Хамгийн халуунд тэсвэртэй металл. Халддаг металууд - тодорхойлолт, галд тэсвэртэй Me-ийн бүтээгдэхүүнүүд. Цирконий ба түүний хайлш


Гэсэн тодорхойлолт галд тэсвэртэй металл»Нэр томъёоны мэдээлэл сайтай тул нэмэлт тайлбар шаарддаггүй. Цорын ганц нюанс бол босго хайлах температур бөгөөд дараа нь уг бодисыг галд тэсвэртэй гэж үзэж болно.

Чухал параметр дэх санал зөрөлдөөн

Зарим эх сурвалж нь босго утгыг ердийн масштабаар орчуулсан бол энэ нь 2204 0 C. өгдөг. Энэхүү шалгуурын дагуу зөвхөн таван элементийг халуунд тэсвэртэй гэж нэрлэдэг. ,, болон. Жишээлбэл, вольфрамын хайлах цэг 3422 0 С байна.

Видео - Вольфрамыг устөрөгчөөр хайлуулах

Өөр нэг мэдэгдэл нь температурыг тэсвэртэй материалын ангиллыг өргөжүүлэх боломжийг олгодог бөгөөд учир нь төмрийн хайлах цэгийг лавлагааны цэг болгон 1539 хэмд авдаг бөгөөд энэ нь титан, хром, иридиум, цирконий, гафний, роди, рутениум, осми зэрэг есөн элементээр жагсаалтыг нэмэгдүүлэх боломжийг бидэнд олгодог.

Температурын хэд хэдэн хэмжигдэхүүн байдаг боловч тэдгээрийг өргөн ашигладаггүй.

Цэвэр металлын хугарлын түвшний харьцуулсан хүснэгт

Галд тэсвэртэй материал нь зөвхөн металлаар хязгаарлагдахгүй гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Энэ категори нь эхлэх материалын тодорхой шинж чанарыг сайжруулахад чиглэсэн олон тооны нэгдлүүд - хайлш ба хайлсан металуудыг агуулдаг. Харьцангуй цэвэр элементүүдээс та тэдгээрийн дулааны тогтвортой байдлын түвшний харааны хүснэгтийг өгч болно. Энэ нь өнөө үед мэдэгдэж байгаа хамгийн галд тэсвэртэй металлаар удирддаг - 3422 0 хэм хайлж буй вольфрам. Ийм болгоомжтой томъёолол нь хайлсан босго давсан вольфрамаас металыг тусгаарлах оролдлоготой холбоотой юм. Тиймээс ирээдүйд аль металл хамгийн галд тэсвэртэй вэ гэдэг асуулт нь огт өөр тодорхойлолтыг хүлээж авах болно.

Үлдсэн нэгдлүүдийн босго утгыг дор өгөв.

  • рениум 3186;
  • 3027;
  • тантал 3014;
  • молибден 2623;
  • ниоби 2477;
  • 2446;
  • рутениум 2334;
  • 2233;
  • роди 1964;
  • ванадий 1910;
  • хром 1907;
  • 1855;
  • 1668.

Дахиад нэгийг нэмэхээр үлдлээ сонирхолтой баримтталаар физик шинж чанар халуунд тэсвэртэй элементүүд. Тэдгээрийн зарим нь хайлах цэг нь материалын цэвэр байдалд мэдрэмтгий байдаг. Үүний тод жишээ бол хром бөгөөд хайлах цэг нь 1513-аас 1920 0С хүртэл хэлбэлзэж, химийн найрлага хольц. Тиймээс эдгээр интернетийн зай нь ихэвчлэн тодорхой тоогоор ялгаатай байдаг боловч чанарын бүрэлдэхүүн хэсэг нь үүнд өртдөггүй.

Цэвэр хром

Дулаан тэсвэртэй материалын ерөнхий шинж чанар

Эдгээр элементүүдийн физик-химийн шинж чанаруудын харьцангуй төстэй байдал нь нийтлэг атомын бүтэц, тэдгээр нь шилжилтийн металл болж хувирдагтай холбоотой юм. Эсрэгээр, шинж чанаруудын ялгаа нь үечилсэн хүснэгтийн олон бүлэгт хамааралтай байдаг: IV - VII.

Үндсэн ерөнхий шинж чанар галд тэсвэртэй материал - хүчтэй интератомийн холбоо. Тэдгээрийг задлахын тулд өндөр энерги шаардагддаг бөгөөд энэ нь хайлах температурыг хэдэн мянган градусаар тодорхойлдог. Нэмж хэлэхэд энэ өмчийг Хатуу байдал, механик хүч, цахилгаан эсэргүүцэл гэх мэт галд тэсвэртэй металлын параметрийн өндөр утгуудад нөлөөлдөг.

Эдгээр элементүүдийг нэгтгэсэн дараагийн шинж чанар бол өндөр химийн идэвхжил юм. Энэ нь чөлөөт p- ба хэсэгчилсэн дүүрсэн d-орбиталуудаар дамжин химийн бонд үүсгэдэг ерөнхий уян хатан металлын чиг хандлага, гаднах s ба d-ээс электронуудыг гаргаж өгдөг. Энэ өмч нь цэвэр галд тэсвэртэй металл олж авахад хүндрэл учруулдаг технологийн үйлдвэрлэл хэд хэдэн үе шатанд.

Дулаанд тэсвэртэй элементүүдийн бүтэц нь мөн ижил байдаг бөгөөд эдгээр нь бүгд эзэлхүүн төвлөрсөн куб хэлбэрээр тодорхойлогддог болор сүлжээБайна. Энэ бүтэц нь тэвчих шинж чанартай байдаг. Үл хамаарах зүйл бол рений бөгөөд зургаан өнцөгт эстэй байдаг. Метал бүрт хэврэг төлөвт шилжих нь тодорхой температурт явагддаг бөгөөд үүнийг зохицуулалтыг хайлшуулалтаар авдаг.

Метал бүр нь тодорхойлолтоор халуунд тэсвэртэй байдаг, гэхдээ бүгдээрээ халуунд тэсвэртэй байдаггүй. Ихэнх галд тэсвэртэй металлууд нь исэлдэлт, түрэмгий орчинд нөлөөлдөг: хүчил, шүлтлэг; хэвийн нөхцөлд. Гэсэн хэдий ч температурыг 400 0 С хүртэл нэмэгдүүлснээр тэдний үйл ажиллагаа хэвийн бус нэмэгддэг. Энэ нь тодорхой үйл ажиллагааны нөхцлийг бүрдүүлэхийг шаарддаг. Иймээс хэрэглээний өндөр температурт тэсвэртэй металлаас гардаг бүтээгдэхүүнүүд нь ихэвчлэн инерцийн хийн уур амьсгалд байрладаг эсвэл агаарыг вакуум нөхцөлд хаядаг.

Галд тэсвэртэй материал авах

Өмнө дурьдсанчлан, халуунд тэсвэртэй металл үйлдвэрлэхэд тулгардаг гол бэрхшээл нь тэдний химийн өндөр идэвхжил бөгөөд энэ нь элементүүдийг цэвэр хэлбэрээр тусгаарлахаас сэргийлдэг.

Үйлдвэрлэлийн гол технологи нь нунтаг металлурги хэвээр байна. Энэхүү арга нь янз бүрийн аргаар уян хатан металлын нунтаг авах боломжийг олгодог.

