Physikalische Eigenschaften von Metallen. Schmelzpunkt und Dichte von Metallen und Legierungen

Der Schmelzpunkt von Metallen, der vom kleinsten (-39 ° C für Quecksilber) bis zum höchsten (3400 ° C für Wolfram) variiert, sowie die Dichte von Metallen im festen Zustand bei 20 ° C und die Dichte von Flüssigkeiten Metalle am Schmelzpunkt, sind in der Tabelle der schmelzenden Nichteisenmetalle angegeben .

Tabelle 1. Schmelzen von Nichteisenmetallen

Atommasse

Schmelztemperatur t pl , °C

Dichte ρ , g/cm3

bei 20 °C fest

selten bei

t pl

Aluminium

Wolfram

Mangan

Molybdän

Zirkonium

Schweißen und Schmelzen von Nichteisenmetallen

Kupferschweißen . Die Schmelztemperatur von Cu-Metall ist fast sechsmal höher als die Schmelztemperatur von Stahl, Kupfer absorbiert und löst verschiedene Gase intensiv und bildet mit Sauerstoff Oxide. Kupferoxid II bildet mit Kupfer ein Eutektikum, dessen Schmelzpunkt (1064°C) niedriger ist als der Schmelzpunkt von Kupfer (1083°C). Wenn flüssiges Kupfer erstarrt, befindet sich das Eutektikum entlang der Korngrenzen, wodurch Kupfer spröde und rissanfällig wird. Daher besteht die Hauptaufgabe beim Schweißen von Kupfer darin, es vor Oxidation und aktiver Desoxidation des Schweißbades zu schützen.

Das gebräuchlichste Gasschweißen von Kupfer mit einer Acetylen-Sauerstoffflamme unter Verwendung von Brennern, die 1,5 ... 2 mal stärker sind als ein Brenner zum Schweißen von Stählen. Das Füllmetall sind Kupferstäbe, die Phosphor und Silizium enthalten. Wenn die Dicke der Produkte mehr als 5...6 mm beträgt, werden sie zuerst auf eine Temperatur von 250...300°C erhitzt. Flussmittel beim Schweißen sind geröstetes Borax oder eine Mischung aus 70 % Borax und 30 % Borsäure. Zu steigern mechanische Eigenschaften und um die Struktur des abgeschiedenen Metalls zu verbessern, wird Kupfer nach dem Schweißen bei einer Temperatur von etwa 200 ... 300 ° C geschmiedet. Dann wird es wieder auf 500–550°C erhitzt und in Wasser gekühlt. Kupfer wird auch im Lichtbogenverfahren mit Elektroden, im Schutzgasstrom, unter einer Flussmittelschicht, auf Kondensatormaschinen, im Reibverfahren geschweißt.

Messingschweißen . Messing ist eine Legierung aus Kupfer und Zink (bis zu 50 %). Die Hauptverschmutzung ist in diesem Fall die Verdunstung von Zink, wodurch die Naht ihre Eigenschaften verliert und Poren darin auftreten. Messing wird wie Kupfer hauptsächlich mit einer oxidierenden Acetylenflamme geschweißt, die einen Film aus feuerfestem Zinkoxid auf der Oberfläche des Bades erzeugt und ein weiteres Ausbrennen und Verdampfen von Zink verringert. Flussmittel werden wie beim Kupferschweißen verwendet. Sie bilden an der Badoberfläche Schlacken, die Zinkoxide binden und das Entweichen von Dämpfen aus dem Schmelzbad erschweren. Messing wird auch in Schutzgasen und auf Kontaktmaschinen geschweißt.

Bronzeschweißen . Bronze ist in den meisten Fällen ein Gusswerkstoff, also

Schweißen wird bei der Behebung von Mängeln oder bei Reparaturen verwendet. Das am häufigsten verwendete Metallelektrodenschweißen. Das Füllmetall sind Stäbe mit der gleichen Zusammensetzung wie das Grundmetall, und die Flussmittel oder Elektrodenbeschichtungen sind Chlorid- und Fluoridverbindungen von Kalium und Natrium.

