Сплавы металлов

Популярные доклады

• Доклад на тему Гражданство РФ сообщение

  В 21 веке, в такой стране как Россия, ни один гражданин данной страны не обходится без гражданства. Да, возможно есть нелегалы, которые проживают в России без гражданства РФ, но это карается законом и большим штрафом. Гражданство представляет собой связь

• Доклад Беспозвоночные животные 5 класс

  Наверное, каждый из нас в курсе, что человек имеет позвоночник. Он выручает нас на протяжении всей жизни. Помогает держать ровную осанку, поднимать тяжести и выполнять различные физические нагрузки. Интересно то, что есть другие живые существа

• Доклад на тему Паукообразные 7 класс сообщение

  Паукообразные, или как их ещё называют, арахниды, относятся к классу членистоногих. В настоящее время на планете земля насчитывается около сто тысяч видов и подвидов паукообразных, большую часть которых составляют клещи и пауки.

more-dokladov.ru

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.

Применение сплавов в качестве конструкционных материалов

Сплавы, используемые для изготовления различных конструкций, должны быть прочными и легко обрабатываемыми.

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.

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.

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.

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.

Сплавы в искусстве

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.

www.yaklass.ru

Сплавы. 9 класс. Разработка урока

Цель урока:

• Дат ь понят ие о сплавах, их классификацией и свойст вах;
• Познакомить с важнейшими сплавами их значением в жизни
• общест ва и преимущест вом сплавов перед чист ыми мет аллами;
• Обучать и развивать умение делат ь выводы;
• Прививат ь и развиват ь навыки делового общения;
• Развитие логического мышления;
• Развивать кругозор;
• Обучать и развивать умение самостоятельного поиска необходимой информации;
• Развивать умение делать выводы, работать в коллективе, говорить на публике;
• Воспитание эстетического вкуса

Оборудование и материалы: Коллекции сплавов цветных и черных металлов (чугуны и стали, алюминий, медь), изделия из сплавов. Компьютер, мультимедийный проектор.

Методы урока: Объяснение, рассказ, беседа, самостоятельная работа с учебником.

Тип урока: комплексный.

Дополнительное задание: за 2 – 3 недели до урока дается задание найти информацию о сплавах и сделать сообщение по плану:

• История создания
• Состав сплава
• Его свойства
• Применение

Ход урока

Вступительное слово учителя: Здравствуйте! Мы изучали с вами свойства металлов, особенности их строения, типа связи. Пришло время перейти к изучению новой способности металлов: образованию сплавов. Открываем тетради, записываем тему урока: «СПЛАВЫ».

Но прежде чем прис тупить к изучению нового материала. Повторим ранее изученный. Часть учащихся работает по карточкам с заданиями разного уровня. Уровень 1 – на «3», уровень 2 – на «4», уровень 3 – на «5». Уровень выбираем самостоятельно. (См. приложение)

Остальные беседуют со мной, получая за верный ответ карточки, по сумме которых мы выставляем оценки.

Вопросы для обсуждения:

1. Где элементы – металлы расположены в периодической системе?
2. К каким электронным семействам относятся элементы – металлы?
3. Сколько электронов имеют атомы металлов на внешнем электронном слое?
4. Что называется металлической связью?
5. Чем обусловлены физические свойства металлов?
6. Какими физическими свойствами характеризуются металлы?
7. Почему в химических реакциях металлы выступают в роли восстановителей?
8. Какие химические свойства характерны для металлов?
9. Как реагируют металлы с кислотами?
10. Как определить активность металла?

(Задания разных уровней приведены в приложении.)

Но в реальной жизни металлы в чистом виде встречаются редко, а в основном мы имеем дело со сплавами. Поэтому запишите тему урока: «Сплавы». И на этом уроке мы поговорим о сплавах, их особенностях, классификации, значением и применением в жизни общества. И в конце урока вы должны будете ответить на один вопрос: «Почему с течением времени человечество перешло от использования чистых металлов к использованию сплавов?»

Давайте подумаем, с чем ассоциируется у вас слово сплав. (Сплавление чего-либо между собой). Совершенно верно. А на основании этого попробуйте дать определение металлического сплава. Если затрудняетесь, откройте ваши учебники на странице 267. (Металлические сплавы – материалы с металлическими свойствами, состоящие из двух и более компонентов, из которых хотя бы один – металл).

Как вы думаете, как получают сплавы? (Смешиванием различных металлов в расплавленном состоянии). Хочу заметить, что в результате затвердевания смеси, возможно, образование нескольких видов сплавов.