  1. Устөрөгчийн давхар ислийн тусламжтайгаар нөхөн сэргээх. Уг процесс хэд хэдэн үе шаттайгаар, 750 - 950 ° С температурт олон хоолойн зууханд хийгддэг. Энэхүү технологи нь галд тэсвэртэй металлын нунтаг: вольфрам, молибден зэрэгт хэрэглэгддэг.
  2. Перренатын устөрөгчийн бууралт. Энэ схемийг метал рений үйлдвэрлэхэд хэрэгжүүлдэг. Ашиглалтын температур 500С орчим байна. Эцсийн шат нь шүлтээс нунтаг угаах явдал юм. Үүний тулд халуун ус, давсны хүчлийн уусмалыг дараалан ашигладаг.
  3. Металл давсны хэрэглээ. Молибденийг тусгаарлах технологи хөгжсөн. Гол түүхий эд бол металлын аммонийн давс ба түүний нунтаг бөгөөд жингээрээ 5-15% -ийн түвшинд холимогт ордог. Энэ найрлага нь урсаж буй инертийн хийнд 500 - 850 ° C-ийн дулааны боловсруулалт хийдэг. Металлын бууралт нь устөрөгчийн агаар мандалд 800 - 1000 ° C температурт явагддаг.

Хөнгөн металлын үйлдвэрлэл - Нунтаг металлурги

Үйлдвэрлэлийн аялал

Дулаан тэсвэртэй металл үйлдвэрлэх арга нь сайжруулсаар байгаа бөгөөд цөмийн энерги, нисэх онгоцны бүтээн байгуулалт, пуужин хөдөлгүүрийн шинэ загвар бий болохтой холбоотой галд тэсвэртэй металл бус болон силикат материалын химийн технологи улам бүр сайжрсаар байна.

ОХУ-д вольфрам үйлдвэрлэх томоохон үйлдвэрлэлийн нэг бол Unech-ийн галд тэсвэртэй металлын үйлдвэр юм. Энэхүү аж ахуйн нэгж харьцангуй залуу бөгөөд түүний барилгын ажил 2007 онд Унеча тосгоны нутагт эхэлсэн юм. Үйлдвэрийн үйлдвэрлэлийн чиглэл нь галд тэсвэртэй металл, илүү нарийн вольфрам ба түүний карбидын нунтаг хийхэд чиглэгддэг.

Цаашилбал, зангилаа авахын тулд хэврэг массыг нүхлэх буюу шахаж авдаг. Үүнтэй адил халуунд тэсвэртэй бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхийн тулд галд тэсвэртэй металл нунтаг боловсруулдаг.

Хөндлөнгийн материалыг ашиглах

Цэвэр халуунд тэсвэртэй металл ашиглах нь хэд хэдэн чиглэлээр тэргүүлэх чиглэлтэй байдаг.

  • үсгийн дээд хэмжээ;
  • сансрын хөлөг үйлдвэрлэх;
  • чиглүүлэгч пуужин үйлдвэрлэх;
  • электрон болон вакуум тоног төхөөрөмж.

Сансрын салбар

Сүүлийн догол мөр нь вакуум хоолойн электродуудад нөлөөлдөг. Жишээлбэл, өндөр цэвэршилттэй ниобийг тор, гуурсан хоолой, электрон эд анги үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Түүнчлэн, электродууд үүнээс гардаг - электровакуум төхөөрөмжүүдийн анод.

Вакуум радио хоолой

Үүнтэй төстэй програм нь молибден, вольфрам зэрэг шинж чанартай байдаг. Цэвэр хэлбэрээр эдгээр металыг зөвхөн улайсдаг филамент төдийгүй радио хоолой, электродыг цахилгаан вакуум төхөөрөмжид ашигладаг. Вольфрамын ганц талстууд нь эсрэгээр электродын халаагуур, ялангуяа катод, цахилгаан холбоо, гал хамгаалагч үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Цэвэр ванадий, ниобиум нь цөмийн цахилгаан эрчим хүчийг ашигладаг бөгөөд тэндээс хоолой хийдэг. цөмийн реакторууд, түлшний элементүүдийн бүрхүүл. Металл нь зэврэлтэнд тэсвэртэй тул химийн (сав суулга, багаж хэрэгсэл) өндөр цэвэршилт бүхий тантал ашиглах талбар юм.

Галддаг гагнуурыг тусад нь авч үзэх хэрэгтэй, учир нь өндөр хайлах цэг бүхий метал агуулаагүй болно. Жишээлбэл, галд тэсвэртэй цагаан тугалга нь галд тэсвэртэй металл нунтаг агуулдаггүй. Нэмэлт байдлаар зэс, мөнгө, никель эсвэл магни ашигладаг.

Ууртай металл ба хайлш нь цувисан бүтээгдэхүүн болон бусад салбарт эрэлт хэрэгцээтэй байдаг. Ялангуяа хайлшийг ашиглах нь өөрчлөлт хийх чадвартай холбоотой тодорхой шинж чанарууд металл: хэвлий температурыг багасгах, халуунд тэсвэртэй шинж чанарыг сайжруулах.

Утга металлуудаас авах хөлс нь өргөн цар хүрээтэй бөгөөд дараахь зүйлийг агуулдаг.

  • хуудас;
  • ердийн ба гүн зурах зориулалттай тууз;
  • тугалган цаас;
  • хоолой;
  • утас ба саваа.

Вольфрам-Рениумын термоэлектрод утас

Энэ төрлийн бүтээгдэхүүний дотоодын томоохон үйлдвэрлэгч бол уян хатан металл ба хатуу хайлш үйлдвэрлэх туршилтын үйлдвэр юм.

Видео - Хөнгөн металууд

Хүчтэй компьютерийн загварыг ашиглан Браун их сургуулийн судлаачид хайлах цэг нь мэдэгдэж байсан бүх бодисоос өндөр байгааг тогтоосон байна. Тооцоололоор гафниум, азот, нүүрстөрөгчөөр хийсэн материал нь 4400 К-ээс дээш хайлах цэгтэй байх болно. Энэ нь нарны гадаргуу дээрх температурын гуравны хоёр орчим бөгөөд туршилтын явцад тэмдэглэгдсэн хамгийн өндөр хайлах цэгээс 200 К өндөр юм. Байна.

Хафни, тантал, нүүрстөрөгчийн (HF-Ta-C) элементүүдээс үүссэн бодис рекорд хайлах шинж чанартай болохыг өмнө нь туршилтаар баталж байжээ. нүүрстөрөгч (HF-NC) нь 4400 К-ээс дээш хайлах цэгтэй байх ба энэ нь туршилтын үр дүнгээс 200 К-ээс их байна. Тооцоололоор хафни, азот, нүүрстөрөгчийн материалаас оновчтой найрлага нь HfN 0.38 C 0.51 байна. Судлаачдын дараагийн алхам бол лабораторийн дүгнэлтийг баталгаажуулах материалыг нэгтгэх явдал юм.

"Тооцооллын аргын давуу тал бол та маш олон өөр өөр хослолыг хямд үнээр харж, лабораторид туршилтанд хамрагдах үнэ цэнэтэй зүйлийг олж авах боломжтой юм" гэж судалгааны зохиолч Аксел ван де Вальле хэлжээ.

Судлаачид тооцооллын аргыг ашиглан квант механикийн хуулийг дагаж физик процессыг атомын түвшинд загварчлах замаар хайлах температурыг тооцдог. Хайлалтын динамикийг наноскальд 100 орчим атомын блокоор судалдаг. Судлаачид HF-Ta-C материалыг задлан шинжилж эхэлснээр үүний хайлах цэгийг туршилтаар тогтоосон байна. Загварчлал нь дулааныг тэсвэрлэх чадварыг бүрдүүлэх зарим хүчин зүйлийг тодруулж чадсан.

Энэхүү ажил нь HF-Ta-C нь өндөр дулааны нэгдлийг (хатуугаас шингэн рүү шилжихэд энерги ялгардаг эсвэл шингэдэг) нэгтгэж, хатуу ба шингэн фазын энтропийн хоорондох ялгаа байгааг харуулж байна.

Судлаачид эдгээр үр дүнг ашиглан эдгээр шаардлагыг хамгийн сайн хангаж чадах нэгдлүүдийг хайж олжээ. Тэд гафниум, азот, нүүрстөрөгчийн нэгдэл нь ижил төстэй өндөр хайлах цэгтэй болохыг тогтоосон боловч хатуу ба шингэний энтропийн ялгаа бага байна. Тэд хайлах цэгийг тооцоолоход энэ нь HF-Ta-C-ийн туршилтаар олж авсан хэмжээнээс 200 К өндөр байжээ.

