ПОНЯТИЕ О МЕТАЛЛАХ И ИХ КРАТКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ

Дисциплина – Материаловедение и технология конструкционных материалов

Лекция 1

ПОНЯТИЕ О МЕТАЛЛАХ И ИХ КРАТКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ

Металлами называют вещества, характерными признаками которых являются пластичность, теплопроводность, высокая электропроводность и особый металлический блеск.

Общность свойств металлов определяется подобием электронного строения их атомных оболочек и типом межатомной связи. Атомы метал­лов на внешней оболочке имеют один, два, три электрона, а атомы не­металлов - от четырех до семи. У металлов внешние свободные элект­роны слабо связаны с ядром, поэтому они легко перескакивают с обри­ты одного атома на орбиты других атомов, образуя подобие электрон­ного газа. Атомы при этом ионизируются.

При соединении металлов с металлами возникает металлический тип связи, который обусловливается взаимопритяжением между положи­тельно заряженными ионами (ионный скелет) и отрицательно заряженны­ми свободными электронами (электронный газ). Благодаря тому, что роль цементирующей связи, соединяющей ионы металлов в единое целое, выполняют образующие электронный газ свободные электроны, металли­ческий тип связи не является жестким, а сами металлы являются тела­ми пластичными, т.е. при смещении отдельных объемов относительно других связь между ионами не нарушается.

Свободные электроны являются переносчиками тепла от атома к атому, что обусловливает значительную теплопроводность металлов. Высокая электропроводность металлов объясняется тем, что под дейс­твием даже небольшой разницы потенциалов свободные электроны пере­мещаются в одном направлении, образуя электрический ток.

Каждый металл отличается от другого строением (взаимным распо­ложением атомов в пространстве) и свойствами (физическими, химичес­кими, механическими и технологическими), тем не менее по ряду приз­наков их можно объединить в группы.

По физико-химическим свойствам металлы разделяются на следую­щие группы:

железные - железо, кобальт, никель, обладающие магнитными свойствами (ферромагнетики);

тугоплавкие - имеющие температуру плавления выше, чем у железа (1539⁰ С);

легкоплавкие - имеющие температуру плавления ниже 500⁰ С;

легкие - у которых плотность не превышает 4,50 г/см3;

благородные - обладающие высокой коррозионной стойкостью;

редкоземельные - лантаноиды;

урановые - актиноиды.

Кроме того, все металлы можно разделить на две большие группы - черные и цветные металлы. К черным металлам относятся железо и его сплавы с углеродом (чугуны и стали), а к цветным - все осталь­ные металлы.

Металлы, широко применяемые в технике, называются технически­ми. Это железо, алюминий, магний, медь, свинец, олово, цинк, ни­кель, титан. Большое число элементов составляет группу редких ме­таллов. Из наиболее важных для современной техники металлов лишь очень немногие имеются в земной коре в большом количестве. К их числу относятся алюминий (8,8% массы земной коры), железо (5,1%), магний (2,1%), титан (0,6%). Медь, марганец, хром, ванадий, цирко­ний содержатся в земной коре в сотых долях процента. Остальных ме­таллов еще меньше.

Дата добавления: 2014-10-08; просмотров: 605; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!