14. Особенности строения, кристаллизации и свойств сплавов: механических смесей, твердых растворов, химических соединений.

Механическая смесь - строение сплава из двух компонентов, которые неспособны к взаимному растворению в твердом состоянии и не вступают в химическую реакцию с образованием соединений. Сплав состоит из кристаллов компонентов А и Б

Примером механической смеси может служить сплав свинца с сурьмой. Так как количество составных частей сплава и их соотношение можно изменять, промышленность выпускает большое число разных по своим свойствам сплавов, которые применяются в технике значительно шире, чем чистые металлы. Методы изучения структуры металлов. Знание структуры металлов и сплавов имеет большое практическое значение. Например, при отливке стальной детали обязательно берут пробу металла, чтобы определить структуру стали и решить вопрос о ее пригодности. Пробу металла берут при различных видах его обработки: ковке, прокатке и др. Свойства характеризуют: механическими напряжениями, деформациями, долговечностью. Твёрдые растворы — фазы переменного состава, в которых атомы различных элементов расположены в общей кристаллической решётке. При распаде твердых растворов сплавы приобретают новые свойства. Способность образовывать твёрдые растворы свойственна всем кристаллическим твёрдым телам. В большинстве случаев она ограничена узкими пределами концентраций, но известны системы с непрерывным рядом твёрдых растворов (например, Cu—Au, Ti—Zr, GaAs—GaP). По существу, все кристаллические вещества, считающиеся чистыми, представляют собой твёрдые растворы с очень малым содержанием примесей. Химические соединения - это вещества, в котором атомы двух и более различных химических элементов соединены при помощи химических связей.

15. Кристаллическое строение металлов. Основные виды кристаллических решеток. Анизотропия металлов. Дефекты кристаллического строения металлов.

Основные типы кристаллических решеток: кубическая, объемно – центрированная кубическая, гранецентрированная, кубическая, гексагональная плотноупакованная. Атомно-кристаллическая структура может быть представлена не ря­дом периодически повторяющихся объемов, а одной элементарной ячейкой. Так называется ячейка, повторяющаяся во всех трех измерениях. Трансля­цией этого наименьшего объема можно полностью воспроизвести структуру кристалла. Некоторые металлы при разных температурах могут иметь различную кристаллическую решетку. Способность металла существовать в различных кристаллических формах носит название полиморфизма или аллотропии. Принято обозначать полиморфную модификацию, устойчивую при более низкой температуре, индексом α (α-Fe), при более высокой индексом β, затем γ и т.д.

Анизотропия - это различие одних и тех же свойств в различных направлениях. если мы на прокатном стане прокатаем лист (например, стальной), то при испытании его механических свойств увидим, что прочность в направлении прокатки и в направлении, перпендикулярном прокатке, различаются. Что же касается причин анизотропии металлов и сплавов, то во-первых, это связано с тем, что различные направления и плоскости кристаллической решетки, которую имеют все металлы, неравнозначны. Во-вторых, ориентация, размер и форма микро- и макрозёрен, из которых состоит металлический образец, различна, и это тоже привносит свою долю в различие свойства.

16. Как получают титан и магний? Какие свойства титана и магния вы знаете?

Получение титана. 1. Магниетермический метод, заключающийся в хлорировании ТiO2, получении TiCl4 и восстановлении его магнием. Для получения губки титана с малым содержанием кислорода и азота и некоторых других вредных примесей TiCl4 перед восстановлением подвергается тщательной очистке путем многократной фракционной перегонки с одновременной химической очисткой.

2. Гидридно-кальциевый метод, основанный на получении гидрида титана и последующем разложении его на Ti и Н2 путем нагрева в высоком вакууме. Образующийся СаО отмывается разбавленными кислотами. 3. Электролизный метод, заключающийся в разложении электрическим током ТiO2 или ТiСl4, (растворенных в расплавленных солях хлоридов и фторидов щелочных и щелочно-земельных металлов, при 700—800° в атмосфере инертных газов. 4. Иодидный метод, основанный на термической диссоциации иодида титана TiJ4, который предварительно получают путем реакции металлического титана низкой чистоты с парами иода.

Св-ва: - точка плавления – 1660, точка кипения – 3260, пластичен, вязок, устойчив к коррозии,

Получение магния. Обычный промышленный метод получения металлического магния — это электролиз расплава смеси безводных хлоридов магния MgCl₂ (бишофит), натрия NaCl и калия KCl. В расплаве электрохимическому восстановлению подвергается хлорид магния: MgCl₂ (электролиз) = Mg + Cl₂.

Расплавленный металл периодически отбирают из электролизной ванны, а в нее добавляют новые порции магнийсодержащего сырья.

Св-ва: плотность – 1,74 г\см³, темп плавл – 650, темп кипения – 1105, пластичен, хорошо прессуется, прокатывается и поддается обработке резанием.