Ta-HF-C-N хайлшийн хайлах цэгүүд. Дүүргэсэн тойрог нь HF-C ба Hf-C-N системд тооцоолсон хайлах цэгийг зааж, хоосон тойрог нь Ta-HF-C системийн харьцуулалтыг харуулна.

Ажил нь эцсийн эцэст хийн турбин бүрхүүлээс өндөр хурдны онгоцны эд анги хүртэлх олон төрлийн хэрэглээнд зориулагдсан шинэ өндөр чанартай материалуудыг зааж өгч магадгүй юм. Энэ шинэ материал HfN 0.38 C 0.51 болох эсэх нь одоогоор тодорхойгүй байна гэж судлаачид хэлэв.

Өдөр тутмын амьдралд металлын хэрэглээ нь хүн төрөлхтний хөгжлийн эхэн үеэс эхэлсэн бөгөөд зэс нь анхны металл байсан тул байгальд боломжтой бөгөөд үүнийг амархан боловсруулдаг. Малтлага хийх үеэр археологчид энэ металлаар хийсэн янз бүрийн бүтээгдэхүүн, гэр ахуйн хэрэгслийг олдог нь гайхах зүйлгүй юм. Хувьслын үйл явцад хүмүүс аажмаар янз бүрийн металлуудыг нэгтгэж сурч, багаж хэрэгсэл үйлдвэрлэхэд тохиромжтой, удаан эдэлгээтэй хайлш, хожим зэвсэг олж авав. Өнөө үед туршилтууд үргэлжилж байгаа бөгөөд үүний ачаар та дэлхийн хамгийн бат бөх металуудыг олж авах боломжтой юм.

  • өндөр өвөрмөц бат бөх чанар;
  • өндөр температурт тэсвэртэй байх;
  • бага нягтрал;
  • зэврэлтэнд тэсвэртэй байх;
  • механик ба химийн эсэргүүцэл.

Титаныг цэргийн үйлдвэрлэл, нисэхийн анагаах ухаан, усан онгоцны үйлдвэрлэл, үйлдвэрлэлийн бусад салбарт ашигладаг.

Дэлхий дээрх хамгийн удаан эдэлгээтэй металлын нэг гэж тооцогддог хамгийн түгээмэл элемент бөгөөд хэвийн нөхцөлд сул радио идэвхит металл юм. Байгалийн хувьд энэ нь чөлөөт байдал ба хүчиллэг тунамал чулуулгийн аль алинд нь байдаг. Энэ нь нэлээд хүнд жинтэй, хаа сайгүй өргөн тархсан бөгөөд параметрлаг шинж чанартай, уян хатан, уян хатан, харьцангуй уян хатан чанартай байдаг. Ураныг үйлдвэрлэлийн олон салбарт ашигладаг.

Бүх одоо байгаа хамгийн тэсвэртэй метал гэгддэг бөгөөд дэлхийн хамгийн удаан эдэлгээтэй металлын тоонд багтдаг. Энэ нь гялалзсан мөнгөн саарал өнгөний шилжилтийн хатуу элемент юм. Энэ нь өндөр хүч чадал, маш сайн рефлекс, химийн нөлөөнд тэсвэртэй. Түүний шинж чанараас шалтгаалан хуурамч утас руу татагддаг. Вольфрам судалтай гэдгээрээ алдартай.

Энэ бүлгийн төлөөлөгчдийн дунд өндөр нягтралтай мөнгөн цагаан шилжилтийн металл гэж тооцогддог. Энэ нь байгальд цэвэр хэлбэрээр байдаг боловч молибден, зэсийн түүхий эдээс олддог. Энэ нь өндөр хатуулаг, нягтралаар тодорхойлогддог бөгөөд маш сайн хөргөлттэй байдаг. Энэ нь хүч чадлыг нэмэгдүүлсэн бөгөөд энэ нь хэт олон температурт алдагдахгүй. Ренийум гэж хэлдэг үнэтэй металлын бөгөөд өндөр өртөгтэй. Ашиглаж байгаа орчин үеийн технологи болон электроникийн.

Бага зэрэг ягаан өнгөөр \u200b\u200bгялалзсан мөнгөн цагаан цагаан метал нь цагаан алтны бүлэгт багтдаг бөгөөд дэлхийн хамгийн бат бөх металлын нэгд тооцогддог. Iridium-ийн нэгэн адил өндөр атомын нягтрал, өндөр бат бөх, хатуулагтай байдаг. Осми нь цагаан алт метальд хамаардаг тул iridium-тай төстэй шинж чанартай байдаг: хугарах, хатуулаг, хатангиршил, механик стресс, түүнчлэн түрэмгий орчны нөлөөнд тэсвэртэй. Мэс засал, электрон микроскопийн үйл ажиллагаанд өргөн цар хүрээтэй, химийн үйлдвэр, пуужингийн технологи, электрон тоног төхөөрөмж.

Энэ нь металлын бүлэгт хамаарах бөгөөд харьцангуй хатуулаг, өндөр хоруу чанар бүхий цайвар саарал өнгийн элемент юм. Өвөрмөц шинж чанараараа бериллерийг үйлдвэрлэлийн янз бүрийн салбарт ашигладаг.

  • цөмийн эрчим хүч;
  • сансрын инженерчлэл;
  • металлурги;
  • лазер технологи;
  • цөмийн эрчим хүч.

Өндөр хатуулагтай тул бериллийг хайлш хайлш, галд тэсвэртэй материал үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Дэлхийн хамгийн бат бөх аравдугаарт жагсдаг хром бол шар, цагаан өнгөтэй, шүлтлэг, хүчилд тэсвэртэй хатуу, өндөр бат бэх металл юм. Энэ нь байгальд цэвэр хэлбэрээр илэрдэг бөгөөд шинжлэх ухаан, технологи, үйлдвэрлэлийн янз бүрийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг. Chromium нь эмнэлгийн болон химийн технологийн тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэхэд ашигладаг янз бүрийн хайлшийг бий болгоход ашигладаг. Төмөртэй хослуулан төмөр хайчлах хэрэгсэл үйлдвэрлэхэд ашигладаг феррохромын хайлш үүсгэдэг.

Тантал нь дэлхийн хамгийн бат бөх металлын нэг тул чансаанд хүрэл хүртэх эрхтэй. Энэ бол өндөр хатуулаг, атомын нягтралтай мөнгөн металл юм. Түүний гадаргуу дээр оксидын хальс үүссэн тул хар тугалгын сүүдэртэй болно.

Танталын ялгах шинж чанар нь өндөр хүч чадал, хөргөлт, зэврэлтэнд тэсвэртэй, түрэмгий орчин юм. Метал нь нэлээд уян хатан металл бөгөөд машин хийхэд хялбар байдаг. Өнөөдөр танталыг амжилттай ашиглаж байна:

  • химийн салбарт;
  • цөмийн реактор байгуулах ажилд;
  • металлургийн үйлдвэрлэлд;
  • халуунд тэсвэртэй хайлш үүсгэх үед.

Дэлхийн хамгийн удаан эдэлгээтэй металлын чансааны хоёрдугаар мөрөнд рутениум - цагаан алтны бүлэгт багтдаг мөнгөн металл юм. Үүний онцлог шинж нь булчингийн эдэд амьд организмууд байдаг. Рутениумын үнэ цэнэтэй шинж чанарууд нь өндөр хүч чадал, хатуулаг, хугарах чадвар, химийн эсэргүүцэл, нарийн төвөгтэй нэгдэл үүсгэх чадвар юм. Рутениум нь олон тооны химийн урвалын катализатор гэж тооцогддог бөгөөд электрод, контакт, хурц үзүүрийг үйлдвэрлэх материалын үүрэг гүйцэтгэдэг.