1. Твердые растворы: они получаются, если расплавленные металлы неограниченно растворяются друг в друге, то есть смешиваются в любых соотношениях. Компонентами могут быть металлы, кристаллические решетки которых одного типа, а атомы мало различаются по размеру. Например, золото и серебро, серебро и медь, медь и никель. Такие сплавы содержат в узлах кристаллической решетки атомы обоих металлов, а потому они однородны. По сравнению с чистыми металлами, из которых они состоят, такие сплавы имеют более высокую прочность, твердость и химическую стойкость; они пластичны и хорошо проводят электрический ток.
2. Механическая смесь металлов: Расплавленные металлы смешиваются между собой в любых соотношениях, но при охлаждении образуется не твердый раствор, а сплав, состоящий из мельчайших отдельных кристалликов каждого из металлов. Например, свинца и олова, свинца и серебра, висмута и кадмия.
3. Интерметаллиды: такие сплавы получаются, если расплавленные металлы вступают во взаимодействие и образуют между собой химические соединения. Например, медь и цинк, Кальций и сурьма, свинец и натрий. Некоторые сверхтвердые сплавы получают методом порошковой металлургии, когда смесь порошков металлов прессуется под большим давлением с последующим спеканием ее при высокой температуре. Но это не единственный признак классификации сплавов. Если составлять полную классификацию, то она будет выглядеть следующим образом:

По строению:

• Механическая смесь
• Твердый раствор
• Интерметаллическая смесь

По структуре

• Гомогенные
• Гетерогенные

По основному компоненту

• Черные
• Цветные

По числу компонентов

• Двойные
• Тройные
• Многокомпонентные

По свойствам

• Тугоплавкие
• Легкоплавкие
• Коррозионно-устойчивые

Ну а теперь самое время заслушать те сообщения, которые вы подготовили. В ходе рассказов вы будьте внимательны, смотрите на экран, в свои учебники, в коллекции на ваших с толах, а так же не забывайте заполнять таблицу:

1. Историками установлено, что в период Древнего царства в Египте ремесленники применяли только медные инструменты. Но некоторые свойства меди не удовлетворяли потребности мастеров, поэтому с конца 4-го тысячелетия до нашей эры стали появляться бронзовые изделия. Ее секрет раскрыли китайцы, впервые ее получившие. С этого момента начинается в истории бронзовый век. Бронза сплав меди с оловом, иногда в нее добавляют цинк, свинец, алюминий, марганец, фосфор и кремний. Добавки влияют на свойства сплава. Так количество олова меняется от 5 до 25%, если его больше сплав становится хрупким. Фосфор добавляется для предотвращения окисления олова до оловянной кислоты. А свинец добавляется для жесткости. Наряду с изготовлением орудий труда и изделий культового назначения уже в глубокой древности из бронзы начали отливать скульптуру. Первая из них появилась в 3 тысячелетии до нашей эры в Месопотамии. Это была статуя местного божества. В России из бронзы лились даже колокола. Из нее отлиты знаменитые Царь – колокол и Царь – пушка. Бронза относится к интерметаллидам.
2. Латунь является сплавом, состоящим из меди и цинка, причем процент цинка может достигать 50%. Иногда в него добавляют олово, марганец, алюминий, свинец, кремний, но их количество колеблется от 0.08 до 1.2 %. Данный сплав обладает хорошими механическими свойствами, устойчив к коррозии, легко обрабатывается. Открытие латунного сплава связано с кораблестроением. До открытия латуни суда смолили, но такой защиты было не достаточно. И борта стали обивать латунными пластинами, которые не боятся контакта с водой. Помимо защиты, пластины просто красивы, так как сплав имеет красивый желто – золотистый цвет. В современной промышленности латунь применяется для изготовления водопроводных кранов, любых предметов находящихся в тесном контакте с водной средой.
3. Мельхиор представляет собой соединение меди и никеля, причем процент никеля составляет 29 – 33%, иногда с добавлением серебра. Был получен с целью создания боле дешевой альтернативы серебру, и в отличие от первого не стирается, так как более прочный. Мельхиор служит материалом получения посуды, столовых приборов, из него чеканили монеты. Это прочный материал, легкий в обработке.
4. Дюралюминий состав из алюминия и меди 6 – 8%. С добавками магния, марганца, кремния. Медь добавлена в сплав для придания ему большей мягкости, что упрощает его обработку, а так же для прочности. Используется как строительный материал, для изготовления легких и прочных конструкций, а так же в современном самолетостроении.
5. Чугун сплав железа и углерода (2–4.5%), с добавками марганца до 3%, кремния до 4.5%, серы до 0.08%, фосфора до 2.5%. чугун сыграл важную роль в развитии изобразительного искусства и архитектуры. В России его применение в архитектуре началось с литых столбов, которые производили заводы Демидова на Урале. Изобретение данного сплава стало причиной революции в мостостроении. Вообще, литье из чугуна – самостоятельный вид искусства. Особо почетное место в «чугунном кружеве» принадлежит Воронихинской решетке у Казанского собора. Отлитая в 1811 году она до сих пор является украшением центра города. Но данный сплав, в силу коррозионной стойкости и прочности применяется и для изготовления кухонной утвари.
6. Сталь сплав железа и углерода (0.04 – 2%), и добавок марганца(0.1 – 1%), кремния(0.4%), серы(0.08%), фосфора(0.09%), если сталь легированная, то в нее добавлены хром и никель. Сталь — основа современной техники. Она прочная, легкая, коррозионностойкая. В старину она считалась драгоценным металлом. Из нее в первую очередь делали оружие. Самым знаменитым был булат. Его родина – Индия. До 19 века сталь считалась исключительно оружейным сплавом, но в 1830 году в Англии из нее стали делать бытовые предметы: шкатулки, подносы, портсигары. В 20 веке из стали начали изготавливать светильники, и даже барельефы. Сталь с различными видами обработки может иметь золотой, красный, синий, зеленый, оранжевый цвет.
7. Нихром состоит из никеля до 78% и хрома. Выдумка современных мастеров. Поскольку данный сплав является жаропрочным и обладает низкой теплопроводностью, а так же высокой сопротивляемостью электричеству, то из него изготовляют современную кухонную посуду, а так же детали электронагревательных приборов.
8. Существует огромное количество ювелирных сплавов:

