Author: 1

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТАЛЛОВ

О МЕТАЛЛАХ

Металлы и их сплавы - один из главных конструкционных материалов современной цивилизации. Это определяется прежде всего их высокой прочностью, однородностью и непроницаемостью для жидкостей и газов. Кроме того, меняя рецептуру сплавов, можно менять их свойства в очень широких пределах.
Почти все металлы, имеющие промышленное значение, используются в виде сплавов. Все выплавляемое железо почти целиком идет на изготовление обычных и легированных сталей, а также чугунов. Дело в том, что сплавлением с некоторыми компонентами можно существенно улучшить
механические, электрические, магнитные, термические свойства многих металлов.

ФАКТЫ
Металлургия является одной из наиболее динамично развивающейся отраслью мировой экономики.
Развитие производственных мощностей металлургии заметно опережает динамику роста мировой индустрии.

золото

ниобий

платина

хром

ИЗ ИСТОРИИ

Люди узнали о существовании металлов еще на заре цивилизации. Они обнаружили, что некоторые камни, которые потом назвали рудой, при нагреве превращаются в блестящее вещество - металл, который при высокой температуре является жидкостью, а при комнатной - твердым телом. Для практического применения металлов и изготовления металлических изделий (оружия, сельскохозяйственных орудий) люди научились обрабатывать металл. Возникли первые технологии обработки металлов.

ЗОЛОТО

ПРИМЕНЕНИЕ

Золото и его сплавы используют для изготовления ювелирных изделий, монет, медалей, зубных протезов, деталей химической аппаратуры, электрических контактов и проводов, изделий микроэлектроники, для плакирования труб в химической промышленности, в производстве припоев, катализаторов, часов, для окрашивания стекол, изготовления перьев для авторучек, нанесения покрытий на металлические поверхности. Обычно золото используют в сплаве с серебром или палладием (белое золото).
По своей химической стойкости и механической прочности ,золото уступает большинству платиноидов, но незаменимо, как материал для электрических контактов. Поэтому в микроэлектронике золотые проводники и гальванические покрытия золотом (контактных поверхностей, разъёмов, печатных плат) используются очень широко.
Золото используется в качестве мишени в ядерных исследованиях, в качестве покрытия зеркал работающих в дальнем инфракрасном диапазоне, в качестве специальной оболочки в нейтронной бомбе. Золотые припои очень хорошо смачивают различные металлические поверхности и применяются при пайке металлов. Тонкие прокладки, изготовленные из мягких сплавов золота, используются в технике сверхвысокого вакуума.
Сейчас золото – прежде всего валютный металл, выполняющий функцию всеобщего эквивалента денег. Много золота оседает в банковских хранилища, еще больше используется для изготовления ювелирных изделий: на них расходуется более 70% слиткового металла. Ювелирная промышленность потребляет в год золота больше, чем его добывается: в 1990-е – 2300–2700 тонн ежегодно. При этом промышленно развитые страны потребляют только треть золота, а развивающиеся – 60%. Крупнейший потребитель золота – население Индии: в 2000 индийцы купили 1855 тонн драгоценного металла. Конечно, следует при этом учитывать и огромное население этой страны. Затем идут США (400–450 т в год), Саудовская Аравия (190–220 т), Китай и Турция (около 200 т); более 100 т в год потребляют страны Персидского залива, Южная Корея, Египет, Пакистан, Индонезия.
Золото расходуется также на изготовление монет и медалей, зубных протезов, коррозионноустойчивых деталей химических аппаратов, неокисляющихся электрических контактов, термопар, для нанесения защитных покрытий, изготовления специальных сортов стекла. Золото применяется при изготовлении деталей реактивных двигателей, ракет, ядерных реакторов, тепло- и светоотражающих покрытий космических аппаратов. В качестве катализатора золото (в виде контактной сетки) используется для окисления синильной кислоты до циановой, из которой получают полимеры и другие продукты. Сульфид цинка, активированный золотом, под воздействием пучка электронов светится зеленым цветом, что используется при изготовлении катодолюминофоров.

ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ

При фараоне Тутмосе III, ежегодная добыча доходила до 50 т. Одно время для добывания золота там затрачивалось меньше труда, чем для других металлов, и золото стоило дешевле серебра, но уже в древности это богатейшее месторождение было полностью истощено.
Содержание золота на Солнце на порядок выше, чем в породах Земли.
В конце 19 в. в Иркутской области был найден самородок массой 22,6 кг, а в середине 20 в. на приисках вблизи населенных пунктов Бодайбо и Артемовский нашли несколько десятков крупных самородков массой до 10 кг и более.
На сегодня больше всего золота добыто в ЮАР – около 50 тысяч тонн, в России и СССР – более 14 тысяч, в США – более 10 тысяч (из них только в Калифорнии – 3500 т), немногим меньше в Канаде и в Австралии.

Стр. #

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТАЛЛОВ

НИОБИЙ

ПРИМЕНЕНИЕ

Применение и производство ниобия быстро возрастают, что обусловлено сочетанием таких его свойств, как тугоплавкость, малое сечение захвата тепловых нейтронов, способность образовывать жаропрочные, сверхпроводящие и других сплавы, коррозионная стойкость, геттерные свойства, низкая работа выхода электронов, хорошие обрабатываемость давлением на холоду и свариваемость.
Основные области применения ниобия: ракетостроение, авиационная и космическая техника, радиотехника, электроника, химическое аппаратостроение, атомная энергетика. Из чистого ниобия или его сплавов изготовляют детали летательных аппаратов; оболочки для урановых и плутониевых тепловыделяющих элементов; контейнеры и трубы для жидких металлов; детали электрических конденсаторов; "горячую" арматуру электронных (для радарных установок) и мощных генераторных ламп (аноды, катоды, сетки и другие); коррозионноустойчивую ппаратуру в химической промышленности. 0% производимого ниобия используется для микролегирования сталей, 20-30% — для получения нержавеющих и жаропрочных сплавов. Интерметаллиды ниобия (Nb3Sn и Nb3Ge) применяют при изготовлении соленоидов сверхпроводящих устройств. Нитрид ниобия NbN используют при изготовлении мишеней передающих телевизионных трубок.
Оксиды ниобия — компоненты огнеупорных материалов, керметов, стекол с высокими коэффициентами преломления. Двойные фториды — при выделении ниобия из природного сырья, при производстве металлического ниобия. Ниобаты используются в акусто- и оптоэлектронике, как лазерные материалы.
Ниобием легируют другие цветные металлы, в т. ч. уран. Ниобий применяют в криотронах - сверхпроводящих элементах вычислительных машин. Феррониобий вводят в нержавеющие хромоникелевые стали для предотвращения их межкристаллитной коррозии и разрушения и в стали других типов для улучшения их свойств. Карбонитрид NbC0,25N0,75 используют при изготовлении сверхпроводящих квантовых интерференционных устройств, высокочастотных резонаторов с высокими значениями добротности; перспективен для использования в магнитных системах реакторов термоядерного синтеза.

ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ

До 1866 г. не было известно ни одного пригодного для производственных условий способа разделения тантала и ниобия.
В связи с нехваткой серебра американские финансисты предполагают для изготовления металлических денег использовать вместо него ниобий, поскольку стоимость ниобия примерно соответствует стоимости серебра.
Искусственная (наведенная) радиоактивность ниобия невелика, из ниобия можно делать контейнеры для хранения радиоактивных отходов или установки по их использованию.
Новые значительные залежи ниобиевых руд обнаружены в Африке.

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТАЛЛОВ

Стр. #

ПЛАТИНА

ПРИМЕНЕНИЕ

Основное применение платина, ее сплавы и соединения находят в автомобилестроении (30-65%), в качестве катализатора для дожигания выхлопных газов автомобилей. 7-12% платины используется в нефтеперерабатывающей промышленности и органическом синтезе (в процессах гидрирования углеводородов).
Платина – лучший катализатор реакции окисления аммиака до окиси азота NO в одном из главных процессов производства азотной кислоты. Катализатор здесь предстает в виде сетки из платиновой проволоки диаметром 0,05...0,09 мм. В материал сеток введена добавка родия (5...10%). Используют и тройной сплав – 93% Pt, 3% Rh и 4% Pd. Добавка родия к платине повышает механическую прочность и увеличивает срок службы сетки, а палладий немного удешевляет катализатор и немного (на 1...2%) повышает его активность. Срок службы платиновых сеток – год-полтора. После этого старые сетки отправляют на аффинажный завод на регенерацию и устанавливают новые. Производство азотной кислоты потребляет значительные количества платины.
Очень незначительная часть платины идет в медицинскую промышленность. Из платины и ее сплавов изготавливают хирургические инструменты, которые, не окисляясь, стерилизуются в пламени спиртовой горелки; это преимущество особенно ценно при работе в полевых условиях. Сплавы платины с палладием, серебром, медью, цинком, никелем служат также отличным материалом для зубных протезов.

Очень много платины идет на украшения. Интересно, что львиную долю ювелирной платины потребляет сравнительно небольшая страна – Япония.

ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ

В 19 веке из сплава платины и иридия были изготовлены эталоны метра и килограмма, по образцу которых изготовлялись национальные эталоны разных стран (в настоящее время эталоном метра служит расстояние, проходимое светом в вакууме за определенное время).
Медики из штата Огайо (США) разработали новый метод анестезии, в котором платине отведена важная роль. С помощью платиновой пластинки спинной мозг оперируемого пациента соединяется с электрическим стимулятором. Посылая в нужный момент в мозг электрические сигналы, стимулятор блокирует болевые ощущения.
Мировое потребление платины нередко превышает ее добычу. В таком случае оно покрывается за счет старых запасов, а также регенерации платины из отработавших свой ресурс катализаторов.
Ограниченным тиражом в первой половине XIX века монетный двор выпускал монеты из платины достоинством 3, 6 и 12 рублей, представляющие большую нумизматическую редкость.

