Хөнгөн цагаан: химийн болон физик шинж чанар. §1. Хөнгөн цагааны нээлтийн түүх

Хөнгөн цагааны нэгдлүүдийг хүн төрөлхтөнд эрт дээр үеэс мэддэг байсан. Тэдгээрийн нэг нь хөнгөн цагаан-калийн хөнгөн цагаан KAl(SO4)2 агуулсан холбогч бодис байв. Тэд өргөн хэрэглээг олсон. Тэдгээрийг мордант, цусны бөглөрөл болгон ашигладаг байсан. Модыг калийн хөнгөн цагааны уусмалаар шингээх нь түүнийг шатамхай биш болгосон. Персүүдтэй хийсэн дайны үеэр Ромын командлагч Архелаус хамгаалалтын байгууламжийн үүрэг гүйцэтгэж байсан цамхгуудыг цуунд түрхэхийг тушааж байсан нь нэгэн сонирхолтой түүхэн баримт юм. Персүүд тэднийг хэзээ ч шатааж чадаагүй.

Өөр нэг хөнгөн цагааны нэгдэл нь хөнгөн цагаан исэл Al2O3 агуулсан байгалийн шавар байв.

Хөнгөн цагааныг зөвхөн 19-р зууны дунд үед олж авах анхны оролдлого. Данийн эрдэмтэн Х.К. Эрстэдийн хийсэн оролдлого амжилттай болсон. Үүнийг олж авахын тулд тэрээр оксидоос хөнгөн цагааныг бууруулагч болгон нэгдмэл калийг ашигласан. Харин тэр үед ямар төрлийн металл авсныг мэдэх боломжгүй байсан. Хэсэг хугацааны дараа, хоёр жилийн дараа Германы химич Вёлер хөнгөн цагааныг гаргаж авсан бөгөөд тэрээр усгүй хөнгөн цагаан хлоридыг калийн металлаар халаах замаар хөнгөн цагаан гаргаж авсан. Германы эрдэмтний олон жилийн хөдөлмөр дэмий хоосон байсангүй. 20 жилийн хугацаанд тэрээр нунтагласан металл бэлтгэж чадсан. Энэ нь мөнгөтэй төстэй байсан ч хамаагүй хөнгөн байв. Хөнгөн цагаан маш их байсан үнэтэй металл, мөн 20-р зууны эхэн үе хүртэл түүний үнэ цэнэ алтны өртгөөс өндөр байв. Тиймээс олон жилийн турш хөнгөн цагааныг музейн үзмэр болгон ашиглаж ирсэн. Ойролцоогоор 1807 онд Дэви хөнгөн цагааны ислийн электролиз хийхийг оролдож, хөнгөн цагаан (хөнгөн цагаан) эсвэл хөнгөн цагаан (хөнгөн цагаан) гэж нэрлэгддэг металлыг олж авав.

Шавраас хөнгөн цагаан үйлдвэрлэх нь зөвхөн химич төдийгүй аж үйлдвэрийн салбарынхны сонирхлыг татдаг байв. Хөнгөн цагааныг бусад бодисоос ялгахад маш хэцүү байсан нь алтнаас илүү үнэтэй байхад нөлөөлсөн. 1886 онд химич С.М. Холл их хэмжээгээр металл авах боломжтой аргыг санал болгосон. Тэрээр судалгаа хийж байхдаа хөнгөн цагааны ислийг AlF3 nNaF криолит хайлмалд уусгасан. Үүссэн хольцыг боржин саванд хийж, хайлмалаар шууд цахилгаан гүйдэл дамжуулсан. Хэсэг хугацааны дараа тэр савны ёроолд цэвэр хөнгөн цагааны товруу байгааг олж мэдээд маш их гайхсан. Энэ арга нь одоогоор үйлдвэрлэлийн хэмжээнд хөнгөн цагаан үйлдвэрлэх гол арга юм. Үүссэн металл нь үйлдвэрт шаардлагатай хүч чадлаас бусад бүх зүйлд сайн байв. Тэгээд энэ асуудал шийдэгдсэн. Германы химич Альфред Вилм хөнгөн цагааныг зэс, манган, магни зэрэг бусад металлуудтай хайлш хийсэн. Үүний үр дүнд хөнгөн цагаанаас хамаагүй хүчтэй хайлш гарч ирэв.

