Физические свойства металлов: твердость, плотность и др.

Таблица твёрдости металлов по шкале Мооса:

Испытание на пластичность

Характеристики пластичности металлов обычно определяются при статичных испытаниях. Самым показательным является испытание на растяжение. Чтобы выяснить, какой металл самый пластичный, необходимо подвергнуть такому воздействию образцы одинакового размера при сходных температурных условиях. Величина деформации, которую способен выдержать образец металла перед разрушением, — объективный показатель пластичности.

Числовым выражением результата испытаний на растяжение являются два основных коэффициента. Относительное удлинение — процентное отношение увеличенной длины образца после разрыва, вызванного деформацией, к первоначальной. Самый пластичный металл — золото — имеет показатель — 65%. Для сравнения: у железа — 40-50, у алюминия — 30-40.

Второй показатель пластичности — относительное сужение поперечного сечения образца. У золота первоначальное сечение образца на 90% больше того, какое он имеет перед разрывом. У алюминия эта цифра — 80%, у меди — 75%.

Таблица температуры плавления легкоплавких металлов и сплавов:

Таблица температуры плавления среднеплавких металлов и сплавов:

Купола в России кроют чистым золотом…

Несмотря на многовековую историю золотодобычи, этот металл всегда относился к редким и драгоценным. Это самый пластичный металл. Это качество делает применение для декоративной отделки элементов интерьера или даже для покрытия церковных куполов рентабельным. Для покрытия большой площади требуется очень немного драгоценного металла: 1 грамм пластинки может быть раскован в лист площадью 1 м 2 .

Даже ручной способ получения листов для золочения дает возможность добиться толщины в тысячную долю миллиметра. Такая толщина позволяет золотым пластинкам держаться на поверхности за счет молекулярного притяжения. Технология получения сусали значительно усовершенствовалась. Теперь для расплющивания золотых листов применяются роботизированные линии, но в основе процесса — высокая пластичность исходного материала.

Таблица температуры плавления тугоплавких металлов и сплавов:

Плотность:

В зависимости от плотности металлы делят на лёгкие (плотность от 0,53 до 5 г/см³) и тяжёлые (от 5 до 22,6 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.

Что представляют собой

В номенклатуре IUPAC – уважаемой в мире международной организации, курирующей теорию и практику в сфере химии, термин «легкие металлы» отсутствует.

Неофициально к легким металлам относятся вещества с плотностью менее 5 граммов на кубический сантиметр.

Разные списки включают пять – десять позиций.

Самое распространенное деление – по используемости:

• На этом основании выделяют пять главных: алюминий, бериллий, магний, титан, литий.
• Их дополняет «экзотика»: галлий, индий, висмут, таллий, кадмий.

Вторая группа причисляется к редким металлам.

Редкими эти элементы названы потому, что на практике используются недавно и не так широко, как традиционные материалы.

Пластичность:

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 могут уйти десятки лет.

Способы получения

Технологию выплавки легких металлов отработали к середине 19 века.

Для их получения в металлургии используется три способа:

1. Электролиз расплава солей. То есть аккумуляция на электродах компонентов растворенных либо других веществ. Реакцию запускает электрический ток, пропускаемый через раствор либо расплав электролита.
2. Металлотермия. Восстановление из их соединений другими, более активными металлами. Процесс проходит при повышенных температурах.
3. Электротермия. Материал нагревается, затем расплавляется теплом, полученным из электрического тока.

Производство легких элементов – весьма энергоемкий процесс. Поэтому металлургические комбинаты располагают поближе к источникам энергии.

В отличие от тяжелых металлов: их базовые предприятия привязывают к месторождению.

Ценностью легких, особенно цветных металлов, обусловлен второй способ получения – переработка лома.

Электропроводность:

Все металлы хорошо проводят электрический ток, 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 и 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.

Вода, огонь…земля? И немного о пластичных металлах.

Продолжаю рассказ о работе над проектом «Ювелирное буриме». Для тех, кто не в курсе о проекте — предлагаю почитать две предыдущие записи в моем блоге:

Сейчас я начала работу с заготовками, полученными от моего основного партнера по проекту — замечательной девушки-ювелира Ирины Васильевой из Москвы. И заготовок у меня целых шесть. И они весьма и весьма необыкновенны. Ирина и ее муж работают и обучают работе с пластичными металлами в своей студии Metalclaystudio . И мне даже удалось побывать на их выездном петербургском мастер-классе. А проходил он в удивительно любимом мной месте рядом с моим домом — в старом здании завода им.Слуцкой на Кожевенной линии Васильевского острова. Об этом я уже писала в соцсетях, так что кто их читает — тот в курсе:). Все как я люблю: старый кирпич, потертая местами краска и самое главное — огромные окна с видом на залив, проходящие корабли и новенький мост.

А это наши все запеченные заготовки из пластичной бронзы c мастер-класса.

Отвлеклась я:).

Насчет пластичных металлов. У меня 4 заготовки из пластичной бронзы от Ирины. Не буду вдаваться в подробности. Но, коротко из материалов студии пластичных металлов Metalclaystudio.

«Металлическая глина — инновационный материал. Разработан был примерно в 1990 году в Японии металлургом из Mitsubishi Materials. Сам материал представлял собой пластичную серебряную глину 999 пробы.

К настоящему времени материал получил признание и огромную популярность у ювелиров. В США на одном из крупнейших ювелирных конкурсов есть отдельная категория по металлическим глинам, официально признанная ювелирным направлением.

Материал состоит из трех основных= компонентов: металлического порошка, органического пластификатора и дистиллированной воды.

«Алхимический процесс» имеет под собой очень простое физическое обоснование — это упрощенный вариант использования в гражданском секторе «порошковой металлургии». Самой технологии порошковой металлургии уже несколько тысяч лет — о ней известно со времен Древнего Египта. Данная технология идеально подходит для получения сложных по форме изделий, получаемых путем прессования и спекания, а не длительной механической обработки, фрезеровки и пр.».

Итак. Моя третья работа из серии «Движение и свет» в рамках проекта «Ювелирное буриме» — серьги «Хамелеон», созданные с использованием заготовки из пластичной бронзы в виде круга с силуэтом хамелеона и глазиком из хризолита.

Признаюсь, я долго не могла понять как мне из статично представленного «животного» сообразить «движение и свет». И вот вам мои рассуждения, основанные конечно на информации, почерпнутой из великой и огромной сети:).

Хамелеон — одна из самых необычных и красивых ящериц на планете.

Отличительная особенность хамелеонов – это глаза, покрытые сросшимися веками с небольшим отверстием для зрачка. Круговой обзор обеспечивается несогласованными движениями левого и правого глаза, что очень помогает в удачной охоте.

Самая интересная особенность хамелеона — изменение окраски и узора кожи.

Благодаря особенностям строения кожных слоев светлый хамелеон быстро становится желтым или зеленым, потом пурпурно-красным, вплоть до темно-коричневого или черного.

Зелёные цвета окраски появляются дополнительно в результате преломления лучей света в поверхностном слое кожи, содержащем кристаллы гуанина.

И кто после этого поспорит с тем, что хамелеон — это само движение и свет?

В итоге получились модные нынче современные серьги. Разные обе, как говорит моя дочь:). А почему они должны быть одинаковыми, вспоминаем слова Хундертвассера о носках. Шучу.

Бронза, латунь, серебро, хризолит, горячая эмаль на меди.

Необычные серьги из четырех металлов: бронза, латунь, медь и серебро. Одна — хамелеон как есть. Вторая — глаз хамелеона. Стиль… хм…сафари? Вижу их с платьем с анималистическим притом или с другой одеждой в стиле сафари. А вы?

Благодарю за внимание и конечно рада комментариям!