T 녹는다. 주철의 녹는점, 물성 및 자기용융

거의 모든 금속은 정상적인 조건에서 고체입니다. 그러나 특정 온도에서는 응집 상태를 변경하고 액체가 될 수 있습니다. 금속의 최고 녹는점이 무엇인지 알아볼까요? 가장 낮은 것은 무엇입니까?

금속의 녹는점

주기율표에 있는 대부분의 원소는 금속입니다. 현재 약 96개 있으며, 모두 액체가 되기 위한 조건이 다릅니다.

고체 결정질 물질이 가열되어 액체가 되는 임계값을 융점이라고 합니다. 금속에서는 수천도 내에서 변동합니다. 그들 중 많은 수가 상대적으로 높은 가열로 액체로 전달됩니다. 이 때문에 냄비, 프라이팬 및 기타 주방 용품의 생산을 위한 일반적인 재료입니다.

은(962 °C), 알루미늄(660.32 °C), 금(1064.18 °C), 니켈(1455 °C), 백금(1772 °C) 등은 평균 융점이 있습니다. 내화성 및 저융점 금속 그룹도 있습니다. 첫 번째 것은 액체로 변하기 위해 섭씨 2000도 이상이 필요하고, 두 번째 것은 500도 미만이 필요합니다.

저융점 금속에는 일반적으로 주석(232°C), 아연(419°C), 납(327°C)이 포함됩니다. 그러나 그들 중 일부는 더 낮은 온도를 가질 수 있습니다. 예를 들어, 프랑슘과 갈륨은 이미 손에서 녹고 세슘은 산소에서 발화하기 때문에 앰플에서만 가열 할 수 있습니다.

금속의 최저 및 최고 융점은 표에 나와 있습니다.

텅스텐

가장 높은 융점은 텅스텐 금속입니다. 이 표시기의 그 위에는 비금속 탄소 만 있습니다. 텅스텐은 밝은 회색의 광택 물질로 매우 조밀하고 무겁습니다. 그것은 5555 °C에서 끓는데, 이는 태양의 광구 온도와 거의 같습니다.

상온에서는 산소와 약하게 반응하며 부식되지 않습니다. 내화성에도 불구하고 상당히 연성이 있으며 1600°C까지 가열해도 단조될 수 있습니다. 텅스텐의 이러한 특성은 램프의 필라멘트와 용접용 전극의 키네스코프에 사용됩니다. 채굴된 금속의 대부분은 강도와 ​​경도를 높이기 위해 강철과 합금됩니다.

텅스텐은 군사 분야 및 기술 분야에서 널리 사용됩니다. 탄약, 갑옷, 엔진 및 군용 차량 및 항공기의 가장 중요한 부품 제조에 필수적입니다. 그것은 또한 수술 도구, 방사성 물질을 저장하는 상자를 만드는 데 사용됩니다.

수은

수은은 녹는점이 마이너스인 유일한 금속입니다. 또한 정상적인 조건하에서 단순한 물질이 액체의 형태로 존재하는 두 가지 화학 원소 중 하나입니다. 흥미롭게도 금속은 녹는점보다 훨씬 높은 356.73 ° C로 가열되면 끓습니다.

은백색이며 뚜렷한 광택이 있습니다. 그것은 이미 실온에서 증발하여 작은 공으로 응축됩니다. 금속은 독성이 강합니다. 그것은 사람의 내부 장기에 축적되어 뇌, 비장, 신장 및 간 질환을 일으킬 수 있습니다.

수은은 인간에게 알려진 최초의 7가지 금속 중 하나입니다. 중세 시대에는 주요 연금술 요소로 간주되었습니다. 독성에도 불구하고 한 때 치과 충전재의 일부로 의학에서 사용되었으며 매독 치료제로도 사용되었습니다. 이제 수은은 의약품에서 거의 완전히 배제되었지만 측정 기기(기압계, 압력계), 램프, 스위치 및 초인종 제조에 널리 사용됩니다.

합금

금속의 특성을 변경하기 위해 다른 물질과 합금됩니다. 따라서 더 큰 밀도, 강도를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 융점을 낮추거나 높일 수 있습니다.

합금은 둘 이상의 화학 원소로 구성될 수 있지만 그 중 적어도 하나는 금속이어야 합니다. 이러한 "혼합물"은 필요한 재료의 품질을 정확하게 얻을 수 있기 때문에 산업에서 매우 자주 사용됩니다.

