Rich--house.ru

Строительный журнал Rich—house.ru
31 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

От чего зависит температура плавления металлов

Температура плавления металла в градусах

Температура плавления ртути характеризует момент перехода металла из твердого состояния в жидкость. Свойства живого серебра (argentum vivum в переводе с латинского) расширяют границы применения металла в разных сферах производства с учетом мер безопасности, связанных с его использованием.


При условии безопасности для человека, ртуть используют в разных сферах производства

Распространенность в природе

В земной коре концентрация химического элемента низкая. Ртутные рудные минералы содержат до 2,5% живого серебра. Это отличает их от других пород. В основном меркурий находится в рассеянной форме, и лишь часть находится в месторождениях.

В магматических породах долевое содержание живого серебра равно между собой, а в осадочных толщах крупные концентрации металла сосредоточены в глинистых минералах. Воды Мирового океана содержат 0,1 мкг/л меркурия.

Высокая степень ионизации определяет особенности металла:

  • восстанавливаться до состояния самородного элемента;
  • устойчивость к кислотной среде и кислороду.

Химический элемент присутствует в составе сульфидных минералов (сфалерит, реальгар). Этот металл является индикатором месторождений ртути и скрытых рудных тел. В поверхностных условиях живое серебро и киноварь не растворяются в воде, но при наличии серной кислоты, озона способствует увеличению показателя растворимости минералов.

Меркурий обладает отличными сорбционными свойствами. В природе существует около 20 минералов, содержащих этот металл, но промышленная добыча производится на месторождениях киновари.

Одно из крупнейших месторождений находится в Испании. Технология производства металла предусматривает обжиг киновари с последующей конденсацией и сбором паров ртути.

Физические и химические свойства живого серебра

Ртуть (меркурий) имеет уникальные химические и физические особенности, что позволяет ее применять в различных сферах. Но в то же время ее испарения опасны для человека. Как уже упоминалось, ее называют живым серебром, она по цвету напоминает лунный металл.

Меркурий обладает переходными свойствами, при комнатной температуре он остается в жидком состоянии. Живое серебро легко образует с другими материалами твердые и жидкие сплавы (амальгамы). Наиболее популярными являются соединения золота и серебра.

Какова температура плавления ртути? Живое серебро начинает плавиться при отрицательной температуре -38,83°C. При +18°C она испаряется, а закипает при +356,73°C.

Химический элемент является диамагнетиком, и в случае необходимости собрать его магнитом невозможно. Он неплохо проводит ток, поэтому в свое время его применяли при изготовлении реле и выключателей.


Испарения ртути опасны для здоровья человека

Плотность живого серебра при нормальных условиях составляет 13,5 г/см³. Этот химический элемент обладает устойчивостью в сухом воздухе, окисляется только при нагревании выше +300°C. После длительного хранения на открытом воздухе на поверхности образуется пленка из оксидов компонентов, содержащихся в основном материале в качестве примесей.

При нагревании вступает в реакцию с кислородом, образуя оксид красного цвета. Металл малоактивный, не реагирует с растворами кислот, но растворяется в царской водке. При нагревании в серной кислоте образует сульфат ртути.

Температуры плавления и кипения чистых химических элементов при атмосферном давлении

Обозначения: (Т.Р. тройная точка).

Литература: Bulletin of Alloy Phase Diagrams.

погрешностьТемпература

Сферы использования живого серебра

Ртуть применяется для изготовления точных измерительных приборов для определения температуры и давления. Сегодня в электрохимическом производстве широко используются ртутные выпрямители тока.


Разнообразные свойства ртути дали возможность использовать ее в самых разных сферах промышленности

В медицинской отрасли для проведения профилактических работ в качестве источников ультрафиолетового спектра применяются ртутные (газоразрядные) лампы, всем известные градусники для измерения температуры тела содержат этот химический элемент.

В связи с тем, что меркурий токсичен, его не используют для изготовления медицинских препаратов. Хотя до середины 70-х годов ее активно применяли для производства мази от педикулеза.

Измерительные приборы для низкотемпературных условий содержат амальгаму таллия, которая в отличие от чистой ртути застывает при температуре – 60°C. Сочетание 2 токсичных металлов значительно расширяет границы использования.

