Որքա՞ն է մետաղը հալվում: Չժանգոտվող պողպատի և չուգունի հալման կետ

Ներկայումս լայնորեն օգտագործվող գրեթե բոլոր մետաղների հալման կետերը տրված են Աղյուսակում: 1. Նշվում են նաև մի քանի հազվագյուտ մետաղներ, որոնց արտադրությունն ու օգտագործումը անընդհատ աճում է։ Ինչպես տեսնում եք, մետաղների հալման կետը ընդգրկում է շատ մեծ միջակայք՝ -39 (սնդիկ) մինչև 3400 °C (վոլֆրամ):
500-600 ° C-ից ցածր հալման կետ ունեցող մետաղները կոչվում են հալվող: Ցածր հալեցման մետաղները ներառում են ցինկը և բոլոր մյուս մետաղները, որոնք գտնվում են Աղյուսակում: 1 վերևում: Նաև ընդունված է տարբերակել այսպես կոչված հրակայուն մետաղները՝ նկատի ունենալով նրանց, որոնք ունեն ավելի բարձր հալման կետ, քան երկաթը (1539 ° C), այսինքն՝ ըստ աղյուսակի։ 1-ը տիտանի է և ավելին՝ վոլֆրամից:

Աղյուսակի տվյալներից: 1-ը ցույց է տալիս, որ սենյակային ջերմաստիճանում մետաղների խտությունները նույնպես շատ լայն տիրույթ ունեն։ Ամենաթեթև մետաղը լիթիումն է, որը մոտ 2 անգամ ավելի թեթև է, քան ջուրը։ Տեխնոլոգիայում ընդունված է առանձնացնել թեթև մետաղների մի խումբ, որոնք հիմք են հանդիսանում կառուցվածքի համար մետաղական նյութերավիացիայի և հրթիռային գիտության մեջ։ Թեթև մետաղների թվում են նրանք, որոնց խտությունը չի գերազանցում 5 գ/սմ3-ը։ Այս խումբը ներառում է տիտան, ալյումին, մագնեզիում, բերիլիում, լիթիում:
Դ տառով նշանակված խտության հետ մեկտեղ մետաղների հատկությունները նկարագրելու համար օգտագործվում է հակադարձ արժեքը՝ հատուկ ծավալը v = 1d (սմ3 գ):
Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ պինդ վիճակում բոլոր մետաղների խտությունը նվազում է, և համապատասխան ծավալը մեծանում է։ Պինդ մետաղի հատուկ ծավալի աճը, որը Δt-ով տաքացնելիս չի ենթարկվում պոլիմորֆ փոխակերպումների, կարելի է բավականին ճշգրիտ նկարագրել. գծային կախվածություն vtvt=vtv20°С (1+βtv Δt), որտեղ βtv ծավալի ընդլայնման ջերմաստիճանի գործակիցն է։ Ինչպես հայտնի է ֆիզիկայից, βtv=3α, որտեղ α-ն գծային ընդլայնման ջերմաստիճանի գործակիցն է տվյալ ջերմաստիճանային տիրույթում։ Մետաղների մեծ մասի համար սենյակային ջերմաստիճանից մինչև հալման ջերմաստիճանը տաքացնելը առաջացնում է ծավալի 4-5%-ով աճ, այնպես որ dtvtmelt = 0,95/0,96dtv20°C:
Մետաղի անցումը հեղուկ վիճակի շատ դեպքերում ուղեկցվում է ծավալի մեծացմամբ և խտության համապատասխան նվազմամբ։ Աղյուսակում. 1 սա արտահայտվում է Δv = 100 (vl - vtv)/vl հատուկ ծավալների փոփոխությամբ, որտեղ vl և vtv-ն հեղուկ և պինդ մետաղի հատուկ ծավալներն են հալման ջերմաստիճանում: Կարելի է ցույց տալ, որ Δv \u003d 100 (vl - vtv) / vl \u003d Δd \u003d 100 (dtv - dl) / dtv: Հալման ժամանակ խտության նվազումն արտահայտվում է մի քանի տոկոսով։ Կան մի քանի մետաղներ և ոչ մետաղներ, որոնք հալվելիս ցուցադրում են խտության և հատուկ ծավալի հակադարձ փոփոխություն: Գալիումը, բիսմութը, անտիմոնը, գերմանիումը, սիլիցիումը հալման ժամանակ ծավալով նվազում են, ուստի դրանց Δv-ն ունի բացասական արժեք։ Համեմատության համար կարելի է նշել, որ Veda Δv = -11% -ի համար:
Հալման ընթացքում մետաղների ծավալի մի փոքր փոփոխությունը ցույց է տալիս, որ հեղուկ մետաղի ատոմների միջև եղած հեռավորությունները քիչ են տարբերվում բյուրեղային ցանցի միջատոմային հեռավորություններից: Հեղուկի մեջ յուրաքանչյուր ատոմի մոտակա հարևանների թիվը (այսպես կոչված կոորդինացիոն թիվը) սովորաբար փոքր-ինչ պակաս է, քան բյուրեղային ցանցում: Փակ կառուցվածք ունեցող մետաղների համար հալման ժամանակ կոորդինացիոն թիվը նվազում է 12-ից մինչև 10-11, օ–ով մետաղների համար։ գ. կառուցվածքը, այս թիվը փոխվում է 8-ից մինչև 6: Հալման կետին մոտ գտնվող հեղուկ մետաղում պահպանվում է կարճ տիրույթի կարգը, որի դեպքում հարևան ատոմների դասավորությունը մինչև երեք ատոմային տրամագծով հեռավորության վրա մնում է նույնը, ինչ եղել է: բյուրեղյա վանդակում, որը, ինչպես հայտնի է, նույնպես հեռու է։ Հալման ժամանակ մետաղները չեն նկատում մի շարք հատկությունների հիմնարար փոփոխություն՝ ջերմահաղորդականություն, ջերմային հզորություն; էլեկտրական հաղորդունակությունը մնում է նույն կարգի, ինչ հալման կետի մոտ գտնվող ամուր մետաղում:
Հեղուկ մետաղի ջերմաստիճանի բարձրացումն առաջացնում է ոչ միայն նրա բոլոր հատկությունների աստիճանական փոփոխություն, այլև հանգեցնում է կառուցվածքային աստիճանական վերադասավորումների, որոնք արտահայտվում են կոորդինացիոն թվի նվազմամբ և դասավորության կարճ հեռահար կարգի աստիճանական անհետացումով։ ատոմների. Ջերմաստիճանի բարձրացման հետևանքով առաջացած հեղուկ մետաղի հատուկ ծավալի աճը մոտավորապես կարելի է նկարագրել vzht = vzhtpl (1 + βl Δt) գծային կախվածությամբ: Հեղուկ մետաղի ծավալային ընդարձակման ջերմաստիճանի գործակիցը զգալիորեն ավելի մեծ է, քան պինդ մետաղինը։ Սովորաբար βl = 1.5/3βtv:
Համաձուլվածքները, ինչպես պինդ, այնպես էլ հեղուկ վիճակում, հիմնականում կատարյալ լուծումներ չեն, և երկու կամ ավելի մետաղների միաձուլումը միշտ կապված է ծավալի փոփոխության հետ։ Որպես կանոն, համաձուլվածքի ծավալի նվազում կա մաքուր բաղադրիչների ընդհանուր ծավալի համեմատ՝ հաշվի առնելով դրանց պարունակությունը համաձուլվածքում։ Այնուամենայնիվ, տեխնիկական հաշվարկների համար կարող է անտեսվել միաձուլման ժամանակ ծավալի նվազումը: Այս դեպքում համաձուլվածքի հատուկ ծավալը կարող է որոշվել հավելյալության կանոնով, այսինքն՝ մաքուր բաղադրիչների հատուկ ծավալների արժեքներից՝ հաշվի առնելով դրանց պարունակությունը համաձուլվածքում: Այսպիսով, խառնուրդի տեսակարար ծավալը, որը բաղկացած է A, B, C, ..., X բաղադրիչներից, որը պարունակվում է ըստ քաշի տոկոսային հարաբերակցությամբ a, b, c, ..., x քանակով.