Дэлхийн хамгийн удаан эдэлгээтэй металлын чансааг платинум бүлэгт багтдаг мөнгөний цагаан, хатуу, галд тэсвэртэй металл зэрэг iridium тэргүүлдэг. Байгалийн хувьд өндөр бат бэх элемент нь нэн ховор бөгөөд ихэвчлэн осмиум бүхий нэгдэлд ордог. Байгалийн хатуулаг чанараас болоод машин хийхэд хэцүү бөгөөд химийн бодисонд тэсвэртэй байдаг. Иридиум нь галоген ба натрийн хэт исэл зэрэг нөлөөнд маш их хариу үйлдэл үзүүлдэг.

Энэ металл нь өдөр тутмын амьдралд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ нь хүчиллэг орчинд тэсвэртэй байдлыг сайжруулахын тулд титан, хром, вольфрамд нэмж, албан тасалгааны үйлдвэрлэлд ашигладаг, үнэт эдлэл бий болгоход ашигладаг. Байгаль дээр хязгаарлагдмал байдлаас болж iridium-ийн өртөг өндөр хэвээр байна.

ТОГ галд тэсвэртэй нь хайлах цэг нь 1700-аас дээш метал юм° C: вольфрам, молибден, тантал, ниоби, хром, цирконий, рениум. Ихэвчлэн тэдгээрийг электроакуум хайлуулах, цэвэршүүлэх технологийг ашиглан нунтаг металлургийн аргаар олж авдаг.

Хугарлын металлын хэрэглээ:

цахилгаан вакуум тоног төхөөрөмжийн бүтээгдэхүүн;

халаалтын элементүүд;

нимгэн өндөр дамжуулагч ба эсэргүүцэх хальс үйлдвэрлэх дулааны элэгдлийн үйлдвэрт ууршуулагч бодис;

нимгэн хальсан резистор;

өндөр температурыг хэмжих термопар.

Агаарыг 600С-аас дээш температурт халаахад бүх галд тэсвэртэй металлууд нь дэгдэмхий исэл үүсэх замаар эрчимтэй исэлддэг. Тиймээс тэд халаалтын элемент болгон вакуум эсвэл хамгаалалтын инерц уур амьсгалд ажилладаг, жишээлбэл, аргон. Уурах металл нь маш бага хэмжээний даралттай байдаг - чухал чанар нимгэн хальс авсны дараа ууршуулагч материалд зориулж.

Вольфрам (W) нь бүх металлын хамгийн тэсвэртэй (Tm \u003d 3400 ° C), өндөр хатуулагтай, сайн дамжуулалттай

(ρ \u003d 0.055 мкΩ · м).

Вольфрам бол цахилгаан вакуум технологийн хамгийн чухал материалуудын нэг юм. Хуурамч, зураг зурах ажлын үр дүнд олж авсан фиброз бүтэц нь 0.01 мм хүртэлх диаметртэй нимгэн вольфрам утас юм. Вольфрам бол улайсгасан чийдэнгийн шүүлтүүр үйлдвэрлэх гол материал юм. Гэсэн хэдий ч өндөр температурт цэвэр вольфрамаар хийсэн утас, спиральууд дахин дахин боловсруулалтын үр дүнд хэврэг болж, үр тарианы хэмжээ эрчимтэй ургадаг. хөндлөн огтлол утас. Цэвэр вольфрамын шинж чанарыг сайжруулахын тулд түүнд янз бүрийн нэмэлт бодисууд ордог. Торийн оксид Th2 O3 нь дахин боловсруулалт хийх явцыг удаашруулж, үр тарианы ургалтыг удаашруулдаг; цахиурын исэл SiO2 ба хөнгөн цагаан Al2 O3-ийн нэмэлтүүд нь вольфрамын утас хэлбэрийн тогтвортой байдлыг сайжруулдаг. Цахилгаан дотор

тровакуум үйлдвэрлэхэд вольфрамын зэрэгтэй VA (цахиур-хөнгөн цагааны нэмэлттэй) ба BT (торийн оксидын нэмэлттэй) -ийг ашигладаг.

Өндөр хүчдэлийн үүсгүүр чийдэнгийн өндөр хүчдэлийн катод, 2200 ... 2800 К температуртай рентген хоолойг вольфрамаас гаргаж авдаг. Вольфрамын катод нь тогтвортой электрон ялгаруулалт, өндөр вакуумд ажиллах чадвартай байдаг. VT цайруулсан вольфрамын катод нь ялгаралтын шинж чанар өндөр байдаг.

Вольфрам нь бүх цэвэр металлуудын дунд шугаман тэлэлтийн хамгийн бага температурын коэффициенттэй байдаг (αl \u003d)

4.4 10-6 K-1). Энэхүү үл хөдлөх хөрөнгийг галд тэсвэртэй шил бүхий вольфрамын уулзвар үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Молден, иридиум, рениум бүхий вольфрам ба түүний хайлшийг 1200С-аас дээш температурт ажилладаг халаалтын элементүүд, өндөр температурт термопаруудад ашигладаг. Өндөр хатуулаг, нуман эсэргүүцэл, цахилгаан цэнэглэх эсэргүүцэл, гагнуурын чанар багатай тул вольфрамыг өндөр ачаалалтай хагалах контактуудад өргөн ашигладаг.

Молибден (Mo) бол вольфрамын аналог боловч бага зэрэг тэсвэртэй (T pl \u003d 2620 ° C) ба хатуулаг багатай. Нарийн ширхэгтэй бүтэцтэй тугалган молибден нь вольфрамаас хамаагүй уян хатан бөгөөд нарийн төвөгтэй тохируулгын янз бүрийн нарийн ширийн зүйлд өргөн хэрэглэгддэг. Бүх галд тэсвэртэй металлын дотроос молибден хамгийн бага эсэргүүцэлтэй байдаг (ρ \u003d 0.05 мкОхм · м).

Молибден нь хамгаалалтын уур амьсгалд ажилладаг өндөр температурт (1700С хүртэл) цахилгаан зууханд халаахад ашигладаг. Молибден нь эрчимтэй дулааны нөхцөлд ажилладаг электрон хоолой, цахилгаан вакуум төхөөрөмжийн бусад туслах хэсгүүдийн тор, электродуудыг хийхэд ашигладаг.

Маш практик ач холбогдолтой молибдентэй вольфрамын хайлшбүх концентрац дахь хатуу уусмалын бүтцийг бүрдүүлдэг. 45% Mo агуулсан хайлш нь хамгийн их эсэргүүцэл, хатуулаг, элэгдэлд тэсвэртэй байдаг. Эдгээр нь хамгаалалтын орчинд өндөр ачаалалтай контактуудад ашиглагддаг. W-Mo хайлшийг бас ашигладаг.

судалтай чийдэнгийн болон халаалтын катодын хувьд цэвэр вольфрамаас өндөр механик шинж чанартай байдаг, гэхдээ зөвшөөрөгдөх температур бага байдаг.

Рениум (Re) бол вольфрамын хайлах цэгийн ойролцоо хайлах цэгтэй (T PL \u003d 3180 ° C) ховор, хүнд метал юм. Рениум нь вольфрам шиг хатуу, хүчтэй бөгөөд уян хатан, молибден шиг өндөр эсэргүүцэлтэй (ρ \u003d 0.214 мкОхм · м), DC нуман эсэргүүцэлтэй байдаг. Рениумыг ихэвчлэн ачаалал ихтэй хагарах контактуудад хайлш болгон ашигладаг, жишээлбэл W + 15 ... 20% Re нь элэгдэлд тэсвэртэй болох шинж чанартай байдаг.

Рениум ба түүний вольфрамтай хайлшийг вольфрам биш харин электроакуум төхөөрөмж үйлдвэрлэхэд ашигладаг, учир нь энэ нь устөрөгчийн агаар мандалд бага ууршдаг бөгөөд үйлчилгээний хугацаа урт байдаг. Re- ба W-Re хайлшийг хамгаалалтын орчинд 2500 ... 2800 хэм хүртэл термопаруудад ашигладаг.

