Самые интересные сплавы металлов

Скачать материал Скачать тест к этому уроку

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд
2 слайд Описание слайда:

Сплавы- это… Это материалы с характерными свойствами, состоящие из двух или более компонентов, из которых по крайней мере один- металл.

3 слайд Описание слайда:

Сплавы зачастую обладают большей прочностью и имеют больше полезных для человека свойств, чем сами металлы. Помимо более высоких механических качеств сплавам присущи свойства, которых нет у чистых металлов.

4 слайд Описание слайда:

Сплав получают обычно с помощью смешивания компонентов в расплавленном состоянии с последующим охлаждением. В случае, если компоненты в расплавленном состоянии друг в друге не растворяются, производится смешивание порошков с последующим спеканием (так получаются, например, многие сплавы вольфрама).

5 слайд Описание слайда:

Примеры сплавов и их преимущества. Чистая медь очень плохо поддается литью, и в то же время оловянная бронза(сплав меди и олова) имеет прекрасные литейные свойства.

Чистый алюминий- очень мягкий металл, но сплав, состоящий из алюминия, магния, марганца, меди и никеля, называется дюралюминием, в четыре раза прочнее алюминия на разрыв.

Получаемая на основе железа нержавеющая сталь- материал с высокой коррозионной стойкостью даже в агрессивных средах и с высокой жаропрочностью.

6 слайд Описание слайда:

Компонентами сплавов могут быть: Металлы; Неметаллы; Соединения; По состоянию компонентов сплавы могут быть: Однородными(когда при сплавлении получается как бы раствор одного металла в другом); Неоднородными(представляют собой механическую смесь металлов);

7 слайд Описание слайда:

Подавляющее большинство железных сплавов содержит углерод. Их разделяют на чугуны и стали.

8 слайд Описание слайда:

Чугун-сплав на основе железа, содержащий от 2 до 4.5 % углерода.

9 слайд Описание слайда:

Углеродистая сталь Это сплав железа главным образом с углеродом, но, в отличие от чугуна, содержание в ней углерода, а так же марганца, кремния, фосфора и серы гораздо меньше. Сплавы подразделяют на мягкие, средние я твёрды.

10 слайд Описание слайда:

Легированная сталь Это тоже сплав железа с углеродом, но в него введены еще специальные, легирующие добавки: хром, никель, вольфрам молибден, ванадий и др.

11 слайд Описание слайда:

Свойства некоторых легированных сталей и их применение:

12 слайд Описание слайда:

Легирующий элемент Особые свойства стали Изделия, для производства которых используется сталь Хром Твердость и коррозионная стойкость. Инструменты, резцы, зубила Никель Вязкость, механическая прочность, коррозионная стойкость.

Турбины электростанций и реактивных двигателей, измерительные приборы, детали, работающие при высоких температурах, Марганец Твердость, механическая прочность, устойчивость к ударам и трению. Детали дробильных установок, ж/д рельсы, зубья ковшей экскаваторов.

Титан Жаростойкость, механическая прочность при высоких температурах, коррозионная стойкость В самолето-, ракетно- и судостроении. Химическая аппаратура.

13 слайд Описание слайда:

Вольфрам Твердость и жаропрочность, износоустойчивость. Быстрорежущие инструменты, пилы, фрезы, штампы, нити электрических ламп. Молибден Эластичность, жаростойкость, коррозионная стойкость.

Лопасти турбин реактивных самолетов и автомобилей, броневые плиты, лабораторная посуда, детали электронных ламп. Кремний Устойчивость к воздействию кислот Трансформаторы, кислотоупорные аппараты и приборы Ванадий Высокая прочность, упругость и устойчивость к ударам.

Детали автомобилей, тракторов и других машин, подвергающиеся при работе ударам.

14 слайд Описание слайда:

Стали- это основание современного машиностроения, оборонной промышленности, ракетостроения и других отраслей промышленности. Бронза- сплав на основе меди с добавлением до 20 % олова.

• Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал. Пожаловаться на материал

Скачать материал Скачать тест к этому уроку

Общая информация

Скачать материал Скачать тест к этому уроку

Применение металлов и их сплавов — урок. Химия, 8–9 класс

О том, что свойства металлов меняются при их сплавлении, стало известно ещё в древности. (5) тысяч лет тому назад наши предки научились делать бронзу — сплав олова с медью. Бронза по твёрдости превосходит оба металла, входящие в её состав.

