Зміст
1. Введення2. Фізичні властивості металів і сплавів
3. Хімічні властивості металів і сплавів.
4. Сплави. Вимоги до сплавів і види сплавів.
5. Методи випробування поліграфічних сплавів.
6. Висновок
Список використаних джерел
1. Введення
Метали добре проводять тепло і електричний струм, тобто вони теплопровідність і електропровідність. Найвищу електропровідність мають срібло Ag, мідь Сі, алюміній Al, золото Au і залізо Fe. З міді та алюмінію роблять електричні дроти.Характерною властивістю металів є пластичність. Пластичністю називається властивість металів змінювати форму.
Метали змінюють свою форму при ударі. У сильно нагрітому стані вони куються. Їх можна випускати в листи, витягати в дріт. Отже, метали пластичні і кування. Тільки марганець Mn, сурма Sb і вісмут Bi тендітні.
Мета даної роботи - розглянути метали і сплави, застосовувані в поліграфії.
2. Фізичні властивості металів і сплавів
В даний час відомі 104 елемента, з них 84 є металами.Усі метали, крім ртуті Hg, є твердими речовинами. Вони мають характерний металевий блиск. Але блищать метали тільки в шматках.
Усі метали, крім магнію Mg і алюмінію Al, у вигляді порошку мають чорний і темно-сірий колір.
Метали добре проводять тепло і електричний струм, тобто вони теплопровідність і електропровідність. Найвищу електропровідність мають срібло Ag, мідь Сі, алюміній Al, золото Au і залізо Fe. З міді та алюмінію роблять електричні дроти.
Характерною властивістю металів є пластичність. Пластичністю називається властивість металів змінювати форму.
Метали змінюють свою форму при ударі. У сильно нагрітому стані вони куються. Їх можна випускати в листи, витягати в дріт. Отже, метали пластичні і кування. Тільки марганець Mn, сурма Sb і вісмут Bi тендітні.
Крім загальних фізичних властивостей кожен метал має властивості, властиві йому одному.
Наприклад, метали відрізняються по твердості. Самим твердим металом є хром Сг, самими м'якими - натрій Na і калій К.
Метали відрізняються за питомою вагою. Метали, які мають питому вагу менше п'яти, називаються легенями. Калій, натрій і алюміній є легкими металами.
Метали, які мають питому вагу більше п'яти, називаються важкими металами. Цинк Zn, залізо Fe і золото Au є важкими металами.
Метали відрізняються один від одного по температурі плавлення (t пл). Наприклад, цезій Cs плавиться при температурі +28,5 ° С. Це легкоплавкий метал. Самим тугоплавким металом є вольфрам W. Його температура плавлення +3370 ° С. З вольфраму роблять нитки електроламп.
3. Хімічні властивості металів і сплавів.
Основною хімічною властивістю металів є здатність їх атомів легко віддавати свої валентні електрони і переходити в позитивно заряджені іони. Типові метали ніколи не приєднують електронів; їхні іони завжди заряджені позитивно.Легко віддаючи при хімічних реакціях свої валентні електрони, типові метали є енергійними відновниками.
Здатність до віддачі електронів виявляється в окремих металів далеко не однаковою мірою. Чим легше метал віддає свої електрони, тим він активніше, тим енергійніше вступає у взаємодію з іншими речовинами.
Опустимо шматочок цинку в розчин якої-небудь свинцевої солі. Цинк починає розчинятися, а з розчину виділяється свинець. Реакція виражається рівнянням:
Zn + Pb (NO 3) 2 = Pb + Zn (NO 3) 2
З рівняння випливає, що ця реакція є типовою реакцією окислювання-відновлення. Суть її зводиться до того, що атоми цинку віддають свої валентні електрони іонам двовалентного свинцю, тим самим перетворюючи в іони цинку, а іони свинцю відновлюються і виділяються у вигляді металевого свинцю. Якщо поступити навпаки, тобто занурити шматочок свинцю в розчин цинкової солі, то ніякої реакції не відбудеться. Це показує, що цинк більш активний, ніж свинець, що його атоми легше віддають, а іони важче приєднують електрони, чим атоми й іони свинцю.
