Молекулярная физика. плавление и кристаллизация

Примечания[править | править код]

1. ↑ С. Т. Жуков Химия 8-9 класс, Глава 1. Основные представления и понятия химии
2. ↑ Разброс экспериментальных данных связан, по видимому, с фазовым переходом графит-карбин и различной скоростью нагрева при измерениях. Климовский И. И., Марковец В. В. Влияние фазового перехода графит-карбин на излучательную способность графитовых образцов при их нагревании до температур 3000 K и более // International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology. — 2007. — № 6 (50). — С. 50—59. Архивировано 26 октября 2015 года.
3. ↑ Андреев В. Д. Избранные проблемы теоретической физики.. — Киев: Аванпост-Прим,. — 2012.
4. ↑ Мейер К. Физико-химическая кристаллография, М., «Металлография», 1972
5. ↑ Lindemann F. A. // Phys.Z., 1910, v.11, p.609
6. ↑ Wood W. W., Jacobson J. D. Preliminary Results from a Recalculation of the Monte Carlo Equation of State of Hard Spheres // J. Chem. Phys.. — 1957. — № 27. — С. 1207. — doi:10.1063/1.1743956.
7. ↑ Alder B. J., Wainwright T. E. Phase Transition in Elastic Disks // Phys. Rev.. — 1962. — № 127. — С. 359. — doi:10.1103/PhysRev.127.359.
8. ↑ Hoover W. G., Gray S. G., Johnson K. W. Thermodynamic Properties of the Fluid and Solid Phases for Inverse Power Potentials // J. Chem. Phys.. — 1971. — № 55. — С. 1128. — doi:10.1063/1.1676196.
9. ↑ Пайнс Д. Элементарные возбуждения в твёрдых телах. М., Мир, 1965.
10. ↑ Андреев В. Д. Крэш (crash)-конформационная кинематика ковалентной решетки алмаза при плавлении. // Журнал структурной химии. — 2001. — № 3. — С. 486—495.
11. ↑ Андреев В. Д. «Фактор плавления» при межатомных взаимодействиях в алмазной решетке. // Химическая физика. — 2002. — № 8,т.21. — С. 35—40.

Теплота плавления

Теперь перейдем от определения плавления к формуле, которая количественно описывает этот процесс. Когда происходит плавление, то внешний подвод тепла расходуется на разрыв связей в твердом теле и его перевод в жидкое состояние. Энергия, которую необходимо затратить, чтобы определенное количество твердого вещества, находящегося при температуре плавления, перешло в жидкое состояние называется теплотой плавления. Формула в этом случае записывается так: λ=Q/m, где Q — количество теплоты, m — масса тела.

Значение теплоты плавления λ зависит от физико-химических свойств материала. Например, для льда это значение составляет 333,55 Дж/г или 6,02 кДж/моль, а для железа 13,81 кДж/моль. Значения приведены при давлении 1 атмосфера.

Температура плавления

Температура плавления и кристаллизации — температура, при которой твёрдое кристаллическое тело совершает переход в жидкое состояние и наоборот. При температуре плавления вещество может находиться как в жидком, так и в твёрдом состоянии. При подведении дополнительного тепла вещество перейдёт в жидкое состояние, а температура не будет изменяться, пока всё вещество в рассматриваемой системе не расплавится. При отведении лишнего тепла (охлаждении) вещество будет переходить в твёрдое состояние (застывать) и, пока оно не застынет полностью, его температура не изменится.

Температура плавления/отвердевания и температура кипения/конденсации считаются важными физическими свойствами вещества. Температура отвердевания совпадает с температурой плавления только для чистого вещества. На этом свойстве основаны специальные калибраторы термометров для высоких температур. Так как температура застывания чистого вещества, например олова, стабильна, достаточно расплавить и ждать, пока расплав не начнёт кристаллизоваться. В это время, при условии хорошей теплоизоляции, температура застывающего слитка не изменяется и в точности совпадает с эталонной температурой, указанной в справочниках.