Свойства чистых металлов, как правило, не соответствуют необходимым требованиям, поэтому практически во всех сферах человеческой деятельности используют не чистые металлы, а их сплавы.

Сплав — это материал, который образуется в результате затвердения расплава двух или нескольких отдельных веществ.

• В состав сплавов кроме металлов могут входить также неметаллы, например, такие как углерод или кремний.
• Добавляя в определённом количестве примеси других металлов и неметаллов, можно получить многие тысячи материалов с самыми разнообразными свойствами, в том числе и такими, каких нет ни у одного из составляющих сплав элементов.
• Сплав по сравнению с исходным металлом может быть:

• механически прочнее и твёрже,
• со значительно более высокой или низкой температурой плавления,
• устойчивее к коррозии,
• устойчивее к высоким температурам,
• практически не менять своих размеров при нагревании или охлаждении и т. д.

Например, чистое железо — сравнительно мягкий металл. При добавлении в железо углерода твёрдость его существенно возрастает.

 По количеству углерода, а следовательно, и по твёрдости, различают сталь (содержание углерода менее (2) % по массе), чугун ((С) — более (2) %). Но не только углерод изменяет свойства стали.

Добавленный в сталь хром делает её нержавеющей, вольфрам делает сталь намного более твёрдой, добавка марганца делает сплав износостойким, а ванадия — прочным.

1. Применение сплавов в качестве конструкционных материалов
2. Сплавы, используемые для изготовления различных конструкций, должны быть прочными и легко обрабатываемыми.
3. В строительстве и в машиностроении наиболее широко используются сплавы железа и алюминия.

Такие сплавы железа, как стали, отличаются высокой прочностью и твёрдостью. Их можно ковать, прессовать, сваривать.

Чугуны используют для изготовления массивных и очень прочных деталей. Например, раньше из чугуна отливали радиаторы центрального отопления, канализационные трубы, до сих пор изготавливают котлы, перила и опоры мостов. Изделия из чугуна изготавливаются с применением литья.

Сплавы алюминия, используемые в конструкциях, наряду с прочностью должны отличаться лёгкостью. Дюралюминий, силумин — сплавы алюминия, они незаменимы в самолёто-, вагоно- и кораблестроении.

В некоторых узлах самолётов используются сплавы магния, очень лёгкие и жароустойчивые.

В ракетостроении применяют лёгкие и термостойкие сплавы на основе титана.

Для улучшения ударопрочности, коррозионной стойкости, износоустойчивости сплавы легируют — вводят специальные добавки. Добавка марганца делает сталь ударопрочной. Чтобы получить нержавеющую сталь, в состав сплава вводят хром.

Рис. (1). Конструкция из стальных балок	Рис. (2). Радиатор центрального отопления	Рис. (3). Детали, отлитые из чугуна

Инструментальные сплавы

Инструментальные сплавы предназначены для изготовления режущих инструментов, штампов и деталей точных механизмов. Такие сплавы должны быть износостойкими и прочными, причём при разогревании их прочность не должна существенно уменьшаться. Таким требованиям отвечают, например, нержавеющие стали, которые прошли специальную обработку (закалку).

Добавление к сплавам веществ, улучшающих их свойства, называют легированием.

• Для придания необходимых свойств инструментальные стали, как правило, легируют вольфрамом, ванадием или хромом.
• Применение сплавов в электротехнической промышленности, электронике и приборостроении
• Сплавы служат незаменимым материалом при изготовлении особо чувствительных и высокоточных приборов, различного рода датчиков и преобразователей энергии.

Например, на изготовление сердечников трансформаторов и деталей реле идёт сплав никеля. Отдельные детали электромоторов изготавливаются из сплавов кобальта.

Сплав никеля с хромом — нихром, отличающийся высоким сопротивлением — используется для изготовления нагревательных элементов печей и бытовых электроприборов.

Из сплавов меди в электротехнической промышленности и в приборостроении наиболее широкое применение находят латуни и бронзы.

Латуни незаменимы при изготовлении приборов, деталью которых являются запорные краны. Такие приборы используются в сетях подачи газа и воды.

Бронзы идут на изготовление пружин и пружинящих контактов.

