Легкоплавкие металлы

К легкоплавким металлам относятся металлы, температура плавления которых ниже 600 ºС. К ним относятся: цинк, свинец, олово, кадмий, калий, литий, натрий, рубидий, стронций, цезий, висмут, ртуть и др. Физические свойства легкоплавких металлов приведены в таблицах 2 и 3.

Некоторые легкоплавкие металлы применяются в качестве компонентов типографских сплавов, а также сплавов для приготовления металлических моделей и для других целей.

Тугоплавкие металлы

Общепринятой границы, отделяющей тугоплавкие металлы от других, до сих пор не определено. Большинство специалистов относят к тугоплавким металлы, температура плавления которых превышает 1600º С. К таким металлам относятся: ванадий, молибден, хром, цирконий и др. (таблица 4). Самыми тугоплавкими металлами являются вольфрам и рений с температурой плавления соответственно 3380 и 3180 ºС. Тугоплавкие металлы применяются, главным образом, для приготовления жаропрочных сплавов и в качестве нагревательных элементов.

Таблица 4. ТУГОПЛАВКИЕ МЕТАЛЛЫ

Металлы, символ	Ат.н	Ат.м.	Тпл. ºС	Ткип., ºС	Временное сопротивле-ние разрыву, МПа	Относ. удлинение,%	Плотность, кг/м³.	Р*,%
Ванадий,V Вольфрам,W Гафний,Hf Молибден, Мо Ниобий, Nb Рений, Re Тантал,Та Хром, Сr Цирконий, Zr	23 74 72 42 41 75 73 24 40	51 184 178 96 93 188 181 52 91	1900 3380 2220 2620 2470 3180 2996 1900 1845	3350 5900 5400 4800 3300 5900 5300 2473 3577	450 1100 - 900 500 - 600 600 250	35 13,5 - 25 35 - 35 5,0 35	6100 19200 13900 10200 8570 21030 16600 7200 6500	0,02 0,007 - 0,001 0,000032 7*10 2,4*10 0,039 0,025

Р*- Распространение в земной коре

Малопрочные металлы

К малопрочным металлам относятся металлы, имеющие временное сопротивление разрыву менее 50 МПа. К ним относятся олово, свинец, цинк и др.

Высокопрочные металлы

К высокопрочным металлам относятся металлы, имеющие временное сопротивление разрыву более 50 МПа. Большинство металлов, являющихся основой современных машиностроительных сплавов, относится к высокопрочным (медь, никель, молибден, титан, магний и др.).

Пластичные металлы

К пластичным металлам относятся металлы с относительным удлинением более 5% (алюминий, магний, медь, серебро и др.). Пластичность металла в значительной степени зависит от чистоты металла. Например, хром, считающийся хрупким металлом, при высокой степени очистки имеет относительное удлинение 5-10%.

Хрупкие металлы

К хрупким металлам относятся металлы, имеющие относительное удлинение менее 3% (сурьма, марганец, висмут и др.).

Металлы с высокой электропроводностью

Высокой электропроводностью обладают серебро, медь, золото, алюминий. Эти металлы широко применяются в качестве проводников. За эталон электропроводности (и теплопроводности) принята электропроводность чистой меди, у которой обратная характеристика электропроводности - электросопротивление - составляет 1,72*10 ом*м. Электропроводность меди принята за 100% электропроводности. Соотношение электропроводности основных промышленных металлов - серебра, меди, золота, алюминия - составляет соответственно: 108:100:71:57, т.е. наибольшей электропроводностью обладает серебро.

Ряд металлов имеет очень низкую электропроводность: висмут-1. сурьма-7, галлий-5 (в % от электропроводности меди).

Коррозионностойкие металлы

Коррозионная стойкость определяется скоростью потери массы (в г.) с 1кв.см. в 1 час в азотной кислоте с концентрацией 30-60% при нормальной температуре. Чем меньше эта величина, тем более устойчив против коррозии металл. Эта характеристика достаточно условна, т.к. металл, не стойкий в азотной кислоте, может быть стойким в другой среде.

Коррозионностойкими металлами являются золото, хром, ниобий, свинец, олово, никель, ртуть, серебро. Совершенно нестойки щелочные и щёлочноземельные металлы. Чистые коррозионностойкие металлы применяют для покрытия поверхности некоррозионностойких металлов и сплавов. Коррозионностойким металлом в атмосферных условиях является цинк. Так, почти половина выплавляемого цинка идёт на защиту углеродистой стали (производство оцинкованного железа).