§2. Олж авах аргууд

Шинэ бүтээл нь устөрөгчтэй нэгэн зэрэг усан уусмалаас электролитийн аргаар тусгаарлах замаар хөнгөн цагааныг үйлдвэрлэх аргатай холбоотой юм. Энэ арга нь шингэн металлын катод, жишээлбэл галлийг ашигладаг. Метал дахь хөнгөн цагааны агууламжийг жингийн 6% хүртэл нэмэгдүүлж, хайлшийг электролизерээс гаргаж, 98-26 хэмд хөргөж, хөнгөн цагааныг талстжуулах замаар тусгаарлаж, хөнгөн цагааны агууламжтай анхдагч ханасан хатуу уусмалыг олж авдаг. 80 орчим жин.%. Эхийн шингэн, эвтектик найрлагатай хайлш нь катодын метал хэлбэрээр электролиз руу буцдаг бөгөөд анхдагч хатуу уусмалыг хайлуулж, 660 ° C-аас доош температурт дахин талстжуулж, хоёрдогч, гуравдагч гэх мэтийг дараалан ялгадаг. шингэнээс хатуу уусмалыг тэдгээрээс техникийн цэвэр хөнгөн цагааныг авах. Хөнгөн цагаан үйлдвэрлэх өөр аргууд - карботермик процесс, Тодт процесс, Кувахара процесс, хлоридын электролиз, хөнгөн цагааныг натригаар багасгах зэрэг нь Херу-Холлын аргаас ямар ч давуу талыг харуулаагүй байна. Энэхүү шинэ бүтээлийн прототип нь N-ийн өмнөх ижил нэртэй санал юм. Энэхүү шинэ бүтээлийн мөн чанарыг бүрдүүлдэг устөрөгчтэй нэгэн зэрэг усан уусмалаас хөнгөн цагаан үйлдвэрлэх нь маш сонирхолтой боловч үйл явцын улмаас үүнийг хэрэгжүүлэх боломжгүй юм. хувьсах найрлагатай исэл-гидроксидын хальс бүхий хатуу хөнгөн цагаан катодыг идэвхгүйжүүлэх. Шүлтлэг алюминат, хүхрийн хүчил, давсны хүчил, азотын хүчлийн уусмал дахь процессыг хэрэгжүүлэх гэсэн бидний оролдлого мөн адил амжилтгүй болсон. Үүнтэй холбогдуулан бид шингэн металлын катод, жишээлбэл, галлийн катод эсвэл галли-хөнгөн цагааны хайлшаас бүрдэх шингэн металлын катод дээр хөнгөн цагаан, устөрөгчийг үйлдвэрлэхийг санал болгож байна. Бусад бага хайлмал хайлшийг бас ашиглаж болно. катод. Үүний үр дүнд электролизийг хялбархан гүйцэтгэдэг бөгөөд хамгийн түрүүнд хөнгөн цагааныг катодын хайлш руу гаргах баталгаатай байдаг.

Аж үйлдвэрт хөнгөн цагааныг 950 хэмд хайлсан криолит Na3 дахь Al2O3-ийн электролизээр гаргаж авдаг.

2Al2O3 = 4Al(3+) + 6O(2-) = 2Al + 3O2

Үйл явцын үндсэн хариу үйлдэл:

CaF2 + H2SO4 → 2HF + CaSO4 (15.z)

SiO2 + 6HF →H2SiF6 + 2H2

HF ба H2SiF6 нь усанд баригдсан хийн бүтээгдэхүүн юм. Үүссэн уусмалыг цахиургүйжүүлэхийн тулд эхлээд тооцоолсон содыг түүнд оруулна.

H2SiF6 + Na2CO3 → Na2SiF6 + CO2 + H2O (15.i)

Бага уусдаг Na2SiF6-г ялгаж, үлдсэн фторын хүчлийн уусмалыг илүүдэл сод ба хөнгөн цагааны гидроксидоор саармагжуулж криолит гарган авна.