. Die Hauptfaktoren, die das Schweißen von Aluminium behindern, sind sein niedriger Schmelzpunkt (658 ° C), seine hohe Wärmeleitfähigkeit (etwa dreimal höher als die Wärmeleitfähigkeit von Stahl) und die Bildung von feuerfesten Aluminiumoxiden, die einen Schmelzpunkt von 2050 ° C haben C, also die Technologie des Schmelzens von Nichteisenmetallen , wie Kupfer oder Bronze ist für die Aluminiumschmelze nicht geeignet. Darüber hinaus reagieren diese Oxide sowohl mit sauren als auch mit basischen Flussmitteln schlecht, sodass sie schlecht von der Schweißnaht entfernt werden.

Die am häufigsten verwendete Gasschweißflamme aus Aluminium und Acetylen. BEIM letzten Jahren Weit verbreitet ist auch das Unterpulver- und Argon-basierte automatische Lichtbogenschweißen mit Metallelektroden. Für alle Schweißverfahren außer Argon-Lichtbogen werden Flussmittel oder Elektrodenbeschichtungen verwendet, die Fluorid- und Chloridverbindungen von Lithium, Kalium, Natrium und anderen Elementen enthalten. Als Zusatzwerkstoff für alle Schweißverfahren werden Drähte oder Stäbe gleicher Zusammensetzung wie der Grundwerkstoff verwendet.

Aluminium lässt sich gut mit einem Elektronenstrahl im Vakuum, auf Kontaktmaschinen, durch Elektroschlacke und andere Verfahren schweißen.

Schweißen von Aluminiumlegierungen . Aluminiumlegierungen mit Magnesium und Zink werden ohne geschweißt

spezielle Komplikationen sowie Aluminium. Eine Ausnahme bilden Duraluminium - Legierungen von Aluminium mit Kupfer. Diese Legierungen werden nach dem Abschrecken und anschließendem Altern thermisch gehärtet. Wenn die Schmelztemperatur von Nichteisenmetallen über 350 ° C liegt, tritt bei ihnen eine Festigkeitsabnahme auf, die durch eine Wärmebehandlung nicht wiederhergestellt wird. Daher nimmt beim Schweißen von Duraluminium in der Wärmeeinflusszone die Festigkeit um 40 ... 50% ab. Wenn Duraluminium in Schutzgasen geschweißt wird, kann eine solche Abnahme durch eine Wärmebehandlung von bis zu 80 ... 90% in Bezug auf die Festigkeit des Grundmetalls wiederhergestellt werden.

Schweißen von Magnesiumlegierungen . Beim Gasschweißen werden zwangsläufig Fluoridflussmittel verwendet, die im Gegensatz zu Chloridflussmitteln keine Korrosion von Schweißverbindungen verursachen. Das Lichtbogenschweißen von Magnesiumlegierungen mit Metallelektroden wurde aufgrund der schlechten Qualität der Schweißnähte noch nicht verwendet. Beim Schweißen von Magnesiumlegierungen wird ein deutliches Kornwachstum in schweißnahen Bereichen und beobachtet starke Entwicklung säulenförmige Kristalle in der Schweißnaht. Daher beträgt die Zugfestigkeit von Schweißverbindungen 55 ... 60% der Zugfestigkeit des Grundmetalls.

