Sun'iy ravishda yaratilgan materiallar sanoatda va kundalik hayotda tobora ko'proq qo'llanilishiga qaramasdan, metallardan foydalanishni rad etish hali mumkin emas. Ular xossalarning noyob kombinatsiyasiga ega va qotishmalar ularning salohiyatini maksimal darajada oshirishga imkon beradi. Metall ishlab chiqarish va ulardan foydalanish qaysi sohalarda amalga oshiriladi?
Elementlar guruhining xarakteristikasi
Metallar deganda xarakterli xususiyatlarga ega bo'lgan noorganik kimyoviy moddalar to'plami tushuniladi. Ular odatda quyidagilarni o'z ichiga oladi:
- yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi;
- egiluvchanlik, ishlov berishning nisbatan qulayligi;
- nisbatan yuqori erish nuqtasi;
- yaxshi elektr o'tkazuvchanligi;
- xarakterli "metall" yorqinligi;
- reaksiyalarda qaytaruvchining roli;
- yuqori zichlik.
Albatta, bu guruhning barcha elementlari ham bu xossalarga ega emas, masalan, simob xona haroratida suyuq, galliy inson qoʻli issiqligidan eriydi, vismutni esa plastik deb atash qiyin. Ammo umuman olganda, bu xususiyatlarning barchasini metallar jamida kuzatish mumkin.
Ichki tasnif
Metallar shartli ravishda bir nechta toifalarga bo'linadi, ularning har biri turli parametrlarda bir-biriga eng yaqin bo'lgan elementlarni birlashtiradi. Quyidagi guruhlar ajralib turadi:
- ishqoriy - 6;
- er ishqoriy - 4;
- o'tish - 38;
- nur - 7;
- yarim metallar - 7;
- lantanidlar - 14+1;
- aktinidlar - 14+1;
Guruhlardan yana ikkitasi bor: berilliy va magniy. Shunday qilib, hozirda barcha topilgan elementlardan 94 nafari olim metallarga tegishli.
Bundan tashqari, boshqa tasniflar ham mavjudligini ta'kidlash joiz. Ularga ko'ra, asil metallar, platina guruhidagi metallar, o'tishdan keyingi, o'tga chidamli, qora va rangli metallar va boshqalar alohida ko'rib chiqiladi. Bu yondashuv faqat ma'lum maqsadlar uchun mantiqiydir, shuning uchun umumiy qabul qilingan tasnifdan foydalanish qulayroqdir..
Qabul qilish tarixi
Insoniyat oʻzining rivojlanishi davomida metallarni qayta ishlash va ulardan foydalanish bilan chambarchas bogʻliq boʻlgan. Eng keng tarqalgan elementlar bo'lishdan tashqari, ular faqat mexanik ishlov berish yordamida turli xil mahsulotlarni tayyorlash mumkin edi. Ruda bilan ishlashda hech qanday ko'nikma yo'qligi sababli, dastlab bu faqat nuggetlardan foydalanish haqida edi. Avvaliga bu yumshoq metall bo'lib, u o'z nomini mis davriga berdi, u toshni almashtirdi. Bu davrda sovuq zarb qilish usuli ishlab chiqildi. Ba'zi tsivilizatsiyalarda eritish mumkin bo'lgan. Asta-sekin odamlar rang berishni o'zlashtirdilaroltin, kumush, qalay kabi metallar.
Keyinchalik mis davri oʻrnini bronza davri egalladi. Bu taxminan 20 ming yil davom etdi va insoniyat uchun burilish nuqtasi bo'ldi, chunki bu davrda qotishmalarni olish mumkin bo'ldi. Metallurgiyaning bosqichma-bosqich rivojlanishi kuzatilmoqda, metallarni olish usullari takomillashtirilmoqda. Biroq, 13-12 asrlarda. Miloddan avvalgi e. Temir davrining boshlanishini belgilovchi bronza qulashi sodir bo'ldi. Bu, ehtimol, qalay zahiralarining tugashi bilan bog'liq. Va o'sha paytda kashf etilgan qo'rg'oshin va simob bronza o'rnini bosa olmadi. Shuning uchun odamlar rudalardan metallar ishlab chiqarishni rivojlantirishga majbur bo'ldilar.