ДАХЬ зэврэлтээс хамгаалахад ашигладаг рений электроник

ба зэс, вольфрам, молибденээр хийсэн эд ангийн элэгдэл. Нимгэн рений хальс нь нэгдсэн хэлхээнд нарийвчлалтай резистор хийхэд ашиглагддаг.

Тантал (Ta) нь хөргөлтийн хувьд вольфрамаас бага байдаг (T pl \u003d 3000 ° C), гэхдээ түүний уян хатан чанараас нэлээд их байгаа нь 10 мкм хүртэл зузаантай хэлбэртэй эд анги, утас, тугалган цаас үйлдвэрлэх боломжийг олгодог. Тантал нь гадаргуу дээр нягт Ta2O5 оксидын хальс үүсгэдэг бөгөөд энэ нь 1500 ° С хүртэл тогтвортой байдаг. Энэ шинж чанарыг анодын исэлдэлтээр олж авсан өндөр хүчин чадалтай электролит ба нимгэн хальсан конденсатор үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Танталь нь чухал хэсгүүдэд электровакуум технологид өргөн хэрэглэгддэг: генераторын чийдэнгийн анод ба сүлжээ, гялбааны катод. 600 ... 1200 ° C хэмийн температурт хий шингээх чадвартай тул танталыг вакуум төхөөрөмжид өндөр вакуум тогтворжуулагч (гетер) болгон ашигладаг. Тантал нь резистор үйлдвэрлэхдээ нимгэн хальсан технологид ашиглагддаг. Агаар дахь азот нь тантал кинонд идэвхтэй уусдаг бөгөөд өндөр тогтвортой байдлын шинж чанартай Ta2 N нитридийн хальс үүсгэдэг.

Ниобиум (Nb) нь танталт ойртдог метал боловч илүү хайлдаг (T pl \u003d 2500 ° C), 400 ... 900 ° C температурын мужид өндөр хий шингээх чадвартай байдаг. Тиймээс электроакуум төхөөрөмжид ниобийн хэсгүүд нэгэн зэрэг олз болдог. Бүх галд тэсвэртэй металлын дотроос ниоби нь хамгийн бага электрон ажлын функцтэй бөгөөд үүнийг өндөр хүчдэлийн генераторын чийдэнд улайсгасан катод болгон ашигладаг. Бүх химийн элементүүдийн дотроос ниоби нь хэт давамгайлах төлөвт шилжих температурын хамгийн өндөр температуртай байдаг (T b \u003d 9.2 K). Тиймээс тантал (T b \u003d 4.5 K) шиг ниобийг криоген технологид ашигладаг.

Хром (Cr) нь бусад галд тэсвэртэй металуудтай харьцуулахад харьцангуй бага хайлах температуртай (Tm \u003d 1900 ° C) боловч энэ бүлгийн бусад металуудаас ялгаатай нь дэлхийн царцдаст маш түгээмэл тохиолддог. Түүнийх өвөрмөц онцлог - исэлдэлтэнд тэсвэртэй тул хромыг өндөр температурт ажилладаг бүтээгдэхүүнийг хамгаалах бүрхүүлд (хром бүрэх) ашигладаг.

Chromium нь шил, керамик, шилэнд сайн наалддаг бөгөөд бусад дамжуулагч материалуудтай сайн зохицдог. Тиймээс нимгэн хромын хальсыг субстрат дээр байрлуулах технологийг микроэлектроникуудад резистор, наалдамхай sublayers үйлдвэрлэхэд өргөн ашигладаг.

ба дамжуулагч холболтууд.

2.2.5. Хэт дамжуулагч металл ба хайлш

Хэт цахилгаан дамжуулалтнь цахилгаан эсэргүүцэлгүй байх шинж чанартай төлөв байдал юм. Хэт өндөр дамжуулалт нь үнэмлэхүй тэгийн ойролцоо температурт хэд хэдэн металл ба хайлшуудад ажиглагддаг. Шилжилтийн шилжилтийн температур

унтаа байдал гэж нэрлэдэг цахилгаан дамжуулах чадварын маш чухал температур-T St.

T s-ээс доош температурт хэт хүчдэлийн хэлхээнд өдөөгдсөн цахилгаан гүйдэл нь температур багатай байх тохиолдолд тодорхойгүй, буурахгүйгээр эргэлдэнэ. Онцлог

хэт дамжуулагч төлөвт байгаа материалын эсэргүүцэл нь 10-25 Ω · м орчим бөгөөд энэ нь зэсээс 1017 дахин бага юм.

Хэт дамжуулалтын физик шинж чанар. Хэт цахилгаан дамжуулалтыг анх мөнгөн уснаас олж мэдсэн (T St. \u003d 4.2 K) Голландын физикч Камерлинк Онесс 1911 онд квант ойлголт дээр суурилсан хэт цахилгаан гүйдлийн орчин үеийн онолыг 1957 онд Америкийн эрдэмтэд Бардин, Купер, Шриффер нар дэвшүүлсэн. Хэт хүч чадлын онолыг боловсруулахад ЗХУ-ын академич Н.Н.Боголюбовын бүтээл ихээхэн хувь нэмэр оруулсан.

Металлын хувьд эерэг цэнэгтэй ионуудын дунд хөдөлдөг чөлөөт электронууд торны дулааны чичиргээнд квант дулааны энерги - фононыг солилцох замаар энерги шингээж авах эсвэл өгөх чадвартай электронуудтай харилцан үйлчилдэг. эрч хүчээ өөрчил. Торны оролцоотой электронуудын хоорондох фононы солилцоо тасралтгүй явагддаг. Фонын солилцооны харилцан үйлчлэлийн үр дүнд өөр өөр мом ба парламентын спиналь бүхий хос электронууд бие биенээ татдаг бөгөөд гэгддэг купер хос.

Хялбарчилсан диаграммыг авч үзье (9-р зураг). Ионуудын хоорондох электрон 1 нь хамгийн ойрхон ионуудыг татдаг тул хөдөлгөөний зам дагуу эерэг цэнэг нэмэгдсэн нягтралын орон нутгийн бүсийг бий болгодог. Эхний 2-ийн дараа хөдөлдөг Электрон 2 нь энэ бүсэд татагддаг. Үүний үр дүнд шууд бусаар, тороор дамжин электронуудын хооронд сэтгэл татам хүчнүүд гарч ирдэг. Сэтгэл татам хүчнүүд нь жижиг, хосолсон формацууд нь орон зайд сул нутагшдаг, байнга ялзарч, бий болж, электрон конденсат үүсгэдэг.

Бага температурт (<Т св ) энергия тепловых колебаний решетки чрезвычайно мала и спаренные электроны не рассеиваются на дефектах структуры. Особенность куперовских пар - их импульсная упорядоченность. Электронные волны, описывающие движение пар, имеют одинаковую длину и фазу. Фактически движение всех электронных пар можно рассматривать как распространение одной электронной волны, которая не рассеивается решеткой, «обтекает» дефекты структуры.

Зураг. 9. Хэт дамжуулагч дахь электрон хосыг үүсгэх схем

Үнэмлэхүй тэг температурт Ферми түвшний ойролцоо байрлах бүх электронууд хосолсон байдаг. Температур нэмэгдэх тусам электрон хосуудын нэг хэсэг нь задардаг. Хослуулаагүй электронууд газар дээрээс өдөөгдсөн түвшинд шилждэг бөгөөд тэдгээрийн хөдөлгөөн нь бүтцийн согогоор тараагдахад саад болдог. T c температурт бүх Куперын хосууд бүрэн тасарч, хэт хүчдэлийн байдал алга болно.

