Vì sao hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn các kim loại thành phần
Bài 19: HỢP KIMChuẩn kiến thức và kỹ năng Kiến thức Biết được: Khái niệm hợp kim, tính chất (dẫn nhiệt, dẫn điện, nhiệt độ nóng chảy...), ứng dụng của một số hợp kim (thép không gỉ, đuyara). Kĩ năng - Sử dụng có hiệu quả một số đồ dùng bằng hợp kim dựa vào những đặc tính của chúng. » Xem thêm Show
Chủ đề:
Tóm tắt nội dung tài liệu
Hợp kim là gì? Có tính chất gì và ứng dụng gì? Cùng tìm hiểu qua bài viết này!
Xem thêm: Lí thuyết đại cương về kim loại
HỢP KIM I – ĐỊNH NGHĨA, CẤU TẠO TINH THỂ CỦA HỢP KIM 1. Định nghĩa Hợp kim là vật liệu kim loại có chứa một kim loại cơ bản và một số kim loại hoặc phi kim khác 2. Cấu tạo tinh thể của hợp kim Hợp kim có cấu tạo tinh thể. Có các loại tinh thể sau: tinh thể hỗn hợp, tinh thể dung dịch rắn và tinh thể hợp chất hóa học
II – TÍNH CHẤT CỦA HỢP KIM 1. Tính chất hóa học Có tính chất hóa học tương tự của các đơn chất tham gia tạo thành hợp kim 2. Tính chất vật lí - Tính chất vật lí và tính chất cơ học của hợp kim khác nhiều so với tính chất của các đơn chất III - ỨNG DỤNG CỦA HỢP KIM - Do có tính chất hóa học, vật lí, cơ học rất quý nên hợp kim được sử dụng rộng rãi trong các ngành kinh tế quốc dân
Luyện Bài tập trắc nghiệm môn Hóa lớp 12 - Xem ngay Mục lục
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({}); Các đặc tínhSửa đổiĐặc tính sản phẩm hợp kim giống kim loại thông thường khác với đặc tính của kim loại hợp thành, đôi khi còn khác hẳn. Hợp kim luôn cho ta những đặc tính vượt trội so với kim loại nguyên chất hợp thành. Ví dụ, thép(hợp kim của sắt) có độ bền vượt trội so với kim loại hợp thành của nó là sắt. Đặc tính vật lý của hợp kim không khác nhiều kim loại được hợp kim hoá, như mật độ, độ kháng cự, tính điện và hệ số dẫn nhiệt, nhưng các đặc tính cơ khí của hợp kim lại có sự khác một cách rõ rệt, như độ bền kéo, độ bền cắt, độ cứng, khả năng chống ăn mòn... Không giống như kim loại nguyên chất, nhiều hợp kim không có một điểm nóng chảy nhất định. Thay vì, chúng có một miền nóng chảy bao gồm trạng thái các khối chất rắn hòa lẫn với khối chất lỏng. Điểm nhiệt độ bắt đầu chảy được gọi là đường đông đặc và hoàn thành việc hóa lỏng hoàn toàn gọi là đường pha lỏng trong giản đồ trạng thái của hợp kim. Nhiệt độ nóng chảy là gì?Nhiệt độ nóng chảy hay còn gọi là điểm nóng chảy / nhiệt độ hóa lỏng của một chất rắn hay là của kim loại là nhiệt độ mà ở mức nhiệt độ đó diễn ra quá trình nóng chảy của một chất . Nó là thười điểm mà chất rắn chuyển thành trạng thái lỏng. Đó là quá trình chuyển kim loại từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn người ta gọi là nhiệt độ đông đặc ( nói cách khác đây là điểm đông đặc ). Bảng tra nhiệt độ nóng chảy của các kim loại phổ biến Kim loại nào có nhiệt độ nóng chảy cao nhấtVolfram là kim loại có điểm nóng chảy cao nhất ( 3.422 °C; 6.192 °F), có áp suất hơi thấp nhất, (ở nhiệt độ trên 1.650 °C, 3.000 °F) thì độ bền kéo lớn nhất. Vậy Volfram là kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao nhất. Nhiệt độ nóng chảy của siliconNhiệt độ nóng chảy của silicon là 1.414 °C Nhiệt độ nóng chảy của Sắt thép;Sắt có nhiệt