Физические свойства материалов. Расчет и методы определения плотности твердых материалов (90

приборов, посуды и др.

Температура плавления

1773 °С; твердость 4;

электропроводна,

Платина – Pt,

парамагнитна;

Кубиче

используется в

3

металл серебристо-

ГЦК

а0 = 3,924

ская

А

электротехнике, в

белого цвета

физических и

химических приборах, в

том числе для

изготовления термопар

1

2

3

4

5

6

Температура плавления

961 °С; применяется в

сплавах с медью для

Серебро – Ag,

изготовления

Кубиче

серебряных изделий,

4

металл серебристо-

ГЦК

а0 = 4,0856

ская

А

монет. Чистое серебро

белого цвета

используется для

изготовления тиглей для

плавления щелочей,

серебрения

Температура плавления

600 °С; высокая

Алюминий – Al,

электропроводность;

Кубиче

применяется для

5

металл серебристо-

ГЦК

а0 = 4,041

ская

А

изготовления элементов

белого цвета

конструкций и деталей

(трубопроводы, кабели,

фольга и др.)

Температура плавления

1538 °С; твердость 4-5;

ковка; магнитно до

Железо – Fe,

температуры 768 °С.

Кубиче

Сплавы железа с

6

металл серо-

ОЦК

а0 = 2,86

ская

А

углеродом (стали,

стального цвета

чугуны) и с другими

металлами используются

во всех отраслях

экономики

Температура плавления

1455 °С;

электропроводен,

Никель – Ni,

Кубиче

магнитен; применяется в

7

металл серебристо-

ОЦК

а0 = 3,499

качестве добавки для

ская

А

белого цвета

получения сплавов с

особыми физическими

свойствами (магнитно-

твердые сплавы)

1

2

3

4

5

6

8

Магний – Mg,

Гексаг

ГПУ

а0 = 3,103

;

Температура плавления

металл светло-

ональн

А

650 °С; на воздухе легко

серого цвета

ая

с0 = 3,103

воспламеняется.

А

Применяется в

пиротехнике и

химической

промышленности.

Сплавы на основе

магния широко

используются в

авиационной и ракетной

технике

Твердость 10; плохой

проводник

электричества;

диамагнитен.

Прозрачные алмазы

Алмаз – С,

Тетраэдрич

применяются в

9

бесцветный или

Кубиче

еская

а0 = 3,5668

ювелирном деле как

окрашенный

ская

координац

А

драгоценные камни

минерал

ия атомов

(бриллианты). В

качестве абразивов

применяются мелкие

алмазы в металло- и

камнеобрабатывающей

промышленности

Гексагонал

Применяется для

ьные сетки

изготовления

Графит – С,

Гексаг

атомов

а0 = 2,46

;

графитовых тиглей в

10

минерал железно-

ональн

углерода,

А

с0 = 6,80

литейном деле, в

черного цвета

ая

расположе

А

производстве

нные

карандашей, электродов

слоями

ГЦК (ионы

Твердость 6-6,5;

проводник

Пирит – FeS3,

серы

Кубиче

электричества,

11

минерал латунно-

располагаю

а0 = 5,41

ская

А

диамагнитен. Основной

желтого цвета

тся

вид сырья для получения

парами)

серной кислоты

1

2

3

4

5

6

Каркасная,

Поделочные камни для

с

Кварц – a-SiO2,

украшений, элементы

тетраэдрич

минерал различных

оптических приборов, в

еской

цветов – от

радиотехнике,

Тригон

координац

а0 = 4,91

;

12

бесцветного

А

электронике, для

альная

ией

с0 = 5,404

(горный хрусталь)

кремния и

А

изготовления

до черного

химической посуды, в

двойной

(морион)

стекольно-керамической

(уголковой

промышленности

) кислорода

Галит – NaCl,

Две ГЦК-

Твердость 2; обладает

Кубиче

решетки

а0 = 4,640

слабой

13

бесцветный

А

ская

как бы

электропроводностью и

минерал

вставлены

высокой

друг в

теплопроводностью,

друга

гигроскопичен; пищевой

продукт и

консервирующее

средство, в химической

промышленности

используется для

получения соляной

кислоты, соды, хлора,

едкого натра

Твердость 3; при

нагревании до 800-1000

°С диссоциирует на СаО

и СО2, В виде минералов

Кальцит – СаСО3,

Ромбоэдри

используется для

ческая

а0 = 4,98

;

изготовления

бесцветный или

Тригон

А

14

гранецентр

с0 = 17,02

оптических приборов,

молочно-белого

альная

А ;

ированная

α = 101°55΄

для ювелирных изделий;

цвета минерал

решетка

в химической

промышленности – для

получения извести; в

качестве строительного

материала (мрамор)

1

2

3

4

5

6

Твердость 5,5-6; медлен-

но растворим в НСl; в

восстановительной

Гематит – Fe2O3,

Гекса-

атмосфере становится

а0 = 5,04

;

магнитным.

