25. Свойства металлов

Твердость - способность металла оказывать сопротивление проникновению в него другого, более твердого тела. Все металлы (кроме ртути и, условно, франция) при нормальных условиях находятся в твёрдом состоянии, однако обладают различной твёрдостью.

Пластичность - способность металла, не разрушаясь, изменять форму под нагрузкой и сохранять ее после прекращения действия нагрузки. 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.

Температуры плавления металлов лежат в диапазоне от −39 °C (ртуть) до 3410 °C (вольфрам). Температура плавления большинства металлов (за исключением щелочных) высока, однако некоторые «нормальные» металлы, например олово и свинец, можно расплавить на обычной электрической или газовой плите.

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.

В зависимости от плотности, металлы делят на лёгкие и тяжёлые. Самым лёгким металлом является литий. Самые тяжёлые металлы осмий и иридий.

Ковкость — способность металлов и сплавов подвергаться ковке и другим видам обработки давлением (прокатка, волочение, прессование, штамповка). У ковких металлов (сталь, латунь, дюралюминий и некоторые другие сплавы) относительно высокая пластичность сочетается с низким сопротивлением деформации.

Способность некоторых металлов, а в особенности их сплавов, издавать громкие мелодичные звуки широко использовалась еще в глубокой древности. Все металлы звучат по-разному: у одних — низкая звукопроводность, а у других — высокая. Если, скажем, сделать колокол из свинца, звучание его будет напоминать звуки пустой деревянной бочки: у свинца низкая звукопроводность.

7. Звуковые волны. Ультразвук

Как и любая волна, звук характеризуется амплитудой и спектром частот. Обычно человек слышит звуки, передаваемые по воздуху, в диапазоне частот от 16 Гц до 20 кГц. Звук ниже диапазона слышимости человека называют инфразвуком; выше – ультразвуком.

Ультразвук — упругие звуковые колебания высокой частоты, за пределами слышимости для человека. Обычно ультразвуковым диапазоном считают полосу частот от 20 000 до миллиарда Гц. Сейчас ультразвук широко применяется в различных областях физики, технологии, химии и медицины.

Первый ультразвуковой свисток сделал в 1883 году англичанин Гальтон. В основном его применяют для подачи команд при дрессировке собак и кошек.

Другая разновидность механических источников ультразвука — сирена. Она обладает относительно большой мощностью и применяется в полицейских и пожарных машинах.

Ультразвук в природе.

Летучие мыши, использующие при ночном ориентировании эхолокацию, испускают при этом ртом сигналы чрезвычайно высокой интенсивности.

УЗИ. Благодаря хорошему распространению ультразвука в мягких тканях человека и его относительной безопасности ультразвук широко применяется для диагностики состояния внутренних органов человека. Ультразвук применяется в медицине как лечебное средство, т.к. он обладает противовоспалительным и спазмолитическим действием.

С помощью ультразвука возможно просверлить в металлах узкие отвестия любых форм.

Широко применяется ультразвук для приготовления однородных смесей. Это играет большую роль в промышленности: лаки, краски, фармацевтические изделия, косметика.

Ультразвук используется также для разрушения внутриклеточных структур. Другое применение ультразвука в биологии связано с его способностью вызывать мутации, что играет большую роль в селекции растений.

В лабораториях и на производстве применяются ультразвуковые ванны для очистки лабораторной посуды и деталей от мелких частиц. В ювелирной промышленности ювелирные изделия очищают от мелких частиц полировальной пасты. Позже появилось множество ультразвуковых устройств для стирки текстильных изделий.

В рыбной промышленности применяют ультразвуковую эхолокацию для обнаружения косяков рыб.

В автомобилях применяются ультразвуковые парктроники.

Ультразвук хорошо распространяется в некоторых материалах, что позволяет использовать его для ультразвуковой дефектоскопии изделий из этих материалов.

Ультразвуковая сварка — сварка давлением, осуществляемая при воздействии ультразвуковых колебаний. Такой вид сварки применяется для соединения деталей, нагрев которых затруднен, или при соединении разнородных металлов.