độ nóng chảy là 1.811K ( 1.538 °C; 2.800 °F ). Trong bảng tuần hoàn hóa học, thuộc nhóm VIIIB chu kỳ 4, sắt có ký hiệu là Fe. Có số nguyên tử là 26; nhiệt độ nóng chảy sắt là khá cao so với các kim loại khác bằng với nhiệt độ nóng chảy thép. Sắt nguyên chất tương đối mềm hơn, tuy nhiên không thể thu được bằng cách nấu chảy. Với tỷ lệ carbon nhất định, ( từ 0,002% đến 2,1% ) , sẽ tạo ra thép, độ cứng gấp 1000 lần so với sắt nguyên chất. Với những đặc tính về độ cứng; độ dẻo; độ chịu lực tốt. Sắt là kim loại được thị trường sử dụng nhiều nhất; chiếm khoảng 95% tổng số khối lượng kim loại sản xuất trên toàn thế giới. Sắt được sử dụng trong sản xuất ô tô, các ngành công nghiệp xây dựng, thân tàu thủy lớn; các bộ khung trong các công trình xây dựng. Và thép chính là hợp kim nổi tiếng nhất của sắt; Xem qua trên đây bạn cũng đã có thể biết nhiệt độ nóng chảy của sắt là bao nhiêu rồi đúng không? Tính chấtCác kim loại nguyên chất riêng lẻ có thể có các đặc tính hữu ích như dẫn điện tốt , độ bền và độ cứng cao, hoặc khả năng chống ăn mòn và nhiệt . Các hợp kim kim loại thương mại cố gắng kết hợp các đặc tính có lợi này để tạo ra kim loại hữu ích hơn cho các ứng dụng cụ thể hơn bất kỳ nguyên tố thành phần nào của chúng. Ví dụ, thép đòi hỏi sự kết hợp phù hợp giữa cacbon và sắt (khoảng 99% sắt và 1% cacbon) để tạo ra một kim loại mạnh hơn, nhẹ hơn và khả thi hơn so với sắt nguyên chất. Các đặc tính chính xác của hợp kim mới rất khó tính toán vì các nguyên tố không chỉ kết hợp để trở thành tổng của các phần. Chúng hình thành thông qua các tương tác hóa học, phụ thuộc vào các bộ phận thành phần và phương pháp sản xuất cụ thể. Do đó, cần phải thử nghiệm nhiều trong quá trình phát triển các hợp kim kim loại mới. Nhiệt độ nóng chảy là yếu tố then chốt trong hợp kim hóa kim loại.Galinstan , một hợp kim nóng chảy thấp chứa gali , thiếc và indium, là chất lỏng ở nhiệt độ trên 2,2 ° F (-19 ° C), có nghĩa là điểm nóng chảy của nó thấp hơn 122 ° F (50 ° C) so với gali nguyên chất và cao hơn 212 ° F (100 ° C) dưới indium và thiếc. Galinstan® và Wood's Metal là những ví dụ về hợp kim eutectic — hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất trong số các hợp kim có chứa các nguyên tố giống nhau. Hợp kim là gì?Hợp kim là loại dung dịch chất rắn có sự kết hợp của nhiều nguyên tố kim loại và nguyên tố phi kim. Trong đó tính chất của hợp kim cũng phụ thuộc phần lớn vào các thành phần và các đơn chất tham gia trong cấu tạo mạng tinh thể của hợp kim. Bên cạnh đó biểu thị của thành phần nguyên tố trong hợp kim sẽ được hiển thị % trong tổng khối lượng. Đặc tính của hợp kim cũng giống với một số kim loại khác tuy nhiên có phần vượt trội hơn so với các kim loại nguyên chất khác tạo thành. Bên cạnh đó hợp kim cũng sở hữu đặc tính đồng nhất và duy trì tính ổn định giữa các kim loại tạo thành. Mặc dù bên trong đó có các nguyên tố phi kim loại khác. Ngoài ra hợp kim cũng được đánh giá cao nhờ tính kết nối giữa các thành phần trong kim loại. Khi được kết hợp hai hay nhiều yếu tố khác nhau , thành phẩm được tạo ra là những hợp kim capitalizes hội tụ đầy đủ các phẩm chất của những nguyên tố kết hợp. Ví dụ về một số loại hợp kim