За рубежом кипящую ртуть используют в качестве охладителя. Ее преимущество поддерживать постоянную температуру позволяет интенсивно отводить тепло от пространства катализатора. Для увеличения коэффициента отдачи в ртуть добавляют натрий для образования амальгамы.

С целью размягчения кадмия, олова и серебра меркурий используют в стоматологии при изготовлении пломб. Раньше ее применяли для золочения деталей часов и ювелирных изделий, а амальгамы золота и серебра использовались при производстве зеркал.

Живое серебро применяется в качестве катода для извлечения ряда активных компонентов электролитическим путем, а также для переработки вторичного алюминия.

Существуют технологии извлечения золота из россыпей с использованием свойства химического элемента образовывать амальгаму с благородным металлом. Этот метод был широко распространен в Индии, где в местах предполагаемого скопления золота проделывали специальные углубления, в которые заливали металлическую ртуть. Через некоторое время вытаскивали амальгаму, и путем выпаривания извлекали золото.

В нефтеперерабатывающей промышленности для регулировки температурных процессов используют пары ртути. В сельском хозяйстве ее используют для подготовки семян к посеву.

С давних времен и сегодня соли меркурия используют при изготовлении фетра, дублении кожи в качестве катализатора органического синтеза.

В прошлом ртуть не считалась вредным веществом, ее применяли для исцеления от недугов. В Средневековье алхимики использовали меркурий в поисках философского камня и превращения ее в золото.

Ртуть опасна для человека, она токсична и даже в ничтожных концентрациях плохо влияет на иммунную систему, почки, глаза, кожу и пищеварительный тракт.

Кипение и плавление металла


Переход ртути в жидкое состояние происходит в специальных термометрах

Технология физико-химических исследований при условиях высоких температур рассматривает давление плавления металла при разных температурах. Точность опытов обеспечивает применение на практике свойств химического элемента № 80.

Для измерения температуры выше +360°C пользуются термопарами или специальными термометрами, в которых пространство надо ртутью заполнено газом. С целью повышения температуры кипения металла в капилляр надо ртутью закачивают азот. При давлении 30 атмосфер температурный градиент увеличивается до +600°C.

Такого типа термометры требуют постепенного нагрева. Нижним пределом такого измерительного прибора является температура перехода живого серебра в твердое состояние.

Теплоемкость металла с увеличением температуры последовательно уменьшается и после определенного порога температурного градиента начинает медленно расти. Это свойство и жидкое состояние роднит ртуть с водой.

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 разных металлов в таблице

Каждый металл и сплав имеет собственный уникальный набор физических и химических свойств, среди которых не последнее место занимает температура плавления. Сам процесс означает переход тела из одного агрегатного состояния в другое, в данном случае, из твердого кристаллического состояния в жидкое. Чтобы расплавить металл, необходимо подводить к нему тепло до достижения температуры плавления. При ней он все еще может оставаться в твердом состоянии, но при дальнейшем воздействии и повышении тепла металл начинает плавиться. Если температуру понизить, то есть отвести часть тепла, элемент затвердеет.

Самая высокая температура плавления среди металлов принадлежит вольфраму: она составляет 3422С о , самая низкая — у ртути: элемент плавится уже при — 39С о . Определить точное значение для сплавов, как правило, не представляет возможности: оно может значительно колебаться в зависимости от процентного соотношения компонентов. Их обычно записывают в виде числового промежутка.

Как происходит

Плавление всех металлов происходит примерно одинаково — при помощи внешнего или внутреннего нагревания. Первый осуществляется в термической печи, для второго используют резистивный нагрев при пропускании электрического тока или индукционный нагрев в высокочастотном электромагнитном поле. Оба варианта воздействуют на металл примерно одинаково.

Читать еще:  Характеристики и технология изготовления обечаек

При увеличении температуры увеличивается и амплитуда тепловых колебаний молекул, возникают структурные дефекты решетки, выражающиеся в росте дислокаций, перескоке атомов и других нарушениях. Это сопровождается разрывом межатомных связей и требует определенного количества энергии. В это же время происходит образование квази-жидкого слоя на поверхности тела. Период разрушения решетки и накопления дефектов называется плавлением.