금속 및 합금의 녹는점은 전자의 순도와 후자의 비율과 구성에 따라 달라집니다. 가용성 합금을 얻기 위해 납, 수은, 탈륨, 주석, 카드뮴 및 인듐이 가장 자주 사용됩니다. 수은을 함유한 것을 아말감이라고 합니다. 12%/47%/41% 비율의 나트륨, 칼륨 및 세슘 화합물은 이미 영하 78°C에서 액체가 되고, 수은과 탈륨의 아말감은 영하 61°C에서 됩니다. 가장 내화성이 높은 재료는 1:1 비율의 탄탈륨과 하프늄 카바이드의 합금이며 융점은 4115°C입니다.

금속의 결정 격자가 파괴되어 고체 상태에서 액체 상태로 이동하는 단계입니다.

금속의 녹는점은 가열된 금속의 온도를 나타내는 지표로, 이 온도에 도달하면 프로세스(용융)가 시작됩니다. 이 과정 자체는 결정화의 역순으로 결정화와 불가분의 관계에 있습니다. 금속을 녹이기 위해? 외부 열원을 사용하여 녹는 온도까지 가열한 다음 상전이 에너지를 극복하기 위해 계속 열을 공급해야 합니다. 사실 금속의 녹는점 값은 액체와 고체 사이의 경계에서 물질이 상 평형 상태가 되는 온도를 나타냅니다. 이 온도에서 순수한 금속은 고체와 액체 상태로 동시에 존재할 수 있습니다. 용융 공정을 수행하려면 양의 열역학적 포텐셜을 제공하기 위해 평형 온도보다 약간 높은 온도에서 금속을 과열해야 합니다. 프로세스에 힘을 실어주세요.

금속의 녹는점은 순수한 물질에 대해서만 일정합니다. 불순물이 있으면 평형 전위가 한 방향 또는 다른 방향으로 이동합니다. 이는 불순물이 있는 금속이 다른 결정격자를 형성하고 그 안에 있는 원자의 상호작용력이 순수한 물질에 존재하는 것과 다르기 때문이다. 갈륨, 수은), 중용융(600-1600°С, 구리, 알루미늄) 및 내화물(>1600°С, 텅스텐, 몰리브덴).

현대 세계에서 순수한 금속은 물리적 특성의 범위가 제한되어 있기 때문에 거의 사용되지 않습니다. 이 산업은 다양한 금속 조합(합금의 종류와 특성이 훨씬 더 큼)을 길고 조밀하게 사용했습니다. 다양한 합금을 구성하는 금속의 녹는점은 합금의 녹는점과도 다릅니다. 물질의 농도가 다르면 용융 또는 결정화 순서가 결정됩니다. 그러나 합금을 구성하는 금속이 동시에 응고되거나 용융되는, 즉 균질한 재료처럼 거동하는 평형 농도가 있습니다. 이러한 합금을 공융이라고 합니다.

용융 온도를 아는 것은 금속으로 작업할 때 매우 중요합니다. 이 값은 생산, 합금 매개변수 계산 및 금속 제품 작동, 제품이 만들어지는 재료의 상전이 온도가 결정될 때 모두 필요합니다. 사용상의 한계. 편의상 이러한 데이터는 다양한 금속의 특성에 대한 물리적 연구의 요약 결과인 단일 용융 금속으로 요약됩니다. 합금에 대한 유사한 표도 있습니다. 금속의 녹는점도 압력에 따라 크게 달라지므로 표의 데이터는 특정 압력 값과 관련이 있습니다(보통 압력이 101.325kPa일 때 정상 조건임). 압력이 높을수록 녹는점이 높아지며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

고대에 이미 사람들은 구리를 채굴하고 제련했습니다. 이 금속은 일상 생활에서 널리 사용되었으며 다양한 품목 제조의 재료로 사용되었습니다. 그들은 약 3000년 전에 청동을 만드는 법을 배웠습니다. 좋은 무기는 이 합금으로 만들어졌습니다. 금속이 아름다운 외관과 강도로 구별됨에 따라 청동의 인기는 빠르게 퍼졌습니다. 보석, 사냥 및 노동 도구, 요리가 그것으로 만들어졌습니다. 구리의 낮은 융점으로 인해 인간은 빠르게 생산을 마스터했습니다.

