Хронология применения металлов

Классификация металлов

Из 115 химических элементов периодической системы Д.И. Менделеева 90 элементов (80 %) являются металлами. Металлы и сплавы условно делят на две группы:

- черные (углеродистые и легированные стали, чугуны);

Таблица 2.1

Энергия кристаллической решетки и свойства металлов

Металл	Энергия кристаллической решетки Е, кДж/г-атом	t пл,°С	ТК l ·10^6, °С^-1	E упр, Гпа	ρ, г/см^3
Mg					1,7
Al					2,7
Fe					7,8
Mo			5,1		10,2
W			4,4		19,3

- цветные – все металлы периодической системы и сплавы на их основе, исключая железо.

90 % всех конструкционных и инструментальных материалов - стали и чугуны.

Цветные металлы классифицируют по различным признакам.

- По плотности (табл. 2.2) металлы разделяютна:

- легкие, с плотностью менее 3000 кг/м³;

- тяжелые с плотностью более плотности железа (7800 кг/м³);

Таблица 2.2

Плотность некоторых цветных металлов и железа

Легкие металлы	Тяжелые металлы
Металл	Плотность, кг/м^3	Металл	Плотность, кг/м^3
Li		W
Na		Au
Mg		Pt
Be		Os
Al		Fe

- По температуре плавления (табл. 2.3) металлы разделяютна легкоплавкие и тугоплавкие, имеющие температуру плавления более t _пл Fe (1539 °С);

Таблица 2.3

Температуры плавления некоторых цветных металлов

Легкоплавкие	Тугоплавкие
Металл	t пл, °С	Металл	t пл, °С
Hg	- 39	Mo
Na		Os
Li		Ta
Pb		W

Металлы, обладающие высокой химической инертностью, называют благородными, к ним относятся Au, Ag, Pt, Pd, Rh и другие.

В качестве топлива в атомных реакторах применяют урановые металлы или актиноиды – U, Pu, Th и другие.

В качестве теплоносителей в атомных реакторах применяют щелочные металлы - Na, Li, K.

В качестве присадок к различным сплавам применяют редкоземельные металлы или лантоноиды – Ce, Pr, Nd и другие.

По строению электронных оболочек металлы разделяют на нормальные и переходные. У нормальных металлов (Na, Mg, Al, Cu и др.), внутренние электронные оболочки полностью заполнены, у переходных металлов (Ti, V, Cr, Fe, Co, Ni, Pt и др.) внутренние d - или f -оболочки не достроены.

Выделяют следующие периоды в использовании металлов и сплавов:

- применение самородных металлов (золото, серебро, медь); такие металлы человек начал использовать в качестве украшений и для изготовления примитивных орудий труда примерно миллион лет до нашей эры;

- применение металлов широко распространенных в природе и легко восстанавливаемых из руд; освоены примитивные металлургические технологии, производится выплавка железа (III тыс. лет до н.э.), олова (IV тыс. лет до н.э), сурьмы (V тыс. лет до н.э);

- средние века; открыты мышьяк, ртуть, висмут и другие металлы;

- конец 18 в. – середина 19 в; открыто большинство металлов, однако широкое промышленное применение их началось значительно позднее (через 100 – 150 лет) (табл. 2.4):

Таблица 2.4

Годы открытия и начала промышленного применения некоторых металлов

Металл	Год открытия	Год начала промышленного применения
Al	1827 г.	1895 г.
Ti	1789 г.	1945 г.
V	1880 г.	1950 г.
Cr	1797 г.	1920 г.
W	1783 г.	1910 г.

- современный период (с начала 20 в); современное промышленное производство и широкое применение различных металлов и сплавов.

Дата добавления: 2017-01-13