Глава 8. Общие свойства металлов

Сплавы

Существуют разные классификации сплавов (схема 3). Наиболее распространенные из них:

по числу металлов, входящих в их состав (деление сплавов на двойные, тройные и т. д.);
по характеру взаимодействия компонентов сплавов между собой: химические соединения, твердые растворы, механические смеси.

Классификация сплавов металлов

При сплавлении металлов характер их взаимодействия может быть разнообразным в зависимости от структуры и свойств компонентов, условий процесса и других факторов.

1. Если сплавляемые металлы взаимодействуют между собой, образуются сплавы, представляющие собой химические соединения — интерметаллиды. Вероятность образования таких интерметаллических соединений тем выше, чем больше отличаются значениями относительной электроотрицательности металлы (например, натрий и свинец дают сплав состава N₂Pb).

2. Жидкие металлы могут смешиваться в любых количественных соотношениях и при охлаждении образовывать сплавы — твердые растворы. Такие металлы кристаллизуются в однотипных решетках и имеют близкие по размерам атомы (Ag — Сu, Сu — Ni, Mn — Fe). Сплавы — твердые растворы могут образовываться разными путями:

замещением в кристаллической решетке атомов одного металла атомами другого;
внедрением атомов одного металла в промежутки кристаллической решетки другого металла.

3. Некоторые расплавы при остывании образуют не твердые растворы, а механические смеси, в которых различают кристаллики чистого металла каждого компонента. Механические смеси обычно образуют существенно отличающиеся друг от друга металлы (Fe — Ag, Аl — Na, Ag — Pb и др.).

Структуру сплавов изучают различными методами. Макроструктуру исследуют на изломе сплава, микроструктуру — с помощью микроскопа; для изучения внутреннего строения применяют рентгеноструктурный анализ сплавов, который позволяет установить тип кристаллической решетки, взаимное расположение отдельных кристаллов металлов. Большой вклад в изучение сплавов внес академик Н.С. Курнаков. Он разработал новый метод исследования сплавов — физико-химический анализ, который позволяет установить зависимость между составом и свойствами сплавов. Методы, открытые Н.С. Курнаковым, широко применяют в металлургии и ряде других областей науки и техники. Его работы открыли большие возможности получения сплавов с заранее заданными свойствами: твердые, кислотоупорные, антикоррозийные и т. д.

Задание.

1. Какое из условий космоса способствовало созданию новых сплавов на опытных установках во время космических полетов? Что вы знаете о космических экспериментах по получению сплавов? (См.: Береговой Г. Космос — землянам. — М.: Молодая гвардия, 1981 и другие источники.)

2. Составьте мини-коллекцию сплавов из имеющихся под руками сплавов, дайте описание последних и указания на области их применения.

3. На основе проработки дополнительной литературы подготовьте экспресс-информацию о сплавах, применяемых в металлообрабатывающей промышленности, в химической промышленности, в медицине, искусстве и других областях (по выбору). Подберите интересные факты, примеры, рисунки.

<<< К началу параграфа