որտեղ vA, vB, vC, vX մաքուր բաղադրիչների հատուկ ծավալներն են այն ջերմաստիճանում, որի համար հաշվարկվում է համաձուլվածքի հատուկ ծավալը:
Հեղուկ մետաղի ծավալի փոփոխությունը բյուրեղացումից առաջ և ընթացքում կանխորոշում է ձուլման ամենակարևոր հատկությունը՝ ծավալային կծկումը, որը դրսևորվում է, ինչպես կցուցադրվի ավելի ուշ, ձուլման մարմնում նեղացող խոռոչների և ծակոտկենության (թուլության) տեսքով:
Ձուլման հարաբերական ծավալային կծկման առավելագույն հնարավոր արժեքը հավասար է Δvmax = 100 (vЖt - vтвтм)/vЖt, որտեղ vЖt-ը հեղուկ մետաղի հատուկ ծավալն է հորդման t ջերմաստիճանում; ttvtpl - պինդ մետաղի հատուկ ծավալը հալման ջերմաստիճանում:
Ձուլվածքներում փորձնականորեն հայտնաբերված ծավալային կծկումը սովորաբար պակաս է Δvmax-ից: Սա բացատրվում է նրանով, որ երբ կաղապարը լցվում է, հալոցքը սառչում է, և բյուրեղացումը կարող է նույնիսկ սկսվել, ուստի ձուլվածքի մեջ հալվածքի սկզբնական վիճակը չի բնութագրվում հատուկ ծավալով vtl: Կոշտացած ձուլվածքը սենյակային ջերմաստիճանում սառեցնելը չի ​​ազդում հարաբերական ծավալային կծկման վրա:
Δv-ի բացասական արժեքներով մետաղներից և համաձուլվածքներում ձուլվածքներում (տես Աղյուսակ 1) հայտնաբերվում է ոչ թե նեղացում, այլ այսպես կոչված աճ՝ հալվածքի արտամղում ձուլվածքների մակերեսին:

Դրա հալման մեթոդը, երեսպատման նյութը կախված է մետաղի հալման ջերմաստիճանից հալեցման վառարանկամ խառնարան և գծային ձև: Բոլոր հիմնական մետաղների հալման ջերմաստիճանը և խտությունը տրված են Աղյուսակ 1.1-ում:

Մետաղների խտությունը չափվում է զանգվածով մեկ միավորի ծավալով: Խտության արժեքը օգտագործվում է հալոցի կամ ձուլվածքների զանգվածը հաշվարկելիս՝ ըստ երկրաչափական չափսերկամ դրանց ծավալները, եթե հայտնի է զանգվածը:

Աղյուսակ 1-ում թվարկված մետաղներից ամենաթեթևը լիթիումն է, իսկ ամենածանրը՝ վոլֆրամը և ոսկին, որոնք ունեն ավելի քան 19 գ/սմ խտություն: Մետաղների հալման կետը ընդգրկում է սնդիկի 39 ° C-ից մինչև վոլֆրամի համար 3400 ° C միջակայքը:

500 - 600 ° C-ից ցածր հալման կետ ունեցող մետաղները կոչվում են հալվող: Աղյուսակում. 1.1 դյուրահալը ներառում է ցինկը և բոլոր մյուս մետաղները, որոնք գտնվում են դրանից առաջ: Նաև ընդունված է տարբերակել հրակայուն մետաղները՝ նկատի ունենալով նրանց, որոնք ունեն ավելի բարձր հալման կետ, քան երկաթը, այսինքն, ըստ Աղյուսակ 1-ի, սա տիտանի և վոլֆրամի ավելի բարձր է:

Սեղանից. 1.1 երևում է, որ խտության առումով սենյակային ջերմաստիճանում գտնվող մետաղները նույնպես արժեքների շատ լայն շրջանակ ունեն։

Մետաղների հալման կետը և խտությունը

Տեխնոլոգիայում ընդունված է առանձնացնել թեթև մետաղների մի խումբ, որոնք հիմք են հանդիսանում կառուցվածքային մետաղական նյութերի համար։ Թեթև մետաղները ներառում են նրանք, որոնց խտությունը չի գերազանցում 5 գ / սմ 3-ը, այսինքն, այս խումբը ներառում է տիտան, ալյումին, մագնեզիում, բերիլիում, լիթիում:

Համաձուլվածքի հալման կետը հաշվարկվում է՝ հաշվի առնելով կոնցենտրացիան, ատոմային զանգվածև հիմնական մետաղի հալման կետի իջեցում.

Օրինակ՝ հալման կետը մաքուր երկաթնվազում է 1 զանգվածի առկայության դեպքում. Cu- 1 մոտ C; V, Mo, M n-2°C; Ալ- 3,5°C; Սի- 12 ° C.; Թի- 18 ° C; Պ- 28 o C; Ս- 30 ° C; Գ- 73 o C; Բ- 90 o C.

Սենյակային ջերմաստիճանից մինչև հալման ջերմաստիճանի ջերմաստիճանի բարձրացումով մետաղների մեծ մասի խտությունը նվազում է 3-5%-ով, քանի որ մետաղի անցումը հեղուկ վիճակի ուղեկցվում է ծավալի մեծացմամբ։ Բացառություն են կազմում հելիումը, բիսմութը, անտիմոնը, գերմանիումը և սիլիցիումը, որոնք հալման ժամանակ ծավալը նվազում են՝ հալման խտության համապատասխան աճով։

Հեղուկից պինդ վիճակի անցման ժամանակ համաձուլվածքի խտության փոփոխությունը կանխորոշում է ծավալային կծկումը։ Դրական արժեք ունեցող համաձուլվածքներից ձուլվածքներում Դ -իցնեղացումը դրսևորվում է կծկվող խոռոչների և փոքր ծակոտիների տեսքով և հետ բացասական արժեք Դ -ից- ելքերի տեսքով (ձուլման մակերևույթի վրա հալվել է):