Tabelle 2. Physikalische Eigenschaften von industriellen Nichteisenmetallen

Eigenschaften

M e hoch

Ordnungszahl

Atommasse

bei Temperatur

20 °C, kg/m 3

Schmelzpunkt, °С

Siedepunkt, °C

Atomdurchmesser, nm

Latente Schmelzwärme, kJ/kg

Latente Verdampfungswärme

Spezifische Wärmekapazität bei Temperatur 20 °C, J/(kg.°С)

Spezifische Wärmeleitfähigkeit, 20 °С,W/(m°С)

Linearer Ausdehnungskoeffizient bei Temperatur 25 °С, 10 6 ° Mit — 1

Elektrischer Widerstand bei Temperatur 20°С, µOhmm

Modul der normalen Elastizität, GPa

Schermodul, GPa

Schmelztiegel

Ein wesentlicher Bestandteil der Herstellung von Metall und Metallprodukten ist die Verwendung während Produktionsprozess Tiegel für die Herstellung, das Schmelzen und Umschmelzen von Eisen- und Nichteisenmetallen. Tiegel sind ein integraler Bestandteil von metallurgischen Ausrüstungen zum Gießen verschiedener Metalle, Legierungen und dergleichen.

Keramiktiegel zum Schmelzen von Nichteisenmetallen werden seit der Antike zum Schmelzen von Metallen (Kupfer, Bronze) verwendet.

Nach der Kristallisation ist auf eine ausreichende Reinheit der Substanz zu achten. Die einfachste und effektivste Methode zur Identifizierung und Bestimmung des Reinheitsmaßes einer Substanz ist die Bestimmung ihres Schmelzpunktes ( T pl). Der Schmelzpunkt ist der Temperaturbereich, bei dem ein Feststoff flüssig wird. Alle reinen chemischen Verbindungen haben einen engen Temperaturübergangsbereich von fest zu flüssig. Dieser Temperaturbereich liegt bei reinen Stoffen bei maximal 1-2 o C. Die Verwendung des Schmelzpunktes als Maß für die Reinheit eines Stoffes beruht darauf, dass das Vorhandensein von Verunreinigungen (1) den Schmelzpunkt erniedrigt und ( 2) erweitert den Schmelztemperaturbereich. Beispielsweise schmilzt eine reine Probe von Benzoesäure im Bereich von 120–122 °C, während eine leicht verunreinigte Probe bei 114–119 °C schmilzt.

Die Verwendung des Schmelzpunkts zur Identifizierung ist offensichtlich mit großer Unsicherheit behaftet, da es mehrere Millionen organische Verbindungen gibt und die Schmelzpunkte vieler von ihnen zwangsläufig übereinstimmen. Allerdings, erstens, T der Schmp. der bei der Synthese erhaltenen Substanz weicht fast immer ab T pl Ausgangsverbindungen. Zweitens kann die Technik der "Schmelzpunktbestimmung einer Mischprobe" angewendet werden. Wenn ein T Schmp. einer Mischung aus gleichen Mengen der Testsubstanz und einer bekannten Probe unterscheidet sich nicht von T pl des letzteren, dann handelt es sich bei beiden Proben um dieselbe Substanz.

VERFAHREN ZUR BESTIMMUNG DER SCHMELZTEMPERATUR. Zerreiben Sie die Testsubstanz gründlich zu einem feinen Pulver. Die Kapillare wird mit der Substanz gefüllt (3–5 mm hoch; die Kapillare sollte dünnwandig, einseitig verschlossen, mit einem Innendurchmesser von 0,8–1 mm und einer Höhe von 3–4 cm sein). Drücken Sie dazu die Kapillare mit ihrem offenen Ende vorsichtig in das Pulver der Substanz und schlagen Sie ihr verschlossenes Ende periodisch 5–10 Mal gegen die Tischoberfläche. Zur vollständigen Verdrängung des Pulvers bis zum verschlossenen Ende der Kapillare wird es in ein senkrecht stehendes Glasrohr (30–40 cm lang und 0,5–1 cm Durchmesser) auf eine harte Unterlage geworfen. Führen Sie die Kapillare in eine Metallkassette ein, die auf der Thermometernase befestigt ist (Abb. 3.5), und stellen Sie das Thermometer mit der Kassette in das Gerät zur Bestimmung des Schmelzpunktes.