Супер дамжуулагч нь тодорхой соронзон шинж чанартай байдаг. Эсрэг чиглэлтэй эргэлт бүхий электронууд хосоороо холбогдсон тул хосын үүсэх эргэлтийн момент тэг болж, хэт дамжуулагч нь хамгийн тохиромжтой диаметр болох болно. Бүх диаметр сорогчдын нэгэн адил хэт дамжуулагчийг соронзон орон дээрээс гаргаж авдаг. Гаднах соронзон орон нь дээжийн зузааныг огт оруулдаггүй бөгөөд хамгийн нимгэн гадаргуугийн давхаргад (10-7 ... 10-8 м) наалддаг. Цахилгаан эффект нь маш тод харагдаж байгаа тул соронзон орны тусламжтайгаар та хэт цахилгаан дамжуулагч материалын цагираг дээр байнгын соронзыг барьж чадна. Гэсэн хэдий ч соронзон орны хүч нь H sv-ийн зарим чухал утгаас давсан тохиолдолд хэт хүчдэлийн төлөв байдал сүйрч болно.

Одоогийн байдлаар криогенийн температурт хэт давтамжтай 30 гаруй металлыг мэддэг бөгөөд 1000-аас дээш байдаг

хэт цахилгаан хайлш, янз бүрийн элементийн химийн нэгдлүүд. Зарим цахилгаан дамжуулагч материалын параметрүүдийг хүснэгтэд үзүүлэв. тав.

Хүснэгт 5

Хэт их дамжуулагч материалын шинж чанар

Супер утас

Шүүмжлэлтэй

Супер утас

Шүүмжлэлтэй

температур T St.

температур T St.

Бага:

Химийн нэгдлүүд

V3 га

V3 си

Nb3 sn

Nb3 га байна

Nb3 ге

Соронзон орны нөлөөн дор материалын хэт цахилгаан дамжуулагч төлөвөөс энгийн цахилгаан дамжилтын төлөв рүү шилжих шинж чанараас хамааран I ба II хэлбэрийн хэт цахилгаан дамжуулагчууд ялгагдана. Үед i төрөл цахилгаан дамжуулагчэнэ шилжилт нь талбайн хүч чадал эгзэгтэй утганд хүрмэгц спазмодик байдлаар явагддаг. II төрлийн цахилгаан дамжуулагчаажмаар нэг мужаас нөгөөд шилжих. Ихэнх цэвэр металлууд нь 4.2 К-ээс доогуур шилжилтийн температуртай I төрлийн цахилгаан дамжуулагч юм.

Цэвэр металлын II төрлийн цахилгаан дамжуулагч нь ниоби, ванадий орно. Хэт их дамжуулагч төлөвт шилжих чадвартай бүх элементийн дотроос шилжилтийн хамгийн өндөр температур нь ниоби байдаг - 9.4 K. Бүх төрлийн II цахилгаан дамжуулагч нь бүх интерметалл нэгдлүүд ба хайлшуудыг агуулдаг. Ниобиумын хайлш ба нэгдлүүд нь хамгийн чухал параметрүүдийг (шилжилтийн температурын утга, соронзон орны талбайн хүч, зөвшөөрөгдөх гүйдэл) агуулдаг. Жишээлбэл, 109 А / м2 (103 А / мм2) -ээс дээш нягтралтай гүйдлийг stannide niobium Nb3 Sn утаснаас 10 T индукц бүхий талбайнуудаар дамжуулж болно. Ниобийн агууламж өндөртэй хэт өндөр хайлш нь практик хэрэглээг олсон байна: 65BT (63 ... 68% Nb + 22 ... 26% Ti +)

8.5 ... 11.5% Zr) ба 35BT (60 ... 64% Ti + 33.5 ... 36.5% Nb + 1.7 ... 4.3% Zr).

Жишээлбэл, 65BT хайлш нь маш чухал гүйдлийн нягтралтай байдаг

2.8. 106 А / м2 байна.

1986 онд өндөр температурт хэт хүчдэлийн үзэгдэл нээгдсэн бөгөөд энэ нь атомын шинж чанар бүхий ховор метал дээр суурилсан зарим төрлийн керамик эдлэлийг эзэмшдэг. Жишээлбэл, лантаний нэгдлүүд La2 -xMxCuO4 (энд M \u003d Ba, Sr) шингэн азотын температуртай ойролцоо температурт хэт давтамжтай байдалд шилждэг. YBa2 Cu3 O7 итрийн хайлшид хэт давтамжтай төлөв рүү шилжих нь 173 ° С ба түүнээс дээш температурт явагддаг.

Илүү материалын одоогийн нягтрал, хэт дамжуулагч төлөвт шилжих өндөр температуртай шинэ материалыг боловсруулж байна. Энэ чиглэлээр ирээдүйн шилжилтийн температур -158 ° C хүрч буй химийн томъёо Bi2 Sr2 Ca2 Cu2 Ox бүхий висмутын системүүд ирээдүйтэй болно.

Шинжилгээний элемент ба төхөөрөмжүүдийг шинжлэх ухаан, технологийн янз бүрийн салбарт улам бүр өргөн ашиглаж байна. Хэт тэсвэртэй төлөвт хүрэхийн тулд эдгээр төхөөрөмжүүд нь шингэн гелийн орчин эсвэл хямд хөргөгч - шингэн устөрөгчийг ашигладаг.

Хэт цахилгаан дамжуулагчийн гол хэрэглээний нэг нь 107 А / м-ээс дээш хүч чадалтай хэт хүчирхэг соронзон орон олж авахтай холбоотой юм. Энэ нь бага жин, хэмжээс, маш өндөр үр ашигтай хүчирхэг генератор, цахилгаан машин, трансформаторын ороомог үйлдвэрлэх боломжийг олгодог. Хэт цахилгаан дамжуулагч системд гадаад цахилгаан эх үүсвэр шаардагддаггүй. Тэдгээр нь хүчирхэг цахилгаан шугам, бага уналт долгион удирдамж, санах ой болон хяналтын төхөөрөмжүүдийн кабельд ашиглагддаг. Супер дамжуулагчийг хүчирхэг соронзон (жишээлбэл, соронзон дэрний галт тэрэг), криогеник гироскоп үйлдвэрлэхэд ашигладаг бөгөөд зангуу нь соронзон орон дотор "хөвдөг" (үрэлтгүй тулгуур).

Шилэн болон хуванцар материалуудаас гадна метал нь хамгийн түгээмэл материалуудын нэг юм. Тэднийг эрт дээр үеэс хүмүүс ашиглаж ирсэн. Практик дээр хүмүүс металлын шинж чанарыг мэдэж, аяга таваг, гэр ахуйн эд зүйлс, янз бүрийн бүтэц, урлагийн бүтээл хийхэд ашигтайгаар ашигладаг байсан. Эдгээр материалын гол шинж чанар нь хөргөлт ба хатуулаг юм. Үнэндээ тэдгээрийн нэг буюу өөр салбарт ашиглах нь эдгээр чанаруудаас хамаарна.

Металлын физик шинж чанар

Бүх металууд дараахь ерөнхий шинж чанартай байдаг.

  1. Өнгө - шинж чанар бүхий мөнгөн саарал. Үл хамаарах зүйл нь: зэс, алт. Тэд тус тусдаа улаавтар, шар өнгийн өнгөөр \u200b\u200bялгагдана.
  2. Дүүргэлтийн төлөв байдал нь шингэн болох мөнгөн уснаас бусад хатуу юм.
  3. Дулаан ба цахилгаан дамжуулалт - металл төрөл бүрийн хувьд өөр өөрөөр илэрхийлэгддэг.
  4. Хуванцар ба уян хатан байдал - тодорхой металаас хамааран хувьсах параметр юм.
  5. Хайлах, буцлах цэгүүд - хугарах, хайлах чадварыг тогтоодог, бүх материалд өөр өөр утгатай байдаг.

Металлын бүх физик шинж чанар болор торны бүтэц, хэлбэр, бат бэх, орон зайн байршлаас хамаарна.