Смеси веществ не имеют температуры плавления/отвердевания вовсе и совершают переход в некотором диапазоне температур (температура появления жидкой фазы называется точкой солидуса, температура полного плавления — точкой ликвидуса). Поскольку точно измерить температуру плавления такого рода веществ нельзя, применяют специальные методы (ГОСТ 20287 и ASTM D 97). Но некоторые смеси (эвтектического состава) обладают определенной температурой плавления, как чистые вещества.

Аморфные (некристаллические) вещества, как правило, не обладают чёткой температурой плавления. С ростом температуры вязкость таких веществ снижается, и материал становится более жидким.

Поскольку при плавлении объём тела изменяется незначительно, давление мало влияет на температуру плавления. Зависимость температуры фазового перехода (в том числе и плавления, и кипения) от давления для однокомпонентной системы даётся уравнением Клапейрона-Клаузиуса. Температуру плавления при нормальном атмосферном давлении (101 325 Па, или 760 мм ртутного столба) называют точкой плавления.

Ртуть

Ртуть — единственный металл, температура плавления которого имеет минусовое значение. К тому же это один из двух химических элементов, простые вещества которых при нормальных условиях, существуют в виде жидкостей. Интересно, что кипит металл при нагревании до 356,73 °C, а это намного выше температуры его плавления.

Имеет серебристо-белый цвет и ярко выраженный блеск. Она испаряется уже при комнатных условиях, конденсируясь в небольшие шарики. Металл очень токсичен. Он способен накапливается во внутренних органах человека, вызывая болезни головного мозга, селезенки, почек и печени.

Полезная информация для всех

Эффекты от воздействия соединений олова

Активность соединений с этим элементом, так или иначе, влияет, как на организм человека, так и на экологию.

На здоровье человека

Как уже упоминалось, наиболее опасными для здоровья человека являются органические химические соединения олова. Эти вещества широко используются в индустрии, например, при производстве красок, пластика и пестицидов для агрикультуры. Кроме того, объемы производства органических соединений с этим металлом постоянно растут несмотря на то, что известны последствия отравления ими.

Эффекты от воздействия этих веществ на человека разнообразны, все зависит от типа соединения и от индивидуальных особенностей организма. Опасность соединения коррелирует с длиной связи между металлом и водородом, чем длиннее эта связь, тем менее опасно соединение. В связи с этим, самым опасным органическим веществом считается соединение олова с тремя этиловыми группами, водородные связи которого являются относительно короткими.

Попасть в организм человека эти вещества могут через еду, воздушно-капельным путем или от простого прикосновения к ним. Известны следующие эффекты воздействия органических соединений олова на организм человека:

• При нахождении в помещении, содержащем пары этого металла, сильное раздражение верхних дыхательных путей, кожных покровов и глаз;
• Головные боли, боли в желудке и отсутствие аппетита;
• Тошнота и рвота;
• Проблемы при мочеиспускании;
• Сильное потоотделение и одышка.

Перечисленные эффекты могут привести к более серьезным последствиям:

• Депрессия;
• Проблемы с печенью;
• Нарушение работы иммунной системы;
• Повреждение хромосом клеток и недостаток красных телец в крови;
• Повреждения мозга (нарушения сна, головные боли, провалы памяти, раздраженное состояние).

На окружающую среду

Как атомы олова, так и сам металл в чистом состоянии не являются токсичными ни для одного организма на земле, в свою очередь, практически все соединения с этим элементом органического характера являются вредными. Эти соединения могут находиться в окружающей среде в течение длительного периода времени. Они являются достаточно стойкими и практически не разлагаются под воздействием микроорганизмов, благодаря своим прочным водородным связям. Насколько бы малы ни были концентрации соединений этого металла в почве и воде, ввиду сказанного выше, они постоянно растут.

Известно, что органические оловянные соединения наносят большой вред водным экосистемам, поскольку они являются ядовитыми для грибов, водорослей и фитопланктона

Фитопланктон же является важным звеном водной экосистемы, поскольку он производит кислород для всех остальных живых организмов этой системы, а также является важной частью в пищевой цепи. Токсичность соединений олова различна для разных живых существ, например, трибутиловое олово является ядовитым для рыб и грибов, в то время как самым токсичным соединением для фитопланктона является трифеноловое олово

Также известно, что органические соединения этого элемента оказывают отрицательное влияние на рост и репродуктивную функцию животных, нарушают работу ферментов. Такие соединения накапливаются главным образом в верхних слоях почвы и воды.