In dem Gerät wird ein Thermometer mit Kapillaren durch eine elektrische Spule erhitzt, deren Spannung über einen Transformator zugeführt wird, und die Heizrate wird durch die angelegte Spannung bestimmt. Zuerst wird das Gerät mit einer Geschwindigkeit von 4–6 ° C pro Minute und 10 ° C vor dem erwarteten erhitzt T pl wird mit einer Geschwindigkeit von 1–2 o C pro Minute erhitzt. Als Schmelztemperatur wird das Intervall vom Erweichen der Kristalle (Benetzung der Substanz) bis zu ihrem vollständigen Schmelzen genommen.

Die gewonnenen Daten werden im Laborjournal festgehalten.

    1. Destillation

Die Destillation ist ein wichtiges und weit verbreitetes Verfahren zur Reinigung organischer Flüssigkeiten und zur Trennung von Flüssigkeitsgemischen. Dieses Verfahren besteht darin, die Flüssigkeit zu kochen und zu verdampfen und dann die Dämpfe zu einem Destillat zu kondensieren. Die Trennung zweier Flüssigkeiten mit einem Siedepunktunterschied von 50–70 °C oder mehr kann durch einfache Destillation erfolgen. Ist der Unterschied kleiner, muss eine fraktionierte Destillation auf einer komplizierteren Apparatur verwendet werden. Einige Flüssigkeiten mit hohen Siedepunkten zersetzen sich während der Destillation. Bei Druckminderung sinkt jedoch der Siedepunkt, was es ermöglicht, hochsiedende Flüssigkeiten ohne Zersetzung im Vakuum zu destillieren.

Dabei wird das Kristallgitter des Metalls zerstört und es geht vom festen in den flüssigen Zustand über.

Der Schmelzpunkt von Metallen ist ein Indikator für die Temperatur des erhitzten Metalls, bei deren Erreichen der Prozess (Schmelzen) beginnt. Der Prozess selbst ist die Umkehrung der Kristallisation und untrennbar mit ihr verbunden. Metall schmelzen? muss beheizt werden externe Quelle bis zum Schmelzpunkt erhitzen und dann die Wärmezufuhr fortsetzen, um die Energie des Phasenübergangs zu überwinden. Tatsache ist, dass der Wert des Schmelzpunkts von Metallen die Temperatur angibt, bei der sich das Material an der Grenze zwischen Flüssigkeit und Feststoff im Phasengleichgewicht befindet. Bei dieser Temperatur kann ein reines Metall gleichzeitig in festem und flüssigem Zustand existieren. Zur Durchführung des Schmelzprozesses ist es notwendig, das Metall leicht über die Gleichgewichtstemperatur zu überhitzen, um ein positives thermodynamisches Potential bereitzustellen. Geben Sie dem Prozess einen Schub.

Der Schmelzpunkt von Metallen ist nur für reine Stoffe konstant. Das Vorhandensein von Verunreinigungen verschiebt das Gleichgewichtspotential in die eine oder andere Richtung. Dies liegt daran, dass das Metall mit Verunreinigungen ein anderes Kristallgitter bildet und die Wechselwirkungskräfte der darin enthaltenen Atome sich von denen in reinen Materialien unterscheiden.Je nach Schmelzpunkt werden Metalle in schmelzbare (bis zu 600 ° C, wie z Gallium, Quecksilber), mittelschmelzend (600-1600°С, Kupfer, Aluminium) und feuerfest (>1600°С, Wolfram, Molybdän).

BEIM moderne Welt reine Metalle werden selten verwendet, da sie eine begrenzte Reichweite haben physikalische Eigenschaften. Die Industrie hat lange und dicht genutzt verschiedene Kombinationen Metalle - Legierungen, Sorten und Eigenschaften, die viel größer sind. Der Schmelzpunkt der Metalle, aus denen die verschiedenen Legierungen bestehen, unterscheidet sich auch vom Schmelzpunkt ihrer Legierung. Unterschiedliche Konzentrationen von Stoffen bestimmen die Reihenfolge ihres Schmelzens oder Kristallisierens. Aber es gibt Gleichgewichtskonzentrationen, bei denen die Metalle, aus denen die Legierung besteht, gleichzeitig erstarren oder schmelzen, sich also wie ein homogenes Material verhalten. Solche Legierungen nennt man eutektisch.