• Ювелирное золото сплав, содержащий от 58 до 96% золота и медь
• Ювелирное серебро содержит серебро 98% и никель
• Белое золото, состоящее из золота и никеля

Слово учителя: Спасибо! А теперь попробуйте ответить на основной вопрос нашего урока: «Почему же люди стали использовать сплавы?»

Учащиеся высказывают различные предположения, но в конечном итоге должны сделать следующие выводы:

1. Сплавы обладают различными свойствами, поэтому есть возможность создать сплав с нужными свойствами.
2. Не смотря на то, что в состав сплавов входят металлы, обладающие определенным набором свойств (металлический блеск, высокая электро- и теплопроводность, ковкость, пластичность), но свойства сплава сильно отличаются от свойств компонентов, входящих в него, что особенно ценно.

Слово учителя: Сплавы состоят из металлов, которые в его составе сохраняют свои химические свойства. Например, взаимодействие с кислотами. Этот факт позволяет установить качественный состав сплава. И это мы проверим с помощью расчетных задач.

Часть из них мы решим в классе, а часть пойдут в качестве домашнего
задания:

1. При действии избытка соляной кислоты на 60 граммов сплава меди и цинка выделился газ объемом 1.12 литра. Найдите массовые доли металлов в сплаве.
2. При действии соляной кислоты на 500 граммов сплава серебра и магния выделился газ, объемом 112 литров. Найдите массовые доли металлов в сплаве.
3. При действии разбавленной серной кислоты на 10 граммов сплава меди и алюминия, выделился газ, объемом 1.24 литра. Найдите массовые доли металлов в сплаве.

В конце урока проводится оценивание деятельности учащихся и класса в целом, а так же сбор тетрадей некоторых школьников, с целью проверки правильности решения задач.

Домашнее задание: Параграф 74, задачи

1. Тугоплавкий металл вольфрам – неизменный материал для изготовления нитей накаливания, а карбид вольфрама состава WC – основа твердого сплава «Победит, из которого изготавливают сверла. Для получения порошкообразного вольфрама используют восстановление оксида вольфрама водородом. Рассчитайте тепловой эффект реакции, если на получение 1 кг. Вольфрама этим способом было потрачено 636 кДж теплоты. WO₃ +2H₂ = W + 3H₂O
2. Выплавка свинца, вероятно, была одним из первых металлургических процессов. В качестве природного сырья чаще всего использовали Галенит – природный сульфид свинца, который сначала обжигали, получая оксид свинца (II), а затем восстанавливали углем. Определите массу угля, необходимого для получения 40 кг. Свинца, если практический выход процесса восстановления равен 20%.