Чистый алюминий применяют для покрытия изделий из алюминиевых сплавов. Чистое олово применяют для покрытия пищевой жести для изготовления пищевой посуды. Широко применяется хромирование, никелирование, осуществляемое в декоративных целях. Для предохранения ценных изделий применяют серебрение и золочение.

Благородные металлы

Благородными металлами называют металлы, обладающие высокой химической стойкостью во многих агрессивных средах, красивым блеском и высокой стоимостью.

Ярчайшим представителем благородных металлов является золото. Высокая стоимость золота объясняется его химической пассивностью, стойкостью во многих агрессивных средах, а также незначительным содержанием его в природе. Эти качества позволили превратить золото в эквивалент денежной стоимости. Величина запасов золота определяет экономическое могущество государства. К благородным металлам относятся золото, серебро, платина, иридий, палладий и другие металлы (табл.6). Применяются эти металлы в электронной технике и в ювелирных изделиях.

Стоимость металла не всегда определяется его физико-техническими характеристиками. Например, алюминий в 19 веке ценился на уровне серебра, что было связано с техническими трудностями его производства. Некоторые наиболее редкие металлы и металлы, получаемые только в лабораторных условиях, стоят во много раз дороже золота (палладий, трансурановые металлы и др.).

Таблица 6. Благородные металлы

Металлы, символ	Ат.н.	Ат.м.	Т пл. ºС	Ткип. ºС	Времен- ное сопр. разрыву, МПа	Относ. удл.%	Плотность, кг/м³	Р*%
Иридий, Ir Золото,Au Осмий,Os Палладий,Pd Платина, Pt Родий,Ro Рутений, Ru Серебро, Ag	77 79 76 46 78 45 44 47	192 197 190 106 195 103 101 108	2410 1064 3050 1552 1769 1960 2250 961	5300 2947 5500 3980 4530 4500 4900 2212	230 120 - 200 143 500 - 100	2 40 - 55 31 7 - 50	22400 19320 22500 11970 21450 12420 12200 10500	1*10º 7 4,3*10-7 - 1*10-6 5*10-7 1*10-7 5*10-7 7*10-6

Радиоактивные металлы

К радиоактивным металлам относятся металлы, все изотопы которых радиоактивны. К ним относятся технеций, прометий, полоний, радий, торий, уран и все последующие элементы периодической системы Менделеева. Многие радиоактивные элементы имеют важное практическое значение (ядерное оружие, ядерные реакторы, атомные электростанции, медицина и др.).

Таблица 7. Радиоактивные металлы

Металл, символ	Ат.№	Ат.м	Т пл.,ºС	Т кип., ºС	σb,МПа	ρ, кг/м3	Р,%
Актиний, Ас	89	227	1050	3300	-	-	6 10-10
Америций, Аm	95	243	995	2607	-	13679	-
Берклий, Bk	97	247	-	-	-	-	-
Калифорний, Сf	98	249	-	-	-	-	-
Курчатовий, Ku	104	264	-	1500	-	-	-
Кюрий, Cm	96	247	1340	-	-	-	-
Лоуренсий, Lr	103	257	-	-	-	-	-
Менделевий, Md	101	258	-	-	-	-	-
Нептуний, Np	93	237	640	-	-	20000	-
Нобелий, No	102	255	-	-	-	-	-
Плутоний, Pu	94	242	-	-	-	19500	-
Полоний, Ро	84	210	254	1162	-	9300	2 10-15
Протактиний, Ра	91	231	1560	42800	-	1540	1 10-10
Радий, Ra	88	226	1960	4500	-	12420	1 10-7
Технеций, Тс	43	99	2140	-	-	11500	-
Торий, To	90	232	1750	3800	22	11720	1,3 10-3
Уран, U	92	238	1132	3818	43	19050	2,5 10-4
Фермий, Fm	100	253	-	-	-	-	-
Франций, Fr	87	223	8	620	-	2480	-
Эйнштейний, Es	99	254	860	-	-	-	-

Рассеянные металлы

Металлы, которые встречаются в природе в виде примесей в различных минералах, извлекаются попутно из руд других металлов или полезных ископаемых, относятся к группе рассеянных металлов. К важнейшим рассеянным металлам относят ванадий, галлий, гафний, индий, германий, кадмий, рений, рубидий, скандий, и таллий. Из них гафний, ванадий и рений относят к тугоплавким металлам; кадмий – к тяжёлым металлам, рубидий - к лёгким металлам; скандий - к редкоземельным металлам. Сведения по другим рассеянным металлам приведены в табл. 8.

Таблица 8