Խտության հետ մեկտեղ ( -ից), մետաղների հատկությունները նկարագրելու համար օգտագործվում է փոխադարձը՝ կոնկրետ ծավալը V = 1/վ սմ 3 /Գ. Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ պինդ վիճակում բոլոր մետաղների խտությունը նվազում է, և համապատասխան ծավալը մեծանում է։ Պինդ մետաղի հատուկ ծավալի ավելացում, որը տաքացնելիս չի ենթարկվում պոլիմորֆ փոխակերպումների Դտկարելի է բավականին ճշգրիտ նկարագրել գծային հարաբերություններով: , որտեղ է ծավալային ընդլայնման ջերմաստիճանի գործակիցը։ Ինչպես հայտնի է ֆիզիկայից, գծային ընդլայնման ջերմաստիճանի գործակիցը տվյալ ջերմաստիճանի տիրույթում։

Մետաղի անցումը հեղուկ վիճակի հիմնականում ուղեկցվում է ծավալի մեծացմամբ և խտության համապատասխան նվազումով։ Աղյուսակում. 1 սա արտահայտվում է հալման կետում հատուկ ծավալների, հեղուկ և պինդ մետաղի հատուկ ծավալների փոփոխությամբ: Կարելի է ցույց տալ, որ

Հալման ընթացքում մետաղների ծավալի մի փոքր փոփոխությունը ցույց է տալիս, որ հեղուկ մետաղի ատոմների միջև հեռավորությունը քիչ է տարբերվում բյուրեղային ցանցի միջատոմային հեռավորություններից:

Հեղուկ մետաղի ջերմաստիճանի բարձրացումն առաջացնում է նրա հատկությունների աստիճանական փոփոխություն և հանգեցնում աստիճանական կառուցվածքային վերադասավորումների, որոնք արտահայտվում են կոորդինացիոն թվի նվազմամբ և ատոմների դասավորության կարճ հեռավորության կարգի աստիճանական անհետացումով։ Ջերմաստիճանի բարձրացման հետևանքով առաջացած հալվածքի հատուկ ծավալի աճը մոտավորապես կարելի է նկարագրել գծային հարաբերությամբ։ Հեղուկ մետաղի ծավալային ընդարձակման ջերմաստիճանի գործակիցը զգալիորեն ավելի մեծ է, քան պինդ մետաղի նույն գործակիցը։ Սովորաբար.

Համաձուլվածքները, ինչպես պինդ, այնպես էլ հեղուկ վիճակում, հիմնականում կատարյալ լուծումներ չեն, և երկու կամ ավելի մետաղների միաձուլումը միշտ կապված է ծավալի փոփոխության հետ։ Որպես կանոն, տեղի է ունենում համաձուլվածքի ծավալի նվազում մաքուր բաղադրիչների ընդհանուր ծավալի համեմատ՝ հաշվի առնելով դրանց պարունակությունը համաձուլվածքում։ Այնուամենայնիվ, տեխնիկական հաշվարկների համար կարող է անտեսվել միաձուլման ժամանակ ծավալի նվազումը: Այս դեպքում համաձուլվածքի հատուկ ծավալը կարող է որոշվել հավելյալության կանոնով, այսինքն՝ մաքուր բաղադրիչների հատուկ ծավալների արժեքներով՝ հաշվի առնելով դրանց պարունակությունը համաձուլվածքում: Այսպիսով, համաձուլվածքի հատուկ ծավալը, որը կազմված է զանգվածային տոկոսով պարունակվող բաղադրիչներից, համապատասխանաբար հավասար է.

Ահա մաքուր բաղադրիչների հատուկ ծավալները նույն ջերմաստիճանում, որոնց համար հաշվարկվում է համաձուլվածքի հատուկ ծավալը: Կարևոր է հաշվի առնել, որ վերը նշված հավելումների կանոնը, ինչպես գրված է վերևում, վավեր է համաձուլվածքի հատուկ ծավալի համար: Եթե ​​կոնկրետ ծավալները փոխարինենք խտություններով, ապա ստացվում է շատ ավելի բարդ արտահայտություն, ուստի ավելի նպատակահարմար է օգտագործել կոնկրետ ծավալներ։

IN գիտական ​​հետազոտությունՀաճախ օգտագործվող քանակությունը կոչվում է մետաղի կամ համաձուլվածքի ատոմային ծավալ կամ գրամ-ատոմի ծավալ: Այս արժեքը հայտնաբերվում է ատոմային զանգվածը խտության վրա բաժանելով։ Մետաղների համար ատոմային ծավալը սահմաններ ունի 5 - 20 սմ 3, ավելի հաճախ 8 - 12 սմ 3:

Խտությունը կախված է նյութի (համաձուլվածքի) բնույթից, նրա բաղադրությունը կազմող տարրերի անհատական ​​հատկությունների համալիրից և դրանց փոխազդեցության տեսակից։ Նույն նյութը (մետաղը) կարող է ունենալ տարբեր խտություն՝ կախված բյուրեղային կառուցվածքից, բյուրեղային ցանցի տեսակից։ Օրինակ, Ֆե բ= 768 և Ֆե Գ = 7,76; ԻՑ ող = 3,51, ԻՑ գրաֆիկ = 2,23; բ քվարց = 2,65, մեջ քվարց= 2.51 և այլն:

Կարևոր է հաշվի առնել «խտություն» և «խտություն» հասկացությունների միջև եղած տարբերությունը. տեսակարար կշիռը» նյութ.