Разделение металлов

В зависимости от температуры плавления металлы делятся на:

  1. Легкоплавкие: им необходимо не более 600С о . Это цинк, свинец, виснут, олово.
  2. Среднеплавкие: температура плавления колеблется от 600С о до 1600С о . Это золото, медь, алюминий, магний, железо, никель и большая половина всех элементов.
  3. Тугоплавкие: требуется температура свыше 1600С о , чтобы сделать металл жидким. Сюда относятся хром, вольфрам, молибден, титан.

В зависимости от температуры плавления выбирают и плавильный аппарат. Чем выше показатель, тем прочнее он должен быть. Узнать температуру нужного вам элемента можно из таблицы.

Еще одной немаловажной величиной является температура кипения. Это величина, при которой начинается процесс кипения жидкостей, она соответствует температуре насыщенного пара, который образуется над плоской поверхностью кипящей жидкости. Обычно она почти в два раза больше, чем температура плавления.

Обе величины принято приводить при нормальном давлении. Между собой они прямопропорциональны.

  1. Увеличивается давление — увеличится величина плавления.
  2. Уменьшается давление — уменьшается величина плавления.

Температура плавления металла в градусах

Металлы и многие другие материалы могут находиться в твердом или жидком состоянии. При воздействии определенной температуры кристаллическая решетка металла преобразуется, что приводит к повышению пластичности и снижению твердости. За счет подобной формы получают различные сплавы и литые изделия. Однако не всегда низкая температура плавления является положительным качеством материала. В некоторых случаях изготавливаемое изделие должно выдерживать нагрев при эксплуатации. Рассмотрим то, какой может быть температура плавления металла в градусах и от чего зависит подобный показатель.

  • Твердое и жидкое состояние металла
  • От чего может зависеть температура плавления
  • Важность рассматриваемого показателя

Твердое и жидкое состояние металла

Многие знакомы с металлами и сплавами по их твердому состоянию. Они встречаются практически во всех сферах деятельности. Только в металлургии и в производственных цехах металл встречается в жидком состоянии. Это связано с тем, что для преобразования кристаллической решетки приходится проводить нагрев сырья до рекордных температур.

Твердое состояние характеризуется следующими качествами:

  1. Структура держит свою форму. Сталь известна тем, что может выдерживать серьезную нагрузку в течение длительного периода.
  2. Каждому материалу свойственны свои показатели прочности и твердости, вязкости.
  3. Постоянный химический состав. Поверхность стали или других сплавов может реагировать на воздействие химических веществ, окисляться или покрываться коррозий, но вот химический состав остается неизменным.
  4. Возможность обработки резанием. При повышении пластичности не образуется стружка на момент механической обработки, что существенно усложняет процесс.

В жидком или вязком состоянии металл приобретает совсем другие свойства:

  1. Высокая пластичность позволяет выполнять литье по форме, ковку или проводить другую обработку, связанную с пластической деформацией заготовок.
  2. Есть возможность изменить химический состав путем добавления легирующих элементов. За счет подвижной кристаллической решетки можно проводить насыщение структуры стали хромом, никелем, титаном и многими другими веществами.
  3. Термическая обработка проводится также при температуре, которая приводит к перестроению кристаллической решетки. Однако при закалке металл сохраняет свою форму, то есть структура остается твердой.

Существуют сплавы, которые можно разогреть до жидкого состояния и в домашних условиях. Примером можно назвать олово, применяемое при изготовлении припоя. Температура плавления олова находится в пределах 250 градусов Цельсия. Этот показатель нагрева можно достигнуть при применении обычного паяльника.

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:

  1. 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.
  2. 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.

Важность рассматриваемого показателя

Температура плавления материалов учитывается практически во всех сферах их применения. Примером можно назвать то, что на момент рождения авиации не могли использовать обычный алюминий, так как он быстро нагревался из-за трения и терял свои линейные размеры. Появление дюралюминия существенно изменило мир авиации. После его открытия все дирижабли и самолеты стали изготавливать при обширном применении этого сплава.