12HF + 3Na2CO3 + 2Al(OH)3 → 2(3NaF AlF3) + 3CO2 + 9H2O (15.k)

Цахиургүйжүүлсэн гидрофторын хүчлийн уусмалыг Na2CO3 эсвэл Al(OH)3-ийн тооцоолсон хэмжээгээр саармагжуулсан тохиолдолд NaF ба AlF3-ийг ижил аргаар тусад нь авч болно.

Хөнгөн цагаан- хамгийн сонирхолтой химийн элементүүдийн нэг. Энэ нь хэдэн арван жилийн хугацаанд бидний амьдралд, өдөр тутмын амьдралд, технологид, үндэсний эдийн засгийн хамгийн чухал салбаруудад гэнэтийн хурдан бөгөөд ялалтаар орж ирсэнд төдийгүй, хөнгөн металл гэдгээрээ ч сонирхолтой юм. , магнитай хамт онгоцны далавчит хүчийг бий болгосон. Түүний шинж чанар, юуны түрүүнд геохимийн үүрэг нь ихээхэн сонирхол татдаг. Бодит байдал ийм л байна Соёлын хүн төрөлхтний саяхан танилцсан хөнгөн цагаан бол хамгийн чухал, хамгийн өргөн тархсан химийн элементүүдийн нэг юм..

Асар том чулуулгийн өгөршил, эвдрэлийн үр дүнд өөр өөр цаг үед үүссэн шавар, элсний нөмрөг дор дэлхийн бөмбөрцгийг бүхэлд нь бүрхсэн тасралтгүй, чулуун бүрхүүл, эсвэл дэлхийн чулуун бүрхүүл байдгийг та бид сайн мэднэ. дэлхийн царцдас.

Энэхүү чулуун бүрхүүлийн зузаан нь дор хаяж зуун километр бөгөөд магадгүй одоо таамаглаж байгаа шиг илүү их байж магадгүй юм. Гүн дэх энэ бүрхүүл нь аажмаар өөр нэг хүдэр болж хувирдаг бөгөөд төмрийн болон бусад металл агуулсан хүдэр болж хувирдаг бөгөөд эцэст нь дэлхийн төвд төмрийн цөм байдаг бололтой.

Чулуун бүрхүүл нь дэлхийн гадаргуу дээр асар том цухуйлт үүсгэдэг - эх газрын масс эсвэл тив. Тэдний дээр эргээд урт уулсын гинж хэлбэрээр атираа үүсдэг.

Эх тив, тэдгээрийн нурууны суурийг бүрдүүлдэг дэлхийн чулуурхаг бүрхүүл нь алюминосиликат ба силикатуудаас тогтдог. Алюминосиликатууд нь нэрнээс нь харахад цахиур, хөнгөн цагаан, хүчилтөрөгчөөс бүрддэг. Тийм ч учраас чулуун бүрхүүлийг цахиур - Цахиур, хөнгөн цагаан - Хөнгөн цагаан гэсэн Латин нэрний эхний үеийг нэгтгэн "sial" - SiAl гэж нэрлэдэг.

Энэ бүрхүүл нь ихэвчлэн боржин чулуунаас бүрддэг бөгөөд жингийн хувьд ойролцоогоор 50% хүчилтөрөгч, 25% цахиур, 10% хөнгөн цагаан байдаг. Тиймээс, Хөнгөн цагаан нь тархалтын хувьд дэлхий дээр химийн элементүүдийн дунд гуравдугаар байр, металлын дунд нэгдүгээр байр эзэлдэг. Дэлхий дээр төмрөөс ч илүү байдаг.

Хөнгөн цагаан, цахиур, хүчилтөрөгч зэрэг нь дэлхийн царцдас бүрэлдэх хамгийн чухал элементүүд бөгөөд дэлхийн чулуурхаг бүрхүүлд олон төрлийн ашигт малтмал үүсгэдэг. Эдгээр эрдсүүд нь төв хэсэгт цахиурын атом эсвэл хөнгөн цагааны атом агуулсан атомын нэгдлүүд бөгөөд хүчилтөрөгчийн атомууд нь дөрвөн өнцөгт тогтмол байрладаг бөгөөд тетраэдр дүрсийг үүсгэдэг.