Խտությունը նյութի զանգվածի հարաբերակցությունն է այն ծավալին, որը նա զբաղեցնում է.

որտեղ մ- զանգված, գ (կգ); Վ- ծավալ, սմ 3 (մ 3); -ից- խտություն, գ / սմ 3 (կգ / մ 3):

Տեսակարար կշիռը սահմանվում է որպես նյութի քաշի հարաբերակցությունը այն ծավալին, որը նա զբաղեցնում է.

որտեղ Պ- քաշը, գ (կգ); Գ- տեսակարար կշիռ, սմ 3 (մ 3):

Քաշը հայտնաբերվում է հետևյալի հետ կապված.

որտեղ է- արագացում ազատ անկում; կ- համաչափության գործակից՝ կախված քանակների բանաձևում ներառված չափման միավորների ընտրությունից.

Եւ, հետեւաբար

Միավորների նույն համակարգում խտությունը և տեսակարար կշիռը թվայինորեն չեն համընկնում։ Օրինակ՝ թորած ջրի համար տարբեր համակարգեր c և g միավորներն ունեն տարբեր իմաստներ(Աղյուսակ 1.2):

Վերցված խտության և տեսակարար կշռի թվային արժեքների համընկնումը տարբեր համակարգերչափման միավորները երբեմն մեկ արժեքն այլով փոխարինելու պատճառ են դառնում:

Մարմնի զանգված- հաստատուն արժեք և հանդիսանում է նյութի գրավիտացիոն և իներցիոն հատկությունների չափանիշ, և քաշը- փոփոխական արժեք՝ կախված դիտարկման կետում ազատ անկման արագացումից: Հետևաբար, տեսակարար կշիռը չի կարող հղման արժեք լինել:

Միևնույն դիտակետում երկու մարմինների զանգվածների հարաբերակցությունը հավասար է հարաբերությունայս մարմինների կշիռները.

Ուստի կշռելիս մարմնի զանգվածը հայտնաբերվում է կշիռների զանգվածի համեմատ։ Կշռման արդյունքում որոշվում է նյութի զանգվածը։

Գործնականում խտությունը որոշվում է վերջնական մետաղի փոփոխությունները հայտնաբերելու համար՝ համեմատած սկզբնական հումքի հետ: Հետևաբար, կարևորը ոչ թե խտության հաստատման փաստն է, այլ խտությունների տարբերության փաստը կամ, առավել նշանակալից, խտությունների հարաբերակցությունը.

Խտության որոշման մեթոդները դասակարգվում են ըստ խմբային բնութագրերի՝ քաշ, ծավալ, ընկղմում։

TO քաշի մեթոդներներառում են հիդրոստատիկ կշռում, միկրոմետրիկ մեթոդ, հաստատուն ծավալի և զանգվածի արեոմետրիկ մեթոդ և այլն: Սրանք ամենատարածված և ճշգրիտ մեթոդներն են:

Դեպի ծավալային - նմուշի ծավալի որոշում գծային չափումներով (ճիշտ ձևի նմուշ) գազի կամ հեղուկի ծավալային հաշվիչների միջոցով: Ծավալային մեթոդները (ըստ երկրաչափական չափերի) հնարավորություն են տալիս ճշգրիտ հաշվարկներ կատարել մեծ ծավալներնմուշներ.

Հեղուկի մեջ խտության հավասարակշռումը կոչվում է ընկղման մեթոդ: Այն ներառում է նաև ջերմագրադիենտ խողովակի մեթոդը և այլն։

Բացի թվարկվածներից, օգտագործվում են նաև անուղղակի ցուցիչներով խտությունը որոշելու մեխանիկական, ճառագայթային, ռեֆրակտոմետրիկ, անալիտիկ և այլ մեթոդներ։

Որպեսզի հալած մետաղը լավ լցնի կաղապարը, մակերեսային լարվածությունև դրա մածուցիկությունը չպետք է խանգարի հալվածքի թարգմանական շարժմանը, մինչև այն ամբողջությամբ լցվի: Մածուցիկությունը, մակերեւութային լարվածությունը և դիֆուզիոն ազդում են համաձուլվածքների զտման, լեգիրման, ձևափոխման գործընթացների վրա։