Die Kenntnis der Schmelztemperatur ist bei der Arbeit mit Metall sehr wichtig. Dieser Wert ist sowohl in der Produktion zur Berechnung der Parameter von Legierungen als auch beim Betrieb von Metallprodukten erforderlich, wenn die Phasenübergangstemperatur des Materials, aus dem das Produkt hergestellt wird, bestimmt wird die Einschränkungen in seiner Verwendung. Der Einfachheit halber werden diese Daten in einem einzigen Schmelzen von Metallen zusammengefasst - ein zusammenfassendes Ergebnis physikalische Forschung Eigenschaften verschiedener Metalle. Ähnliche Tabellen gibt es auch für Legierungen. Der Schmelzpunkt von Metallen hängt auch stark vom Druck ab, daher sind die Angaben in der Tabelle für einen bestimmten Druckwert relevant (normalerweise ist dies der Fall normale Bedingungen wenn der Druck 101,325 kPa beträgt). Je höher der Druck, desto höher der Schmelzpunkt und umgekehrt.

In der metallurgischen Industrie ist einer der Hauptbereiche das Gießen von Metallen und deren Legierungen aufgrund der Billigkeit und relativen Einfachheit des Verfahrens. Es können Formen mit beliebigen Umrissen in verschiedenen Abmessungen, von klein bis groß, gegossen werden; Es eignet sich sowohl für die Massenproduktion als auch für die kundenspezifische Produktion.

Das Gießen ist einer der ältesten Bereiche der Metallbearbeitung und beginnt etwa in der Bronzezeit: 7.-3. Jahrtausend v. e. Seitdem wurden viele Materialien entdeckt, die zu technologischen Fortschritten und erhöhten Anforderungen an die Gießereiindustrie geführt haben.

Heutzutage gibt es viele Richtungen und Arten des Gießens, die sich darin unterscheiden technologischer Prozess. Eines bleibt unverändert – die physikalische Eigenschaft von Metallen, von fest zu flüssig zu werden, und es ist wichtig zu wissen, bei welcher Temperatur das Schmelzen beginnt verschiedene Typen Metalle und ihre Legierungen.

Metallschmelzprozess

Dieser Vorgang bezeichnet den Übergang eines Stoffes von einem festen in einen flüssigen Zustand. Wenn der Schmelzpunkt erreicht ist, kann das Metall sowohl in einem festen als auch in einem flüssigen Zustand vorliegen, eine weitere Erhöhung führt zu einem vollständigen Übergang des Materials in eine Flüssigkeit.

Dasselbe passiert während der Erstarrung - wenn die Schmelzgrenze erreicht ist, beginnt die Substanz, von einem flüssigen Zustand in einen festen Zustand überzugehen, und die Temperatur ändert sich nicht bis zur vollständigen Kristallisation.

Gleichzeitig sollte daran erinnert werden diese Regel gilt nur für blankes Metall. Legierungen haben keine klare Temperaturgrenze und machen einen Zustandsübergang in einem bestimmten Bereich:

  1. Solidus - die Temperaturlinie, bei der die schmelzbarste Komponente der Legierung zu schmelzen beginnt.
  2. Liquidus ist der letzte Schmelzpunkt aller Komponenten, unterhalb dessen die ersten Kristalle der Legierung zu erscheinen beginnen.

Es ist unmöglich, den Schmelzpunkt solcher Substanzen genau zu messen, der Übergangspunkt der Zustände gibt das Zahlenintervall an.

Abhängig von der Temperatur, bei der das Schmelzen von Metallen beginnt, werden sie normalerweise unterteilt in:

  • Schmelzbar bis 600 °C. Dazu gehören Zink, Blei und andere.
  • Mittelschmelzend, bis 1600 °C. Die gängigsten Legierungen und Metalle wie Gold, Silber, Kupfer, Eisen, Aluminium.
  • Feuerfest, über 1600 °C. Titan, Molybdän, Wolfram, Chrom.