phổ biến hiện nay như: + Hợp kim siêu cứng: FE, W, Cr, CO + Hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp: thiếc hàn, PI, BI,PB, CN + Hợp kim không bị ăn mòn: Thép inox (NI), thép hợp kim crom, FE, CR + Hợp kim nhẹ, cứng và bền: Al -Si, CN-Cu, Mg… * Hợp kim tiếng anh là gì? hợp kim tiếng anh là Alloy Cấu trúc hợp kimTìm hiểu về hợp kim là gì, ngoài đặc điểm các bạn có thể tìm hiểu thêm về cấu trúc của chất liệu có thành phần tổng hợp này. Trong đó cấu trúc của hợp kim được kết cấu theo mạng tinh thể. Xét về cấu trúc tinh thể của hợp kim, ngoài các nguyên tử kim loại chính còn có sự kết hợp của những tác nhân hợp kim ngẫu nhiên được xuất hiện rải rác cùng trong cấu trúc. Trong đó nếu các nguyên tử tác nhân của hợp kim thay thế các kim loại chính chúng ta sẽ thu được một loại hợp kim với các nguyên liệu thay thế. Sự hình thành này khiến các kích thước của hợp kim có điểm tương đồng với nhau. Tại hầu hết các thành phần của hợp kim thay thế đều có cấu tạo khá gần nhau trong bảng tuần hoàn. Chính vì vậy yếu tố quyết định để một hợp kim được tạo thành nếu các nguyên tử của kim loại cơ bản và nguyên tử của tác nhân hợp kim sở hữu các kích thước gần giống nhau. Quy trình chế tạo hợp kimThông thường, hợp kim là sự kết hợp của nhiều thành tố và các nhóm kim loại khác nhau trong bảng thành phần nếu nhiều người nghĩ rằng quy trình chế tạo thường khá phúc tạo. Tuy nhiên không phải vậy. Quy trình ché tạo hợp kim thậm chí còn đơn giản và tiết kiệm hơn so với việc chế tạo các kim loại nguyên chất thông thường. Trong đó quy trình chế tạo hợp kim sẽ thực hiện qua các bước sau: + Lựa chọn nguyên liệu: Tùy vào tính chất và nhu cầu sử dụng, việc lựa chọn các nguyên liệu hợp kim sẽ có sự khác biệt, tuy nhiên các nguyên liệu chủ yếu là đồng, gang, thép, sắt, kẽm, các kim loại nguyên chất và một số thành tố khác. + Tạo bột kim loại để chế tạo hợp kim ở thể rắn. Các bạn có thể chế tạo tùy vào điều kiện khác nhau như tại môi trường nguội nhanh, phun khí áp suất cao hay điện phân hoặc phun tia kim loại lỏng. + Tạo hình: Đây là công đoạn mang tính kết nối các nguyên liệu có sẵn để tạo nên một chất liệu hợp kim đồng nhất và có tính chất bền chặt như mong muốn. Có nhiều phương pháp để dễ dàng lựa chọn tạo hình theo mong muốn như nén, ép hay sử dụng áp suất lớn, tùy nhu cầu chế tạo theo một khối lượng riêng cụ thể nào đó. Nếu muốn chế tạo một loại hợp kim có khối lượng riêng lớn và đồng đều các bạn sẽ phải kết hợp 2 hình thức là ép áp suất lớn và rung cơ học. + Thêu kết: Đây gần như là công đoạn cuối cùng để mang đến sự hoàn chỉnh về mặt liên kết cho hợp kim bằng cách làm các hạt bột được liên kết và bền vững với nhau. Ngoài khuếch tán nhiệt và gia tăng liên kết trên bề mặt, trong quá trình thêu kết đòi hỏi người chế tạo cần kết hợp khâu ép và ép nóng để có thể tạo được mật độ cao nhất. 1.Tính dẻo.- KL bị biến dạng khi tác dụng một lực cơ học đủ mạnh lên miếng KL: KL có khả năng dễ rèn, dễ dát mỏng dễ kéo sợi.Lí do: Khi có tác động cơ học các cation KL trong mạng tinh thể trượt lên nhau, nhưng không tách rời nhau nhờ sức hút tĩnh điện của các e tự do với các cation KL. Những KL có tính dẽo cao là: Au, Ag, Al, Cu, Sn... |