Содержание
-
Металлы и сплавы.Общие сведения о металлах,ихсвойствах,кристаллическоестроение.Видысплавов:механическаясмесь,твердыйраствор,химическоесоединение.Благородные металлы и сплавы.
-
История развития представлений о металлах. Знакомство человека с металлами началось с золота, серебра и меди, то есть с металлов, встречающихся в свободном состоянии на земной поверхности; впоследствии к ним присоединились металлы, значительно распространенные в природе и легко выделяемые из их соединений: олово, свинец, железо и ртуть. Эти семь металлов были знакомы человечеству в глубокой древности. Среди древнеегипетских артефактов встречаются золотые и медные изделия, которые, по некоторым данным, относятся к эпохе, удаленной на 3000—4000 лет от н. э. К семи известным металлам в средние века прибавились цинк, висмут, сурьма и в начале XVIII столетия мышьяк. С середины XVIII века число открытых металлов быстро возрастает и к началу XX столетия доходит до 65. Ни одно из химических производств не способствовало столько развитию химических знаний, как процессы, связанные с получением и обработкой металлов; с историей их связаны важнейшие моменты истории химии. Свойства металлов так характерны, что уже в самую раннюю эпоху золото, серебро, медь, свинец, олово, железо и ртуть составляли одну естественную группу однородных веществ, и понятие о «металле» относится к древнейшим химическим понятиям. Однако воззрения на их натуру в более или менее определенной форме появляются только в средние века у алхимиков. Правда, идеи Аристотеля о природе: образовании всего существующего из четырёх элементов (огня, земли, воды и воздуха) уже тем самым указывали на сложность металлов; но эти идеи были слишком туманны и абстрактны. У алхимиков понятие о сложности металлов и, как результат этого, вера в возможность превращать одни металлы в другие, создавать их искусственно, является основным понятием их миросозерцания.
-
Мета́ллы (от лат. metallum — шахта, рудник) — группа элементов,ввиде простых вещество обладающих характерными металлическими свойствами, такими как высокие тепло- и электропроводность, положительный температурный коэффициент сопротивления, высокая пластичность и металлический блеск. Свойства металлов: -Металлический блеск (характерен не только для металлов: его имеют и неметаллы йод и углерод в виде графита) -Хорошая электропроводность -Возможность лёгкой механической обработки (см.: пластичность; однако некоторые металлы, например германий и висмут непластичны) -Высокая плотность (обычно металлы тяжелее неметаллов) -Высокая температура плавления (исключения: ртуть, галлий и щелочные металлы) -Большая теплопроводность -В реакциях чаще всего являются восстановителями. Металлы делят на черные и цветные, тугоплавкие и легкоплавкие, благородные и неблагородные. Все они имеют кристаллическое строение. В жидком состоянии атомы располагаются хаотически.
-
Температуры плавления чистых металлов лежат в диапазоне от −39 °C (ртуть) до 3410 °C (вольфрам). Температура плавления большинства металлов (за исключением щелочных) высока, однако некоторые «нормальные» металлы, например олово и свинец, можно расплавить на обычной электрической или газовой плите. В зависимости от плотности, металлы делят на лёгкие (плотность 0,53 ÷ 5 г/см³) и тяжёлые (5 ÷ 22,5 г/см³). Самым лёгким металлом является литий (плотность 0.53 г/см³). Самый тяжёлый металл в настоящее время назвать невозможно, так как плотности осмия и иридия — двух самых тяжёлых металлов — почти равны (около 22.6 г/см³ — ровно в два раза выше плотности свинца), а вычислить их точную плотность крайне сложно: для этого нужно полностью очистить металлы, ведь любые примеси снижают их плотность. Большинство металлов пластичны, то есть металлическую проволоку можно согнуть, и она не сломается. Это происходит из-за смещения слоёв атомов металлов без разрыва связи между ними. Самыми пластичными являются золото, серебро и медь. Из золота можно изготовить фольгу толщиной 0.003 мм, которую используют для золочения изделий. Однако не все металлы пластичны. Проволока из цинка или олова хрустит при сгибании; марганец и висмут при деформации вообще почти не сгибаются, а сразу ломаются. Пластичность зависит и от чистоты металла; так, очень чистый хром весьма пластичен, но, загрязнённый даже незначительными примесями, становится хрупким и более твёрдым. Некоторые металлы такие как золото, серебро, свинец, алюминий, осмий могут срастаться между собой, но на это может уйти десятки лет.
-
Все металлы хорошо проводят электрический ток; это обусловлено наличием в их кристаллических решётках подвижных электронов, перемещающихся под действием электрического поля. Серебро, медь и алюминий имеют наибольшую электропроводность; по этой причине последние два металла чаще всего используют в качестве материала для проводов. Очень высокую электропроводность имеет также натрий, в экспериментальной аппаратуре известны попытки применения натриевых токопроводов в форме тонкостенных труб из нержавеющей стали, заполненных натрием. Благодаря малому удельному весу натрия, при равном сопротивлении натриевые «провода» получаются значительно легче медных и даже несколько легче алюминиевых. Высокая теплопроводность металлов также зависит от подвижности свободных электронов. Поэтому ряд теплопроводностей похож на ряд электропроводностей и лучшим проводником тепла, как и электричества, является серебро. Натрий также находит применение как хороший проводник тепла; широко известно, например, применение натрия в клапанах автомобильных двигателей для улучшения их охлаждения. Цвет у большинства металлов примерно одинаковый — светло-серый с голубоватым оттенком. Золото, медь и цезий соответственно жёлтого, красного и светло-жёлтого цвета.
-
В твердом состоянии металлы имеют четко выраженное кристаллическое строение. Если тщательно отполированную поверхность металла протравить химически активными веществами, то под микроскопом можно увидеть его кристаллическую структуру. Крупные кристаллические конгломераты хорошо видны в изломе.Для изучения особенностей кристаллического строения металлов используют метод рентгенографии и металлографический микроскоп.Кристаллические зерна по внешнему виду не имеют правильной формы, состоят же они из монокристаллов, имеющих строго определенную геометрическую форму кристаллической решетки, где атомы, молекулы и ионы строго ориентированы в пространстве. Наиболее типичными формами кристаллических решеток для металлов являются: кубическая с центрированными гранями (золото, медь и др.), кубическая объемно-центрированная (железо, хром и др.) и гексагональная (кадмий, цинк и др.)..
-
Кристаллическая решетка меди
В узлах кристаллических решеток находятся положительные ионы. Электроны, определяющие валентность атомов, обладают способностью свободно перемещаться в кристаллической решетке. От их активности зависит электро- и теплопроводность металла.В одиночном кристалле механические и другие свойства проявляются неодинаково в различных направлениях. Электропроводность, сопротивление сжатию и растяжению могут различаться в несколько раз.Формирование кристаллической структуры обычно происходит так, что отдельные кристаллы по отношению друг к другу ориентированы различно, что делает свойства металла практически одинаковыми во всех направлениях.
-
Общие сведения Все металлы обладают рядом свойств: специфическим блеском, хорошей электро-и теплопроводностью, способностью давать основные окислы и т. д.Химические свойства металлов определяются активностью подвижных электронов, непрочно связанных с атомами.В природе металлы встречаются в виде химических соединений (руд), и только небольшая группа металлов, устойчивых к коррозии (золото, платина),— в виде самородков.
-
-
БЛАГОРО́ДНЫЕ МЕТА́ЛЛЫ, наиболее химически стойкие металлы: золото Au, серебро Ag, платина Pt и металлы платиновой группы (рутений Ru, родий Rh,палладий Pd, осмийOs, иридий Ir), сопутствующие ей в природе. Благородные металлы получили свое название главным образом благодаря своим свойствам и красивому внешнему виду в изделиях. Золото, серебро и платина на воздухе практически не окисляются, даже при плавлении. На воздухе золото покрывается тончайшим адсорбционным слоем кислорода. Золото, серебро и платина обладают высокой пластичностью, а металлы платиновой группы – тугоплавкостью (Тпл 1800оС и выше). Все эти металлы имеют высокий удельный вес, не имеют аллотропных превращений (кроме Rh и Os). Благородные металлы и сплавы на их основе обладают химической стойкостью, в том числе и при повышенных температурах. Благородные металлы при сплавлении друг с другом образуют твердые растворы. В природе благородные металлы встречаются в виде самородков и в различных рудах. В результате металлургической, химической и электролитической переработки получают благородные металлы очень высокой чистоты. Для извлечения благородных металлов используют методы гидрометаллургии, часто комбинируемые с обогащением. Гравитационное обогащение благородных металлов позволяет выделять крупные частицы металла. Его дополняют цианирование и амальгамация. Для получения металлов высокой чистоты используют аффинаж.
-
В ортопедической практике применяются сплавызолота 900 и 750 пробы : 900 проба , состав: 90% золота 6% меди 4% серебра. Применяется для изготовления искусственных коронок и зубов. 750проба , состав: 75%золота 8%серебра 9%платина 8%меди.Применяется для изготовления каркасов бюгельных протезов, штифтов, крампонов, вкладок, проволки.
-
На свойствах сплава, его "поведении" на этапах изготовления протеза и при пользовании последним сказывается качество проведения технологического процесса. Свойства неблагородных конструкционных сплавов в большей степени зависят от вида, процентного содержания элементов, входящих в сплав. Вещества, которые добавляются для исправления тех или иных свойств сплава в нужном направлении, называются легирующими, а сам сплав - легированным. В первую очередь характеристику того или иного конструкционного материала данной группы определяют следующие материалы: железо, хром, никель, кобальт, молибден, марганец. Железо: металл синевато-серебристого цвета. Плотность-7,86. Температура плавления - 1535°С. Твердость по Бринеллю - 65 кгс/мм2. Мягкий, пластичный материал. Химически очень активный, может вступать в химические соединения с углеродом. Сплав железа, содержащий от 4,5 до 1,7% углерода, называется чугуном: содержащий от 1,7 до 0,1% - сталью. В виде оксидов железо применяется для изготовления полировочных паст. Хром:белыйс синеватым опенком металл. Плотность -7,2. температура плавления - 1°10"С. Твердость по Бринеллю - 450. Хром обладает твердостью, равной твердости корунда, а последний уступает по твердости лишь алмазу. Хром имеет малую усадку. В полости рта не изменяется. В чистом виде применяется для хромирования инструментов. Входит в состав нержавеющей хромоникелевой стали и кобальтохромовых сплавов (КХС). Придает им устойчивость к коррозии и твердость. Например, для того, чтобы сталь стала нержавеющей, требуется 11-13% хрома. Для полной гарантии его вводят, как правило, 18%. Отрицательные качества хрома, в том числе чрезмерную твердость, исправляют другими металлами. В виде оксидов хром применяется для приготовления полировочных паст.
-
Молибден. Светлосерый металл. Плотность - 10,2. Температура плавления - 2620"С (самая высокая из всех металлов, применяемых для зуботехнических целей). Твердость по Бринеллю - 155. На воздухе, в щелочах и некоторых кислотах устойчив против окисления. Растворяется в азотной кислоте и царской водке. Входит в состав КХС и подобных ему сплавов, улучшая их межкристаллитную структуру. Марганец. Серебристо-белый металл. Плотность 2,3. Температура плавления - 1215°С. При комнатной температуре, на воздухе, не окисляется. При нагревании реагирует с кислородом, углеводом, азотом, серой. Легко растворим в соляной и разбавленной серной кислотах. Введенный в сплав, уменьшает содержание в нем серы, раскисляет сплав и повышает ею износостойкость.
-
Сплавы , их виды.
Сплав — макроскопически однородный металлический материал, состоящий из смеси двух или большего числа химических элементов с преобладанием металлических компонентов. Для зуботехнических целей необходимы металлы, обладающие самыми разнообразными свойствами. Так, основные металлы должны обладать высокими физико-механическими свойствами, устойчивостью к коррозии, некоторые вспомогательные — низкой температурой плавления. Все металлы по своим свойствам должны соответствовать требованиям технологии: обладать нужной температурой плавления, быть ковкими или, наоборот, упругими, иметь допустимую усадку, коэффициент термического расширения и т. д. Этим требованиям в большей степени отвечают различные сплавы. Создание сплавов возможно потому, что многие металлы способны к взаимному растворению или к образованию химических соединений, другие — к образованию смесей.Подбирая различные металлы в нужных соотношениях, можно получить сплавы с необходимыми свойствами, нередко существенно отличающимися от свойств каждого из компонентов.
-
Все сплавы металлов разделены на следующие группы: 1. Сплавы благородных металлов на основе золота. 2. Сплавы благородных металлов, содержащих 25-50% золота или платины или других драгоценных металлов. 3. Сплавы неблагородных металлов. 4. Сплавы для металлокерамических конструкций: а) с высоким содержанием золота (>75%); б) с высоким содержанием благородных металлов (золота и платины или золота и палладия — > 75%); в) на основе палладия (более 50%); г) на основе неблагородных металлов: — кобальта (+ хром > 25%, молибден > 2%); химический состав: кобальт - 66%, хром - 28%, молибден - 5%, марганец, кремний, углерод - остальное. — никеля (+ хром > 11%, молибден > 2%).состав: 77% Ni, 12% Сг и 3,5% Мо. Более упрощенно выглядит классическое подразделение на благородные и неблагородные сплавы. Кроме того, применяемые в ортопедической стоматологии сплавы можно классифицировать по другим признакам: — по назначению (для съемных, металлокерамических, металло-полимерныхпротезов); — по количеству компонентов сплава; — по физической природе компонентов сплава; — по температуре плавления; — по технологии переработки и т. д.
-
Обобщая изложенное выше о металлах и сплавах металлов, нужно еще раз подчеркнуть основные общие требования, предъявляемые к сплавам металлов, применяемым в клинике ортопедигеской стоматологии: 1) биологическая индифферентность и антикоррозионная стойкость к воздействию кислот и щелочей в небольших концентрациях; 2) высокие механические свойства (пластичность, упругость, твердость, высокое сопротивление износу и др.); 3) наличие набора определенных физических (невысокой температуры плавления, минимальной усадки, небольшой плотности и т. д.) и технологических свойств (ковкости, текучести при литье и др.), обусловленных конкретным назначением
-
сплавы
На основе благородных металлов На основе неблагородных металлов — золотые; — золото-палладиевые; — серебряно-палладиевые.Сплавы металлов благородных групп имеют лучшие литейные свойства и коррозионную стойкость, однако по прочности уступают сплавам неблагородных металлов. — хромоникелевую (нержавеющую) сталь; — кобальтохромовый сплав; — никелехромовый сплав; — кобальтохромомолибденовый сплав; — сплавы титана; — вспомогательные сплавы алюминия и бронзы для временного пользования. Кроме того, применяется сплав на основе свинца и олова, отличающийся легкоплавкостью.
-
-
Механические смеси. Такой вид сплава возникает в случае соединения взаимно не растворимых металлов. Примером такой смеси может быть сплав свинца, висмута и кадмия. Каждый компонент сплава сохраняет свою кристаллическую решетку, и свойства его в основном определяются соотношением составных частей. Непрочные связи компонентов делают такие сплавы легкоплавкими, однако достаточно твердыми. Эти качества имеют вспомогательные легкоплавкие сплавы, используемые в технике.Химические соединения могут возникать между металлами и металлом с металлоидом. Типы таких соединений разнообразны. Примером могут быть карбиды железа и хрома (Fe3C и Cr3C2), возникающие в нержавеющей стали . на технологических этапах. Некоторые химические соединения металлов (Mg2S) отличаются твердостью и хрупкостью. Характерно, что такой тип химических соединений является по своему составу непостоянным.В металлургии и практике зуботехнических лабораторий существуют различные приемы, позволяющие управлять процессами соединения металлов для получения необходимых свойств.
-
Твердый раствор. Кристаллическая структура сплавов этой группы представляет собой решетку основного металла, в которой размещены атомы растворенного металла. Элементы таких сплавов способны к взаимному растворению как в жидком, так и в твердом состоянии. Примерами такого типа соединений являются широко применяемые в ортопедической стоматологии сплавы на основе золота, хромоникелевые, хромокобальтовые, железоуглеродистые сплавы.При затвердевании металла слиток может приобрести различную структуру, которая характеризуется большей или меньшей неоднородностью, что зависит от состава сплава, скорости охлаждёния и ряда других факторов.Возникновение неоднородности связано с особенностями процесса кристаллизации сплава, компоненты которого имеют разные точки плавления. При охлаждении сплава первыми начинают выпадать кристаллы тугоплавкого компонента, и далее в зависимости от скорости понижения температуры формирование структуры кристаллов будет происходить более однородно при медленном и неоднородно при быстром охлаждении. Явление неоднородности структуры отдельных кристаллов называется внутрикристаллической ликвацией. Неоднородная структура сплава, обусловленная внутрикристаллической ликвацией, ухудшает его эластические свойства. Так, сплав золота с платиной может оказаться хрупким и непригодным для зуботехнических целей вследствие внутрикристаллической ликвации, возникшей при недостаточном растворении платины в золоте.
-
Химическое соединение возникает при сплавлении некоторых металлов с неметаллами. Характерным для данного вида сплавов является повышенная твердость и хрупкость -свойства, которых не имели отдельные компоненты. Особый характер металлической связи в сплавах приводит к образованию особого вида химических соединений. В отличие от обычных химических соединений многие металлические соединения имеют переменный состав, который может изменяться в широких пределах. Характерной особенностью металлического химического соединения является образование кристаллической решетки (см. рис. 32, в), отличной от решеток образующих элементов, и существенное изменение всех свойств. Иногда в металлических сплавах образуются также химические соединения с нормальной валентностью, например оксиды, сульфиды, а также соединения металлов с резко отличным электронным строением атомов (Mg2Sn, Mg2Pb и др.).
Нет комментариев для данной презентации
Помогите другим пользователям — будьте первым, кто поделится своим мнением об этой презентации.