Факторы, ограничивающие применение вольфрама

• высокая плотность;
• значительная склонность к ломкости в условиях низких температур;
• малое сопротивление окислению.

По своему внешнему виду вольфрам имеет сходство с обычной сталью. Его основное применение связано главным образом с производством сплавов с высокими прочностными характеристиками. Этот металл поддается обработке, но только если его предварительно нагреть. В зависимости от выбранного типа обработки нагрев производится до определенной температуры. Например, если стоит задача выковать прутки из вольфрама, то заготовку необходимо предварительно нагреть до температуры 1450-1500 градусов Цельсия.

На протяжении 100 лет вольфрам не применялся в промышленных целях. Его использование при производстве различной техники сдерживалось его высокой температурой плавления.

Начало его промышленного применения связано с 1856 годом, когда он впервые стал использоваться для легирования инструментальных марок стали. При их производстве в состав стали добавлять вольфрам общей долей до 5%. Присутствие этого металла в составе стали позволило повысить скорость резки на токарных станках с 5 до 8 м в минуту.

Развитие промышленности во второй половине XIX века характеризуется активным развитием отрасли производства станков. Спрос на оборудование с каждым годом постоянно возрастал, что требовало от машиностроителей получения качественных характеристик машин, а помимо этого повышения их рабочей скорости. Первым импульсом в деле повышения скорости резки стало использование вольфрама.

Уже в начале XX века скорость резки была доведена до 35 метров в минуту. Добиться этого удалось за счет легирования стали не только вольфрамом, но и другими элементами:

• молибденом;
• хромом;
• ванадием.

В дальнейшем скорость резания на станках возросла до 60 метров в минуту. Но, несмотря на такие высокие показатели, специалисты понимали, что есть возможность улучшить эту характеристику. Какой способ выбрать для повышения скорости резания, специалисты долго не думали. Они прибегли к использованию вольфрама, но уже в виде карбидов в союзе с другими металлами и их видами. В настоящее время вполне обычной является скорость резания металла на станках 2000 метров в минуту.

Варикапы

Нелинейные конденсаторы, основанные на использование свойств электронно-дырочного p-n-перехода, относятся к варикапам. Варикап используется при приложении p-n-переходу обратного напряжения. Ширина p-n-перехода, а значит и его емкость, зависит от величины приложенного к p-n-переходу напряжения. Емкость такого конденсатора определяется при помощи выражения

В этом выражении – емкость при нулевом запирающем напряжении, S и l – площадь и толщина p-n-перехода, ε – диэлектрическая постоянная, ε = 8,85 · 10-12 Ф/М, εr – относительная диэлектрическая постоянная; φк – контактный потенциал (для германия 0,3..0,4 B и 0,7..0,8 B для кремния); |u| – модуль обратного напряжения, приложенного к p-n-переходу; n = 2 для резких переходов; n = 3 для главных переходов.

График зависимости С(u) показан на рисунке

Максимальное значение емкости варикап имеет при нулевом напряжении. При увеличении обратного смещения емкость варикапа уменьшается. Основным параметрами варикапа являются:

• С – емкость при обратном напряжение 2 – 5 В;
• КC = Cmax/Cmin — коэффициент перекрытия по емкости.

Обычно C = 10 — 500 пФ, КC = 5 — 20. Варикапы применяются в системах дистанционного управления, для автоматической подстройки частоты, в параметрических усилителях с малым уровнем собственных шумов.

Кристаллические решетки металла

В идеальном виде принято считать, что металлам свойственна кубическая решетка (в реальном веществе могут быть изъяны). Между молекулами имеются равные расстояния по горизонтали и вертикали.