Рис. (4). Нагревательные элементы бытовых электроприборов	Рис. (5). Краны для водопроводов	Рис. (6). Металлическая пружина

Применение легкоплавких сплавов

Главным востребованным свойством легкоплавких сплавов является заданная низкая температура плавления. Это свойство, в частности, используется для пайки микросхем. Кроме того, эти сплавы должны иметь определённую плотность, прочность на разрыв, химическую инертность, теплопроводность.

Легкоплавкие сплавы производят из висмута, свинца, кадмия, олова и других металлов. Такие сплавы используют в термодатчиках, термометрах, пожарной сигнализации, например, сплав Вуда. А также в литейном деле для производства выплавляемых моделей, для фиксации костей и протезирования в медицине.

Сплав натрия с калием (температура плавления (–)(12,5) °С) используется как теплоноситель для охлаждения ядерных реакторов.

Рис. (7). Припой (сплав для паяния) имеет невысокую температуру плавления	Рис. (8). Легкоплавкие сплавы незаменимы в датчиках пожарной сигнализации

Применение сплавов в ювелирном деле

Применение в чистом виде драгоценных металлов в ювелирном деле не всегда оправдано и целесообразно из-за их дороговизны, физических и химических особенностей.

Для придания ювелирным изделиям из золота большей твёрдости и износостойкости используются сплавы с другими металлами.

Самая лучшая добавка — это серебро (понижает температуру плавления) и медь (повышает твёрдость). Чистое золото используют очень редко, так как оно слишком мягкое, легко деформируется и царапается.

Из сплавов золота с (10–30) % других благородных металлов (платины или палладия) изготавливают форсунки лабораторных приборов, а из сплава с (25–30) % серебра — ювелирные изделия и электрические контакты.

Рис. (9). Ювелирные изделия из сплавов золота

Оловянная бронза (сплав меди с оловом) — один из первых освоенных человеком сплавов металлов. Она обладает большей, по сравнению с чистой медью, твёрдостью, прочностью и более легкоплавка. Бронзы успешно применяют для получения сложных по конфигурации отливок, включая художественное литьё. Классической маркой бронзы является колокольная бронза.

Одно из новых направлений в искусстве — производство художественных литых изделий из чугуна. Литые изделия из чугуна существенно превосходят по качеству кованые изделия.

Чугун — металл гораздо более хрупкий и не такой ковкий, как сталь. Но даже из такого, казалось бы, грубого материала можно получать настоящие произведения литейного искусства способом литья, например, такие как литые лестницы или решётки на окна. Такие изделия подвержены лишь поверхностной коррозии и не требуют тщательного ухода.

Рис. (10). Бронзовая скульптура	Рис. (11). Колокола из специального сорта бронзы	Рис. (12). Чугунная лестница —  практично и красиво

Источники:

Рис. 1. Конструкция из стальных балок https://cdn.pixabay.com/photo/2019/09/07/16/14/steel-scaffolding-4459235_960_720.jpg

Рис. 2. Радиатор центрального отопления https://cdn.pixabay.com/photo/2017/10/12/19/00/radiator-2845463_960_720.jpg

Рис. 3. Детали, отлитые из чугуна https://cdn.pixabay.com/photo/2017/10/15/18/47/fence-2854829_960_720.jpg

Рис. 4. Нагревательные элементы бытовых электроприборов https://upload.wikimedia.org/wikipedia/ru/7/7d/%D0%9A%D0%B8%D0%BF%D1%8F%D1%82%D0%B8%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B8%D0%BA.JPG Общественное достояние

Рис. 5. Запорные краны для водопроводов  https://cdn.pixabay.com/photo/2020/02/01/21/11/water-crane-4811466_960_720.jpg

Рис. 6. Металлическая пружина https://cdn.pixabay.com/photo/2020/03/08/16/03/spring-4912865_960_720.jpg

Рис. 7. Припой (сплав для паяния)  https://cdn.pixabay.com/photo/2018/04/01/06/13/soldering-3280085_960_720.jpg

Рис. 8. Легкоплавкие сплавы https://cdn.pixabay.com/photo/2014/11/10/08/09/fire-detector-525147_960_720.jpg

Рис. 9. Ювелирные изделия из сплавов золота  https://cdn.pixabay.com/photo/2013/07/25/11/52/watch-166849_960_720.jpg

Рис. 10. Бронзовая скульптура https://cdn.pixabay.com/photo/2016/01/26/19/35/bronze-statue-1163163_960_720.jpg