Металлын хугарлын байдал

Энэ параметр нь металын практик хэрэглээтэй холбоотой асуулт гарч ирэх үед чухал ач холбогдолтой болно. Нисэх онгоцны үйлдвэрлэл, усан онгоцны үйлдвэрлэл, механик инженерчлэл зэрэг үндэсний эдийн засгийн чухал салбаруудын хувьд суурь нь галд тэсвэртэй металл ба тэдгээрийн хайлш юм. Үүнээс гадна тэдгээрийг өндөр хүч чадалтай ажиллах хэрэгслийг үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Цутгах, хайлуулах үйлдвэр нь олон чухал эд анги, бүтээгдэхүүнийг хүлээн авдаг. Хүч чадлаар бүх металууд хэврэг, хатуу хуваагддаг ба хөргөлтийн хувьд тэдгээрийг хоёр бүлэгт хуваадаг.

Хөнгөн ба хайлуулах металл

  1. Халдмал - тэдгээрийн хайлах цэг нь төмрийн хайлах цэгээс (1539 ° C) давж гардаг. Эдгээрт цагаан алт, цирконий, вольфрам, тантал орно. Цөөхөн хэдэн төрлийн металл байдаг. Практик дээр тэдгээрийг бага хэмжээгээр ашигладаг. Зарим нь ашиглагддаггүй, учир нь тэдгээр нь өндөр цацраг идэвхитэй, бусад нь хэт эмзэг, шаардлагатай зөөлөн байдаггүй, зарим нь зэврэлтэнд өртөмтгий байдаг ба эдийн засгийн хувьд сул талтай байдаг. Аль металл хамгийн тэсвэртэй вэ? Үүнийг энэ нийтлэлд авч үзэх болно.
  2. 231.9 хэмийн хайлах температураас бага буюу тэнцүү температурт тэдгээрийн хуримтлалын төлөвийг өөрчилж чаддаг металлууд хайлдаг. Жишээлбэл, натри, марганец, цагаан тугалга, хар тугалга. Металлыг радио, цахилгаан инженерчлэлд ашигладаг. Тэдгээрийг ихэвчлэн зэврэлтээс хамгаалах бүрхүүлд болон дамжуулагч болгон ашигладаг.

Вольфрам - хамгийн галд тэсвэртэй металл

Энэ бол хатуу, хүнд материал бөгөөд энэ нь металлаг, цайвар саарал өнгөтэй, хөргөлтийн чанар сайтай байдаг. Машин боловсруулах нь хэцүү байдаг. Өрөөний температурт энэ нь хэврэг металл бөгөөд амархан задардаг. Энэ нь хүчилтөрөгч, нүүрстөрөгчийн хольцтой бохирдсоноос үүсдэг. Цельсийн 400 хэмээс дээш температурт техникийн хувьд цэвэр вольфрам нь хуванцар болдог. Энэ нь химийн идэвхгүй байдлыг үзүүлдэг, бусад элементүүдтэй муу урвалд ордог. Байгалийн хувьд вольфрам нь дараахь цогц эрдэс бодис хэлбэрээр олддог.

  • sheelitis;
  • вольфрамит;
  • ферберит;
  • губернит.

Вольфрамыг хүдэрээс нунтаг хэлбэрээр химийн нарийн төвөгтэй боловсруулалт хийдэг. Даралт ба нүхлэх аргыг ашиглан энгийн хэлбэр, баарны хэсгүүдийг үйлдвэрлэдэг. Вольфрам бол температурын нөлөөнд маш тэсвэртэй элемент юм. Тиймээс тэд металыг зуун жилийн турш зөөлрүүлж чадахгүй байв. Хэдэн мянган градусыг халаах ийм зуух байдаггүй байв. Эрдэмтэд вольфрам бол хамгийн галд тэсвэртэй металл гэдгийг баталжээ. Онолын мэдээлэлд дурдахад, сиборгиум нь илүү нягтралтай байдаг бөгөөд энэ нь цацраг идэвхт элемент бөгөөд богино хугацаанд ашиглагддаг тул үүнийг баттай батлах боломжгүй юм.

Түүхэн мэдээлэл

Эмийн мэргэжил эзэмшсэн Шведийн нэрт химич Карл Шиел жижиг лабораторид олон тооны туршилт хийж манган, барий, хлор, хүчилтөрөгч олж илрүүлжээ. 1781 онд нас барахаасаа өмнөхөн тэр вольфрамын эрдэс бол дараа нь үл мэдэгдэх хүчиллэг давс гэдгийг илчилжээ. Хоёр жилийн турш ажилласны дараа түүний шавь нар, дүү д'Элуард (Испанийн химич нар) химийн шинэ элементийг эрдэс бодисоос тусгаарлаж, вольфрам гэж нэрлэжээ. Зөвхөн зуун жилийн дараа вольфрам буюу хамгийн галд тэсвэртэй метал нь үйлдвэрлэлд жинхэнэ хувьсгал хийсэн юм.

Вольфрам зүсэх шинж чанар

1864 онд Английн эрдэмтэн Роберт Мушет вольфрамыг улаан халуунд тэсвэртэй, хатуулгийг улам нэмэгдүүлдэг гангаар хайлуулах нэмэлт болгон ашигласан. Олж авсан гангаас хийсэн зүсэгч нь металаар зүсэх хурдыг 1.5 дахин нэмэгдүүлж, минутанд 7.5 метр болж эхлэв.

Энэ чиглэлд ажиллаж байхдаа эрдэмтэд улам бүр шинэ технологи авч, вольфрам ашиглан метал боловсруулах хурдыг нэмэгдүүлэв. 1907 онд кобальт, хром агуулсан вольфрамын шинэ нэгдэл гарч ирснээр энэ нь огтлох хурдыг нэмэгдүүлэх чадвартай хатуу хайлшийг үндэслэгч болжээ. Одоогийн байдлаар энэ нь минутанд 2000 метр болж нэмэгдсэн бөгөөд вольфрамын ачаар энэ нь хамгийн галд тэсвэртэй металл юм.

Вольфрамын хэрэглээ

Энэ метал нь харьцангуй өндөр үнэтэй бөгөөд механикаар машин хийхэд хэцүү байдаг тул ижил төстэй шинж чанартай бусад материалыг орлуулах боломжгүй газарт ашигладаг. Вольфрам нь өндөр температурт тэсвэртэй, ихээхэн хүч чадалтай, хатуулаг, уян хатан чанар, хөргөлтийн чадвар сайтай тул олон салбарт өргөн хэрэглэгддэг.

  • Металлургийн. Тэр бол вольфрамын гол хэрэглэгч бөгөөд өндөр чанарын хайлш ган үйлдвэрлэхэд ордог.
  • Электроникийн инженер. Хамгийн галд тэсвэртэй металлын хайлах цэг нь бараг 3400 ° C байна. Металлын хугарах чадвар нь улайсдаг филамент, гэрэлтүүлэг болон электрон чийдэн дэх дэгээ, электрод, рентген хоолой, цахилгаан контакт үйлдвэрлэхэд ашиглах боломжийг олгодог.

  • Машины үйлдвэрлэл. Вольфрам агуулсан гангийн хүч чадал нэмэгдсэнтэй холбоотойгоор хуурамч ротор, араа, тогоруу, холбох саваа үйлдвэрлэдэг.
  • Нисэх. Нисэх онгоцны хөдөлгүүр, цахилгаан вакуум төхөөрөмж, улайсдаг шүүлтүүр зэргээс аль болох хатуу, халуунд тэсвэртэй хайлш үйлдвэрлэхэд ашигладаг хамгийн галд тэсвэртэй металл нь юу вэ? Хариулт нь энгийн - энэ бол вольфрам юм.
  • Сансрын. Вольфрам агуулсан гангаас тийрэлтэт цорго, тийрэлтэт хөдөлгүүрт зориулсан тусдаа элементүүд гардаг.
  • Цэргийн. Металлын өндөр нягтрал нь хуягт цоолох бүрхүүл, сум, торпед, хуяг, танк, гранат зэргийг үйлдвэрлэх боломжийг олгодог.
  • Химийн. Хүчил ба шүлтийн эсрэг вольфрам утсыг шүүлтүүрийн торонд ашигладаг. Вольфрамын тусламжтайгаар химийн урвалын хурд өөрчлөгддөг.
  • Нэхмэл. Вольфрамын хүчил нь даавуунд будаг болгон ашигладаг бол вольфрам натрийн арьс, торго, ус нэвтэрдэггүй, галд тэсвэртэй даавуу үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Вольфрамыг янз бүрийн салбарт ашиглах талаар дурдсан жагсаалт нь энэхүү металлын өндөр үнэ цэнийг харуулж байна.