Твердое вещество характеризуется постоянством:

• формы, предмет сохраняет линейные размеры в разных условиях;
• объема, предмет не изменяет занимаемое количество вещества;
• массы, количество вещества, выраженное в граммах (килограммах, тоннах);
• плотности, в единице объема содержится постоянная масса.

При переходе в жидкое состояние, достигнув определенной температуры, кристаллические решетки разрушаются. Теперь нельзя говорить о постоянстве формы. Жидкость будет принимать ту форму, в какую ее зальют.

Когда происходит испарение, то постоянным остается только масса вещества. Газ займет весь объем, который будет ему предоставлен. Здесь нельзя утверждать, что плотность постоянная величина.

Когда соединяются жидкости, то возможны варианты:

1. Жидкости полностью растворяются одна в другой, так себя ведут вода и спирт. Во всем объеме концентрация веществ будет одинаковой.
2. Жидкости расслаиваются по плотности, соединение происходит только на границе раздела. Только временно можно получать механическую смесь. Перемешав разные по свойствам жидкости. Примером является масло и вода.

Образующиеся растворимые друг в друге вещества при застывании образуют кристаллические решетки нового типа. Определяют:

• Гелиоцентрированные кристаллические решетки, их еще называют объёмно-центрированными. В середине находится молекула одного вещества, а вокруг располагаются еще четыре молекулы другого. Принято называть подобные решетки рыхлыми, так как в них связь между молекулами металлов слабее.
• Гранецентрированные кристаллические решетки образуют соединения, в которых молекулы компонента располагаются на гранях. Металловеды называют подобные кристаллические сплавы плотными. В реальности плотность сплава может быть выше, чем у каждого из входящих в состав компонентов (алхимики средних веков искали варианты сплавов, при которых плотность будет соответствовать плотности золота).

Температура плавления металлов, сплавов, фосфора и кремния, в °C и °F

Металл	Температура плавления
(oC)	(oF)
Алюминий (Al) / Aluminum	660	1220
Алюминиевые сплавы / Aluminum Alloy	463 — 671	865 — 1240
Баббит = Babbitt	249	480
Бериллий (Be) = Beryllium	1285	2345
Бронза алюминиевая = Aluminum Bronze	1027 — 1038	1881 — 1900
Бронза бериллиевая, бериллиевая бронза = Beryllium Copper	865 — 955	1587 — 1750
Бронза марганцовистая = Manganese bronze	865 — 890	1590 — 1630
Ванадий (V), Vanadium	1900	3450
Висмут (Bi) = Bismuth	271.4	520.5
Вольфрам (W), Tungsten	3400	6150
Железо ковкое (Fe)  = Carbon Steel	1482 — 1593	2700 — 2900
Золото (Au) чистое 999 пробы  100% золото = Gold 24K Pure	1063	1945
Инконель, жаропрочный никелехромовый сплав = Inconel	1390 — 1425	2540 — 2600
Инколой, жаропрочный никелехромовый сплав = Incoloy	1390 — 1425	2540 — 2600
Иридий (Ir), Iridium	2450	4440
Кадмий (Cd) = Cadmium	321	610
Калий (K) = Potassium	63.3	146
Кобальт (Co) = Cobalt	1495	2723
Кремний (Si) = Silicon	1411	2572
Латунь желтая = Brass, Yellow	905-932	1660-1710
Латунь морская = Морская латунь (29-30% Zn, 70% Cu-1% Sn и 0,02-0,05% As) = Admiralty Brass	900 — 940	1650 — 1720
Латунь красная = Brass, Red	990 — 1025	1810 — 1880
Медь (Cu) = Copper	1084	1983
Мельхиор, купроникель = Cupronickel	1170 — 1240	2140 — 2260
Магний (Mg), Magnesium	650	1200
Магниевые сплавы = Magnesium Alloy	349 — 649	660 — 1200
Марганец (Mn), Manganese	1244	2271
Молибден (Mo), Molybdenum	2620	4750
Монель (до 67 % никеля и до 38 % меди) = Monel	1300 — 1350	2370 — 2460
Натрий (Na) = Sodium	97.83	208
Никель (Ni), Nickel	1453	2647
Ниобий (Nb), Niobium (Columbium)	2470	4473
Олово (Sn), Tin	232	449.4
Осмий (Os), Osmium	3025	5477
Палладий (Pd), Palladium	1555	2831
Платина (Pt),Platinum	1770	3220
Плутоний (Pu), Plutonium	640	1180
Рений (Re), Rhenium	3186	5767
Родий (Rh) = Rhodium	1965	3569
Ртуть (Hg) = Mercury	-38.86	-37.95
Рутений (Ru) = Ruthenium	2482	4500
Селен (Se) = Selenium	217	423
Cеребро 900 пробы = Coin Silver	879	1615
Серебро (Ar) чистое = Pure Silver	961	1761
Cеребро 925 пробы = Sterling Silver	893	1640
Свинец (Pb), Lead	327.5	621
Сталь углеродистая = Carbon Steel	1425 — 1540	2600 — 2800
Сталь нержавеющая = Stainless Steel	1510	2750
Сурьма (Sb) = Antimony	630	1170
Тантал (Ta) = Tantalum	2980	5400
Титан (Ti), Titanium	1670	3040
Торий (Th), Thorium	1750	3180
Уран (U), Uranium	1132	2070
Фосфор (P), Phosphorus	44	111
Хастелой С, Hastelloy C (54,5-59,5% Ni; 15-19% Mo; 0,04-0,15% C; 4-7% Fe; 13-16% Cr; 3,5-5,5% W)	1320 — 1350	2410 — 2460
Хром (Cr) = Chromium	1860	3380
Цинк (Zn), Zinc	419.5	787
Цирконий (Zr), Zirconium	1854	3369
Чугун серый = Grey Cast Iron	1127 — 1204	2060 — 2200
Чугун Ковкий, Ductile Iron	1149	2100