Рис. 11. Колокола https://cdn.pixabay.com/photo/2017/06/17/19/30/bells-2413297_960_720.png

Рис. 12. Чугунная лестница https://cdn.pixabay.com/photo/2021/01/11/10/51/passage-5907911_960_720.jpg

Тайны древних сплавов

РЗ: То есть можно говорить о древних технологиях, унифицированных в глобальном масштабе?Да. В Перу тоже использовался в процессе плавки только древесный уголь, хотя на севере Перу масса антрацита. Вся бронза там тоже мышьяковистая, хотя проявления мышьяковых руд есть только высоко в горах. А производство датируется III тысячелетием до н. э.

Интереснейшие древние изделия — металлические стяжки, скреплявшие каменные блоки древних сооружений. В частности, знаменитый район Тиауанако в Боливии — там тоже нет ни одной находки с оловянистой бронзой. Здесь в составе всех изделий из бронзы помимо меди и мышьяка еще и никель, хотя нигде в округе никелевых руд нет. Ближайшие месторождения есть в Бразилии и в Колумбии.

И туда и туда — 2000 км. Причем до определенного периода бронзовые изделия и посуда содержали в своем составе никель, а потом бронза стала просто мышьяковистой. Вывод — бронза с никелем была получена путем переплавки стяжек, скрепляющих плиты и блоки древних мегалитических сооружений. Данный вывод подкреплен результатами анализов содержания изотопов свинца в сплавах.

А эти стяжки были выплавлены неизвестно кем и неизвестно когда.

Состав медных сплавов изделий Циркумпонтийской металлургической провинцииРЗ: Как же получали такие сплавы, причем массово?Когда мы говорим о сплаве металлов, бронзе, латуни и так далее, все привыкли воспринимать стереотипно — сначала надо получить металлы в чистом виде, а потом сплавить. Да, так работает современная промышленность. Для примитивных технологий гораздо эффективнее выплавлять сразу из руды комплексный продукт.Если это так, то отсюда получается очень интересный вывод — раннего периода, так называемого «медного века», в истории человечества, скорее всего, не было. А это значит, что древний человек, осваивая металлы, сразу перешел к плавке и сразу начал изготавливать сложные сплавы. Ранее нас учили, что для организации металлургического процесса нужно наличие высокоорганизованного общества. А на самом деле мы видим, что люди перешли к выплавке бронзы, когда еще не было никаких государственных образований. Это был период племенного уклада, когда люди жили небольшими общинами.

РЗ: Где были обнаружены древнейшие металлические изделия?Самым древним свидетельством использования человеком металла считаются находки в неолитическом поселении на холме Чайоню-Тепеси в Юго-Восточной Анатолии (в верховьях реки Тигр). Металлические изделия были найдены в напластованиях холма, возраст которых по радиоуглероду составляет 9200 ±200 и 8750 ±250 лет до нашей эры.

РЗ: Можно ли в связи с этим сказать, что впервые люди научились обрабатывать металлы именно в Междуречье?Еще не так давно шумерская цивилизация, располагавшаяся в Междуречье — обширном низменном районе между реками Тигр и Евфрат, считалась историками чуть ли не самой древнейшей цивилизацией на планете, с достижениями которой (равно как и с достижениями Древнего Египта) сравнивались новые археологические находки в других регионах. Порой датировки этих находок подгонялись под известные шумерские артефакты так, чтобы не нарушить почтенного звания Шумера как «древнейшей цивилизации».Однако во второй половине ХХ века ситуация начала серьезно меняться. Резко возросло число находок, которые были куда совершеннее шумерских, но при этом оказывались более древними по возрасту. Датировки соседних с Древним Шумером культур уверенно поползли назад во времени, и ныне разрыв между ними достигает порой уже многие тысячи лет. Жители Древнего Шумера во многих сферах своей деятельности оказались вовсе не гениальными изобретателями, а всего лишь наследниками и продолжателями более древних народов. Именно такая ситуация имела место, например, с Бактрийско-Маргианским археологическим комплексом. Найденные здесь выполненные на высочайшем уровне изделия из бронзы датируются XXIII–XVIII тысячелетиями до н. э., а это гораздо древнее.Дело в том, что металлургия невозможна без соответствующей сырьевой базы, а на территории Междуречья нет и не было сколь-нибудь серьезных рудных залежей. Так что шумерские мастера могли работать только с привозным сырьем (рудами) или уже со слитками металла, выплавленного в других регионах. То, что так и было, подтверждается переводами шумерских текстов, где указывается на весьма развитую систему торговли и обмена металлами не только с соседями, но и с весьма удаленными странами. В этих условиях трудно себе представить, чтобы искусство металлургии могло возникнуть в самом Древнем Шумере. Оно явно должно было иметь внешний источник.