Стр. #

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТАЛЛОВ

ХРОМ

ПРИМЕНЕНИЕ

Хром применяется для получения различных сортов специальных сталей в изготовлении стволов огнестрельных орудий (от ружейных до пушечных), броневых плит, несгораемых шкафов и т. д. Стали, содержащие более 13 % хрома, почти не ржавеют и применяются для изготовления подводных частей кораблей, в частности, для постройки корпусов подводных лодок.
Хром широко применяется для хромирования изделий. Хромирование осуществляется электролитическим путем. Несмотря на то, что толщина наносимых пленок часто не превышает 0,005 мм, хромированные изделия становятся устойчивыми к внешним воздействиям (влаге, воздуху) и не ржавеют.
Использование хрома основано на его жаропрочности, твердости и устойчивости против коррозии. Больше всего хрома применяют для выплавки хромистых сталей. Алюмино- и силикотермический хром используют для выплавки нихрома, нимоника, других никелевых сплавов и стеллита.
Значительное количество хрома идет на декоративные коррозионно-стойкие покрытия. Широкое применение получил порошковый хром в производстве металлокерамических изделий и материалов для сварочных электродов. Хром в виде иона Cr3+ - примесь в рубине, который используется как драгоценный камень и лазерный материал. Соединениями хрома протравливают ткани при крашении. Некоторые соли хрома используются как составная часть дубильных растворов в кожевенной промышленности; PbCrO4, ZnCrO4, SrCrO4 - как художественные краски. Из смеси хромита и магнезита изготовляют хромомагнезитовые огнеупорные изделия.

ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ

Древесину, как строительный материал, можно сделать более стойкой, пропитав ее специальными растворами, в состав которых обязательно входят хроматы и бихроматы плюс хлорид цинка, сульфат меди, арсенат натрия и некоторые другие вещества. Пропитка во много раз увеличивает стойкость древесины к действию грибков, насекомых, пламени.
Бихроматы и хромовые квасцы KCr(SO4); применяются для дубления кожи. Отсюда и идет название «хромовые» сапоги. Кожа. дубленная хромовыми соединениями, обладает красивым блеском, прочна и удобна в использовании.
Хром уменьшает интенсивность синтеза жиров в теле человека, снижает аппетит, тем самым способствуя естественному снижению веса.
Первое место по запасам хромита занимает ЮАР (76% от разведанных мировых запасов), где наибольшее значение имеет группа Бушвельдских месторождений, содержание хромовой руды в которых составляет 1 миллиард тонн.

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТАЛЛОВ

Стр. #

От автора

Не хочется приводить примеры великих химиков, не хочется также рассказывать о промышленном росте или чем-то подобном. Отметим лишь одно: без людей, продвигающих науку и цивилизацию, человечество деградирует и вымрет.

Участвуя в проекте, можно не только начинать изучение химии "с нуля", но и повторять предмет для подготовки к серьезным экзаменам. Я надеюсь, что знания, которые я приобрел работая над темой, будут мне полезны.
Сергей Букреев, автор работы
Ученик 9 Г класса, МОУ гимназии №30
г. Ставрополь

Стр. 6

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТАЛЛОВ

Организация

Адрес основного места работы
Адрес, строка 2
Адрес, строка 3
Адрес, строка 4

Tycon

Эта статья может состоять не более чем из 150-200 слов.
Если бюллетень складывается и отправляется по почте, то эта статья будет расположена на обратной стороне. Поэтому она должна легко восприниматься визуально.
Это легко сделать с помощью представления материала в виде вопросов и ответов. Вы можете привести здесь вопросы, полученные от читателей после выхода предыдущего выпуска, или ответить на часто задаваемые вопросы.
Список имен и должностей руководителей вашей организации - хороший способ придать бюллетеню конкретный, персонифицированный вид. Если ваша организация невелика, можно привести список всех ее сотрудников.
Если у вас имеются сведения о ценах на основные товары и услуги, поместите их здесь. Вы можете сообщить читателю о других формах взаимодействия с вашей организацией.
Можно также напомнить читателю о каком-либо повторяющемся событии, на котором он мог бы присутствовать, например, о деловом завтраке для независимых продавцов в третий четверг каждого месяца или же о проводимых вами благотворительных мероприятиях.
Если место позволяет, здесь же можно разместить картинку или другой графический объект.

Телефон: (555)555-55-55
Факс: (555)555-55-55
Эл. почта: proverka@example.com

Девиз организации

Организация

Адрес основного места работы
Адрес, строка 2
Адрес, строка 3
Адрес, строка 4

Tycon

Телефон: (555)555-55-55
Факс: (555)555-55-55
Эл. почта: proverka@example.com