자연 속에서

이 금속은 기원전 3000년에 채굴된 키프로스 섬의 이름에서 라틴어 이름인 Cuprum을 받았습니다. 이자형. Mendeleev 시스템에서 Cu는 29 번을 받았으며 네 번째 기간의 11 번째 그룹에 있습니다.

지각에서 원소는 분포면에서 23 위이며 황화물 광석의 형태로 더 자주 발생합니다. 가장 흔한 것은 구리 광택과 황철광입니다. 오늘날 구리는 여러 가지 방법으로 광석에서 채굴되지만 모든 기술은 결과를 달성하기 위한 단계적 접근 방식을 의미합니다.

물리적 특성

금속은 연성이며 단시간에 야외에서 산화 피막으로 덮여 있습니다. 이 필름 덕분에 구리도 황적색 색조를 띠고 필름 간격에서 색상이 녹청색이 될 수 있습니다. 열 및 전기 전도성 측면에서 Cuprum은 은에 이어 2위입니다.

• 밀도 - 8.94×103 kg/m3.
• T=20°C - 390 J/kg x K에서의 비열 용량.
• 20−100 ° C - 1.78×10−8 Ohm/m에서 전기적 특성.
• 끓는점 - 2595 ° C.
• 20 ° C - 55.5−58 MS/m에서 전기 전도도.

구리는 어떤 온도에서 녹습니까?

용융은 금속이 고체 상태에서 액체 상태로 변할 때 발생합니다. 각 요소에는 고유한 녹는점이 있습니다. 금속의 불순물에 많이 의존. 구리의 일반적인 녹는점은 1083°C이며 주석을 첨가하면 온도가 930-1140°C로 떨어집니다. 여기서 녹는점은 합금의 주석 함량에 따라 다릅니다. 구리와 아연의 합금에서 용융은 900-1050 ° C에서 발생합니다.

금속을 가열할 때그 결정 격자가 파괴됩니다. 녹는점은 가열되면 상승하지만 특정 온도 한계에 도달하면 평준화됩니다. 이 시점에서 금속이 녹습니다. 완전히 녹고 온도가 다시 올라갑니다.

금속이 냉각되면 온도가 감소하고 특정 지점에서 금속이 완전히 응고될 때까지 동일한 수준으로 유지됩니다. 완전히 경화되면 온도가 다시 낮아집니다. 이것은 용융 시작부터 응고까지의 온도 과정을 보여주는 상 다이어그램에 의해 입증됩니다. 가열하면 2560 ° C에서 가열 된 구리가 끓기 시작합니다. 끓는 것은 기체가 방출되고 표면에 기포가 나타날 때 액체 물질이 끓는 것과 유사합니다. 가능한 가장 높은 온도에서 끓는 순간 산화 중에 형성된 탄소의 방출이 시작됩니다.

집에서 녹는

녹는점이 낮아서고대인들은 구리를 불에 녹이고 금속을 사용하여 다양한 제품을 만들 수 있었습니다.

집에서 구리를 녹이려면 다음이 필요합니다.

이 공정은 단계적으로 진행되며 금속을 도가니에 넣은 다음 머플로에 넣습니다. 원하는 온도가 설정되고 유리창을 통해 프로세스가 모니터링됩니다. 이 과정에서 Cu가 있는 용기에 산화막이 나타나므로 제거해야 합니다. 창을 열고 강철 고리로 옆으로 옮깁니다.

머플로가 없으면 구리는 자생으로 녹일 수 있습니다. 정상적인 공기 공급이 있으면 녹을 것입니다. 토치는 황동과 녹는점이 낮은 청동을 녹입니다. 화염은 도가니 전체를 덮어야 합니다.

나열된 제품이 손에 없으면 목탄 층에 장착 된 난로를 사용할 수 있습니다. T를 높이려면 송풍 모드로 켜진 진공 청소기를 사용할 수 있지만 호스에는 금속 팁이 있어야하며 끝이 좁아 공기 흐름이 가늘어지면 좋습니다.

청동과 황동의 융점은 물론 구리와 알루미늄의 융점도 낮습니다.

오늘날 순수한 Cu는 산업 조건에서 사용되지 않습니다. 그것은 니켈, 철, 비소, 안티몬 및 기타 요소와 같은 많은 불순물을 포함합니다. 제품의 품질은 합금의 불순물 비율에 따라 결정됩니다(1% 이하). 중요한 지표는 열 및 전기 전도도입니다. 연성, 낮은 융점 및 유연성으로 인해 구리는 많은 산업 분야에서 널리 사용됩니다.