1–2. Абсолютное сходство технологий полигональной кладки на сооружениях из Аладжа-хююка, Турция (1) и Куско, Перу (2).3. Бронзовая маска культуры Саньсиндуй (Китай, III – начало I тысячелетия до н. э.). 4. Бронзовая маска (Перу). 5. Бронзовый «солнечный диск» из Аладжа-хююка (Турция) Фонд развития науки «III тысячелетие»РЗ: То есть «древнейшая» шумерская цивилизация от кого-то унаследовала технологию обработки металла?Ни один народ, ни одна древняя культура не ставит себе в заслугу изобретение металлургии. Абсолютно все древние легенды и предания единодушно утверждают — умение получать и обрабатывать металлы народам дали некие могущественные боги. Боги, которые жили и правили на Земле много тысяч лет назад. Любопытно, что, согласно легендам и преданиям, те же самые боги обучили людей гончарному ремеслу. А ведь гончарное производство является жизненно необходимым для древней металлургии — без керамических тиглей тут никак не обойтись. Вдобавок для качественного обжига керамики требуются температуры, аналогичные температурам при металлургической плавке, а следовательно, нужны и схожие конструкции печей, обеспечивающие необходимый температурный режим. Более того. Те же боги дали людям и земледелие. И в этом случае получает вполне логичное объяснение та странная связь, которая существует между очагами древней металлургии и центрами древнейшего земледелия. Связь, которую историки подметили, но никак не объясняют.Когда речь идет о древних богах, упоминаемых в легендах и преданиях, необходимо учитывать очень важный момент, что в этот термин наши предки вкладывали совсем иной смысл, нежели мы сейчас вкладываем в слово «Бог». Наш современный Бог — это сверхъестественное всесильное существо, обитающее вне материального мира и распоряжающееся всем и вся. Древние же боги в легендах и преданиях вовсе не столь могущественные — их способности хоть и превышают многократно способности людей, но вовсе не бесконечны. При этом довольно часто эти боги, для того чтобы что-то сделать, нуждаются в специальных дополнительных предметах, конструкциях или установках — пусть даже «божественных».

РЗ: Насколько уникальны находки древних металлических изделий, и ограничиваются ли они только регионом Междуречья?Подобные находки есть и в древних поселениях на территории Анатолии.

Таких поселений уже найдено немало, и еще больше подобных находок следует ожидать в ближайшем будущем, поскольку ныне археологические исследования в центральных и восточных районах Турции только набирают обороты. Есть подобные находки и в северо-западном Иране.

Характер находок во всех регионах Ближнего Востока, относящихся к раннему бронзовому веку, сходный, что свидетельствует о вхождении Северной Месопотамии, Восточной Анатолии, Западного Ирана и Северного Кавказа в единую культурную Сиро-Палестинскую зону, о которой писали и другие авторы.

Наши исследования подтверждают эту точку зрения и позволяют говорить о том, что основой формирования этой зоны во многом стала общая традиция металлопроизводства.Еще один регион распространения бронзы — Индия. Совершенно самостоятельный регион, где примерно в III тысячелетии до н. э.

появляются бронзовые статуэтки, обладающие характерной стилистикой и очень высоким уровнем детализации. В III тысячелетии до н. э. изделия из бронзы появляются и в Китае. На территории Индокитая есть находки бронзовых изделий, относящихся к V тысячелетию до н. э.

Полигональная мегалитическая кладка (Ольянтайтамбо, Перу). Владислав Стрекопытов

Доисторический «Вторцветмет»Разнообразие форм выемок под стяжки и их расположение привели участников экспедиции Фонда «III тысячелетие», которая посетила Тиауанако (Мексика) в 2007 году, к двум версиям того, как можно было изготавливать эти стяжки.

Либо использовалось что-то типа модифицированной технологии порошковой металлургии, когда сначала в выемки засыпался порошок металла, а затем через него пропускался мощный импульс тока, в результате чего происходил быстрый и сильный нагрев частиц металла и они сплавлялись в единое целое.

