Физические свойства металлов реферат

Металлы обладают высокой электропроводностью. Из всех металлов наилучшим проводником тока является серебро, за ним следует медь; минимальную электропроводность имеет висмут. Чем чище металлы, чем меньше в них примесей, тем выше их электропроводность. В расплавленном металле и в металлических кристаллах часть валентных электронов наименее прочно связанных с ядрами атомов в результате между-атомного взаимодействия как бы обобществляется атомами точнее сказать — ионами, образовавшимися после отделения от атомов некоторого количества электронов.

Лившиц, В. Крапошин, Я. Металлургия, 1980 г. Скачать полный текст бесплатно Ссылка доступна только зарегистрированным пользователям. В учебнике рассмотрены физические свойства металлов и сплавов и их зависимость от структуры и состава реальных объектов. Один из важнейших признаков структуры —это дефекты кристаллического строения, т.

Физические и химические свойства металлов

Металлы обладают высокой электропроводностью. Из всех металлов наилучшим проводником тока является серебро, за ним следует медь; минимальную электропроводность имеет висмут. Чем чище металлы, чем меньше в них примесей, тем выше их электропроводность. В расплавленном металле и в металлических кристаллах часть валентных электронов наименее прочно связанных с ядрами атомов в результате между-атомного взаимодействия как бы обобществляется атомами точнее сказать — ионами, образовавшимися после отделения от атомов некоторого количества электронов.

Такие электроны, не связанные с определенными атомами, способны перемещаться по всему объему металла, почему их называют часто свободными. Наличие свободных электронов является одной из наиболее характерных особенностей металлов в твердом и жидком состоянии и обусловливает их высокую электропроводность и теплопроводность. Электропроводность металлов зависит от температуры: с повышением температуры она падает, с понижением — растет. Многие металлы при очень низких температурах обладают свойством сверхпроводимости, т.

Металлы и сплавы, способные переходить в сверхпроводящее состояние, называются сверхпроводниками. Переход к сверхпроводимости происходит в чистых металлах скачкообразно. В сверхпроводнике после отключения источника электродвижущей силы ток может циркулировать сколь угодно долго. Среди практически существенных металлов сверхпроводниками являются Al, Zn, Sn, Pb, Нg, Ti, Th, Та, Nb, Zr, V несомненно, число сверхпроводников будет увеличиваться по мере усовершенствования техники получения низких температур и все большего приближения к абсолютному нулю.

Теплопроводностью называют способность материала передавать тепло от более нагретых частиц к менее нагретым без перемещения самих частиц; она характеризуется удельной теплопроводностью — количеством тепла в малых калориях, которое материал способен передать в 1 сек.

Все металлы обладают высокой теплопроводностью; наивысшей теплопроводностью среди металлов обладают серебро и медь. С изменением температуры теплопроводность металлов почти не меняется.

Чем чище металл, тем выше его теплопроводность. Магнитная проницаемость материала определяется через где В — магнитная индукция и Н — напряженность магнитного поля. Таким образом, величина р. Ферромагнитные свойства металлов при нагреве до определенной температуры скачкообразно исчезают. Температура, выше которой металл становится немагнитным, называется температурой Кюри.

Механические свойства Механическими называют свойства, определяющие отношение твердого тела к воздействию внешних сил; к этим свойствам относят прочность, истираемость, упругость, твердость и пластичность.

Пределом прочности называют сопротивление тела внешним силам в момент разрушения. Таким образом, прочность определяет способность тела сопротивляться внешним силам, -стремящимся нарушить связь между элементарными частицами, из которых построено тело.

Предел прочности может быть различным в зависимости от характера действия внешних сил, которые могут сжимать, растягивать, скручивать или изгибать тело. Предел прочности при статической нагрузке измеряют напряжением материала при максимальной нагрузке, которую способен выдерживать материал, отнесенным к начальной площади сечения образца.

На фиг. Деформирование испытываемого образца 1 производят перемещением нижнего захвата 4, получающего движение от вращения рукоятки 3 или от электродвигателя 8 через редуктор 2. При растяжении или сжатии образца 1 получает отклонение маятник 7, связанный с верхним захватом 4 и тягами 6.

Маятник связан со стрелкой шкалы 9, показывающей величину действующей на образец 1 нагрузки. Машина снабжена самопишущим прибором 5, чертящим диаграмму зависимости между величинами нагрузки и получаемой испытываемым образцом деформации.

Испытание ка удар производят на вертикальных или маятниковых копрах фиг. Баба 2 копра, весящая G кг, отклоняется на высоту Н м; при ударе часть работы затрачивается на разрушение образца 1, а неиспользованная часть поднимает бабу на высоту hм. Работа, израсходованная на разрушение образца, отнесенная к единице, будет равна где F — сечение образца в см2.

Прочность вибрационную определяют как сопротивление материала при знакопеременной нагрузке; пределом усталости или выносливости называется то наибольшее напряжение, подсчитанное по формулам механики, которое выдерживает материал, не разрушаясь при сколь угодно большом числе перемен нагрузок практически, например, для стали испытание заканчивают после 107 циклов.

Причиной усталости металла являются сдвиги, возникающие в кристаллических зернах и образующие в них трещины. При разрушении материала под влиянием усталости наблюдаются две ясно различимые зоны: зашлифованная, камневидного строения часть излома, представляющая прогрессивно развивающуюся трещину, и кристаллическая часть излома мгновенного хрупкого разрушения. Типичный излом усталости представлен на фиг.

Причиной быстрого возникновения трещины усталости являются местные перенапряжения материала во время работы детали. Чем чище металл и однороднее его структура, тем больше его стойкость при знакопеременных нагрузках.

Истираемостью называют способность материала изнашиваться под влиянием усилий, отрывающих частицы материала от поверхности его и таким образом постепенно уменьшающих вес истираемого материала. Истираемость определяют потерей веса образца в единицу времени, отнесенной к единице трущейся поверхности при данных усло- виях работы. Такого рода испытания дают результат лишь сравнительного характера для разных материалов. Твердостью называют способность тела сопротивляться проникновению в него другого тела.

Наиболее распространенным способом испытания металлов на твердость является способ Бринеля, заключающийся в том, что в испытываемый металл вдавливается под действием определенной силы шарик, диаметр которого известен; по диаметру полученного отпечатка судят о твердости испытываемого металла. Твердость по Бринелю вычисляют по формуле где Р — нагрузка на шарик в кг; F — площадь поверхности отпечатка в мм2.

Твердость по Бринелю, как видно из формулы, равна силе в кг, отнесенной к величине площади поверхности отпечатка в мм2. Кроме метода Бринеля, имеет также широкое применение способ Роквелла. Этим способом пользуются при измерении твердости более твердых материа лов например, закаленной стали. Твердость по способу Роквелла определяют глубиной проникновения в материал стального шарика небольшого размера или алмазного конуса; чем меньше глубина проникновения, тем тверже материал.

Из числа имеющих применение в технике чистых металлов максимальной твердостью обладает вольфрам. Для измерения твердости, кроме методов Бринеля и Роквелла, существует ряд других методов. Соотношения цифр твердостей, определяемых различными способами, можно найти в специальных таблицах.

Упругостью называют способность деформированного внешней силой тела принимать прежнюю форму по прекращении действия этой силы. Из диаграммы видно, что в начале опыта деформации пропорциональны нагрузкам; такая пропорциональность сохраняется до тех пор, пока напряжение материала не достигнет величины ар, после чего линия зависимости между напряжением и удлинением начнет отклоняться от прямой.

Максимальное напряжение о , при котором еще сохраняется пропорциональность удлинений напряжениям, называется пределом пропорциональности. Если стержень будет разгружен ранее достижения напряжения арУ то длина его уменьшится до первоначальной; если же продолжать увеличивать нагрузку, стержень останется растянутым; поэтому предел пропорциональности практически совпадает с пределом упругости т.

Когда нагрузка достигнет величины Рмах, начинается удлинение материала при уменьшающейся нагрузке. С этого момента начинается местное сужение материала, продолжающееся до момента разрыва стержня. Сужение сечения стержня перед разрывом дано на фиг. Из диаграммы фиг. При растяжении металла расстояние между его атомами возрастает в направлении действия растягивающей силы и уменьшается в перпендикулярном к ней направлении.

Эти изменения расстояний могут иметь место только в том случае, если растягивающая сила достаточно велика для преодоления реакции со стороны сил, действующих между элементарными частицами металла. Если растягивающая сила не нарушает взаимного расположения атомов к междуатомных связей, то по прекращении действия силы элементарные частицы металла возвращаются в первоначальное положение — в этом случае мы имеем дело с упругой деформацией металла; если же внешняя сила способна изменить взаимное положение атомов, нарушая междуатомную связь, то подвергаемый действию растягивающей силы образец металла после прекращения действия внешней силы не примет прежней формы, и будет иметь место остаточная деформация.

То же самое можно сказать и относительно явлений, происходящих при воздействии на металл сжимающих, скручивающих и изгибающих сил. Пластичностью называют способность тела получать остаточную деформацию под действием внешней силы. Состояние металла, при котором он получает возрастающие деформации под действием постоянной силы, называют пластичным, а самую деформацию — истечением. Пластичность металла играет исключительно важную роль при обработке металлов посредством давления, так как все виды такой обработки ковка, прокатка, волочение возможны лишь при пластичном состоянии металла.

Металлы, не обладающие способностью переходить в пластичное состояние, называют хрупкими, и обрабатывать их посредством давления нельзя. Явление пластичности объясняется способностью кристаллических зерен давать под влиянием внешних сил сдвиги вдоль определенных, характерных для каждого металла атомных плоскостей плоскостей скольжения.

В результате таких сдвигов части зерна оказываются смещенными относительно друг друга подобно тому, как это изображено на фиг. Тело только в том случае будет обладать пластичностью, если будут пластичны его кристаллы.

Условие пластичности кристалла заключается, очевидно, в том, чтобы сопротивление кристалла разрушению было больше напряжения, способного вызвать скольжения в нем. При соблюдении этого условия материал может деформироваться без разрушения, и, когда деформирующая сила достигает соответствующей обусловливаемой родом материала величины, начнется истечение материала. Кристаллы данного материала тем пластичнее, чем больше систем плоскостей скольжения они могут образовать.

Способность к образованию плоскостей скольжения и, следовательно, пластичность материала меняется с температурой, при которой внешние силы действуют на материал, и с изменением величины этих сил.

Пластичность материала возрастает с увеличением температуры и давления. Пластичный материал под действием даже относительно небольшой, но длительно действующей нагрузки может с течением времени деформироваться, следствием чего является уменьшение сечения испытываемого образца. Результатом же уменьшения сечения является увеличение внутренних напряжений в материале и ускорение процесса деформации, ведущее к разрушению. Ползучесть материала возрастает с его нагревом.

Установлено, что при сравнительно небольших напряжениях явление ползучести имеет затухающий характер фиг. Величина предела ползучести может изменяться в зависимости от требований, предъявляемых к данному изделию.

Современные представления о строении металла позволяют судить о тех возможностях, которые могут быть достигнуты при пользовании металлом, если его строение будет удовлетворять идеальным требованиям в отношении чистоты и однородности. Химические и технологические свойства Химическими свойствами металла называются свойства, определяющие его отношение к химическим воздействиям на него других веществ. Не все металлы и сплавы одинаково способны подвергаться разрушающему действию кислот, щелочей, пресной и морской воды, влажного воздуха.

Степень устойчивости того или другого металла по отношению к различным химически действующим на металл веществам определяет выбор материала, предназначаемого для работы в близком соприкосновении с разъедающей средой. Технологическими свойствами называют совокупность физических, химических и механических свойств металла, определяющую его отношение к процессам обработки, например, к ковке; к технологическим свойствам относятся ковкость, способность свариваться и усадка.

Ковкостью называется способность металлов изменять под действием внешних сил свою форму, сохраняя ее по прекращении действий этих сил. Орудием ковки является молот или пресс.

Для получения на металле следа от удара молотом или от воздействия пресса необходимо, чтобы сила удара или усилие, развиваемое прессом, была больше силы, соответствующей пределу упругости деформируемого металла; Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера.

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Химия 9 класс. Физические свойства металлов

Характерные физические свойства металлов находятся в связи с особенностями их внутренней структуры. Согласно современным воззрениям. Понятия металлов и их характеристика, вещества, относящиеся к ним. Химические и физические свойства металлов Вид, реферат.

Физические свойства металлов Всем металлам присущи металлический блеск однако In и Ag отражают свет лучше других металлов , твердость самый твердый металл — Cr, самые мягкие металлы — щелочные , пластичность в ряду Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Zn, Fe наблюдается уменьшение пластичности , ковкость, плотность самый легкий металл — Li, самый тяжелый — Os , тепло — и электропроводность, которые уменьшаются в ряду Ag, Cu, Au, Al, W, Fe. Среди металлов присутствуют s-, p-, d- и f-элементы. Металлы d-элементы имеют большее число валентных электронов по сравнению с металлами s- и p-элементами. Общая электронная конфигурация валентных электронов металлов d-элементов — n-1 d1-10ns2. Начиная с 6 периода появляются металлы f-элементы, которые объединены в семейства по 14 элементов за счет сходных химических свойств и носят особые названия лантаноидов и актиноидов. Общая электронная конфигурация валентных электронов металлов f-элементов — n-2 f1-14 n-1 d0-1ns2. Восстановительная способность металла — его положение в электрохимическом ряду напряжений металлов. Так, чем левее в ряду напряжений стоит металл, тем более сильные восстановительные свойства он проявляет.

Физические свойства Для металлов наиболее характерны следующие свойства: металлический блеск, твердость, пластичность, ковкость и хорошая проводимость тепла и электричества. Для всех металлов характерна металлическая кристаллическая решетка: в ее узлах находятся положительно заряженные ионы, а между ними свободно перемещаются электроны.

Атомы металлов обладают тенденцией к отдаче электронов, поэтому для них характерна высокая восстановительная активность, определяющаяся низкими значениями энергии ионизации Eи валентных электронов атомов. Известно, что в пределах одного периода величина Eи возрастает с увеличением порядкового номера элемента, а в главных подгруппах - уменьшается.

Химические и физические свойства металлов

Свойства металлов. Физические свойства металлов. Свойства металлов подразделяются на физические, химические, механические и технологические. К физическим свойствам относятся плотность, плавление температура плавления , теплопроводность, тепловое расширение. Плотность — количество вещества, содержащееся в единице объема. Плавление — способность металла переходить из кристаллического твердого состояния в жидкое с поглощением теплоты.

Физические свойства металлов и сплавов

Пластичность[ править править код ] 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. 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 могут уйти десятки лет. Электропроводность[ править править код ] 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.

.

.

.

.

.

.

.

.

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: §9, 9 кл. Физические свойства металлов.
Похожие публикации