Keyingi davr uzoq davom etmadi - ming yillikdan kamroq, lekin tarixda yorqin iz qoldirdi. Temir ancha oldin ma'lum bo'lishiga qaramay, bronza bilan solishtirganda kamchiliklari tufayli u deyarli ishlatilmagan. Bundan tashqari, ikkinchisini olish ancha oson edi, rudani eritish esa ko'proq mehnat talab qiladi. Gap shundaki, mahalliy temir juda kam uchraydi, shuning uchun bronzadan voz kechish juda sekin bo'lganligi ajablanarli emas.
Metallarni qazib olish qobiliyatining ma'nosi
Inson ajdodi dastlab oʻtkir toshni tayoqqa bogʻlab asbob yasaganidek, yangi materialga oʻtish ham xuddi shunday ulugʻvor boʻlib chiqdi. Metall buyumlarning asosiy afzalliklari ularni tayyorlash va ta'mirlash osonroq edi. Toshda plastiklik va egiluvchanlik yo'q, shuning uchunundan har qanday qurolni faqat yangidan yasash mumkin edi, ularni ta'mirlab bo'lmaydi.
Shunday qilib, aynan metallardan foydalanishga oʻtish mehnat qurollarining yanada takomillashishiga, ilgari yasash imkonsiz boʻlgan yangi uy-roʻzgʻor buyumlari, bezaklarning paydo boʻlishiga olib keldi. Bularning barchasi texnologik taraqqiyotga turtki berdi va metallurgiya rivojiga asos soldi.
Zamonaviy usullar
Agar qadimgi davrlarda odamlar faqat rudalardan metall olish bilan tanish bo'lgan bo'lsa yoki ular nuggetlar bilan kifoyalanishlari mumkin bo'lsa, hozirda boshqa usullar mavjud. Ular kimyoning rivojlanishi tufayli mumkin bo'ldi. Shunday qilib, ikkita asosiy yo'nalish paydo bo'ldi:
- Pirometallurgiya. U ilgari rivojlanishini boshlagan va materialni qayta ishlash uchun zarur bo'lgan yuqori harorat bilan bog'liq. Bu sohadagi zamonaviy texnologiyalar ham plazmadan foydalanish imkonini beradi.
- Gidrometallurgiya. Bu yoʻnalish rudalar, chiqindilar, konsentratlar va boshqalardan suv va kimyoviy reagentlar yordamida elementlarni ajratib olish bilan shugʻullanadi. Misol uchun, elektroliz orqali metallarni ishlab chiqarish usuli juda keng tarqalgan va karbürleme usuli ham juda mashhur.
Yana bir qiziqarli texnologiya bor. Uning yordamida yuqori tozalikdagi va minimal yo'qotishlar bilan qimmatbaho metallarni olish mumkin bo'ldi. Bu takomillashtirish haqida. Bu jarayon tozalash turlaridan biri, ya'ni aralashmalarni bosqichma-bosqich ajratishdir. Masalan, oltinda eritmaning xlor bilan to'yinganligi qo'llaniladi va platina tarkibida eritiladi.mineral kislotalar, so'ngra reagentlar bilan izolyatsiya.
Aytgancha, agar eritish yoki qayta tiklash iqtisodiy jihatdan foydali bo'lmasa, elektroliz yo'li bilan metallarni olish ko'pincha qo'llaniladi. Aynan shu narsa alyuminiy va natriy bilan sodir bo'ladi. Bundan tashqari, rangli metallarni juda kambag'al rudalardan ham sezilarli xarajatlarsiz olish imkonini beradigan ko'proq innovatsion texnologiyalar mavjud, ammo bu haqda biroz keyinroq gaplashamiz.