Либо создатели комплекса заливали в выемки расплавленный металл, для чего использовали мобильные портативные металлургические печи для плавки металла непосредственно на месте строительства.

Более вероятным представляется второй вариант, тем более что и другие исследователи выдвигали именно это предположение.

К счастью, некоторые стяжки сохранились до наших дней и были найдены археологами. И, если ориентироваться на имеющиеся материалы, речь все-таки нужно вести об отливке стяжек. Химический анализ состава найденных археологами стяжек дал сенсационный результат. Этот анализ показал, что они содержат 95,15% меди, 2,05% мышьяка, 1,70% никеля, 0,84% кремния и 0,26% железа.

Если наличие кремния и железа можно списать на остаточные примеси, которые имелись в исходной руде и флюсах, то присутствие в сплаве подобного количества мышьяка и никеля однозначно указывает на преднамеренное легирование этими элементами.Одна из немногих сохранившихся стяжек (Аксум, Эфиопия). Владислав СтрекопытовПервоначально историки не увидели в подобном составе металлических стяжек ничего обескураживающего, поскольку найденные в комплексе Тиауанако и близ него бронзовые изделия, которые относятся к одноименной культуре, имеют схожий состав. И даже наоборот, это сходство состава использовалось историками в качестве «доказательства» того, что сооружения древнего комплекса якобы создавались как раз индейцами культуры тиауанако три с половиной тысячи лет назад. Оставалась только одна проблема — отсутствие поблизости необходимых месторождений никелевых руд. Ясно, что вряд ли индейцы культуры тиауанако перемещались на тысячи километров в поисках необходимого металла. Кроме того, получение чистого никеля — процесс очень непростой и весьма капризный. И ныне основная часть никеля производится в качестве побочного продукта в ходе получения других металлов. Так что индейцам пришлось бы доставлять за две тысячи километров непосредственно руду. При этом никелевые руды не поддаются механическому обогащению, а содержание металла в рудах обычно очень невелико. Ясно, что это выходит за любые разумные рамки.Однако проблема с источником никеля достаточно легко снимается, если не ограничиваться той картиной, которую историки нарисовали для древнего Тиауанако. Для этого нужно лишь учесть некоторые особенности в распространенности изделий из различных видов бронзы в данном регионе. На раннем этапе 80% всех изделий были изготовлены из трехкомпонентной бронзы (медь, мышьяк, никель), однако затем состав изделий сменяется оловосодержащей бронзой. При этом механические свойства оловянной бронзы мало отличаются от свойств трехкомпонентной бронзы. Производство из трехкомпонентной бронзы просто закончилось в одночасье. Но источников олова (в отличие от источников никеля) в высокогорьях Перу и Боливии предостаточно. Тогда почему производство изделий из трехкомпонентной бронзы продолжалось весьма длительное время, а затем внезапно закончилось? Наиболее простое объяснение буквально лежит на поверхности. Производство изделий из трехкомпонентной бронзы закончилось, потому что иссяк источник. Медные и мышьяковистые руды никуда не делись — их и сейчас там очень много. Иссяк источник никеля, местоположения которого исследователи до сих пор не могут найти. И вряд ли найдут до тех пор, пока будут искать его среди местных руд.Все встает на свои места, если предположить, что источником не только никеля, но и всех других составляющих трехкомпонентной бронзы для индейцев служили… стяжки, которые строители мегалитических сооружений в Тиауанако использовали для скрепления блоков. Индейцы не выплавляли трехкомпонентную бронзу из руд, а просто переплавляли эти стяжки и использовали уже готовый сплав для отливки из него своих собственных изделий. Это объясняет и сходство состава изделий из трехкомпонентной бронзы на обширной территории, и внезапное прекращение производства индейцами изделий из такой бронзы — в некий момент стяжки просто закончились.

Владислав Стрекопытов

Самые необычные металлы

Details Category: Интересное

На протяжении веков в жизни человека постоянно встречались вещи которые его удивляли, выходили за рамки привычного представления об окружающем его мире.

Когда-то нашим предкам настоящим волшебством представлялись такие вещи как порох, магниты, электричество, самодвижущиеся механизмы. Однако и в наш просвещённый век есть немало вещей, которые были не так давно открыты либо созданы наукой, похожих на результат настоящего колдовства.