일부 금속의 밀도 및 융점.

금속	금속의 원자량	금속의 밀도, g/cm3	녹는점, С
경금속
알류미늄
헤비 메탈
망간
텅스텐

금속의 경우 다음 특성이 가장 특징적입니다.
*금속광택
*경도,
*플라스틱,
*연성,
* 열과 전기의 좋은 전도성.

모든 금속에는 금속 결정 격자가 있습니다.
양전하를 띤 이온은 노드에 위치하고 전자는 노드 사이에서 자유롭게 움직입니다.
자유 전자의 존재는 높은 전기 및 열 전도성과 기계 가공 능력을 설명합니다.

일련의 금속에서 열전도도 및 전기 전도도 감소:
Ag Cu Au Al Mg Zn Fe Pb Hg

모든 금속은 두 개의 큰 그룹으로 나뉩니다.

블랙 메탈
그들은 짙은 회색, 고밀도, 높은 융점 및 상대적으로 높은 경도를 가지고 있습니다.
철은 철 금속의 전형적인 대표자입니다.

비철금속
빨간색, 노란색, 흰색과 같은 특징적인 색상이 있습니다. 높은 가소성, 낮은 경도, 상대적으로 낮은 융점을 갖는다.
비철금속의 대표적인 대표자는 구리입니다.

밀도에 따라 금속은 다음과 같이 나뉩니다.
*폐(밀도 5g/cm 이하)
경금속에는 리튬, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 세슘, 알루미늄, 바륨이 포함됩니다.
가장 가벼운 금속은 리튬 1l, 밀도 0.534g/cm3입니다.
*무거운(밀도가 5g/cm3 이상).
중금속에는 아연, 구리, 철, 주석, 납, 은, 금, 수은 등이 포함됩니다.
가장 무거운 금속은 오스뮴이며 밀도는 22.5g/cm3입니다.

금속은 경도가 다양합니다.
*부드러운: 칼로 잘라도(나트륨, 칼륨, 인듐);
*단단한: 금속은 경도가 10인 다이아몬드와 경도가 비교됩니다. 크롬은 가장 단단한 금속으로 유리를 절단합니다.

녹는점에 따라 금속은 조건부로 다음과 같이 나뉩니다. :
*가용성(융점 최대 1539°C).
저융점 금속에는 다음이 포함됩니다. 수은 - 녹는점 -38.9°C; 갈륨 - 융점 29.78°C; 세슘 - 융점 28.5°C; 및 기타 금속.
*내화 물질(1539C 이상의 융점).
내화 금속에는 다음이 포함됩니다. 크롬 - 융점 1890°C; 몰리브덴 - 융점 2620°C; 바나듐 - 융점 1900°C; 탄탈륨 - 융점 3015°C; 및 기타 많은 금속.
가장 다루기 힘든 금속은 텅스텐으로 녹는점이 3420°C입니다.

각 금속 또는 합금은 융점을 포함하여 고유한 특성을 가지고 있습니다. 이 경우 물체는 한 상태에서 다른 상태로 이동하며 특정 경우에는 고체에서 액체가 됩니다. 그것을 녹이기 위해서는 열을 가해 원하는 온도에 도달할 때까지 가열해야 합니다. 주어진 합금의 원하는 온도 지점에 도달하는 순간, 그것은 여전히 ​​고체 상태로 남아 있을 수 있습니다. 계속 노출되면 녹기 시작합니다.

연락하다

수은은 융점이 가장 낮습니다. -39 ° C에서도 녹고 텅스텐은 가장 높습니다 - 3422 ° C. 합금(강철 및 기타)의 경우 정확한 수치를 결정하기가 매우 어렵습니다. 그것은 모두 구성 요소의 비율에 달려 있습니다. 합금의 경우 숫자 간격으로 기록됩니다.

과정은 어떻습니까

원소, 그것이 무엇이든: 금, 철, 주철, 강철 또는 기타 - 거의 동일하게 녹습니다. 이것은 외부 또는 내부 가열에서 발생합니다. 외부 가열은 열로에서 수행됩니다. 내부의 경우 저항 가열을 사용하여 전류 또는 유도를 통과시킵니다. 고주파 전자기장 가열. 영향은 거의 같습니다.