Es gibt auch einen Siedepunkt – den Punkt, an dem das geschmolzene Metall beginnt, in einen gasförmigen Zustand überzugehen. Das ist sehr hohes Fieber, typischerweise das 2-fache des Schmelzpunktes.

Druckeinfluss

Die Schmelztemperatur und die ihr gleichgestellte Erstarrungstemperatur hängen vom Druck ab und steigen mit dessen Erhöhung. Denn bei steigendem Druck nähern sich die Atome einander an und müssen zur Zerstörung des Kristallgitters wegbewegt werden. Beim hoher Blutdruck es wird mehr Energie der thermischen Bewegung benötigt und die ihr entsprechende Schmelztemperatur erhöht sich.

Es gibt Ausnahmen, wenn die zum Übergang in einen flüssigen Zustand erforderliche Temperatur mit zunehmendem Druck abnimmt. Solche Substanzen umfassen Eis, Wismut, Germanium und Antimon.

Schmelzpunkttabelle

Für jeden, der in der Stahlindustrie tätig ist, ob Schweißer, Gießer, Schmelzer oder Juwelier, ist es wichtig zu wissen, bei welchen Temperaturen die Materialien schmelzen, mit denen er arbeitet. In der folgenden Tabelle sind die Schmelzpunkte der gängigsten Substanzen aufgeführt.

Tabelle der Schmelzpunkte von Metallen und Legierungen

Name Tpl, °C
Aluminium 660,4
Kupfer 1084,5
Zinn 231,9
Zink 419,5
Wolfram 3420
Nickel 1455
Silber 960
Gold 1064,4
Platin 1768
Titan 1668
Duraluminium 650
Kohlenstoffstahl 1100−1500
1110−1400
Eisen 1539
Quecksilber -38,9
Melchior 1170
Zirkonium 3530
Silizium 1414
Nichrom 1400
Wismut 271,4
Germanium 938,2
Zinn 1300−1500
Bronze 930−1140
Kobalt 1494
Kalium 63
Natrium 93,8
Messing 1000
Magnesium 650
Mangan 1246
Chrom 2130
Molybdän 2890
Führen 327,4
Beryllium 1287
wird gewinnen 3150
Fechral 1460
Antimon 630,6
Titancarbid 3150
Zirkoniumcarbid 3530
Gallium 29,76

Neben dem Schmelztisch gibt es viele weitere Hilfsstoffe. Zum Beispiel liegt die Antwort auf die Frage, was der Siedepunkt von Eisen ist, in der Tabelle der siedenden Substanzen. Neben dem Sieden haben Metalle eine Reihe weiterer physikalischer Eigenschaften, wie z. B. Festigkeit.

Neben der Fähigkeit, von einem festen in einen flüssigen Zustand überzugehen, ist eine von wichtige Eigenschaften Material ist seine Stärke - die Möglichkeit Festkörper Widerstand gegen Bruch und irreversible Formänderungen. Als Hauptindikator für die Festigkeit gilt der Widerstand, der sich aus dem Bruch des vorgeglühten Werkstücks ergibt. Das Konzept der Festigkeit trifft auf Quecksilber nicht zu, da es sich in flüssigem Zustand befindet. Die Festigkeitsbezeichnung wird in MPa - Mega Pascal akzeptiert.

Existieren folgenden Gruppen Metallstärke:

  • Fragil. Ihr Widerstand überschreitet 50 MPa nicht. Dazu gehören Zinn, Blei, weiche Alkalimetalle
  • Langlebig, 50–500 MPa. Kupfer, Aluminium, Eisen, Titan. Die Materialien dieser Gruppe sind die Basis vieler Strukturlegierungen.
  • Hochfest, über 500 MPa. Beispielsweise Molybdän u.

