещиной через зерно избирательная (селективная) – в сплаве разрушается один компонент, например, обесцинкование латуни подповерхностная – коррозия, начавшись с поверхности, в дальнейшем поражает подповерхностные слои металла
34 Виды коррозии По механизму коррозия бывает: химическая электрохимическая Химическая коррозия – разрушает металл окислением его в окружающей среде без возникновения в системе электрического тока. При повышении температуры скорость коррозии возрастает. Большой вред наносит так называемая газовая коррозия, т.е. окисление металлов кислородом воздуха, CO 2.
35 Виды коррозии У некоторых металлов соприкосновение с О 2 воздуха сильно замедляет процесс коррозии. На их поверхности образуется так называемая защитная окисная пленка, которая препятствует проникновению к металлу как газов, так и жидкостей. Такой металл переходит в пассивное состояние, становится химически неактивным. Например, HNO3(конц.) пассивирует Fe на поверхности металла образуется защитная пленка, препятствующая реакции Fe + HNO 3.
36 Виды коррозии На поверхности Mg, Al всегда есть защитная пленка. Ее толщина 0,00001 мм, она остается при изгибе, проводит ток, плавится при 2050 ˚С, тогда как чистый Al – при 680 ˚С. Подобные пленки образуются также на Be, Cr, Zn, Ta и другие металлы. Пример. Сопла ракетных двигателей, цилиндры, работают на жидком топливе, который содержит примеси S и ее соединения, которая при сгорании превращается в SO2, SO3. SO2 и SO3 – коррозионно-активные вещества.
37 Виды коррозии Электрохимическая коррозия. Это разрушение металла при соприкосновении двух разнородных металлов. Поэтому, чем чище металл, тем более он стоек к коррозии (для сравнения: техническое Fe и электролитическое Fe). NB! Электрохимическая коррозия разрушает металл в среде электролита с возникновением внутри системы электрического тока. В этом случае наряду с химическими процессами (отдача -нов) протекают и электрические (перенос электронов от одного участка к другому). Пример. Коррозия Fe в контакте с Cu в растворе соляной кислоты HCl (соляная кислота – сильный электролит - концентрация H+ в растворе высокая)
39 Электролит - H 2 O Из-за неравномерного доступа О 2 к металлической поверхности, покрытой влагой (капля), образуется особая гальванопара: участок с затрудненным доступом О 2 – анод, с более легким доступом О 2 – катод. Разрушаются металлы с более отрицательным потенциалом, его ионы переходят в раствор, а е-ны переходят к менее активному металлу, на котором происходит восстановление растворенного в воде О 2.
40 Электрохимическая коррозия NB! Скорость электрохимической коррозии металлов тем больше, чем дальше расположены друг от друга в ряду стандартных электродных потенциалов металлы, из которых образуется гальваническая пара. На скорость электрохимической коррозии влияет характер раствора электролита. Чем меньше pH раствора, чем больше в нем содержание окислителя, тем быстрее протекает коррозия. С ростом температуры скорость электрохимической коррозии возрастает. Примеры: атмосферная коррозия – влажный воздух, наличие трещин; почвенная коррозия – трубопроводы, кабели. Металл трубопровода соприкасается с почвой, содержащей влагу и О 2. Особенно коррозионно-активны почвы с высокой влажностью, низким pH и хорошей электрической проводимостью (болотистые, торфяные); электрокоррозия – вызывается блуждающими токами, исходящими от метро, трамвая, электроустановок.
41 Способы защиты от коррозии Защитные поверхностные покрытия металлов Покрытие Zn, Sn, Pb, Ni, Cr – металлы и неметаллы – лаки, эмали и др. Металлические покрытия наносят гальваническим путем. Если потенциал покрытия более отрицателен, чем у защищаемого металла, то оно называется анодным, а если потенциал покрытия более положителен – катодным. Например, железо Fe покрыто цинком Zn - анодное покрытие
42 Способы защиты от коррозии Создание сплавов с антикоррозийными свойствами. Пример: сталь + 12% Cr не ржавеет. Ni, Co, Cu усиливают антикоррозийные свойства. Протекторная защита и электрозащита (protector (лат.) – защитник, покровитель). В качестве протекторов при защите стальных изделий используют Mg, Al, Zn и их сплавы. В процессы коррозии протектор служит анодом, разрушается, тем самым, сохраняя конструкцию от разрушения. По мере разрушения протекторы заменяют новыми. Электрозащита : конструкция, находящаяся в среде электролита, соединяется с другим металлом (куском Fe), но через внешний источник тока. При этом защищаемую конструкцию присоединяют к катоду, а металл – к аноду источника тока. В этом случае -ны отнимаются от анода источником тока. Анод (защищающий металл) разрушается, а на катоде происходит восстановление окислителя. Электрозащита имеет преимущество перед протекторной (радиус действия ее 2000м, у второй - 50м).
43 Способы защиты от коррозии Применение ингибиторов (кислотных, летучих, атмосферной коррозии, бумаги, пропитанной ими) Ингибиторы адсорбируются на поверхности металла, образуя пленку, защищающую от коррозии. В качестве ингибиторов используют нитраты, хроматы, фосфаты, силикаты, например, бихромат калияK 2 Cr 2 O 7, нитрит калия KNO 2, фосфат натрия Na 3 PO 4.
Читайте также: