Фізичні властивості металів

Фізичні властивості металів
Фізичні властивості металів. Щільність. Це — одна з найважливіших характеристик металів і сплавів. по щільності метали поділяються на такі групи: легкі) — магній, алюміній, титан та ін: важкі) — залізо, нікель, мідь, цинк, олово та ін (це найбільш велика група); дуже важкі) — молібден, вольфрам, золото, свинець та ін У таблиці 2 наведено значення щільності металів. (Це і наступні таблиці характеризують властивості тих металів, які складають основу сплавів для художнього лиття).

Таблиця 2. Щільність металу. Температура плавлення. легкоплавкі С) — цинк, олово, свинець, вісмут і ін

; Среднеплавкие С) — до них відносяться майже половина металів, у тому числі магній, алюміній, залізо, нікель, мідь, золото; тугоплавкі С) — вольфрам, молібден, титан, хром та ін Ртуть відноситься до рідин.

При виготовленні художніх виливків температура плавлення металу або сплаву визначає вибір плавильного агрегату і вогнетривкого формувального матеріалу. При введенні в метал добавок температура плавлення, як правило, знижується. Таблиця 3. Температура плавлення і кипіння металів.

Питома теплоємність. Ця кількість енергії, необхідне для підвищення температури одиниці маси на один градус. Питома теплоємність зменшується зі збільшенням порядкового номера елемента в таблиці Менделєєва.

Залежність питомої теплоємності елемента в твердому стані від атомної маси описується наближено законом Дюлонга і Пті: = 6. де, — атомна маса; С). У таблиці 4 наведені значення питомої теплоємності деяких металів. Таблиця 4. Питома теплоємність металів. Прихована теплота плавлення металів. Це характеристика (таблиця 5) поряд з питомої теплоємності металів в значній мірі визначає необхідну потужність плавильного агрегату.

Для розплавлення легкоплавкого металу іноді потрібно більше теплової енергії, ніж для тугоплавкого. Наприклад, для нагрівання міді від 20 до 1133 С буде потрібно в півтора рази менше теплової енергії, ніж для нагрівання такої ж кількості алюмінію від 20 до 710 C. Таблиця 5. Прихована теплота металу Теплоємність. Теплоємність характеризує передачу теплової енергії від оной частини тіла до іншої, а точніше, молекулярної перенесення теплоти в суцільному середовищі, обумовлений наявністю градієнта температури. (Таблиця 6) Таблиця 6. Коефіцієнт теплопровідності металів при 20 С Якість художнього лиття тісно пов’язане з теплопровідністю металу. У процесі виплавки важливо не тільки забезпечити достатньо високу температуру металу, але й домогтися рівномірного розподілу температури у всьому обсязі рідкої ванни.

Чим вище теплопровідність, тим рівномірніше розподілена температура. При електродугової плавці, незважаючи на високу теплопровідність більшості металів, перепад температури по перетину ванни досягає 70-80 С, а для металу з низькою теплопровідністю цей перепад може досягати 200 С і більше. Сприятливі умови для вирівнювання температури створюються при індукційній плавці. Коефіцієнт теплового розширення.

Ця величина, що характеризує зміну розмірів зразка довжиною 1 м при нагріванні на 1 С, має важливе значення при емальєрні роботах (таблиця 7) Коефіцієнти теплового розширення металевої основи і емалі повинні мати по можливості близькі значення, щоб після випалу емаль не розтріскувалася. Більшість емалей, що представляють твердий коефіцієнт оксидів кремнію та інших елементів, мають низький коефіцієнт теплового розширення.

Як показала практика, емалі дуже добре триматися на залозі, золоті, менш міцно — на міді та сріблі. Можна вважати, що титан — досить підходящий матеріал для емалювання. Таблиця 7. Коефіцієнт теплового розширення металів.

Відбивна здатність. Це — здатність металу відбивати світлові хвилі певної довжини, яка сприймає людським оком як колір (таблиці 8). Кольори металу вказані в таблиці 9. Таблиця 8. Відповідність між кольором і довжиною хвилі.

Таблиця 9. Кольори металів. Чисті метали в декоративно-прикладному мистецтві практично не застосовуються. Для виготовлення різних виробів використовують сплави, кольорові характеристики яких значно відрізняються від кольору основного металу.

У перебігу довгого часу накопичувався величезний досвід застосування різних ливарних сплавів для виготовлення прикрас, побутових предметів, скульптур і багатьох інших видів художнього лиття. Проте до цих пір ще не розкрито взаємозв’язок між будовою сплаву і його відбивною здатністю.

Фізичні властивості металів

Сподобалася стаття? Поділися нею з друзями!




Добавить комментарий