Metallfestigkeitstabelle

Die gängigsten Legierungen im Alltag

Wie der Tabelle zu entnehmen ist, variieren die Schmelzpunkte der Elemente selbst bei häufig im Alltag vorkommenden Materialien stark.

So, Mindesttemperatur Quecksilber hat einen Schmelzpunkt von -38,9 °C, ist also bereits bei Raumtemperatur flüssig. Dies erklärt die Tatsache, dass Haushaltsthermometer eine untere Marke von -39 Grad Celsius haben: Unterhalb dieser Anzeige geht Quecksilber in einen festen Zustand über.

Lote, die am häufigsten in verwendet werden Hausgebrauch, haben in ihrer Zusammensetzung einen erheblichen Prozentsatz des Gehalts an Zinn, das daher einen Schmelzpunkt von 231,9 ° C hat Großer Teil Lötzinn schmilzt bei der Betriebstemperatur des Lötkolbens 250−400°C.

Darüber hinaus gibt es niedrig schmelzende Lote mit einer unteren Schmelzgrenze, bis 30 °C, und werden eingesetzt, wenn eine Überhitzung der gelöteten Materialien gefährlich ist. Für diese Zwecke gibt es Lote mit Wismut, und der Schmelzpunkt dieser Materialien liegt im Bereich von 29,7 – 120 °C.

Das Schmelzen von kohlenstoffreichen Werkstoffen liegt je nach Legierungsbestandteil im Bereich von 1100 bis 1500 °C.

Die Schmelzpunkte von Metallen und deren Legierungen liegen in einem sehr weiten Temperaturbereich, von sehr niedrige Temperaturen(Quecksilber) bis zur Grenze von mehreren tausend Grad. Die Kenntnis dieser Indikatoren sowie anderer physikalischer Eigenschaften ist für Personen, die im metallurgischen Bereich tätig sind, sehr wichtig. Beispielsweise ist es für Juweliere, Gießer und Schmelzer nützlich, zu wissen, bei welcher Temperatur Gold und andere Metalle schmelzen.

Jedes Metall und jede Legierung hat seinen eigenen einzigartigen Satz von physikalischen und chemische Eigenschaften, nicht zuletzt der Schmelzpunkt. Der Prozess selbst bedeutet den Übergang des Körpers von einem Aggregatzustand in einen anderen, in diesem Fall von einem festen kristallinen Zustand in einen flüssigen. Um ein Metall zu schmelzen, muss ihm Wärme zugeführt werden, bis der Schmelzpunkt erreicht ist. Damit kann es noch in einem festen Zustand bleiben, aber bei weiterer Einwirkung und Wärmezunahme beginnt das Metall zu schmelzen. Wenn die Temperatur gesenkt wird, dh ein Teil der Wärme entfernt wird, härtet das Element aus.

Höchster Schmelzpunkt unter den Metallen gehört zu Wolfram: es ist 3422C o, das niedrigste ist für Quecksilber: das Element schmilzt bereits bei - 39C o. Der genaue Wert lässt sich bei Legierungen in der Regel nicht ermitteln, er kann je nach Anteil der Bestandteile stark variieren. Sie werden normalerweise als Zahlenspanne geschrieben.

Wie geht es weiter

Das Schmelzen aller Metalle erfolgt auf ungefähr die gleiche Weise - mit Hilfe von äußerer oder innerer Erwärmung. Die erste wird in einem thermischen Ofen durchgeführt, für die zweite wird eine Widerstandsheizung beim Passieren verwendet elektrischer Strom oder Induktionserwärmung in einem hochfrequenten elektromagnetischen Feld. Beide Optionen wirken sich auf das Metall in etwa gleich aus.