Тиймээс цахиур-хүчилтөрөгчийн тетраэдрүүдтэй хамт хөнгөн цагаан-хүчилтөрөгчийн тетраэдрүүд гарч ирдэг. Энэ тохиолдолд хөнгөн цагааны үүрэг хоёр талтай: эсвэл бусад металлын нэгэн адил цахиур-хүчилтөрөгчийн тетраэдрүүдийн хооронд байрладаг бөгөөд тэдгээрийг хооронд нь холбодог, эсвэл зарим тетраэдрүүдэд цахиурын байрыг эзэлдэг.

Цахиур, хөнгөн цагааны эдгээр тетраэдрүүдээс тэдгээрийг хооронд нь нэгтгэснээр дэлхийн царцдасын хамгийн чухал олон эрдэс бодисууд үүсдэг бөгөөд тэдгээр нь алюминосиликатуудын ерөнхий нэрээр нэгддэг. Эхлээд харахад хөнгөн цагаан, цахиур, хүчилтөрөгчийн атомын нарийн төвөгтэй загвар нь нарийн нэхсэн тор эсвэл хивсний хээтэй төстэй юм. Энэ зургийг зөвхөн рентген туяаны тусламжтайгаар тогтоож болох бөгөөд энэ нь ашигт малтмалын дотоод бүтцийг гэрэл зургийн хальснаа буулгах мэт санагдсан.

Алс холын бага наснаасаа саарал, нэгэн хэвийн чулуунууд бидэнд хэрхэн санагдаж байсныг, тэдгээрийн бүтцийн гүнд нэвтрэн ороход бидэнд ямар нарийн төвөгтэй, олон янзын дүр зураг зурагддагийг санацгаая.

Зарим алюминосиликатуудын тархалт асар их байдаг. Дэлхийн царцдасын талаас илүү хувь нь хээрийн жонш гэж нэрлэгддэг эрдэс бодисоос бүрддэг гэдгийг хэлэхэд хангалттай. Эдгээр нь боржин чулуу, гнейс болон бусад чулуулгийн нэг хэсэг бөгөөд дэлхийг хатуу чулуун бүрхүүлээр бүрхэж, хүчирхэг уулын нуруу хэлбэрээр цухуйсан байдаг.

Дэлхийн гадарга дээрх хээрийн жонш олон мянган жилийн турш өгөршсөний үр дүнд 15-20% хөнгөн цагаанаас бүрдэх асар их хэмжээний шавар хуримтлагддаг. Эдгээр хаа сайгүй байдаг чулуулгаас олдсон хөнгөн цагааныг бүр шавар гэж нэрлэдэг байв.

Бид усгүй хөнгөн цагаан ислийг (AbO3) ашигт малтмалын корунд хэлбэрээр олдог бөгөөд энэ нь гайхалтай хатуулаг, заримдаа ер бусын гоо үзэсгэлэнгээрээ ялгагдана. Хром, төмөр, титан зэрэг хөнгөн цагаан, хүчилтөрөгчтэй холилдсон багахан хэмжээний элементүүд болох будагч бодисууд байдаг хөнгөн цагааны тунгалаг сортууд нь нэгдүгээр зэрэглэлийн үзэсгэлэнтэй үнэт чулуунуудын нэг юм. Нэг эсвэл өөр бодисын өчүүхэн хольцтой хөнгөн цагааны исэлд ямар олон янзын өнгө, баялаг өнгө бий болдог вэ! Энэ бол эрт дээр үеэс хүмүүсийн сэтгэлийг татсаар ирсэн тод өнгөтэй гялалзсан улаан бадмаараг, цэнхэр индранил юм. Эдгээр чулуунуудтай холбоотой хичнээн үлгэр байдаг вэ! Хатуу чанараараа алмазын дараа ордог, цэвэр тунгалаг бус, бор, саарал, хөхөвтөр, улаавтар корунд талстуудыг мөн л хүн төрөлхтөн хэрэглэж ирсэн.

Тэдгээрийн тусламжтайгаар бид янз бүрийн хатуу материалыг боловсруулж, багаж хэрэгсэл, зэвсэг, машин механизм, машин зэрэг гялалзсан гангаар хийдэг.