Пользуясь дополнительной литературой, заполните схему – применение сплавов в различных отраслях.

Итог урока.

Как бы вы, продолжили фразу:

• Сегодня на уроке…
• Теперь я знаю…
• Мне на уроке…
• попробуйте определить настроение сегодняшнего урока, выберите его (на доске появляются «рожицы» с разным выражением): если вам было комфортно, понятно, то «рожица» 1, если настроение не изменилось – 2, если ухудшилось – 3.__

rosuchebnik.ru

Сплавы . Химия 9 класс

Урок химии 9 класс

Тема урока «Сплавы»

Разработала учитель химии

МКОУ Гвазденская СОШ Гайворонская Т.М.

???

1. Какие вы знаете распространенные в быту и технике сплавы металлов?

2. Почему на практике почти не применяется чистое железо?

3. Чем вызвана необходимость создания разнообразных сплавов?

Сплав —

это гомогенная система, образованная сплавлением (спеканием) двух или более металлов, а также металлов и неметаллов (порошковая металлургия)

Сплавы отличаются от чистых металлов

1. Структурой

2. Более низкой температурой плавлениям

3. Более высокой прочностью и твердостью

4. Более меньшей электро- и теплопроводностью

5. Высокой коррозийной стойкостью

Классификация сплавов

1. Сплавляемые металлы взаимодействуют между собой, образуя интерметаллиды

Na 2 Pb, AuZn, MgPb

2. Жидкие металлы могут смешиваться в любых количественных соотношениях и при остывании образуют сплавы – твердые растворы (Ag –Cu Cu –Ni Mn – Fe )

3 . Механические смеси

Структура и строение элементарной ячейки Различных сплавов двух металлов

Твердые растворы замещения

Условия образования

Совпадение типов кристаллических решеток

Близкие размеры радиусов атомов металлов

Например,

1. Мельхиор Cu – Ni

2. Бронза Cu – Sn

3. Дюралюминий Al – Cu, Mg, Mn, Ni

4. Латунь Cu – Zn

Изделия из мельхиора

Изделия из бронзы

Изделия из латуни

Изделия из дюралюминия

Твердые растворы внедрения

Условия образования

Значительное различие в радиусах атомов металлов (более 12%)

Например, Fe — C, Fe–B

Черные металлы – чугун и сталь

Чугун — сплав железа с углеродом (более 2%0 и примесями Mn, Si, S, P. ; он тверд и хрупок

Сталь —

Сталь — сплав железа, содержащий 1.7% С, примеси Mn, Si, S, P (добавки различных металлов, увеличивающих прочность, твердость сплава и т.д.

Механическая смесь (припой, «третники»)

При охлаждении смеси расплавленных металлов образуется сплав, состоящий из мельчайших кристалликов каждого металла

Например, Pb- Sn, Pb — Ag

Русские ученые — металлурги

Д.К. Чернов

П.П. Аносов

И.П. Бардин

1839-1921

1799-1851

1883-1960

Домашнее задание

§ 49, упр. 3, с. 223 по учебнику Н.Е. Кузнецовой

§ 38, упр.13-15, задача №2, с. 112 по учебнику Г.Е. Рудзитиса

§ 7, задача №2 , с. 34

multiurok.ru

Доклад по химии Тема: «Сплавы»

Доклад по химии

Тема: “Сплавы”

Окружающие нас металлические предметы редко состоят из чистых металлов. Только алюминиевые кастрюли или медная проволка имеют чистоту около 99,9%. В большин­стве же других случаев люди имеют дело со сплавами. Так, различные виды железа и стали содержат наряду с металлическими добавками незначительные количества углерода, которые оказывают решающее влияние на механическое и тер­мическое поведение сплавов. Все сплавы имеют специльную маркировку, т.к. сплавы с одним названием (например, латунь) могут иметь разные массовые доли других металлов.

Для изготовления сплавов применяют различные металлы. Самое большое значение среди всех сплавов имеют стали раз­личных составов. Простые конструкционные стали состоят из железа относительно высокой чистоты с небольшими (0,07—0,5%) добавками углерода. Так, чугун, получаемый в доменной печи, содержит около 10% других металов, из них примерно 3% составляет углерод, а остальные — кремний, марганец, сера и фосфор. А легированные стали получают, добавляя к железу кремний, медь, марганец, никель, хром, вольфрам, ванадий и молибден.