Как устроен защитный автомат

Отличия от стали

По технологическому процессу чугун является первичным продуктом, получаемый путём литья, а сталь конечным. Молекулярное построение стали содержит углерод в ничтожном объёме

. Материал пластичный, хорошо поддаётся механической обработке.Изготовление продукции осуществляется ковкой, сваркой, прокаткой на станах .Имеет высокую температуру плавления .По технологии сталь подлежит закалке . Качество зависит от приготовленной смеси и от того, какая температура плавления сталей задана.

Скорость превращение стали в жидкое состояние находится в зависимости от различных добавок. Конкретно ответить на вопрос, при какой температуре плавится сталь, можно условно, указав лишь диапазон нагрева

. Переход из твёрдого вещества в жидкую консистенцию происходит при температуре 1450—1600 C° .Приведённый цифровой параметр указывает на отличие стали от чугуна. Это различные температуры плавления.

Чёрная металлургия производит несколько разновидность первичного продукта. Рассмотрим некоторые из них.

Сероватый чугун

Сплавы, образованные компонентами железа и углерода, изменяют структуру при интеграции хлопьевидного, пластинчатого, волокнистого графита. Производители получают чугун повышенной прочности, добавляя графит глобулярный

.Присутствие в замесе Mg, Ce (магний, церий) мотивируют его модификацию .От того, как быстро расплавленный чугун остывает, он приобретает новые потребительские характеристики . Получают изделия нужного качества от умелого сочетания конкретных свойств.

Чугун серый обладает отличными технологическими показателями в процессе его производства:

1. Кристаллизация не требует запредельных температур, что положительно сказывается на экономии электрической, других видов энергии.
2. Показывает уникальную жидкостную текучесть.
3. При разливе демонстрирует оптимальную усадку.

Имеет недостатки в применении. Изготавливают узлы, детали, работающие только на сжатие

. Отливают станины для станков, цилиндры, различные поршни и так далее.Критичные показатели по хрупкости не позволяют использовать для производства изделий, работающих в условиях силовых воздействий на изгиб . Температура плавления 2020 — 2020 C°

Цвета отбеленного полотна

Белый чугун содержит железоуглеродистое соединение, называемое цементитом. Обладает колоссальной твёрдостью, исключающую пластичность

. Если произвести разлом металла, то цвет виден на изломе.Чугун тверже камня и хрупок, как яичная скорлупа . Подвергают обработке с целью получить ковкое разнообразие.Температура плавления происходит в диапазоне 2020 — 2020 C ° .Уместно заметить, что термин ковкий используется условно, поскольку металл не поддаётся пластической обработке . Ковкий чугун получают в результате термического обжига.

Чугун высокой прочности

В чёрной металлургии высокопрочным материалом называют чугун, имеющий в молекулярной структуре графитные вкрапления, форма которых сфероидальная. Уникальное отношение поверхности шаровидного графита к объёму обеспечивает формирование металлической основы, то есть влияет на прочность. Плавление металла с интеграцией шаровидного графита не допускает трещин

.Образуются новые свойства металла: становится прочным при силовом воздействии на изгиб . Кроме этого, демонстрирует:

• вязкость при мгновенных ударах;
• повышение коэффициента текучести;
• небольшое удлинение, которое можно назвать относительным явлением.
• уникальную сопротивляемость при сжатии;
• износостойкость.

Этот вид поддаётся сварке. Соединение металла осуществляется с помощью флюсов, применяемых в виде пастообразных консистенций.

Учитывая отличные конструктивные свойства, на заводах производят детали для узлов и систем, если они не испытывают при эксплуатации машин и механизмов силовых нагрузок на растяжение.

От чего может зависеть температура плавления

Для различных материалов температура, при которой происходит полное перестроение структуры до текучего состояния, разная. Если рассматривать сталь и различные сплавы, то отметим следующие зависимости:

В чистом виде металлы встречаются довольно редко. Во многом показатель температуры кипения зависит от химического состава. Примером назовем олово, в которое могут добавлять цинки, серебро и другие элементы. Примеси могут делать материал более или менее устойчивым к нагреву.
Существуют сплавы, которые из-за своего химического состава могут переходить в жидкое состояние при температуре выше 150 градусов Цельсия. Кроме этого, встречаются сплавы, структура которых может выдерживать нагрев до 3 000 градусов Цельсия и более

С учетом того, что при перестроении кристаллической решетки изменяются все физико-механические качества, а условия эксплуатации могут характеризоваться температурой нагрева, можно сказать: точка плавления металла — важное физическое свойство вещества. Примером можно назвать изготовление деталей для авиационного оборудования.

Термическая обработка, как правило, практически не изменяет устойчивость структуры к нагреву. Единственным способом повышения устойчивости к нагреву можно назвать изменение химического состава, для чего и проводится легирование стали.

https://youtube.com/watch?v=cIlonSuReH0

Виды чугуна

Существует несколько видов чугуна. В него добавляют различные легирующие примеси, которые изменяют характеристики цельного материала

.Для этого используют алюминий, хром, ванадий или никель .В дополнение к ним идут и другие примеси . Параметры готовых изделий напрямую зависят от состава сплава. Разновидности:

1. Серый чугун. Считается самым популярным видом. В составе содержится 2,5% углерода, который представляет собой частицу графита или перлита .Обладает высоким показателем прочности .Из серого чугуна делают детали, выдерживающие постоянные нагрузки . Это могут быть зубчатые шестерни, детали корпусов, втулки.
2. Белый чугун. Углерод, содержащийся в составе, представляет собой частицы карбида . На изломе материала остаётся белый след, что соответствует названию.Содержание углерода в среднем более 3% . Хрупкая и ломкая разновидность материала, из-за чего его используют только в статических деталях.
3. Половинчатый. Объединяет в себе характеристики двух предыдущих видов чугуна . Частицы графита и карбида насыщают металл углеродом.Его содержание от 3,5 до 4,2% . Износоустойчивый материал, который используется в машиностроении. Выдерживает постоянное трение.
4. Ковкий чугун. Получается из второй разновидности материала, после проведения отжига .Сплав содержит углерод в виде частиц феррита . Его количество — около 3,5%. Как и половинчатый используется для изготовления деталей в машиностроении.

Чтобы получить высокопрочный материал, частицы графита подвергают обработке, чтобы они приняли шаровидную форму и заполнили кристаллическую решётку. В сплав добавляют магний, кальций или церий.