Մետաղի հալման կետը նվազագույն ջերմաստիճանն է, որի դեպքում այն ​​փոխվում է պինդից հեղուկի։ Հալման ընթացքում դրա ծավալը գործնականում չի փոխվում։ Մետաղները դասակարգվում են ըստ հալման կետի՝ կախված տաքացման աստիճանից։

հալվող մետաղներ

Հալվող մետաղների հալման ջերմաստիճանը 600°C-ից ցածր է: Սրանք ցինկ, անագ, բիսմութ են: Այդպիսի մետաղները կարելի է հալեցնել՝ դրանք վառարանի վրա տաքացնելով կամ օգտագործել զոդող երկաթ։ Հալվող մետաղները օգտագործվում են էլեկտրոնիկայի և ճարտարագիտության մեջ մետաղական տարրերն ու լարերը շարժման համար միացնելու համար: էլեկտրական հոսանք. Ջերմաստիճանը 232 աստիճան է, իսկ ցինկը՝ 419։

Միջին հալվող մետաղներ

Միջին հալեցման մետաղները սկսում են պինդ վիճակից վերածվել հեղուկի 600°C-ից մինչև 1600°C ջերմաստիճանի դեպքում։ Դրանք օգտագործվում են սալերի, ամրանների, բլոկների և այլնի արտադրության համար մետաղական կոնստրուկցիաներհարմար է շինարարության համար։ Մետաղների այս խումբը ներառում է երկաթ, պղինձ, ալյումին, դրանք նույնպես շատ համաձուլվածքների մաս են կազմում։ Պղինձը ավելացվում է համաձուլվածքներին թանկարժեք մետաղներինչպիսիք են ոսկին, արծաթը, պլատինը: 750 ոսկին պարունակում է 25% համաձուլվածքային մետաղներ, այդ թվում՝ պղինձ, որը նրան տալիս է կարմրավուն երանգ։ Այս նյութի հալման կետը 1084 °C է։ Իսկ ալյումինը սկսում է հալվել 660 աստիճան Ցելսիուսի համեմատաբար ցածր ջերմաստիճանում: Այն թեթև, ճկուն և էժան մետաղ է, որը չի օքսիդանում և չի ժանգոտվում, ուստի լայնորեն օգտագործվում է սպասքի արտադրության մեջ։ Ջերմաստիճանը 1539 աստիճան է։ Ամենահայտնի և մատչելի մետաղներից է, դրա կիրառումը լայն տարածում ունի շինարարության և ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ։ Բայց հաշվի առնելով այն փաստը, որ երկաթը ենթարկվում է կոռոզիայի, այն պետք է հետագայում մշակվի և ծածկվի ներկի պաշտպանիչ շերտով, չորացման յուղով կամ խոնավության ներս մտնելու թույլտվություն չտալ:

Հրակայուն մետաղներ

Հրակայուն մետաղների ջերմաստիճանը 1600°C-ից բարձր է։ Դրանք են վոլֆրամը, տիտանը, պլատինը, քրոմը և այլն։ Դրանք օգտագործվում են որպես լույսի աղբյուրներ, մեքենաների մասեր, քսանյութեր և միջուկային արդյունաբերությունում։ Դրանցից պատրաստում են լարեր, բարձրավոլտ լարեր և օգտագործվում են ավելի ցածր հալման ջերմաստիճան ունեցող այլ մետաղներ հալեցնելու համար։ Պլատինը սկսում է պինդից վերածվել հեղուկի 1769 աստիճանում, իսկ վոլֆրամը 3420°C-ում։

Մերկուրին միակ մետաղն է, որը գտնվում է հեղուկ վիճակում նորմալ պայմաններ, այն է՝ նորմալ մթնոլորտային ճնշումև միջին ջերմաստիճանը միջավայրը. Սնդիկի հալման կետը մինուս 39°C է։ Այս մետաղը և դրա գոլորշիները թունավոր են, ուստի այն օգտագործվում է միայն փակ տարաներում կամ լաբորատորիաներում: Սնդիկի տարածված օգտագործումը որպես ջերմաչափ է մարմնի ջերմաստիճանը չափելու համար:

Բյուրեղացումից հետո անհրաժեշտ է համոզվել, որ նյութը բավականաչափ մաքուր է։ Նյութի մաքրության չափը պարզելու և որոշելու ամենապարզ և արդյունավետ մեթոդը նրա հալման կետի որոշումն է ( Տ pl). Հալման կետը ջերմաստիճանի միջակայքն է, որի դեպքում պինդը դառնում է հեղուկ: Բոլոր մաքուր քիմիական միացություններն ունեն պինդից հեղուկի անցման ջերմաստիճանի նեղ միջակայք: Մաքուր նյութերի համար այս ջերմաստիճանի միջակայքը առավելագույնը 1-2 o C է: Հալման կետի օգտագործումը որպես նյութի մաքրության չափիչ հիմնված է այն փաստի վրա, որ կեղտերի առկայությունը (1) նվազեցնում է հալման կետը և ( 2) ընդլայնում է հալման ջերմաստիճանի միջակայքը: Օրինակ՝ բենզոաթթվի մաքուր նմուշը հալվում է 120–122°C ջերմաստիճանում, մինչդեռ մի փոքր աղտոտված նմուշը հալվում է 114–119°C ջերմաստիճանում։

Նույնականացման համար հալման կետի օգտագործումը ակնհայտորեն ենթակա է մեծ անորոշության, քանի որ կան մի քանի միլիոն օրգանական միացություններ, և անխուսափելիորեն դրանցից շատերի հալման կետերը համընկնում են: Այնուամենայնիվ, առաջին հերթին, Տսինթեզում ստացված նյութի մպ գրեթե միշտ տարբերվում է Տ pl մեկնարկային միացություններ. Երկրորդ, կարող է օգտագործվել «խառը նմուշի հալման կետի որոշման» տեխնիկան։ Եթե Տփորձարկման նյութի և հայտնի նմուշի հավասար քանակությամբ խառնուրդի մ.թ Տ pl վերջինիս, ապա երկու նմուշներն էլ նույն նյութն են։

ՀԱԼՈՒՑՄԱՆ ՋԵՐՄԱՍՆԱԿՈՒԹՅԱՆ ՈՐՈՇՄԱՆ ՄԵԹՈԴ. Փորձարկման նյութը մանրակրկիտ տրորել նուրբ փոշու մեջ: Մազանոթը լցվում է նյութով (3–5 մմ բարձրությամբ. մազանոթը պետք է լինի բարակ պատերով, մի կողմից փակված, 0,8–1 մմ ներքին տրամագծով և 3–4 սմ բարձրությամբ)։ Դա անելու համար զգուշորեն սեղմեք մազանոթն իր բաց ծայրով նյութի փոշու մեջ և պարբերաբար 5-10 անգամ հարվածեք դրա փակ ծայրը սեղանի մակերեսին: Որպեսզի փոշին ամբողջությամբ տեղափոխեն մազանոթի փակ ծայրը, այն նետում են ուղղահայաց ապակե խողովակի մեջ (30–40 սմ երկարությամբ և 0,5–1 սմ տրամագծով) կոշտ մակերեսի վրա։ Մազանոթը մտցրեք ջերմաչափի քթի վրա ամրացված մետաղյա ձայներիզի մեջ (նկ. 3.5) և ջերմաչափը կասետի հետ տեղադրեք հալման կետը որոշելու սարքի մեջ:

Սարքում մազանոթներով ջերմաչափը տաքացվում է էլեկտրական կծիկով, որի լարումը մատակարարվում է տրանսֆորմատորի միջոցով, իսկ ջեռուցման արագությունը որոշվում է կիրառվող լարման միջոցով։ Նախ, սարքը ջեռուցվում է րոպեում 4–6 ° C արագությամբ, և 10 ° C մինչև սպասվող Տ pl-ը տաքացվում է րոպեում 1–2 o C արագությամբ: Հալման ջերմաստիճանը ընդունվում է որպես բյուրեղների փափկացումից (նյութի թրջումից) մինչև դրանց ամբողջական հալման միջակայքը։

Ստացված տվյալները գրանցվում են լաբորատոր ամսագրում։

1. Թորում

Թորումը կարևոր և լայնորեն կիրառվող մեթոդ է օրգանական հեղուկների մաքրման և հեղուկ խառնուրդների առանձնացման համար: Այս մեթոդը բաղկացած է հեղուկը եռացնելուց և գոլորշիացնելուց, այնուհետև գոլորշիները թորման մեջ խտացնելուց: 50–70 ° C կամ ավելի եռման կետի տարբերությամբ երկու հեղուկների բաժանումը կարող է իրականացվել պարզ թորման միջոցով։ Եթե ​​տարբերությունն ավելի փոքր է, կոտորակային թորումը պետք է օգտագործվի ավելի բարդ ապարատի վրա: Բարձր եռման ջերմաստիճան ունեցող որոշ հեղուկներ քայքայվում են թորման ժամանակ։ Այնուամենայնիվ, երբ ճնշումը նվազում է, եռման ջերմաստիճանը նվազում է, ինչը հնարավորություն է տալիս բարձր եռացող հեղուկները թորել առանց քայքայվելու վակուումում։