Нагреву подвергаются и многие другие ответственные детали различных механизмов. Примером назовем ведущие валы различных механизмов, звездочки и шестерни, которые из-за непосредственного контакта также теряют свою твердость, что приводит к повышенному износу.

Существует довольно большое количество справочников, в которых указывается температура плавления для всех металлов и иных сплавов. При рассмотрении этого показателя следует учитывать химический состав. Даже незначительное изменение концентрации одного из элементов приведет к повышению или понижению температуры перестроения кристаллической решетки.

От чего зависит температура плавления металлов

  • Свойства жидких металлов и сплавов
  • Проблемы при производстве проката
  • Расчеты при производстве проката
  • Производство проката
  • Производство стали
  • Производство чугуна
  • Особенности развития макси- и мини-заводов
  • Разработка и реализация предложений по реструктуризации черной металлургии
  • О государственной региональной политике
  • Роль государства при глобализации черной металлургии

Диоксид титана пигментный tiox 220 является нетоксичным веществом, представленным в виде безопасного белого порошка.

Натуральный камень — это природное творение, свойства которого до конца не изучены. В природе нет ни одного одинакового экземпляра камня.

Транспортировка и утилизация отходов – очень важный вопрос. Здоровье людей и безопасность экологии во многом зависит от качества проведенных работ. Наиболее остро.

В наши дни очень удобно владеть земельным участком. Ведь на нем можно расположить свой бизнес или построить жилье.

Взрывоопасными считаются промышленные объекты, работа которых связана с взрывоопасными веществами (их транспортировкой, хранением, переработкой, добычей). Взрывоопасные.

В строительстве и машиностроении широкое применение нашла листовая сталь. В автомобилестроении доля холоднокатаных стальных листов составляет более пятидесяти процентов.

В этой статье речь пойдет о болтах класса прочности 8.8. Что означает маркировка на торце метизов? Из каких марок стали изготавливают высокопрочный крепеж? Какие.

Электроэнергия сегодня имеет ключевое значение в работе любого предприятия. Причем, чем крупнее предприятие, тем сложнее схема распределения электроэнергии.

Для создания теплых полов идеально подходят современные нагревательные маты. Основой могут быть кабельные системы с 1-2 жилами. Выбирая такую систему, можно существенно.

Всегда мечтали о ремонте с итальянской плиткой, но никак не могли её выбрать? Да, подобная проблема часто возникает среди Россиян, собиравшихся начинать ремонт.

Генератор льда когда-то был роскошью, а кто-то вообще не знал о его существовании, но эти времена ушли в прошлое и сейчас для многих он стал обыденной вещью, как.

Одной из самых распространенных операций в любой механической мастерской является сверление каких-либо отверстий. Так как все работы выполняются с помощью машин, то и.

Область применения металлопроката обширна, начиная от тонкого гвоздика и заканчивая космическими кораблями и океанскими лайнерами — арматура, швеллер, лист, сетка, трубы.

Температура плавления цветных и черных металлов

В металлургической промышленности одним из основных направлений считается литье металлов и их сплавов по причине дешевизны и относительной простоты процесса. Отливаться могут формы с любыми очертаниями различных габаритов, от мелких до крупных; это подходит как для массового, так и для индивидуального производства.

Литье является одним из древнейших направлений работы с металлами, и начинается примерно с бронзового века: 7−3 тысячелетия до н. э. С тех пор было открыто множество материалов, что приводило к развитию технологии и повышению требований к литейной промышленности.

В наши дни существует много направлений и видов литья, различающихся по технологическому процессу. Одно остается неизменным — физическое свойство металлов переходить из твердого состояния в жидкое, и важно знать то, при какой температуре начинается плавление разных видов металлов и их сплавов.

Процесс плавления металла

Данный процесс обозначает собой переход вещества из твердого состояния в жидкое. При достижении точки плавления металл может находиться как в твердом, так и в жидком состоянии, дальнейшее возрастание приведет к полному переходу материала в жидкость.