Никель наряду с хромом является важнейшим компонентом многих сплавов. Он придает сталям высокую химическую стойкость и механическую прочность. Так, известная нержа­веющая сталь содержит в среднем 18% хрома и 8% никеля. Для производства химической аппаратуры, сопел самолетов, космических ракет и спутников требуются сплавы, которые устойчивы при тем­пературах выше 1000 °С, то есть не разрушаются кислородом и горючими газами и обладают при этом прочностью лучших сталей. Этим условиям удовлетворяют сплавы с высоким содержанием никеля. Большую группу составляют медно-никелевые сплавы.

Сплав меди, известный с древ­нейших времен, — бронза содержит 4-30% олова (обычно 8-10%). До наших дней сохрани­лись изделия из бронзы мастеров Древнего Египта, Греции, Китая. Из бронзы отливали в средние века орудия и многие другие изделия. Знаменитые Царь-пушка и Царь-колокол в Московском Кремле также отлиты из сплава меди с оловом. В настоящее время в бронзах олово часто заменяют другими ме­таллами, что приводит к изменению их свойств. Алюминиевые бронзы, которые содержат 5-10% алюми­ния, обладают повышенной проч­ностью. Из такой бронзы чеканят медные монеты. Очень прочные, твердые и упругие бериллиевые бронзы содержат примерно 2% бе­риллия. Пружины, изготовленные из бериллиевой бронзы, практически вечны. Широкое применение в народном хозяйстве нашли бронзы, изготовленные на основе других металлов: свинца, марганца, сурь­мы, железа и кремния.

Сплав мельхиор содержит от 18 до 33% никеля (остальное медь). Он имеет красивый внешний вид. Из мельхио­ра изготавливают посуду и укра­шения, чеканят монеты («серебро»). Похожий на мельхиор сплав -нейзильбер -содержит, кроме 15% ни­келя, до 20% цинка. Этот сплав используют для изготовления худо­жественных изделий, медицинского инструмента. Медно-никелевые спла­вы константан (40% никеля) и ман­ганин (сплав меди, никеля и мар­ганца) обладают очень высоким электрическим сопротивлением. Их используют в производстве элект­роизмерительных приборов. Харак­терная особенность всех медно-ни­келевых сплавов — их высокая стой­кость к процессам коррозии — они почти не подвергаются разрушению даже в морской воде. Сплавы меди с цинком с содер­жанием цинка до 50% носят наз­вание латунь. Латунь «60» содержит, например, 60 весовых частей меди и 40 весовых частей цинка. Для литья цинка под давлением применяют сплав, содер­жащий около 94% цинка, 4% алюминия и 2% меди. Это дешевые сплавы, обладают хорошими механическими свойствами, легко обрабатываются. Латуни благодаря своим качествам нашли широкое применение в ма­шиностроении, химической промыш­ленности, в производстве бытовых товаров. Для придания латуням особых свойств в них часто добав­ляют алюминий, никель, кремний, марганец и другие металлы. Из латуней изготавливают тру­бы для радиаторов автомашин, тру­бопроводы, патронные гильзы, па­мятные медали, а также части технологических аппаратов для полу­чения различных веществ.

По следующим рецептам можно получить легкоплавкие сплавы. Сплав Ньютона: 31 массовая часть свинца, 19 частей олова и 50 частей висмута. Температура плавления 95 °С. Сплав Вуда: 25 частей свинца, 12,5 частей олова, 50 частей висмута и 12,5 частей кадмия. Температура плавления 60 °С. Ложка из такого сплава расплавится, если ею помешать горячий кофе. Раньше это демонстрировали в качестве шутли­вого опыта. Однако перемешанный таким образом напиток ядовит из-за солей свинца и висмута!

Использованная литература:

1. Книга для чтения по неогранической химии. — А. Крицман

2. Химия для любознательных — Эю Гроссе.

refdb.ru

Методическая разработка (химия, 9 класс) по теме: Сплавы

Конспект урока по химии в 9 классе по теме: «Сплавы».

Цель урока:

1. Познакомиться с видами сплавов;
2. Познакомиться  со свойствами сплавов
3. Значением сплавов. (медь и её сплавы. Иконы, чистка монет)

Оборудование: коллекции металлов и сплавов, кристаллические решетки металлов и сплавов, открытки изделий из сплавов, дидактические задания, периодическая таблица Д.И.Менделеева, иллюстративный материал, образцы изделий из сплавов.

Ход урока.

1. Орг. момент.
2. Повторение.

1. Физические свойства металлов.
2. Металлическая связь.

3. Содержание урока.