Магнетит болон бусад эрдсүүдтэй холилдсон ижил корундны жижиг талстууд - зүлгүүр гэж нэрлэгддэг - хүн бүрт сайн мэддэг; Чи нэг бус удаа зүлгүүрээр хутгаа цэвэрлэсэн байх!

Мэдээжийн хэрэг корунд нь хөнгөн цагаан металл авахад хялбар эх үүсвэр болж чаддаг ч энэ нь өөрөө хэтэрхий үнэ цэнэтэй бөгөөд байгальд ховор байдаг.

Эрт дээр үеэс, бүр хүн төрөлхтний соёлын эхэн үед, чулуун зэвсгийн үеэс өнөөг хүртэл хүмүүс алюминосиликатаас боржин чулуу, базальт, порфир, шавар болон бусад чулуулгийг өргөнөөр ашиглаж, тэдгээрээс бүхэл бүтэн хотуудыг барьж, барилга байгууламж, урлагийн бүтээл туурвисаар ирсэн. , сав суулга, керамик, фаянс, шаазан эдлэл үйлдвэрлэх.

Гэвч олон мянган жилийн турш хүмүүс эдгээр чулуулагт нуугдаж байсан металл болох хөнгөн цагааны эрхэм сайхан, гайхамшигтай шинж чанарыг сэжиглэж байгаагүй.

Хөнгөн цагаан нь байгальд хэзээ ч металл хэлбэрээр байдаггүй;

Мөн энэ гайхамшигт металлыг гаргаж авч, амьдруулахын тулд хүний ​​суут ухаан, түүний шаргуу хөдөлмөр шаардагдана.

Бага хэмжээний гялалзсан мөнгөлөг металлыг 125 жилийн өмнө анх тусгаарлаж байжээ. Энэ нь хүний ​​амьдралд ямар ч үүрэг гүйцэтгэнэ гэж хэн ч бодоогүй, ялангуяа үүнийг олж авах нь маш хэцүү байсан. Гэвч өнгөрсөн зууны эхээр хэд хэдэн эрдэмтэд өндөр температурт хайлсан хөнгөн цагааны нэгдлээс шаарын царцдасын дор катодын дор хөнгөн цагааныг электролизоор тусгаарлаж чадсан. Энэ бол цэвэр мөнгөлөг металл байсан - тэр үед тэдний хэлснээр "шавараас мөнгө".

Хөнгөн цагаан үйлдвэрлэх энэ аргыг үйлдвэрүүдэд шилжүүлж, метал хурдан өргөн тархаж эхлэв. Мөнгийг санагдуулам өнгөтэй. Мөн түүний шинж чанарууд үнэхээр гайхалтай болсон.

Хөнгөн цагааны металлын үйлдвэрлэл нь хоёр тусдаа процесс дээр суурилдаг. Юуны өмнө, цэвэр усгүй хөнгөн цагаан исэл - хөнгөн цагааны ислийг нэлээд нарийн боловсруулалтын дараа бокситоос гаргаж авдаг. Дараа нь хөнгөн цагааны ислийг бал чулуун хавтангаар бүрсэн тусгай ваннд электролиз хийнэ.

Хөнгөн цагааны ислийн нунтаг нь криолит нунтагтай холилдсон эдгээр ваннууд руу ордог. Хүчтэй цахилгаан гүйдлийг асаахад энэ нь хөгждөг дулаан(ойролцоогоор 1000 °); Криолит нь хөнгөн цагааны ислийг хайлуулж, уусгаж, улмаар гүйдлийн нөлөөгөөр хөнгөн цагаан, хүчилтөрөгч болж задардаг. Банны ёроол нь катод (сөрөг туйл) болж үйлчилдэг бөгөөд хайлсан хөнгөн цагаан түүн дээр хуримтлагддаг. Энэ нь тусгай цоргооор гарч, хэвэнд цутгаж, гялалзсан мөнгөн гулдмай хэлбэрээр хатуурдаг.