Читать еще:  Сталь У8 — плюсы и минусы применения для ножей

То же самое происходит и при застывании — при достижении границы плавления вещество начнет переходить из жидкого состояния в твердое, и температура не изменится до полной кристаллизации.

При этом следует помнить, что данное правило применимо только для чистого металла. Сплавы не имеют четкой границы температур и совершают переход состояний в некотором диапазоне:

  1. Солидус — линия температуры, при которой начинает плавиться самый легкоплавкий компонент сплава.
  2. Ликвидус — окончательная точка плавления всех компонентов, ниже которой начинают появляться первые кристаллы сплава.

Точно измерить температуру плавления таких веществ невозможно, точкой перехода состояний указывается числовой промежуток.

В зависимости от температуры, при которой начинается плавление металлов, их принято разделять на:

  • Легкоплавкие, до 600 °C. К ним относятся олово, цинк, свинец и другие.
  • Среднеплавкие, до 1600 °C. Большинство распространенных сплавов, и такие металлы как золото, серебро, медь, железо, алюминий.
  • Тугоплавкие, свыше 1600 °C. Титан, молибден, вольфрам, хром.

Также существует и температура кипения — точка, при достижении которой расплавленный металл начнет переход в газообразное состояние. Это очень высокая температура, как правило, в 2 раза превышающая точку расплава.

Влияние давления

Температура плавления и равная ей температура затвердевания зависят от давления, возрастая с его повышением. Это обусловлено тем, что при повышении давления атомы сближаются между собой, а для разрушения кристаллической решетки их нужно отдалить. При повышенном давлении требуется большая энергия теплового движения и соответствующая ей температура плавления увеличивается.

Существуют исключения, когда температура, необходимая для перехода в жидкое состояние, при повышенном давлении уменьшается. К таким веществам относят лёд, висмут, германий и сурьма.

Таблица температур плавления

Любому человеку, связанному с металлургической промышленностью, будь то сварщик, литейщик, плавильщик или ювелир, важно знать температуры, при которых происходит расплав материалов, с которыми он работает. В нижеприведенной таблице указаны точки плавления наиболее распространенных веществ.

Таблица температур плавления металлов и сплавов

НазваниеT пл, °C
Алюминий660,4
Медь1084,5
Олово231,9
Цинк419,5
Вольфрам3420
Никель1455
Серебро960
Золото1064,4
Платина1768
Титан1668
Дюралюминий650
Углеродистая сталь1100−1500
Чугун1110−1400
Железо1539
Ртуть-38,9
Мельхиор1170
Цирконий3530
Кремний1414
Нихром1400
Висмут271,4
Германий938,2
Жесть1300−1500
Бронза930−1140
Кобальт1494
Калий63
Натрий93,8
Латунь1000
Магний650
Марганец1246
Хром2130
Молибден2890
Свинец327,4
Бериллий1287
Победит3150
Фехраль1460
Сурьма630,6
карбид титана3150
карбид циркония3530
Галлий29,76

Помимо таблицы плавления, существует много других вспомогательных материалов. Например, ответ на вопрос, какова температура кипения железа лежит в таблице кипения веществ. Помимо кипения, у металлов есть ряд других физических свойств, как прочность.

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

МеталлСопротивление, МПа
Медь200−250
Серебро150
Олово27
Золото120
Свинец18
Цинк120−140
Магний120−200
Железо200−300
Алюминий120
Титан580

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.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Температура — плавление — металл

Температура плавления металла должна быть выше температуры его окисления ( горения) в кислороде, иначе металл при нагреве будет плавиться и принудительно удаляться из разреза без характерного для процесса резки окисления, являющегося главным источником тепла. [1]

Температура плавления металла должна быть выше температуры плавления образующихся в процессе резки окислов, иначе тугоплавкие окислы изолируют металл от контакта с кислородом и затруднят процесс резки. [2]

Температура плавления металла чистотой 99 996 % составляет 660 24, температура кипения — около 2500 С. Алюминий имеет высокую электропроводность и теплопроводность. Он реагирует с галоидами, кислородом, серой. Как амфотерный металл, он реагирует с кислотами и щелочами. Однако наряду с большой химической активностью алюминий легко подвергается пассивации. Кислоты — сильные окислители ( азотная кислота, концентрированная серная кислота) — не реагируют с ним, чему способствует защитная окисная пленка. [3]