При плавлении металлы обычно смешиваются друг с другом, образуя сплавы. В большинстве случаев сплавы обладают более полезными свойствами, чем составляющие их чистые металлы. У бронзы, например, прочность выше, чем у составляющих ее меди и олова. Сталь и чугун прочнее технически чистого железа. Поэтому в чистом виде металлы используют редко. Получены десятки тысяч сплавов

        Помимо большей прочности многие сплавы обладают большей коррозионной стойкостью и твердостью, лучшими литейными свойствами, чем чистые металлы. Так, чистая медь очень плохо поддается литью, из нее трудно получить отливки, и в то же время оловянная бронза имеет прекрасные литейные свойства: из нее отливают художественные изделия, требующие тонкой проработки деталей. Чугун-сплав железа с углеродом — также великолепный литейный материал.

        Помимо более высоких механических качеств сплавам присущи свойства, которых нет у чистых металлов. Примерами могут служить получаемая на основе железа нержавеющая сталь-материал с высокой коррозионной стойкостью даже в агрессивных средах и с высокой жаропрочностью, магнитные материалы, сплавы с высоким электрическим сопротивлением, с малым коэффициентом термического расширения.

Сплавы — это материалы с характерными свойствами, состоящие из двух и более компонентов, из которых по крайней мере один — металл.

        В металлургии железо и его сплавы выделяют в одну группу под названием черные металлы; остальные металлы и их сплавы имеют техническое название цветные металлы. 

        Подавляющее большинство железных (или черных) сплавов содержит углерод. Их разделяют на чугуны и стали.

        Чугун-сплав на основе железа, содержащий от 2 до 4,5% углерода, а также марганец, кремний, фосфор и серу. Чугун значительно тверже железа, обычно он очень хрупкий, не куется, а при ударе разбивается. Этот сплав применяется для изготовления различных массивных деталей методом литья, так называемый литейный чугун и для переработки в сталь — передельный чугун.

        В зависимости от состояния углерода в сплаве различают серый и белый чугун.

        Сталь-сплав на основе железа, содержащий менее 2% углерода. По химическому составу стали делят на два основных вида: углеродистая и легированная стали.

Углеродистая сталь представляет собой сплав железа главным образом с углеродом, но, в отличие от чугуна, содержание в ней углерода, а также других веществ гораздо меньше. В зависимости от количества углерода стали подразделяют на мягкие(0,3%С), средней твердости и твердые (до2%С). Из мягкой и средней твердости стали делают детали машин, трубы, гвозди, скрепки и т. д., а из твердой — различные инструменты.

        Легированная сталь- это тоже сплав железа с углеродом, только в него введены еще специальные, легирующие добавки: хром, никель, вольфрам, молибден и др.

        Легирующие добавки придают сплаву особые качества. Так, хромоникелевые стали очень пластичные, прочные, жаростойкие, кислотоупорные, устойчивые против коррозии. Они применяются в строительстве, а также для изготовления нержавеющих предметов домашнего обихода (ножей, вилок, ложек), всевозможных медицинских и других инструментов. Хромомолибденовые и хромованадиевые стали очень твердые, прочные и жаростойкие. Они используются для изготовления трубопроводов, компрессоров, моторов и многих других деталей машин современной техники.

        Стали — это основа современного машиностроения, оборонной промышленности, ракетостроения и других отраслей промышленности.

        В развитии современной металлургии стали большое значение имели работы Д. К. Чернова и П. П. Аносова.

        Сплавы меди

Сплавы, повышающие прочность и другие свойства меди, получают введением в нее добавок, таких, как цинк, олово, кремний, свинец, алюминий, марганец, никель. На сплавы идет более 30% меди.

Латуни — сплавы меди с цинком ( меди от 60 до 90% и цинка от 40 до 10%) — прочнее меди и менее подвержены окислению. При присадке к латуни кремния и свинца повышаются ее антифрикционные качества, при присадке олова, алюминия, марганца и никеля возрастает антикоррозийная стойкость. Листы, литые изделия используются в машиностроении, особенно в химическом, в оптике и приборостроении, в производстве сеток для целлюлознобумажной промышленности.

Бронзы. Бронза- сплав на основе меди с добавкой ( до 20% ) олова. Бронза хорошо отливается, поэтому используется в машиностроении, где из нее изготавливают подшипники, поршневые кольца, клапаны, арматуру и т. д. Используется также для художественного литья.

        Раньше бронзами называли сплавы меди (80-94%) и олова (20-6%). В настоящее время производят безоловянные бронзы, именуемые по главному вслед за медью компоненту.