15

минерал железно-

гональ-

–

А

с0 = 13,72

Гематитовые руды

черного цвета

ная

А

принадлежат к числу

важнейших железных

руд, из которых выплав-

ляются чугун и сталь

Твердость 5,5-6; полу-

проводник,

Магнетит – Fe3O4,

ферромагнитен.

Кубиче

Магнетитовые руды –

16

минерал железно-

–

а0 = 8,3963

ская

А

важнейшее

черного цвета

вспомогательное сырье

для выплавки чугуна и

стали

Твердость 1,5-2; при на-

гревании полностью

Гипс –

обезвоживается при тем-

а0 = 5,67

пературе 220 °С.

CaSO4 · 2Н2О,

Моно-

А

;

b0 = 15,15

Полуобожженный гипс

17

минерал белого,

клин-

–

А ;

применяется для

серого или бурого

ная

c0 = 6,28

;

А

получения отливок,

цвета

β = 113,5°

гипсовых слепков,

лепных украшений,

штукатурки, в хирургии,

бумажном производстве.

Сырой (природный)

гипс находит

применение главным

образом в цементной

промышленности, в

производстве красок,

эмали, глазури

1

2

3

4

5

6

Твердость 2-3; диэлект-

рик. Мусковит в виде

листовой слюды находит

применение главным об-

разом в электропромыш-

Мусковит –

ленности: для

КА12[AlSi3O10][OH]2,

а0 = 5,19

;

изоляторов,

минерал из группы

Моно-

конденсаторов,

А

слюд, как правило,

клин-

b0 = 9,00

;

реостатов, телефонов и

18

–

А

бесцветен, но с

ная

пр.; в виде слюдяного

c0 = 20,10

желтоватым или

А ;

порошка применяется

β = 95,18°

зеленоватым

при изготовлении

оттенком

огнестойких

строительных

материалов,

огнеупорных красок,

различных кера-

мических изделий и др.

Твердость 2-3; полупро-

водник, диамагнитен.

Почти вся мировая про-

дукция свинца связана с

добычей этого минерала.

Галенит – PbS,

Кубиче

Кроме выплавки металла

19

минерал свинцово-

ГЦК

а0 = 5,936

небольшая часть

ская

А

серого цвета

галенитовых руд

перерабатывается на

оксид свинца РbО с

целью получения красок

(белила, сурик и др.) и

глазури

Приложение 1

Атомные веса и плотности некоторых химических элементов

№ п/п

Химический

Атомный

Атомный

Плотность,

элемент

номер

вес

г/см3

1

Al

13

26,97

2,7

2

Ag

47

107,880

10,5

3

Au

79

197,2

19,3

4

C

6

12,01

2,3

5

Ca

20

40,08

1,5

6

Cl

17

35,457

0,0032

7

Cu

29

63,57

8,9

8

Fe

26

55,85

7,9

9

K

19

39,102

0,86

10

Mg

12

24,32

1,74

11

Na

11

22,997

0,97

12

Ni

28

58,69

8,9

13

O

8

16,00

0,0014

14

Pb

82

207,21

11,3

15

Pt

78

195,23

21,46

16

S

16

32,06

2,0

17

Si

14

28,06

2,3

18

Sn

50

118,70

7,3

19

Zn

30

65,38

7,1

Приложение 2

Плотности некоторых минералов

№ п/п

Минерал

Плотность, г/см3

1

Алмаз

3,47-3,56

2

Галенит

7,597

3

Галит

2,163

4

Гематит

5,274

5

Гипс

2,13

6

Графит

2,09-2,23

7

Кальцит

2,712

8

Кварц

2,648

9

Магнетит

5,2

10

Мусковит

2,834

11

Пирит

5,016

12

Сера

2,08

Рукопись утверждаю

Заведующий кафедрой механики

пластического деформирования

И.М. Володин