Metallid ja sulamid. Metallide ja sulamite tihedustabelid

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-02 17:45

Iga õpilane, kes tunneb perioodilisustabelit, teab, et selles sisalduv metallide hulk moodustab suurema osa keemilistest elementidest. Üks nende jaoks olulisi füüsikalisi omadusi on tihedus. Võtke arvesse seda väärtust artiklis ja esitage metallide ja sulamite tiheduse tabel.

Mis on tihedus

Kui võtta samad mahud plasti ja terast, on esimene palju lihtsam kui teine. Vastupidi, plastitükil on täpselt sama kaal kui terasetükil, kui see on mahult palju suurem. Nende erinevuste põhjuseks on selline füüsikaline suurus nagu tihedus. Selle arvutamise valem on järgmine:

ρ=m/V.

Siin m on keha mass, V on selle ruumala. Tiheduse tähistamiseks kasutatakse sageli kreeka tähte ρ (rho). Valemist järeldub, et SI mõõtühikud on kilogrammid kuupmeetri kohta (kg/m³). Võib kasutada ka mittesüsteemseid ühikuid, nagu g/cm^{3 või g/l (vedelike puhul).}

Mis on metallid

Enne metallide tiheduse tabeli esitamist selgitame, millisest ainest me räägime. Metallmaterjalid erinevad mittemetallidest kõrge soojus- ja elektrijuhtivuse ning elastsuse poolest. Need on nende peamised eristavad omadused. On ka väiksemaid omadusi, nagu iseloomulik metalliline läige, vormitavus ja nende aatomite madal elektronegatiivsus.

Kõik metallid esinevad tavatingimustes tahkel kujul. Ainus erand on elavhõbe, mille kristalliseerumistemperatuur on -39oC. Tahke metall eksisteerib kristallvõre kujul. Viimane on aatomite kogum, mis on ruumis teatud geomeetriliselt organiseeritud. Iga puhas (ühekomponentne) metallmaterjal eksisteerib antud tingimustes ühes kolmest kristallvõretüübist. Need on järgmised ruudud:

• Face Centered Cubic (FCC).
• Kehakeskne kuup (BCC).
• Kuusnurkne tihed alt pakitud (hcp).

Kui tingimused (temperatuur, rõhk) muutuvad, võib metall minna ühest kristallilisest olekust teise. Klassikaline näide on bcc raua üleminek fcc-le, kui temperatuur langeb alla 1392^oC või kui see tõuseb üle 911^oC.

Metalli tiheduse tabel

Metallide tiheduse määravad kaks peamist tegurit:

• Kristallvõre tüüp ja aatomitevahelised kaugused selles.
• Aatomi masskeemiline element.

Metallide ja muude elementide tiheduse tabel on toodud allpool.

Siin on arvud g/cm3. Selleks, et metallide tiheduse tabel oleks väljendatud kg / m3, on vaja vastav väärtus korrutada 1000-ga. Tabelist on näha, et metallide tihedus on väga erinev. Need võivad olla veest kergemad (naatrium, liitium, kaalium) või väga rasked (iriidium, osmium, plaatina, kuld).

Sulamite tihedus

Sulamid on mitmekomponendilised ained, näiteks teras on raua ja süsiniku sulam. Sulamite kristallstruktuur on keerulisem kui puhastel metallidel. Raua- ja süsinikuaatomitest koosneva terase puhul on nende vastastikuseks paigutuseks mitu võimalust (süsiniku tahke lahustamine bcc või fcc rauas, spetsiaalse faasi - tsementiidi moodustumine, grafiidi lisandite moodustumine ja mõned teised).

Mis puudutab sulamite tihedust, siis paljudel juhtudel saab seda hinnata järgmise lihtsa valemi abil:

ρ=∑_im_i/∑_iV _i.

Kus i on sulamis oleva komponendi number. Kui seda avaldist rakendatakse kahekomponendilisele sulamile, võib saada järgmise valemi:

ρ=ρ₁ρ₂/(ρ₁+x(ρ₂-ρ_1)).

Kui ρ₁ ja ρ_{2 on vastavate komponentide tihedus, siis x on esimese komponendi massiosa. sulam. See on määratletudnii:}

x=m₁/(m₁+ m_2).

Mõnede sulamite tiheduse tabel tonnides kuupmeetri kohta on toodud allpool.

Kuna iga sulam sisaldab valdav alt ühte komponenti (teras – raud, pronks – vask, nikroom – nikkel jne), pole üllatav, et nende tihedus on puhaste metallide tihedusega lähedased.