Алюминиевые бронзы. Дюралюминий — сплав на основе алюминия, содержащий медь, магний. Марганец и никель. Имеет хорошие механические свойства, применяется в самолетостроении машиностроении.

содержат 5-11% алюминия, обладают высокими механическими свойствами в сочетании с антикоррозийной стойкостью.

Свинцовые бронзы, содержащие 25-33% свинца, используют главным образом для изготовления подшипников, работающих при высоких давлениях и больших скоростях скольжения.

Кремниевые бронзы, содержащие 4-5% кремния, применяют как дешевые заменители оловянных бронз.

Бериллиевые бронзы, содержащие 1,8-2,3% бериллия, отличаются твердостью после закалки и высокой упругостью. Их применяют для изготовления пружин и пружинящих изделий.

Кадмиевые бронзы — сплавы меди с небольшим количества кадмия (до1%) — используют при производстве троллейных проводов, для изготовления арматуры водопроводных и газовых линий и в машиностроении.

Припои — сплавы цветных металлов, применяемые при пайке для получения монолитного паяного шва. Среди твердых припоев известен медносеребряный сплав (44,5-45,5% Ag; 29-31%Cu; остальное — цинк).Из цветных сплавов отметим бронзу, латунь, мельхиор, дюралюминий.

        Бронза- сплав на основе меди с добавкой ( до 20% ) олова. Бронза хорошо отливается, поэтому используется в машиностроении, где из нее изготавливают подшипники, поршневые кольца, клапаны, арматуру и т. д. Используется также для художественного литья.

        Дюралюминий — сплав на основе алюминия, содержащий медь, магний. Марганец и никель. Имеет хорошие механические свойства, применяется в самолетостроении машиностроении.

Дополнительный материал с презентацией

Медь в искусстве.

В незапамятные времена медь стала доступна человеку. Медный век был ознаменован широким использованием орудий, изготовленных из медных самородков. Достаточно распространенный в природе, обладающий хорошей ковкостью, сравнительно легко поддающийся обработке – этот металл первым завоевал доверие и признание человеческой цивилизации. Достаточно упомянуть о том, что уже в 3-м тысячелетии до нашей эры при помощи медных инструментов были добыты и изготовлены 2 миллиона 300 тысяч каменных глыб, из которых сложено одно из семи чудес света – египетская пирамида Хеопса. Изготовление изделий из меди и искусство медной чеканки по древности происхождения уступает лишь художественной керамике. Бронзовый век, пришедший на смену медному, открыл людям еще одну возможность – использование сплавов. Бронза – это сплав меди с оловом. Знаменательно, что это вещество дало начало развитию искусства литья. Из бронзы изготавливались преимущественно предметы роскоши, драгоценности, а также первые зеркала. В Египте эксперименты с медью привели к возникновению алхимии. Египетские жрецы открыли для себя сплав меди и цинка – латунь. Сходство латуни с золотом заставило первых алхимиков прийти к выводу, что они владеют секретом получения золота из меди (правда, в отличие от золота, латунь окисляется). Кроме сплавов, использовались и химические соединения меди. Например, в Александрии окисленная медь использовалась в качестве женского грима – получаемой таким образом зеленой краской подводили глаза. Этот же краситель применялся и в живописи терм (бань) римского императора Тита, в стенных фресках Помпеи.

Медь и бронза были известны также в Индии, Ассирии, Риме и в Греции. Один из богов, воспетых в «Илиаде», кузнец Гефест выковывает из меди победный щит герою Троянской войны Ахиллу, а в начале III века до н. э. в районе порта Родоса на побережье Эгейского моря появляется другое чудо света – Колосс Родосский – 32-метровая статуя бога Солнца Гелиоса. Гигантское сооружение, под которым свободно проплывали парусные суда, было полностью медным. До наших дней также дошли выполненные на заре человеческой цивилизации уникальные скульптуры из бронзы – Марк Аврелий, Дискобол, Спящий сатир и другие. Не менее популярна была медь и в Японии. Так, в VIII веке н.э. была создана гигантская медная фигура Будды в храме Тодайдзи весом более 400 тонн.

Из меди и сплавов изготавливались и монеты разных стран.

Медь в искусстве России

На территории нашей страны медные рудники появились приблизительно в начале 2-го тысячелетия до н. э. VIII–VI веками до н. э. датируются находки археологов в Закавказье, Сибири и на Алтае: медные ножи, наконечники стрел, бронзовые щиты, шлемы и другие предметы. Промышленная выплавка меди, однако, началась лишь в начале XIII века в Архангельской области, на Цильменском месторождении.