Такими необычными качествами обладает и множество активно применяемых сегодня металлов и сплавов.

Галлий — металл, который плавится в руках

Существование жидких металлов и способность металлов принимать жидкое состояние при высокой температуре — это общеизвестные факты. Но довольно необычным явлением является твёрдый металл, который тает в руках как мороженое. Это — галлий. Он плавится уже при комнатной температуре и для обычного практического применения непригоден. Он полностью растворится прямо у вас на глазах, если поместить любое изделие из галлия в стакан с горячей водой. Так же этот металл способен сделать алюминий очень хрупким. Для этого достаточно поместить небольшую каплю галлия на алюминиевую поверхность.

Нитинол — металл, обладающий памятью

Нитинол является сплавом никеля и титана. Он обладает необычной способностью «запоминать» свою изначальную форму и восстанавливать ее после деформации. Для этого необходимо всего лишь немного тепла. Будет достаточно нескольких капель тёплой воды, чтобы этот сплав пришел в исходное состояние даже после очень сильного искажения первоначальной формы. В настоящее время разрабатываются способы практического применения данного материала в технике, и уже довольно успешно его используют в медицине, в частности, для лечения пациентов с заболеваниями и травмами опорно-двигательного аппарата.

Ртуть — жидкий металл

Ртуть – один из самых интересных и необычных металлов. После открытия ртуть получила название «argentum vivum», что в переводе звучит как «живое серебро». Это название связанно с ее характеристиками: она представляет собой жидкость, которая растекается быстрее воды, но при этом она довольно тяжелая. Так например ведро наполненное ртутью будет весить приблизительно 130кг!

Этот металл довольно редок, и чаще всего его находят в горных породах, которые образовались при извержении. Ртуть можно добыть из руды при ее нагреве.

Этим металл известен уже не одну тысячу лет. Изначально её получали из киновари. Именно из-за лёгкости перехода ртути в киноварь и обратно ей отводилось роль основного элемента при создании «философского камня», который занимал умы различных алхимиков на протяжении многих поколений. Считалось, что если получиться очистить ртуть и сделать ее твёрдой, то из этого материала получится золото.

Помимо алхимиков, ртуть представляла немалый интерес для различных магов, которые активно использовали её в своих магических ритуалах. В те времена очень ценилась киноварь – красная ртуть.

Её применяли как средство для изгнания духов либо для разрушения астральных структур путем распыления в воздухе. Считалось, что потусторонние сущности, боясь получить повреждения, покидали опасные для них такие «ртутные» области.

 Так же было замечено, что приборы начинают сбоить в местах обработанных подобным образом, а людей обретают обострение эмоционального восприятия.

Так же и медики в старину считали ртуть лучшим лекарством против целого ряда болезней. К тому времени, как стало известно о том, что она ядовита, ртуть уже вовсю применялась для изготовления лечебных снадобий и в качестве косметических средств.

Известный путешественник Марко Поло, описывая жизнь йогов упоминал о необычном напитке, который готовили из ртути и серы. По словам этих йогов, они пьют этот напиток с детства и тем самым значительно продлевают свою жизнь.

Утверждалось, что возраст некоторых из них доходил до 200 лет! Другой путешественник, Франсуа Бернье, изучавший образ жизни индийских аскетов и йогов, писал об их владении секретом приготовления особого снадобья из ртути, две капли которого принятые утром позволяли человеку весь день чувствовать себя в отличной физической форме.

Интересные моменты, связанные с ртутью, можно встретить и в индийском эпосе. Там идет речь о виманах – особых летательных аппаратах, которыми пользовались боги, принцы или демоны. Согласно переводу, топливом для этих аппаратов служила смесь из мёда, рисового настоя, «сома» (напиток напоминающий пиво) и ртути.

Современные технологии не допускают использования ртути в качестве топлива для двигателей, но не исключается вероятность того, что в древних текстах речь шла о подобии ядерного топлива, где ртуть выполняла ту роль, которую в современных атомных двигателях выполняет вода, а виманами называли аппараты для полетов в космос.

