Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 [ 1 ] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63

Рис. I. Расположение атомов в кристаллографической плоскости

Металлы легко вступают во взаимодействие е неметаллами, отдавая валентные электроны. Это объясняется тем, что у металлов все валентные электроны непрочно связаны с ядром и количество их невелико. Эти же

свойства .металла лежат и в основе электропроводности, так как электроны, заряженные отрицательно, .создают ничтожную разность потенциалов, что обеспечи-,вает :их перемещение к положительно заряженному полюсу и тем самым появлению электрического тока. Таким образом, слабая связь валентных электронов с ядром определяет физические « химические свойства металлов.

Металлы, как правило, хорошо .проводят электричество и теплоту, обладают характерным металлическим блеском, непрозрач-иы, пластичны. Такими же свойствами обладают и металлические сплавы-более сложные вещества, состоящие 1ИЗ нескольких элементов как металлов, так и неметаллов.

Все металлы условно подразделяют на черные и цветные. К чер-iHHiM металлам относят железо и сплавы на основе железа. К цветным металлам относят медь, иикель, цинк, свинец, алюминий, магний, титан и др.

Расположение атомов ,в кристалле условно можно изображать различными схемами, но чаще всего в виде пространственных, так называемых элементарных кристаллических ячеек, многократным повторением которых можно (Воспроизвести пространственную кристаллическую решетку. Расстояние между атомами в кристаллической решетке называют параметрами решетки и обозначают а и с. Они измеряются iB ангстремах А (1А = 10-8 см). Простейшей элементарной кристаллической решеткой является простая кубичекая ревдетка с параметром а (рис. 2). Для ме-

Рис. 2. Простая кубическая элементарная решетка

таллов наиболее распространены типы кристаллических решеток (рис. 3, а-е): а - кубическая объемноцентри-рованная, которую имеют \V, Mo, V, Cr, Ре; б- кубическая гранецентрироваш1ая, которую имеют РЬ, Fev, А1, Си, Ni; в - гексагональная плотноупакованная, которую имеют Tia, Mg, Zn, Be. В перечисленных решетках каждый атом окружен максимальным геометрически допу-

Рис. 3. Элементарные кристаллические решетки чистых металлов

стимым числом атомов, соответствующим плотнейшей упаковке шаров одного и того же размера. Некоторые металлы, например олово, индий, галлий, имеют тетра-

Рис. 4. Простая тетрагональная решетка

Рис. 5. Кристаллические плоскости в кубической объемноцентрирован-иой решетке

гональную решетку с параметрами а и с (рис. 4), которая в зависимости от расположения атомов в пространстве (как кубическая) может быть простой, объемно- н граиецентрированной.

Для металлов характерным свойством является анизотропия, т. е. неодинаковость свойства кристалла в разных кристаллографических направлениях. Объясняется это тем, что кристаллические плоскости а и б, например, в кубической объемноцентрированной решетке заполнены атомами с различной плотностью (рис. 5).

2. Построение кривых охлаждения

Для определения температуры плавления металла или сплава, выяснения процессов кристаллизации применяют термический метод анализа. В огнеупорный тигель 5 (рис. 6), содержащий расплавленный металл 4, погружают термопару 3 (дъе сваренные с одного конца проволоки из разных металлов), свободные концы которой присоединяют к гальванометру 2. При нагревании сваренного конца термопары, т. е. при разнице температур горячего спая н двух холодных концов, в ней возникает э.д.с, ток которой пропорционален температуре металла, и стрелка гальванометра, отклоняясь, будет показывать температуру металла по градуированной шкале / гальванометра. Если охлаждать расплавленный металл и измерять по гальванометру температуру, записывая ее изменение через определенные промежутки времени, можно получить данные, по которым строят кривые охлаждения металла в координатах температура - время.

Если в металле при определенной температуре происходит какое-либо превращение, то такая температура называется критической точкой.

Рис. 6. Схема определения температуры плавления металла

3. Кристаллизация металлов

Металлы в зависимости от условий (температуры, давления) могут находиться в трех состояниях: газообразном, жидком и твердом. Химически чистые металлы при нагревании переходят в жидкое состояние при строго определенной температуре, называемой температурой плавления, а из жидкого - в газообразное (парообразное) прп температуре, называемой температурой кипения. Температуры плавления металлов различны и колеблются от -38,9° С (для отути) до -[-3410° С (для вольфрама).