Витіснення одних металів з їхніх сполук іншими металами вперше було докладно вивчене росіянином ученим Бекетовим, що розташував метали по їх спадної хімічній активності в так званий "витіснювальний ряд". В даний час витіснювальний ряд Бекетова носить назву ряду напруг.
У таблиці № 2 представлені значення стандартних електродних потенціалів деяких металів. Символом Me + / Me позначений метал Me, занурений у розчин його солі. Стандартні потенціали електродів, виступаючих як відновники по відношенню до водню, мають знак "-", а знаком "+" відзначені стандартні потенціали електродів, що є окислювачами.
Таблиця № 1
Стандартні електродні потенціали металів.
| Електрод | Е 0, В | Електрод | Е 0, В |
| Li + / Li | -3,02 | Co 2 + / Co | -0,28 |
| Rb + / Rb | -2,99 | Ni 2 + / Ni | -0,25 |
| K + / K | -2,92 | Sn 2 + / Sn | -0,14 |
| Ba 2 + / Ba | -2,90 | Pb 2 + / Pb | -0,13 |
| Sr 2 + / Sr | -2,89 | H + / 1 / 2 H 2 | 0,00 |
| Ca 2 + / Ca | -2,87 | Sb 3 + / Sb | +0,20 |
| Na + / Na | -2,71 | Bi 3 + / Bi | +0,23 |
| La 3 + / La | -2,37 | Cu 2 + / Cu | +0,34 |
| Mg 2 + / Mg | -2,34 | Cu + / Cu | +0,52 |
| Al 3 + / Al | -1,67 | Ag + / Ag | +0,80 |
| Mn 2 + / Mn | -1,05 | Pd 2 + / Pd | +0,83 |
| Zn 2 + / Zn | -0,76 | Hg 2 + / Hg | +0,86 |
| Cr 3 + / Cr | -0,71 | Pt 2 + / Pt | +1,20 |
| Fe 2 + / Fe | -0,44 | Au 3 + / Au | +1,42 |
| Cd 2 + / Cd | -0,40 |
Ряд напруг характеризує хімічні властивості металів:
1. Чим менше електродний потенціал металу, тим більше його відбудовна здатність.
2. Кожен метал здатний витісняти (відновлювати) з розчинів солей ті метали, що коштують у ряді напруг після нього.
3. Усі метали, що мають негативний стандартний електродний потенціал, тобто що знаходяться в ряді напруг лівіше водню, здатні витісняти його з розчинів кислот.
Необхідно відзначити, що представлений ряд характеризує поводження металів і їх солей тільки у водних розчинах і при кімнатній температурі. Крім того, потрібно мати на увазі, що висока електрохімічна активність металів не завжди означає його високу хімічну активність. Наприклад, ряд напруг починається літієм, тоді як більш активні в хімічному відношенні рубідій і калій знаходяться правіше літію. Це зв'язано з винятково високою енергією процесу гідратації іонів літію в порівнянні з іонами інших лужних металів.
4. Сплави. Вимоги до сплавів і види сплавів.