Qitmalar haqida
Qadimda ma'lum bo'lgan metallarning aksariyati har doim ham ba'zi ehtiyojlarni qondira olmadi. Korroziya, etarli darajada qattiqlik, mo'rtlik, mo'rtlik, mo'rtlik - sof shakldagi har bir element o'zining kamchiliklariga ega. Shu sababli, ma'lum bo'lganlarning afzalliklarini birlashtirgan yangi materiallarni topish, ya'ni metall qotishmalarini olish yo'llarini topish zarurati tug'ildi. Bugungi kunda ikkita asosiy usul mavjud:
- Transting. Aralashtirilgan komponentlarning eritmasi sovutiladi va kristallanadi. Aynan shu usul qotishmalarning birinchi namunalarini olish imkonini berdi: bronza va guruch.
- Bosish. Kukunlar aralashmasi yuqori bosimga duchor bo'ladi va keyin sinterlanadi.
Qo'shimcha takomillashtirish
Soʻnggi oʻn yilliklarda biotexnologiya yordamida, birinchi navbatda, bakteriyalar yordamida metallar ishlab chiqarish eng istiqbolli hisoblanadi. Sulfidli xomashyodan mis, nikel, rux, oltin, uran qazib olish allaqachon mumkin bo'ldi. Olimlar mikroorganizmlarni yuvish, oksidlanish, sorbsiya va yog'ingarchilik kabi jarayonlar bilan bog'lashga umid qilmoqda. Bundan tashqari, bu juda muhimchuqur oqava suvlarni tozalash muammosi, buning uchun ham ular bakteriyalar ishtirokida yechim topishga harakat qilmoqdalar.
Ilova
Metallar va qotishmalarsiz insoniyatga ma'lum bo'lgan shaklda hayot imkonsiz bo'lar edi. Ko'p qavatli binolar, samolyotlar, idish-tovoqlar, oynalar, elektr jihozlari, avtomobillar va boshqa ko'p narsalar faqat odamlarning toshdan mis, bronza va temirga o'tishlari tufayli mavjud.
O'zlarining ajoyib elektr va issiqlik o'tkazuvchanligi tufayli metallar simlar va kabellarda turli xil maqsadlarda qo'llaniladi. Oltin oksidlanmaydigan kontaktlarni yaratish uchun ishlatiladi. Kuchliligi va qattiqligi tufayli metallar qurilishda va turli xil tuzilmalar uchun keng qo'llaniladi. Qo'llashning yana bir sohasi - instrumental. Ishchi qismni ishlab chiqarish uchun, masalan, kesish qismi, qattiq qotishmalar va maxsus po'lat turlari ko'pincha ishlatiladi. Nihoyat, olijanob metallar zargarlik buyumlari uchun material sifatida juda qadrlanadi. Demak, koʻplab ilovalar mavjud.
Metallar va qotishmalar haqida qiziqarli
Ushbu elementlardan foydalanish juda keng tarqalgan va shu qadar uzoq tarixga egaki, turli xil qiziq vaziyatlar yuzaga kelishi ajablanarli emas. Oxirida ular va bir nechta qiziqarli faktlarni keltirish kerak:
- Uning keng qoʻllanilishidan oldin alyuminiy juda qadrlangan. Napoleon III mehmonlarni qabul qilganda ishlatgan idish-tovoqlar ushbu materialdan tayyorlangan va mavzu bo'lgan.monarx faxri.
- Platina nomi ispan tilida "kumush" degan ma'noni anglatadi. Element nisbatan yuqori erish nuqtasi va shuning uchun uni uzoq vaqt davomida ishlatishning iloji yo'qligi tufayli bunday yoqimsiz nom oldi.
- Oltin eng sof holatda yumshoq va tirnoq bilan osongina tirnaladi. Shuning uchun zargarlik buyumlarini tayyorlash uchun u kumush yoki mis bilan qotishtiriladi.
- Termoelastiklikning qiziq xususiyatiga, ya'ni shakl xotirasi effektiga ega qotishmalar mavjud. Deformatsiyalanib, keyin qizdirilsa, ular asl holatiga qaytadi.