Вольфрамтай хайлш авах

Дэлхийн хамгийн галд тэсвэртэй металл болох вольфрам нь материалын шинж чанарыг сайжруулахын тулд бусад элементүүдтэй хайлш үйлдвэрлэхэд ихэвчлэн ашиглагддаг. Вольфрам агуулсан хайлшийг дүрмээр бол нунтаг металлургийн технологиор авдаг тул ердийн аргаар бүх металыг хайлах цэг дээрээ дэгдэмхий шингэн буюу хий болгон хувиргадаг. Нэгдэл процесс нь исэлдэлтээс зайлсхийхийн тулд вакуум эсвэл аргон уур амьсгалд явагддаг. Металл нунтагнаас бүрдсэн хольцыг шахаж, хайлуулж хайлуулна. Зарим тохиолдолд зөвхөн вольфрамын нунтаг шахагдаж, гууждаг бөгөөд дараа нь сүвэрхэг преформ нь өөр металын хайлмалаар ханасан байдаг. Мөнгө, зэс бүхий вольфрамын хайлшийг ийм аргаар олж авдаг. Хамгийн галд тэсвэртэй металлын жижиг нэмэлт нь өөрөө молибден, тантал, хром, ниобийн хайлшаар хийсэн дулааны эсэргүүцэл, хатуулаг, исэлдэлтийн эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдэг. Энэ тохиолдолд пропорцууд нь тухайн салбарын хэрэгцээ шаардлагаас хамааран огт өөр байж болно. Төмөр, кобальт, никель бүхий бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн харьцаанаас хамааран илүү нарийн хайлш нь дараахь шинж чанартай байдаг.

  • агаарт хатах хэрэггүй;
  • сайн химийн эсэргүүцэлтэй байх;
  • тэд маш сайн механик шинж чанартай байдаг: хатуулаг, элэгдэлд тэсвэртэй.

Маш нарийн төвөгтэй нэгдлүүдийг вольфрам нь бериллий, титан, хөнгөн цагаанаар бүрдүүлдэг. Тэдгээр нь өндөр температурт исэлдэлтэнд тэсвэртэй, дулааны эсэргүүцэлтэйгээр ялгагдана.

Хайлшийн шинж чанарууд

Практикт вольфрамыг бусад металлын бүлэгтэй хослуулдаг. Вольфрамын хүчилд тэсвэртэй хром, кобальт, никель бүхий нэгдлүүдийг мэс заслын хэрэгсэл үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Вольфрамаас бусад халуунд тэсвэртэй тусгай хайлшууд - хамгийн тэсвэртэй метал нь хром, никель, хөнгөн цагаан, никель агуулдаг. Вольфрам, кобальт, төмөр нь соронзон гангийн хамгийн сайн зэрэглэлийн нэг юм.

Хамгийн хайлуулж, галд тэсвэртэй металлууд

Бага хайлдаг металлын хувьд хайлах цэг нь цагаан тугалга (231.9 ° C) -ээс доогуур бүх металыг агуулдаг. Энэ бүлгийн элементүүд нь цахилгаан, радио инженерийн ажилд зэврэлтээс хамгаалах бүрхүүл болгон ашигладаг бөгөөд антифризийн хайлшийн нэг хэсэг юм. Мөнгөн ус, хайлах цэг нь -38.89 хэм бөгөөд өрөөний температурт шингэн байдаг бөгөөд шинжлэх ухааны хэрэгсэл, мөнгөн усны чийдэн, шулуутгагч, унтраалга, хлорын үйлдвэрлэлд өргөн хэрэглэгддэг. Мөнгөн ус нь бага хайлдаг бүлгийн бусад металуудтай харьцуулахад хамгийн бага хайлах цэгтэй байдаг. Уурамтгай металлууд хайлах цэг нь төмрөөс (1539 ° C) өндөр байдаг бүх зүйлийг агуулдаг. Ихэнх тохиолдолд тэдгээрийг хайлшийн ган үйлдвэрлэхэд нэмэлт бодис болгон ашигладаг бөгөөд тэдгээр нь зарим тусгай хайлш үйлдвэрлэх үндэс суурь болж чаддаг. Хамгийн их хайлах цэг нь 3420 хэмээс дээш байдаг вольфрамыг цэвэр хэлбэрээр нь ихэвчлэн цахилгаан чийдэнгийн судсанд хэрэглэдэг.

Ихэнх кроссворд тааврууд нь металуудаас аль нь хайлдаг, хамгийн галд тэсвэртэй вэ гэсэн асуултыг тавьдаг. Одоо, бодолгүйгээр та хариулж чадна: хамгийн халуухан нь мөнгөн ус, хамгийн галд тэсвэртэй нь вольфрам юм.

Төмрийн тухай товчхон

Энэ металыг үндсэн бүтцийн материал гэж нэрлэдэг. Төмөрөөр хийсэн дэлгэрэнгүй мэдээллийг сансрын хөлөг эсвэл шумбагч онгоцон дээр, мөн гэртээ гал тогооны өрөөнд хутганы хэрэгсэл, янз бүрийн чимэглэлээс олдог. Энэ металл нь мөнгөн саарал өнгөтэй, зөөлөн, уян хатан, соронзон шинж чанартай байдаг. Төмөр бол маш идэвхтэй элемент бөгөөд агаарт исэлдсэн хальс үүсдэг тул урвалын үргэлжлэхээс сэргийлдэг. Чийглэг орчинд зэв гарч ирдэг.

Төмрийн хайлах цэг

Төмөр нь уян хатан, сайн хуурч, цутгах замаар муу боловсруулдаг. Энэхүү бат бөх металлыг хялбархан боловсруулдаг бөгөөд соронзон хөтөч үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Сайн уян хатан байдал нь үүнийг гоёл чимэглэлийн үнэт эдлэлд ашиглах боломжийг олгодог. Төмөр нь хамгийн галддаг төмөр үү? Түүний хайлах цэг нь 1539 ° C байдаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Мөн тодорхойлолтоор бол галд тэсвэртэй металлууд нь хайлах температур нь төмрийнхээс өндөр байдаг.

Төмөр нь хамгийн галд тэсвэртэй металл биш бөгөөд энэ бүлгийн элементүүдэд хамаардаггүй гэдгийг бид тодорхой хэлж чадна. Энэ нь дунд хайлах материалыг хэлдэг. Хамгийн галд тэсвэртэй металл юу вэ? Ийм асуулт одоо таныг гайхшруулахгүй. Та аюулгүйгээр хариулж чадна - энэ бол вольфрам юм.

Дүгнэлт хийхийн оронд

Жилд дунджаар гучин мянган тонн вольфрам үйлдвэрлэдэг. Энэхүү металл нь багаж хэрэгсэл үйлдвэрлэх хамгийн сайн чанарын гангийн нэг хэсэг юм. Үйлдвэрлэсэн вольфрамын 95 хүртэлх хувийг төмөрлөгт зарцуулдаг. Процессийн өртөгийг бууруулахын тулд 80% хувийн вольфрам, 20% төмрөөс бүрдэх хямд хайлшийг ихэвчлэн ашигладаг. Вольфрамын шинж чанарыг ашиглан зэс, никель бүхий хайлш нь цацраг идэвхт бодисыг хадгалахад ашигладаг савыг үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Цацраг туяа эмчилгээнд энэ хайлшийг найдвартай хамгаалалт бүхий дэлгэц үйлдвэрлэхэд ашигладаг.