Температуры плавления металлов в периодах системы Д. И. Менделеева сначала возрастают, начиная с простых веществ металлов IA-группы, и достигают максимума у простых веществ металлов VIB-группы, где находится самый тугоплавкий металл — вольфрам. [4]

Температура плавления металлов приведена на диаграмме ( рис. 58), из которой видно, что самым легкоплавким металлом является ртуть ( темп. [6]

Температура плавления металлов является достаточно хорошим показателем прочности межатомных связей в кристаллической решетке. Чем ниже температура плавления металла, тем больше коэффициент термического расширения и, следовательно, быстрее при нагреве наступает разупрочнение. Еще более жаропрочными оказываются сплавы на основе хрома, молибдена и других тугоплавких металлов. [8]

Температура плавления металла — это температура, при которой данный металл переходит из твердого состояния в жидкое. [9]

Температура плавления металла зависит от его состава и давления в процессе плавления. [10]

Температура плавления металлов является достаточно хорошим показателем прочности межатомных связей в кристаллической решетке. Чем ниже температура плавления металла, тем больше коэффициент термического расширения и, следовательно, быстрее при нагреве наступает разупрочнение. [11]

Температура плавления металлов и сплавов в известной степени может служить мерой жаропрочности их. [12]

Температура плавления металла должна быть выше температуры его воспламенения в кислороде. Для условий огневой зачистки температура воспламенения металла равна примерно 1350 С. [13]

Температура плавления металла должна быть выше темпера -, туры его окисления ( горения) в кислороде, иначе металл при нагреве будет плавиться и принудительно удаляться из разреза без характерного для процесса резки окисления, являющегося главным источником тепла. [14]

Температура плавления металла должна быть выше температуры плавления образующихся в процессе резки окислов, иначе тугоплавкие окислы изолируют металл от контакта с кислородом и затруднят процесс резки. [15]

Температура плавления

  • Температура плавления (обычно совпадает с температурой 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.

Связанные понятия

Упоминания в литературе

Связанные понятия (продолжение)

Концентрационным переохлаждением (КП) называют явление, которое возникает при направленной кристаллизации расплава, содержащего примесь, и заключающееся в том, что в результате перераспределения примеси в расплаве перед фронтом кристаллизации образуется некий слой, в пределах которого расплав оказывается переохлаждённым. Этот участок расплава называется зоной КП.

Эта статья о способе обработки металлов. О методе укрепления здоровья человека см. ЗакаливаниеЗака́лка — вид термической обработки материалов (металлы, сплавы металлов, стекло), заключающийся в их нагреве выше критической точки (температуры изменения типа кристаллической решетки, то есть полиморфного превращения, либо температуры, при которой в матрице растворяются фазы, существующие при низкой температуре), с последующим быстрым охлаждением. Закалку металла для получения избытка вакансий не следует.

Диагра́мма фа́зового равнове́сия (диаграмма состоя́ния) желе́зо—углеро́д (иногда эту диаграмму называют «диаграмма железо—цементит») — графическое отображение фазового состояния сплавов железа с углеродом в зависимости от их химического состава и температуры.

Температура плавления металлов

Температура плавления металлов.

Температура плавления металлов при атмосферном давлении 1 атм.

Температура плавления металлов:

Температура плавления (обычно совпадает с температурой 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.

Ниже в таблице приводится температура плавления металлов при атмосферном давлении 1 атм.

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.

Предсказание температуры плавления (критерий Линдемана)

Попытка предсказать точку плавления кристаллических материалов была предпринята в 1910 году Фредериком Линдеманом ( англ. ) . Идея заключалась в наблюдении того, что средняя амплитуда тепловых колебаний увеличивается с увеличением температуры. Плавление начинается тогда, когда амплитуда колебаний становится достаточно большой для того, чтобы соседние атомы начали частично занимать одно и то же пространство.

Критерий Линдемана утверждает, что плавление ожидается, когда среднеквадратическое значение амплитуды колебаний превышает пороговую величину.