Wenn die Temperatur steigt, steigt sie auch Amplitude thermischer Schwingungen von Molekülen treten strukturelle Gitterdefekte auf, die sich im Wachstum von Versetzungen, Hüpfen von Atomen und anderen Störungen äußern. Dies geht mit dem Aufbrechen interatomarer Bindungen einher und erfordert einen gewissen Energieaufwand. Gleichzeitig bildet sich auf der Körperoberfläche eine quasi flüssige Schicht. Die Zeit der Zerstörung des Gitters und der Anhäufung von Defekten wird als Schmelzen bezeichnet.

Je nach Schmelzpunkt werden Metalle eingeteilt in:

Je nach Schmelzpunkt wählen und Schmelzgerät. Je höher die Punktzahl, desto stärker sollte sie sein. Die Temperatur des benötigten Elements können Sie der Tabelle entnehmen.

Ein weiterer wichtiger Wert ist der Siedepunkt. Das ist der Wert, bei dem der Siedevorgang von Flüssigkeiten beginnt, er entspricht der Temperatur gesättigter Dampf, die sich über einer flachen Oberfläche einer siedenden Flüssigkeit bildet. Normalerweise ist er fast doppelt so hoch wie der Schmelzpunkt.

Beide Werte werden in der Regel bei angegeben Normaldruck. Sie untereinander direkt proportional.

  1. Der Druck steigt - die Schmelzmenge nimmt zu.
  2. Der Druck nimmt ab - die Schmelzmenge nimmt ab.

Tabelle der schmelzbaren Metalle und Legierungen (bis 600C o)

Elementname Lateinische BezeichnungTemperaturen
SchmelzenSieden
Zinnschn232 C o2600 C o
FührenPb327 C o1750 C o
ZinkZn420 C o907 S o
KaliumK63,6 C o759 So
NatriumN / A97,8 C o883 C o
Quecksilberhg- 38,9 C o356,73 C o
CäsiumCs28,4 C o667,5 C o
WismutBi271,4 C o1564 So
PalladiumPd327,5 C o1749 So
PoloniumPo254 C o962 So
CadmiumCD321.07 C o767 So
RubidiumRb39,3 C o688 So
GalliumGa29,76 C o2204 C o
IndiumIn156,6 C o2072 So
ThalliumTl304 C o1473 So
LithiumLi18.05 Uhr1342 So

Tabelle der mittelschmelzenden Metalle und Legierungen (von 600 ° C bis 1600 ° C)

Elementname Lateinische BezeichnungTemperaturen
SchmelzenSieden
AluminiumAl660 C o2519 So
GermaniumGe937 So2830 C o
Magnesiummg650 C o1100 C o
SilberAg960 C o2180 S o
GoldAu1063 C o2660 S o
KupferCu1083 C o2580 S o
EisenFe1539 So2900 C o
SiliziumSi1415 So2350 S o
NickelNi1455 So2913 C o
BariumBa727 S o1897 C o
BerylliumSei1287 So2471 So
NeptuniumNr644 C o3901.85 C o
ProtaktiniumPa1572 So4027 S o
PlutoniumPu640 C o3228 S o
AktiniumAC1051 C o3198 S o
KalziumCa842 C o1484 So
RadiumRa700 C o1736,85 C o
Kobaltco1495 So2927 C o
AntimonSb630,63 C o1587 So
StrontiumSr777 So1382 So
UranusU1135 C o4131 C o
ManganMn1246 So2061 So
Konstantin 1260 So
DuraluminiumLegierung aus Aluminium, Magnesium, Kupfer und Mangan650 C o
InvarNickel-Eisen-Legierung1425 C o
MessingLegierung aus Kupfer und Zink1000 C o
Nickel SilberLegierung aus Kupfer, Zink und Nickel1100 C o
NichromEine Legierung aus Nickel, Chrom, Silizium, Eisen, Mangan und Aluminium1400 C o
StahlLegierung aus Eisen und Kohlenstoff1300 C o - 1500 C o
FechralEine Legierung aus Chrom, Eisen, Aluminium, Mangan und Silizium1460 So
GusseisenLegierung aus Eisen und Kohlenstoff1100 C o - 1300 C o
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