Меднолитая пластика – это замечательное и до конца не исследованное явление русской художественной культуры, имеющее тысячелетнюю историю. Определяя значение медных крестов, икон и складней в жизни русского народа, Ф.И.Буслаев, известный филолог и искусствовед XIX в., писал: «Это были святыни самые удобные для перенесения, прочные и дешевые; потому они и доселе в большом употреблении в простом народе…». 1 Эти слова с полным правом можно отнести к любому региону России, в том числе и к Московской губернии, где на протяжении XVIII – XX вв. не только почитали меднолитые образа, но и занимались их производством.

Определяющей вехой в истории медного литья стал указ Петра I от 31 января 1723 г. «О запрещении иметь в приходских церквах иконы частных лиц; также выливать и продавать в рядах священные изображения из меди и олова». 2 Этот указ поставил под контроль производство, продажу и бытование меднолитых предметов, которые следовало «употребить на церковные нужды». Таким образом, уже в начале XVIII в. была определена политика государственных властей по отношению к медной пластике. Именно в этих условиях, поставивших литейное дело в нелегальное положение, мастера-старообрядцы разных направлений (беспоповцы и поповцы) сумели не только сохранить древнерусские традиции, но и создать новые образцы крестов, икон и складней.

Из меди и сплавов на Руси отливалось и оружие. 40-тонная Царь-пушка была отлита из бронзы в 1586 году Андреем Чеховым. Медные монеты впервые на Руси были введены в середине XVII века. Издавна была известна на Руси и уксуснокислая медь – ярко-зеленая краска, носившая в старину название «яр-медянки».

Медное литье, утвердившееся в русском церковном искусстве в домонгольскую эпоху, неотрывно сопровождает всю историю русской религиозности и благочестия. Купола, как известно, в России кроют золотом, однако основа для покрытия купола изготавливалась обычно из меди. И сегодня медь является предпочтительным материалом для изготовления церковных куполов: так, при реконструкции храма Василия Блаженного в Москве в скором времени планируется заменить железные купола медными, так как железо быстро ржавеет. Высочайшего мастерства русские умельцы достигли и в искусстве литья колоколов. Бронзовый Царь-колокол, предназначенный для колокольни Ивана Великого, весом более 200 тонн был отлит в 1735 году отцом и сыном Материными. Медными листами покрыта и южная дверь Успенского собора – главного храма Древней Руси.

Литые иконы, кресты и складни изготовлялись в России с древнейших времён. Особенно популярными стали литые иконы в среде старообрядцев – они нуждались в иконах, выполненных из прочного материала, приспособленного для частых перевозок, длительного пребывания под открытым небом или, в случае обыска или необходимости прятать свои святыни от гонителей, в земле. Медные сплавы как нельзя более отвечали этим требованиям. Родиной старообрядческого цветнометаллического литья считается поморский Выговский монастырь, где, по-видимому, до середины XVIII в. сформировались основные композиционные и стилевые мотивы медной пластики. К XIX в. медные иконы отливались не только на Севере, но и на Урале, и даже в мастерских Подмосковья.

Медь нашла свое применение и в светском искусстве Руси. Гравюра на металле – технология, заимствованная с Запада, но получившая свое продолжение и развитие в руках русских мастеров – не перестает удивлять тонкостью и изяществом исполнения и в наши дня. Первые гравюры на металле, появившиеся в Петровскую эпоху, были резцовыми – их получали путем нанесения на поверхность металла резцом штрихов и линий. В дальнейшем резцовая техника сочеталась с пунктирной (когда вместо резца использовались пуансоны – с их помощью наносились точки различной величины, формы и глубины), с различными типами обработки поверхности медной доски, а также травления участков доски, предварительно покрытых кислотоупорным лаком. Сегодня культура гравюры на меди оказалась во многом утраченной из-за своей сложности и строгости принципов.

В архитектуре и оформлении городского пространства императорской России прочное место заняли и бронзовые скульптуры. Из бронзы изготовлен и знаменитый петербургский «Медный всадник» – творение французского скульптора Фальконе, воспетый А. С. Пушкиным.

Медные монеты прошлого

Монета 10 копеек, Сибирь, 1770 г

.            

Монета 10 копеек, Сибирь, 1770 г.

4. Домашнее задание.

§        7 упр. 1- 3, сообщения о производстве и применении сплавов .

5. Закрепление

1. На какие две группы делятся металлы?
2. Сравните состав и свойства чугуна и стали.

В чем сходство и различие?

3. Медные изделия дома

nsportal.ru