Температура плавления кристаллов достаточно хорошо описывается формулой Линдемана [1] :

T λ = x m 2 9 ℏ 2 M k B θ r s 2 =^<2>><9hbar ^<2>>>Mk_theta r_^<2>>

где r s > — средний радиус элементарной ячейки, θ — температура Дебая, а параметр x m > для большинства материалов меняется в интервале 0,15-0,3.

Температура плавления – Расчет

Формула Линдемана выполняла функцию теоретического обоснования плавления в течение почти ста лет, но развития не имела из-за низкой точности.

В 1999г. И.В. Гаврилиным было получено новое выражение для расчёта температуры плавления:

где Тпл – температура плавления; DHпл скрытая теплота плавления; N – скрытая теплота плавления; k – константа Больцмана.

Впервые получено исключительно компактное выражение (1) для расчёта температуры плавления металлов, связывающее эту температуру с известными физическими константами: скрытой теплотой плавления, числом Авогадро и константой Больцмана.

Точность расчетов по (1) можно оценить по данным таблицы.

Температура плавления некоторых металлов. Расчет по (1)

По этим данным, точность расчетов Тпл меняется от 2 до 30%, что в расчетах такого рода вполне приемлемо.

Формула (1) выведена как одно из следствий новой теории плавления и кристаллизации, опубликованной в 2000г.[1].

[1]- Гаврилин И.В. Плавление и кристаллизация металлов и сплавов. Изд. ВлГУ. Владимир. 2000. 256 с.

Температуры плавления некоторых веществ [2]

веществотемпература
плавления
(°C)
гелий (при 2,5 МПа)−272,2
водород−259,2
кислород−219
азот−210,0
метан−182,5
спирт−114,5
хлор−101
аммиак−77,7
ртуть−38,87
водяной лёд
бензол+5,53
цезий+28,64
галлий+29,8
сахароза+185
сахарин+225
олово+231,93
свинец+327,5
алюминий+660,1
серебро+960,8
золото+1063
медь+1083,4
кремний+1415
железо+1539
титан+1668
платина+1772
цирконий+1852
корунд+2050
рутений+2334
молибден+2622
карбид кремния+2730
карбид вольфрама+2870
осмий+3054
оксид тория+3350
вольфрам+3422
углерод (сублимация)+3547
карбид гафния+3890
карбид тантала-гафния+3942

Примечания

  1. Жирифалько Л. Статистическая физика твердого тела. — М. : Мир, 1975. — С. 15.
  2. Дрица М. Е., Будберг П. Б., Бурханов Г. С., Дриц А. М., Пановко В. М. Свойства элементов. — Металлургия, 1985. — С. 672.
  • Термодинамическая фаза
  • Равновесие фаз
  • Правило фаз
  • Фазовая диаграмма
  • Уравнение состояния

  • Кристаллы
    • Монокристалл
    • Поликристалл
    • Кристаллит
  • Аморфные тела
    • Стеклообразное состояние
  • Жидкий кристалл
    • Нематик
    • Смектик
    • Холестерик
  • Мезоген
  • Колончатая фаза
  • Клеточная мембрана
  • Идеальная жидкость
  • Расплав
  • Перегретая жидкость
  • Переохлаждённая жидкость
  • Растянутая жидкость
  • Сверхкритическая жидкость
  • Идеальный газ
  • Реальный газ
  • Пар
  • Насыщенный пар
  • Перегретый пар
  • Пересыщенный пар
  • Электромагнитная
  • Кварк-глюонная плазма
  • Глазма
  • Странная материя
  • Бозе-конденсат
  • Фермионный конденсат
  • Квантовая жидкость
  • Сверхтекучесть
  • Сверхпроводимость
  • Сверхтекучее твёрдое тело
  • Бозе-газ
  • Ферми-газ
  • Вырожденный газ
  • Фотонная молекула
  • Плавление
  • Кристаллизация
  • Температура плавления
  • Сублимация
  • Десублимация
  • Кипение
  • Конденсация
  • Испарение
  • Парообразование
  • Температура кипения
  • Критическая точка
  • Тройная точка
  • Теплота фазового перехода
  • Мартенситное превращение
  • Эвтектика
  • Критические явления
  • Точка Кюри
  • Точка Нееля
  • Ферромагнетики—Парамагнетики—Антиферромагнетики
  • Гели
    • Аэрогель
  • Растворы
  • Коллоидные системы
    • Грубодисперсная
    • Свободнодисперсная коллоидная
  • Золь
  • Аэрозоль
    • Дым
    • Пыль
    • Туман
    • Мгла
  • Суспензия
  • Эмульсия
  • Нормальные и стандартные условия
  • Статистика Ферми — Дирака
  • Статистика Бозе — Эйнштейна