Калифорний-252 — самый дорогой металл

Калифорний был искусственно получен в 1950 в Калифорнийском университете в Беркли. Его извлекают из продуктов длительного облучения плутония нейтронами в ядерном реакторе. Ввиду крайне сложного способа получения в настоящее время Калифорний-252 является самым дорогим металлом. Его цена достигает 10 000 000 долларов за один грамм. Однако, запас калифорния всего несколько грамм на всей нашей планете, так как производится он всего на двух реакторах – в США и России по 20-40 микрограмм в год. Но он обладает очень впечатляющими свойствами. Более миллионов нейтронов в секунду дает мкг калифорния. А к примеру один его грамм в период распада выделяет столько же энергии, сколько 200 килограмм радия. В настоящее время данный металл используют в медицине как точечный источник нейтронов при локальной обработке злокачественных опухолей, а так же как мощный источник нейтронов в нейтронно-активационном анализе и в экспериментах по изучению спонтанного деления ядер.

Интересные факты о популярных металлах и их сплавах

Металл используется везде и повсюду. Только оглянитесь вокруг и вы поймёте, что в наше время почти в любом изделии используется металл, будь то какая-либо деталь или изделие целиком.

Мы ни случайно выбрали для рассмотрения данную тему, ведь большая часть нашей продукции сделана из металла или имеет металлические детали.

Поэтому мы решили, что вам будет интересно просмотреть несколько интересных фактов о металлах.

Такая широкая распространенность металлических изделий обусловлена многими факторами: они крепки, практичны и имеют высокий срок эксплуатации. Такие предметы менее требовательны к уходу, нежели, например, изделия из дерева. Тем более, что отдельные части металлических изделий зачастую покрыты другими материалами, поэтому по красоте внешнего вида они ничуть не уступают остальным.

Металлы не пахнут

Итак, поговорим же о самых интересных свойствах металлов. Один из самых распространенных металлов в почве нашей планеты — алюминий, однако, если брать всю планету целиком, то на первое место выходит железо, так как ядро Земли в большей части состоит из него.

Из всего добываемого в мире титана только 7% используется в машиностроении, 13% — на обработку бумаги, 20% — производство пластика и 60% на производство краски.

Характерный запах монет — это не запах металла. Он получается из соединений, образующихся при соприкосновении с металлом, например человеческого пота.

Чтобы получить такой «металлический» запах, достаточно лишь малого количества реагентов.

Эффект «памяти»

Некоторым металлическим сплавам, например нитинолу (55% никеля и 45% титана), присущ эффект памяти формы.

Он заключается в том, что деформированное изделие из такого материала при нагреве до определённой температуры возвращается к своей первоначальной форме.

Это связано с тем, что данные сплавы имеют особую внутреннюю структуру под названием мартенсит, обладающую свойством термоупругости.

В деформированных частях структуры возникают внутренние напряжения, которые стремятся вернуть структуру в исходное состояние. Материалы с памятью формы нашли широкое применение в производстве — например, для соединительных втулок, которые при очень низкой температуре сжимаются, а при комнатной — распрямляются, формируя соединение гораздо надёжнее сварки.

Медь убивает грибок

Предметы, изготовленные из такого металла как медь, а также из ее сплавов, не могут создавать искры. Это свойство меди применяется в производстве инструментов для проведения огнеопасных работ. В Японии, подверженной частым землетрясениям, медь применяют для производства газовых трубопроводов, которые отличаются высокой сейсмоустойчивостью.

Еще одно интересное свойство меди было выявлено в ходе исследования водоемов, в которых обитают карпы.

Оказывается, в воде, не содержащей медь, развивается грибок, который губительно влияет на развитие карпов, а в воде, содержащей медь, карпы хорошо растут и размножаются.

Медь есть и в организме человека, но она регулярно выводится, и поэтому мы нуждаемся в своеобразной дозаправке ежедневно 2 мг меди.

О богатой история металлов

Впервые железо было выплавлено из руды во втором тысячелетии до нашей эры на территории Западной Азии. Технология железной металлургии начинала распространяться по всему миру и в 9-7 веках нашей эры получило повсеместное распространение практически во всех племенах Европы и Азии. Этот период именуется железным веком, сменившим бронзовый век.

Основным продуктом практически любой промышленности является сталь (сплав железа с углеродом). Для изготовления любых станков и оборудования необходима сталь, а в автомобильной промышленности из стали и вовсе производят кузова и детали ходовой части автомобиля. Сложная электроника и космическая промышленность без стали существовать также не могут.

В данной статье мы рассмотрели одни из самых интересных фактов о металлах и их сплавах. Надеемся, что данная статья была вам интересна.