Պողպատը երկաթի համաձուլվածք է, որին ավելացվում է ածխածին։ Շինարարության մեջ դրա հիմնական օգտագործումը ուժն է, քանի որ այս նյութը երկար ժամանակպահպանում է ծավալը և ձևը. Բանն այն է, որ մարմնի մասնիկները գտնվում են հավասարակշռության դիրքում։ Այս դեպքում ձգող ուժը և վանող ուժը մասնիկների միջև հավասար են։ Մասնիկները գտնվում են հստակ սահմանված կարգով։

Այս նյութի չորս տեսակ կա՝ սովորական, լեգիրված, ցածր լեգիրված, բարձր լեգիրված պողպատ: Նրանք տարբերվում են իրենց բաղադրության մեջ հավելումների քանակով։ Սովորականը պարունակում է փոքր քանակություն, իսկ հետո ավելանում է։ Օգտագործեք հետևյալ հավելումները.

• Մանգան.
• Նիկել.
• Chromium.
• Վանադիում.
• Մոլիբդեն.

Պողպատի հալման կետերը

Որոշակի պայմաններում պինդ մարմիններհալվել, այսինքն՝ անցնել հեղուկ վիճակի։ Յուրաքանչյուր նյութ դա անում է որոշակի ջերմաստիճանում:

• Հալումը նյութը պինդ վիճակից հեղուկ վիճակի փոխելու գործընթացն է։
• Հալման կետը այն ջերմաստիճանն է, երբ պինդ բյուրեղային նյութը հալվում է հեղուկ վիճակում։ Նշվում է տ.

Ֆիզիկոսները օգտագործում են հալման և բյուրեղացման հատուկ աղյուսակ, որը տրված է ստորև.

Ելնելով աղյուսակից, մենք կարող ենք վստահորեն ասել, որ պողպատի հալման կետը 1400 ° C է:

Չժանգոտվող պողպատը պողպատի մեջ հայտնաբերված բազմաթիվ երկաթի համաձուլվածքներից մեկն է: Այն պարունակում է 15-ից 30% քրոմ, որն այն դարձնում է ժանգակայուն՝ մակերեսի վրա ստեղծելով օքսիդի և ածխածնի պաշտպանիչ շերտ: Այս պողպատի ամենահայտնի ապրանքանիշերը արտասահմանյան են: Սրանք 300-րդ և 400-րդ սերիաներն են։ Նրանք տարբերվում են իրենց ուժով, անբարենպաստ պայմանների դիմադրությամբ և պլաստիկությամբ: 200-րդ սերիան ավելի ցածր որակի է, բայց ավելի էժան։ Սա արտադրողի համար շահավետ գործոն է։ Առաջին անգամ դրա բաղադրությունը նկատել է 1913 թվականին Հարի Բրեյրլին, ով բազմաթիվ տարբեր փորձեր է անցկացրել պողպատի վրա։

Այս պահին չժանգոտվող պողպատը բաժանված է երեք խմբի.

• ջերմակայուն- բարձր ջերմաստիճաններում ունի բարձր մեխանիկական ուժև կայունություն։ Դրանից պատրաստված մասերն օգտագործվում են դեղագործության, հրթիռային արդյունաբերության և տեքստիլ արդյունաբերության ոլորտներում։
• Ժանգադիմացկուն- ունի բարձր դիմադրություն ժանգոտման գործընթացներին: Այն օգտագործվում է կենցաղային և բժշկական սարքերում, ինչպես նաև մեքենաշինության մեջ՝ մասերի արտադրության համար։
• ջերմակայուն- դիմացկուն է կոռոզիայից բարձր ջերմաստիճաններում, հարմար է քիմիական գործարաններում օգտագործելու համար:

Չժանգոտվող պողպատի հալման կետը տատանվում է՝ կախված դրա դասակարգից և համաձուլվածքների քանակից՝ մոտավորապես 1300 °C-ից մինչև 1400 °C:

Չուգունը ածխածնի և երկաթի համաձուլվածք է, պարունակում է մանգան, սիլիցիում, ծծումբ և ֆոսֆոր։ Դիմանում է ցածր լարման և բեռների: Դրա բազմաթիվ առավելություններից մեկը սպառողների համար ցածր գինն է: Չուգունը չորս տեսակի է.

Պողպատի և չուգունի հալման կետերը տարբեր են, ինչպես նշված է վերը նշված աղյուսակում: Պողպատն ունի ավելի բարձր ամրություն և դիմադրություն բարձր ջերմաստիճաններին, քան չուգունը, ջերմաստիճանը տարբերվում է մինչև 200 աստիճանով: Չուգունի մեջ այս թիվը տատանվում է մոտավորապես 1100-ից մինչև 1200 աստիճան՝ կախված այն կեղտից, որը պարունակում է: