Билет 16.

Электролиз водных растворов (очистка меди). Этим методом получают чистую медь, цинк, никель. В ванну наливают электролит (CuSO₄, H₂SO₄ – для увел. пров-ти). Опускают аноды (300кг) из черновой меди, кот. получают методом огневого рафинирования из медьсодержащих руд. Катоды помещают между анодами в виде тонких листов из чистой электротехнической меди (0,6мм). Процесс электролиза сводится к анодному растворению и катодному восстановлению. Через 10 дней достают катод, весом до 100кг, а анод растворяется в течение 30 суток. На дне скапливается шлам (все примеси черновой меди).

Методы получения и характеристики плазмы. Плазма – высокоионизированный газ, в котором объемные плотности положительных и отрицательных электрических зарядов практически одинаковы. По температуре ионной компоненты различают «холодную» (низкотемпературную) плазму, «горячую» (высокотемпературную) и сверхвысокотемпе­ратурную. Плазму применяют: для вы­плавки и переплава металлов и сплавов, для проведения рудовосстановительных процессов, для сварки и резки цветных и тугоплавких металлов и сплавов, полупроводников, минералов и керамики; для нанесения антикоррозионных, жаростойких и износоустойчивых по­крытий, для изготовления деталей методом плазменного напыления; для скоростного бурения твердых пород; для получения веществ с помощью химических реакций и др. Возникновение в газе зар. частиц – ионизация газа – может происходить в результате его нагрева, поглощения энергии рентгеновского или ультрафиолетового излучения, космических лучей, лучей оптического квантового генератора, действия эл. поля. Общепринятым способом получения плазмы в лабораторных условиях и технике является использование электрического газового разряда. Газовый разряд представляет собой газовый промежуток, к которому приложена разность потенциалов. В промежутке образуются заряженные частицы, которые движутся в электрическом поле, т.е. создают ток. Для поддержания тока в плазме нужно, чтобы отрицательный электрод (катод) испускал в плазму электроны. Эмиссию электронов с катода можно обеспечивать различными способами, например нагреванием катода до достаточно высоких температур (термоэмиссия), либо облучением катода каким-либо коротковолновым излучением (рентгеновское излучение), способным выбивать электроны из металла (фотоэффект). Такой разряд, создаваемый внешними источниками, называется несамостоятельным.

Классификация диэлектриков. Основными группами изоляции являются орг. и неорг. материалы, резко различающиеся по своей химической природе и свойствам. Орг. диэлектрики - это разнообразные соединения углерода. Для изоляции применяют: углеводороды С+Н, окисленные производные углеводородов С+Н+О, азотистые соединения C+H+N, хлорированные соединении С+Н+Сl и др. Источники получения органических материалов - природные продукты раст. или жив. происхождения, а также синтетические, полученные на основе переработки кам. угля, нефти и прир. газов. Преимущества органической изоляции- это - удобство ее обработки и переработки в изоляционные изделия. Используя орг. материалы, можно получать мех. и эл. прочную изоляцию толщиной порядка нескольких микрон, что очень важно при небольших рабочих напряжениях, а также слоистую электрически прочную изоляцию, надежно работающую при напряжениях до сотен киловольт при небольших толщинах. Недостатки органической изоляции - она обладает недостаточной химической стойкостью, пониженной нагревостойкостью, обычно не выше 100-150°С, и к недостаточной устойчивости к воздействиям окружающей среды. Органическая изоляция не обеспечивает надежной работы на открытом воздухе. Она склонна к старению в электрическом поле. Неорганические диэлектрики - это разнообразные окислы. Например, окись кремния Si0₂ может быть использована в чистом виде (кварц) и в соединении с окисью алюминия А1₂0₃ (алюмосиликаты); MgO; СаО; Na₂0; К₂О идр. Источники получения нерг. диэлектриков - природные: горные породы, минералы, а также искусственные: стекло, керамика. Преимущества неорганической изоляции - это большая хим. стойкость, обусловленная большой энергией связи в молекулах неорг. соединений. Нагревостойкость для ряда материалов составляет 500-1000°С. Неорганические материалы пригодны для работы на открытом воздухе, не склонны к старению в электрическом поле, не подвержены действию плесени. Они обладают повышенной теплопроводностью и влагостойкостью. Недостатки неорганической изоляции -это трудность обработки и переработки в изоляционные изделия. Большая твердость затрудняет механическую обработку на станках, часто можно использовать только шлифовку. В тонких слоях неорганические материалы обычно обладают хрупкостью. Кремнийорганические вещества. Молекулы этих веществ содержат неорганическую часть, представленную группировкой атомов -O-Si-O-, и органическую часть, представленную радикалами -СНз, -С₂Н₄ и др. В силу такого строения молекул эта вещества обладают свойствами, промежуточными между орг. и неорг. вещ-и. Свойства можно регулировать, меняя соотношение между орг. и неорг. частями молекулы. Например, при повышении содержания неорганической части возрастает нагревостойкость, но вместе с тем увеличивается и хрупкость. Фторорганические соединения. Это вещ-а, отличающиеся большой энергией связи в молекуле при непосредственном соединении неорг. фтора с углеродом. Потому они имеют повышенную нагревостойкость и хим. стойкость. Основным представителем этой группы веществ является фторопласт-4 (политетрафторэтилен).