Что такое wiki2.info Вики является главным информационным ресурсом в интернете. Она открыта для любого пользователя. Вики это библиотека, которая является общественной и многоязычной.

Основа этой страницы находится в Википедии. Текст доступен по лицензии CC BY-SA 3.0 Unported License.

Wikipedia® — зарегистрированный товарный знак организации Wikimedia Foundation, Inc. wiki2.info является независимой компанией и не аффилирована с Фондом Викимедиа (Wikimedia Foundation).

Почему температура плавления металлов изменяется в очень широких пределах? Для подготовки ответа на этот вопрос используйте дополнительную литературу.

u0422u0435u043cu043fu0435u0440u0430u0442u0443u0440u0430 u043fu043bu0430u0432u043bu0435u043du0438u044f u043cu0435u0442u0430u043bu043bu043eu0432 u0437u0430u0432u0438u0441u0438u0442 u043eu0442 u043fu0440u043eu0447u043du043eu0441u0442u0438 u043au0440u0438u0441u0442u0430u043bu043bu0438u0447u0435u0441u043au043eu0439 u0440u0435u0448u0435u0442u043au0430. u041du0430u043fu0440u0438u043cu0435u0440, u0443 u0432u043eu043bu044cu0444u0440u0430u043cu0430 u043au0440u0438u0441u0442u0430u043bu043bu0438u0447u0435u0441u043au0430u044f u0440u0435u0448u0435u0442u043au0430 u043eu0447u0435u043du044c u043fu0440u043eu0447u043du0430u044f. u0427u0442u043eu0431u044b u0440u0430u0441u043fu043bu0430u0432u0438u0442u044c u044du0442u043eu0442 u043cu0435u0442u0430u043bu043b u0442u0440u0435u0431u0443u0435u0442u0441u044f u0442u0435u043cu043fu0435u0440u0430u0442u0443u0440u0430 u0432u044bu0448u0435 5000 u0433u0440u0430u0434u0443u0441u043eu0432. u0410 u0432u043eu0442 u0440u0435u0448u0435u0442u043au0430 u0440u0442u0443u0442u0438, u043du0435u0443u0441u0442u043eu0439u0447u0438u0432u0430, u043fu043eu044du0442u043eu043cu0443 u044du0442u043eu0442 u043cu0435u0442u0430u043bu043b u043fu043bu0430u0432u0438u0442u0441u044f u0434u0430u0436u0435 u043fu0440u0438 u043eu0442u0440u0438u0446u0430u0442u0435u043bu044cu043du043eu0439 u0442u0435u043cu043fu0435u0440u0430u0442u0443u0440u0435. u0411u043eu043bu044cu0448u0443u044e u0440u043eu043bu044c u0432 u043fu0440u043eu0447u043du043eu0441u0442u0438 u0441u0432u044fu0437u0435u0439 u0438u0433u0440u0430u0435u0442 u044du043bu0435u043au0442u0440u043eu043du043du043e u0441u0442u0440u043eu0435u043du0438u0435 u044du043bu0435u043cu0435u043du0442u0430.

Привет! Сейчас расскажу

Температура плавления металлов зависит от прочности кристаллической решетка. Например, у вольфрама кристаллическая решетка очень прочная. Чтобы расплавить этот металл требуется температура выше 5000 градусов. А вот решетка ртути, неустойчива, поэтому этот металл плавится даже при отрицательной температуре. Большую роль в прочности связей играет электронно строение элемента.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector