Home - qdidactic.com
Didactica si proiecte didacticeBani si dezvoltarea cariereiStiinta  si proiecte tehniceIstorie si biografiiSanatate si medicinaDezvoltare personala
referate didacticaScoala trebuie adaptata la copii ... nu copiii la scoala





Biologie Botanica Chimie Didactica Fizica Geografie
Gradinita Literatura Matematica


Fizica


Qdidactic » didactica & scoala » fizica
Materiale metalice - metale feroase si neferoase



Materiale metalice - metale feroase si neferoase


MATERIALE METALICE

Curs l

1. Definitie, clasificare si importanta lor

Material metalic: orice metal sau aliaj metalic care se utilizeaza la fabricarea masinilor, instalatiilor, bunurilor materiale.

Metal orice element din tabelul periodic al elementelor care are in structura sa electronica pe straturile energetice superioare 1-3 electroni liberi si a carui conductibilitate electrica descreste pe masura cresterii temperaturii.

Din cele 105 elemente cunoscute (94 elemente naturale) din sistemul periodic al elementelor, majoritatea sunt metale. Metalele la temperatura ambianta se gasesc in stare: 80 solide, 11 gazoase si 3 lichide (Hg, Cs, Ga). Metalele sunt corpuri simple, au luciu metalic, se pot forja, sunt bune conducatoare de caldura si electricitate.

Inceputurile civilizatiei noastre sunt strans legate de cunoasterea si folosirea metalelor. De la cele 7 metale ale lumii antice Au, Cu, Fe, Pb , Sn, Ag, Hg pana la elementul metalic cu numarul atomic numit 101 hafniu au trecut multe milenii si pe masura ce metalele au fost descoperite si cunoscute, omul le-a folosit in scopul satisfacerii nevoilor sale mereu crescande si pentru progresul societatii.



O clasificare a metalelor ar fi:

metale feroase (din grupa fierului);

metale neferoase ( sau colorate) - restul metalelor.

Metalele neferoase, dupa greutatea specifica (duritate), se impart in: metale neferoase usoare (tab. 1), cu p < 5000 kg/m3 (5 g/cm3 ) - 16 metale, si metale neferoase grele (tab. 2) cu p > 5000 kg/m3 dupa unii autori 700 kg/m3.

Tabel 1

Tabel 2












Denumire

Simbol

P [kg/m3]

Tt

[C]


Denumire

Simbol

P [kg/m3]

Tt [C]

Litiu

Li



Cupru

Cu



Sodiu

Na



Zinc

Zn



Potasiu

K



Cadmiu

Cd



Rubidiu

Rb



Mercur

Hg



Cesiu

Cs



Staniu

Sn



Beriliu

Be



Plumb

Pb



Magneziu

Mg



Crom

Cr



Calciu

Ca



Cobalt

Co




Bariu

Ba



Nichel

Ni



Aluminiu

Al









Obs: Cel mai greu metal neferos este Osmiul cu r 22700 kg/m. Cu valori ale densitatii apropiate de el se situeaza iridiul (22650 ) platina (21450) reniul (21000) Wolframul (19320) aurul (19300) numite metale supergrele.

Dupa temperatura de topire (fuziune) intalnim: metale rare usor fuzibile (tab. 3) si metale rare greu fuzibile (tab. 4).

Se considera metale usor fuzibile cele care au o temperatura de topire scazuta , de obicei sub 500C si greu fuzibile cele cu temperatura de topire peste 1000C.

Tabel 3

Tabel 4

Denumire

Simbol

P [kg/m3]

Tt

[C]

Galiu

Ga



Indiu

In



Taliu

Tl



Denumire

Simbol

P

[kg/m3]

Tt [C]

Titan

Ti



Zirconiu

Zr



Hafniu

Hf



Vanadiu

V



Niobiu

Nb



Tantal

Ta



Molibden Mo



Wolfram W






De precizat ca in practica (tehnica) metalele se intrebuinteaza mai mult sub forma de aliaje. Aliajul metalic este rezultatul solidificarii unei topituri formate din metale la care pot fi asociate si nemetale care prezinta solubilitate totala in stare lichida si au sau nu solubilitate in stare solida. Atentie! Aliajele metalice pot fi obtinute si prin sinterizare (metalurgia pulberilor).

Ca si metalele, aliajele pot fi clasificate in doua mari categorii: aliaje feroase - fonte si oteluri si aliaje neferoase - alame, bronzuri, aliaje pe baza de aluminiu, magneziu, etc.

Din numarul foarte mare de metale (aprox. 70), nu toate au aceeasi insemnatate si raspandire in tehnica moderna. Este important de retinut ca fierul si aliajele sale ocupa peste 95% din consumul mondial de metale, restul metalelor si aliajelor impreuna flind sub 5%.


Repartitia principalelor elemente:


Scoarta terestra

O


Si


Al


Fe


Ca


Na


K


Mg


Ti


Oceane

O


H


Cl



Atmosfera

N


O


Ar


2. Performantele metalelor


a)    Cel mai usor metal este litiul cu pLi= 0,534 kg/dm3 , iar cel mai greu metal este osmiul cu ρOs= 22,48 kg/dm3. Raportate unul la altul si fiecare in parte la fier se obtin valorile: Os/Li = 42 ; Os/Fe= 2,86; Li/Fe= 0,0684.

b)    Cea mai inalta temperatura de topire o are Wolframul, cu Tt = 3410+ 20C, iar cea mai joasa o are Cesiul cu Tt = 28,6C. Raportul temperaturii de topire extreme este: Tt W/ Tt Cs= 119,2.

Omul a fabricat materiale cu temperaturi de topire ridicate, realizand valorile: Tt ( carbura de tantal) = 4000 75C, Tt ( carbura de hafniu) = 3950 20C.

c)     Cea mai mare plasticitate o are aurul: din 28,35 g de aur se poate trage o sarma de 69,23km, din 16,4 cm de aur se poate obtine o folie cu grosime de 1,07x10-4 mm si cu suprafata de 130,235 m .

Dintr-un cubulet de aur cu latura de 3,7 mm se poate obtine un fir cu lungimea de 2 km si cu diametrul de 0,0001 mm adica o zecime de micron. Din acelasi minuscul zar de aur se poate obtine prin laminare la rece o folie patrata cu latura de 80 cm si cu grosimea de numai 0,0008 mm.

d)    Cea mai mare rezistenta la rupere o are safirul (cristal de A12O3) si are valoarea de 4360 daN/mm2.

e)    Cea mai fina pulbere se poate face din aluminiu, grauntii cu diametrul de 0,03 microni ceea ce inseamna ca suprafata unui graunte raportata la greutatea sa are valoarea de 75 m/g.

f)      Cel mai rar element de pe Terra este astatiniul . Scoarta cercetata a planetei noastre contine numai 0,3g de astatiniu. Cel mai raspandit element este aluminiul, cu o pondere de 8,13% in scoarta cercetata.



3. Metale pretioase


Un numar de 8 elemente din sistemul periodic al elementelor sunt cunoscute sub denumirea de metale pretioase sau nobile: Au, Ag, Pt, Pd, Ru, Rh, Ir si Os.

Termenul de nobil defineste stabilitatea chimica a elementului, iar termenul de pretios defineste valoarea intrinseca a metalului. Rezulta, deci, ca cele 8 metale nobile sunt si metale pretioase, darn u toate metalele pretioase sunt si nobile.

Ex. Ag in cavitatea bucala este foarte active si ca atare nu este considerat nobil de unii autori.

Dupa unii autori, metalele pretioase sunt Au, Ag, Pt si metalele platinice.


Def.: Metalele pretioase, Au, Ag, Pt si metalele platinice ( Pd, Ru, Rh, Ir, Os ) sunt acelea care au un continut de 2% sau mai mult de metal pretios fin.

Unitatea de masura a acestora este Titlul si Caratul.

Def.: Titlul reprezinta proportia de metal pretios continuta de un aliaj, exprimata in miimi.

Def.: Caratul indica continutul relative al aurului din aliajul respective, exprimat sub forma unei parti de aur la 24 de parti de aliaj.




Corespondenta titlu carat este:


Carate

g [%]

Titlu / parti aur pur


























Metalele pretioase clasificate in ordinea temperaturii de topire si reactivi pentru atac:



Metal

Simbol

ρ [kg/m]

Tt [sC]

Reactivi pt. Atac

Argint

Ag



Acid nitric

Aur

Au



Apa regala ( acid azotic + clorhidric )

Paladiu

Pd



Apa regala

Platina

Pt



Apa regala la cald

Rhodiu

Rh



H SO la fierbere

Ruteniu

Ru



Hipoclorat de sodiu

Iridiu

Ir



Cl, Br, Iod

Osniu

Os



Hidrosulfat de K topit


Exista 5 culori uzuale obtinute in urma alierii aurului pur cu diferite metale:


ROSU Au cu continut de Cu;

ORANGE Au cu continut relativ egal de Cu si Ag (cel mai utilizat in Romania);

CITRON Au cu continut mare de Ag;

VERDE Au cu continut exclusiv de Ag ( fara Ag );

ALB Au cu continut de Ni, Pd sau Pt.



Contact |- ia legatura cu noi -| contact
Adauga document |- pune-ti documente online -| adauga-document
Termeni & conditii de utilizare |- politica de cookies si de confidentialitate -| termeni
Copyright © |- 2024 - Toate drepturile rezervate -| copyright