언제 가열이 일어난다, 분자의 열 진동 진폭이 증가합니다. 나타나다 격자 구조적 결함원자간 결합이 끊어짐을 동반합니다. 격자가 파괴되고 결함이 축적되는 기간을 용융이라고합니다.

금속이 녹는 정도에 따라 다음과 같이 나뉩니다.

1. 가용성 - 최대 600 ° C: 납, 아연, 주석;
2. 중간 용융 - 600 ° C에서 1600 ° C까지 : 금, 구리, 알루미늄, 주철, 철 및 대부분의 모든 원소 및 화합물;
3. 내화물 - 1600 ° C에서 : 크롬, 텅스텐, 몰리브덴, 티타늄.

최대 정도에 따라 용해 장치도 선택됩니다. 더 강할수록 가열이 더 강해집니다.

두 번째로 중요한 값은 끓는 정도입니다. 이것은 액체가 끓기 시작하는 매개변수입니다. 일반적으로 녹는 정도의 두 배입니다. 이 값은 서로 정비례하며 일반적으로 정상 압력에서 제공됩니다.

압력이 증가하면 용융량도 증가합니다. 압력이 감소하면 감소합니다.

특성표

금속 및 합금 - 필수 불가결 단조의 기초, 주조, 보석 및 기타 여러 생산 분야. 주인이 무엇을 하든( 금 보석, 주철 울타리, 강철로 만든 칼 또는 구리 팔찌), 적절한 작동을 위해서는 이 요소 또는 그 요소가 녹는 온도를 알아야 합니다.

이 매개변수를 찾으려면 표를 참조해야 합니다. 표에서 끓는 정도도 확인할 수 있습니다.

일상 생활에서 가장 일반적으로 사용되는 요소 중 융점 지표는 다음과 같습니다.

1. 알루미늄 - 660 °C;
2. 구리의 융점 - 1083 °C;
3. 금의 융점 - 1063 ° C;
4. 은색 - 960°C;
5. 주석 - 232 °C 주석은 작업 납땜 인두의 온도가 250-400도에 불과하기 때문에 납땜에 자주 사용됩니다.
6. 납 - 327 °C;
7. 철의 융점 - 1539 ° C;
8. 강철(철과 탄소의 합금)의 녹는 온도 - 1300 °C ~ 1500 °C. 강철 성분의 포화도에 따라 변동합니다.
9. 주철의 녹는점 (철과 탄소의 합금이기도 함) - 1100 ° C에서 1300 ° C까지;
10. 수은 - -38.9 ° C

표의 이 부분에서 분명히 알 수 있듯이, 가장 잘 녹는 금속은 수은이며, 이는 이미 양의 온도에서 액체 상태입니다.

이 모든 요소의 끓는 정도는 거의 두 배이며 때로는 녹는 정도보다 높습니다. 예를 들어 금의 경우 2660 ° C입니다. 알류미늄 - 2519°C, 철의 경우 - 2900 ° C, 구리의 경우 - 2580 ° C, 수은의 경우 - 356.73 ° C

강철, 주철 및 기타 금속과 같은 합금의 경우 계산은 거의 동일하며 합금의 성분 비율에 따라 다릅니다.

금속의 최대 끓는점은 레늄 - 5596°C. 가장 높은 끓는점은 가장 내화 물질에 있습니다.

를 나타내는 표도 있습니다. 금속의 밀도. 가장 가벼운 금속은 리튬이고 가장 무거운 금속은 오스뮴입니다. 오스뮴은 우라늄보다 밀도가 높다실온에서 볼 때 플루토늄. 경금속에는 마그네슘, 알루미늄, 티타늄이 포함됩니다. 중금속에는 철, 구리, 아연, 주석 등의 가장 일반적인 금속이 포함됩니다. 마지막 그룹은 텅스텐, 금, 납 및 기타를 포함하는 매우 중금속입니다.

표에서 찾을 수 있는 또 다른 지표는 금속의 열전도율. 무엇보다도 넵투늄은 열을 전도하고 은은 최고의 열 전도체입니다. 금, 강철, 철, 주철 및 기타 요소는 이 두 극단의 중간에 있습니다. 각각에 대한 명확한 특성은 원하는 표에서 찾을 수 있습니다.