Состав и структура алюминия

Для начала нашему рассмотрению подлежат структура и хим.состав алюминия. Предел прочности чистого алюминия крайне небольшой и составляет до 90 МПа. Если же к его составу добавить в небольшом соотношении марганец, медь, цинк или магний, прочность может возрасти до 700 МПа. К такому же результату приведет использование особой термической обработки.

Металл, обладающий наиболее высокой чистотой (99,99% алюминия), может применяться в специальных и лабораторных целях, в остальных же случаях используется алюминий с технической чистотой. Наиболее распространенными примесями в нем могут выступать кремний и железо, которые практически не растворяются в алюминии. В результате их добавки уменьшается пластичность и повышается прочность конечного металла.

Структура алюминия представлена элементарными ячейками, которые в свою очередь состоят из четырех атомов. Теоретически плотность данного металла составляет 2698 кг/м3.

Теперь поговорим о свойствах металла алюминия.

Данное видео расскажет о структуре алюминия:

Прочность металлов

Помимо способности перехода из твердого в жидкое состояние, одним из важных свойств материала является его прочность — возможность твердого тела сопротивлению разрушению и необратимым изменениям формы. Основным показателем прочности считается сопротивление возникающее при разрыве заготовки, предварительно отожженной. Понятие прочности не применимо к ртути, поскольку она находится в жидком состоянии. Обозначение прочности принято в МПа — Мега Паскалях.

Существуют следующие группы прочности металлов:

• Непрочные. Их сопротивление не превышает 50МПа. К ним относят олово, свинец, мягкощелочные металлы
• Прочные, 50−500МПа. Медь, алюминий, железо, титан. Материалы этой группы являются основой многих конструкционных сплавов.
• Высокопрочные, свыше 500МПа. Например, молибден и вольфрам.

Таблица прочности металлов

Металл	Сопротивление, МПа
Медь	200−250
Серебро	150
Олово	27
Золото	120
Свинец	18
Цинк	120−140
Магний	120−200
Железо	200−300
Алюминий	120
Титан	580

Наиболее распространенные в быту сплавы

Как видно из таблицы, точки плавления элементов сильно разнятся даже у часто встречающихся в быту материалов.

Так, минимальная температура плавления у ртути -38,9 °C, поэтому в условиях комнатной температуры она уже в жидком состоянии. Именно этим объясняется то, что бытовые термометры имеют нижнюю отметку в -39 градусов Цельсия: ниже этого показателя ртуть переходит в твердое состояние.

Припои, наиболее распространенные в бытовом применении, имеют в своем составе значительный процент содержания олова, имеющего точку плавления 231.9 °C, поэтому большая часть припоев плавится при рабочей температуре паяльника 250−400°C.

Помимо этого, существуют легкоплавкие припои с более низкой границей расплава, до 30 °C и применяются тогда, когда опасен перегрев спаиваемых материалов. Для этих целей существуют припои с висмутом, и плавка данных материалов лежит в интервале от 29,7 — 120 °C.

Расплавление высокоуглеродистых материалов в зависимости от легирующих компонентов лежит в границах от 1100 до 1500 °C.

Точки плавления металлов и их сплавов находятся в очень широком температурном диапазоне, от очень низких температур (ртуть) до границы в несколько тысяч градусов

Знание этих показателей, а так же других физических свойств очень важно для людей, которые работают в металлургической сфере. Например, знание того, при какой температуре плавится золото и другие металлы пригодятся ювелирам, литейщикам и плавильщикам

Чистое железо (99,97%), очищенное методом электролиза

Железо — ковкий металл серебристо-белого цвета с высокой химической реакционной способностью: железо быстро корродирует при высоких температурах или при высокой влажности на воздухе. В чистом кислороде железо горит, а в мелкодисперсном состоянии самовозгорается и на воздухе. Обозначается символом Fe (лат. Ferrum). Один из самых распространённых в земной коре металлов (второе место после алюминия).

Смотрите так же:

На новый год часы со светодиодной индикацией