| Бронза | 90% Cu 10% Zn | Твердий, корозійно-стійкий, хороршо відливається у форми | монети |
| Дуралюмин | 94,3% Al 4% Cu + Mn + Mg | Легкий, володіє високою міцністю і електропровідністю | Провід, деталі літаків |
| Костянтин | 60% Cu 40% Ni | Електричний опір не залежить від температури | Реостати |
| Латунь | 70% Cu 30% Zn | Ковкий, корозійно-стійкий, має високу електропровідність | Нержавіючі вироби, електричні контакти та інше |
| Манганин | 84% Cu 12% Mn 4% Ni | Велике електричний опір, слабо розширюється при нагріванні | Реостати |
| Монель-метал | 67% Ni 29% Cu 1,7% Fe 1% Mn + C + Mg | Володіє високою міцністю, корозійно-стійкий | Насоси, гвинти літаків, хімічне обладнання |
| Нейзильбер (мельхіор) | 62% Cu 15% Ni 22% Zn | Твердий, корозійно-стійкий | Ножові вироби, хірургічні інструменти |
| Нержавіюча сталь | 85,1% Fe 13,7% Cr 0,3% C + Ni + Mn + Si | Висока міцність, корозійно-стійкий | Ножові вироби, хімічне обладнання, шарикопідшипники |
| Німонік | 80% Ni 19,5% Cr + Ti + Al | Висока температура плавлення | Лопаті газових турбін |
| Ніхром | 77,3% Ni 21% Cr + Mn + Fe | Велике електричний опір, слабо розширюється при нагріванні | Нагрівальні елементи |
| Гарматний метал | 88% Cu 10% Sn 2% Zn | Міцний, зносо-і корозійно-стійкий | Підшипники, шестерні та інше |
| Вуглецева сталь | 98,4% Fe 0,8% C + Mn + Si + P | Твердий, висока міцність на розтяг | Сталеві конструкції, дріт, леза для гоління |
| Фосфористі бронзи | 90% Cu 9,7% SnO 0,3% P | Міцний, твердий, корозійно-стійкий | Підшипники, корабельні гвинти |
5. Методи випробування поліграфічних сплавів.
Методи випробувань металів і сплавів полягають у визначенні нових механічних характеристик випробуваних матеріалів при вдавлюванні індептора без руйнування виробів. Запропоновано математичну модель процесу.Реалізовано два варіанти методики випробувань, що дозволяють більш надійно визначити характеристики механічних властивостей. Виконані роботи з забезпечення принципу подібності при реалізації випробувань різними індепторамі.
Методи дозволяють отримувати систематичні відомості про властивості різних матеріалів, не руйнуючи їх
Створення теорії участі компонентів розчину в процесах розчинення металів в активному стані.
Розвиток та експериментальне обгрунтування уявлень про стадійному характер процесів розряду-іонізації металів, що дають при розчиненні багатовалентними катіони.
Створення теорії активного розчинення сплавів. З'ясування природи процесів, що визначають схильність металів і сплавів до переходу в пасивний стан.
Розробка теоретичних основ локальних корозійних процесів (піттінговой, виразкової, міжкристалітної корозії, структурно-виборчого розчинення) металів і сплавів. Дослідження впливу домішкових елементів (S, Mn, C, P, B, Si, N) і утворених ними структурних неоднорідностей (сегрегація, вторинних фаз, неметалевих включень) у металах і сплавах на їх схильність до локальної корозії (виразкової, піттінговой, міжкристалітної) .
Дослідження особливостей корозійних процесів металоподібних сполук перехідних металів (карбідів, нітридів, інтерметалідів та ін) і композиційних матеріалів на їх основі.
6. Висновок
Створення нових методів дослідження процесів розчинення і пасивації металів, у тому числі із залученням фізичних методів (Ожегов), растрової електронної, рентгенівської фотоелектронної спектроскопії та ін.)Розробка прискорених методів випробувань металів і сплавів на стійкість проти корозії різних видів.
Розробка методів протикорозійного захисту металевого обладнання та конструкцій у провідних галузях промисловості (отримання і транспортування нафти і газу, експлуатація тепломереж і водопроводів, енергетика, виробництво корозійностійких таропакувальних матеріалів для консервної і харчової промисловості та ін)
Список використаних джерел
1. "Основи загальної хімії". Ю. Д. Третьяков, Ю. Г. Метлін. Москва "Просвіта" 2000 р.2. "Загальна хімія". Н. Л. Глинка. Видавництво "Хімія", Ленінградське відділення 2002
3. "Чому і як руйнуються метали". С. А. Балезін. Москва "Просвіта" 2001 р.
4. "Посібник з хімії для вступників до вузів". Г. П. Хомченко. 2001
5. "Книга для читання з неорганічної хімії". Частина 2. Упорядник
В. А. Кріцман. Москва "Просвіта" 2001 р.
6. "Хімія і науково-технічний прогрес". І. М. Семенов, А. С. Максимов, А. А. макарену. Москва "Просвіта" 2001 р.