Хөнгөн цагааны зарим шинж чанарыг хүн бүрт сайн мэддэг. Энэ нь маш хөнгөн металл бөгөөд төмрөөс бараг гурав дахин хөнгөн. Энэ нь маш наалдамхай бөгөөд үүнтэй зэрэгцэн нэлээд хүчтэй: утас руу татах эсвэл хамгийн нимгэн хуудсан дээр тэгшлэх боломжтой. Түүний химийн шинж чанар нь гайхалтай биш юм. Нэг талаас, энэ нь исэлдэлтээс айдаггүй бололтой; Үүнийг бид хөнгөн цагаан аяга, тогоо, тогоо, лаазны зан үйлээс мэднэ. Үүний зэрэгцээ түүний хүчилтөрөгчтэй холбоотой байдал маш өндөр байдаг. Энэхүү илэрхий зөрчилдөөнийг манай агуу химич Д.И.Менделеев тэмдэглэжээ. Агаарт хайлуулсны дараа мөнгөн гялалзсан хөнгөн цагаан нь уйтгартай оксидын хальсаар хучигдсан байдаг бөгөөд энэ нь түүнийг цаашдын исэлдэлтээс хамгаалдаг. Метал болгонд ийм өөрийгөө хамгаалах чадварыг өгдөггүй. Төмрийн исэл, жишээлбэл, сайн мэддэг зэв нь металыг цаашид устгахад наад зах нь саад болохгүй: энэ нь хэтэрхий сул, агаар, усыг амархан нэвчүүлдэг. Эсрэгээр, хөнгөн цагааныг бүрхсэн оксидын нимгэн хальс нь маш нягт, уян хатан бөгөөд найдвартай бүрхэвч болдог.

Халах үед хөнгөн цагаан нь хүчилтөрөгчтэй нэгдэж, хөнгөн цагаан исэл болж хувирч, асар их хэмжээний дулаан ялгаруулдаг. Шаталтын үед дулаан ялгаруулдаг хөнгөн цагааны энэхүү шинж чанарыг бусад металлыг хөнгөн цагаан металлын нунтагтай холих замаар исэлээс нь хайлуулах технологид ашигласан. Энэхүү алюминотермийн процесст

металл хөнгөн цагаан нь бусад металлын ислээс хүчилтөрөгч авч, тэдгээрийг бууруулдаг.

Жишээлбэл, та төмрийн ислийн нунтагыг хөнгөн цагааны нунтагтай хольж, энэ хольцыг магнийн туузаар галд авбал таны нүдний өмнө хүчтэй урвал гарч ирэх болно. их хэмжээнийдулаан, температур нь 3000° хүртэл өснө. Хөнгөн цагаанаар нүүлгэсэн төмөр нь энэ температурт хайлж, үүссэн хөнгөн цагаан исэл нь шаар хэлбэрээр гадаргуу дээр хөвдөг. Хүн хөнгөн цагааны энэ үйл ажиллагааг галд тэсвэртэй, техникийн хувьд үнэ цэнэтэй металлыг олж авахад ашигласан.

Титан, ванади, хром, марганец болон бусад металлыг ийм аргаар хайлуулдаг. Алюминотерми нь өндөр температурыг бий болгодог тул төмрийн исэл ба хөнгөн цагааны холимог - термит гэж нэрлэгддэг ганг гагнахад ашигладаг. Жишээлбэл, трамвайн төмөр замыг гагнах үед үүнийг хэрхэн хийхийг та бүгд харсан байх. Термитийг шатаах үед хайлсан төмөр нь төмөр замын холбосон үзүүрүүд рүү урсаж, гагнаж байна.

Хөнгөн цагаан шиг ийм хурдан бөгөөд гайхалтай карьерыг бий болгох олон элементүүдийг нэрлэх нь бараг боломжгүй юм!

Хөнгөн цагаан нь автомашин, инженерчлэл болон бусад үйлдвэрүүдэд хурдацтай нэвтэрч, ихэнх тохиолдолд ган, төмрийг орлож эхэлсэн. Цэргийн хөлөг онгоцны үйлдвэрлэлд түүний хэрэглээ нь хувьсгал хийж, жишээлбэл, "халаасны байлдааны хөлөг онгоц" (хөнгөн крейсерийн хэмжээтэй хөлөг онгоц, аймшгийн хүч) бий болгох боломжтой болсон.

Хүн энэ "мөнгө"-ийг байгалийн ашигт малтмалаас асар их хэмжээгээр олж авч сурсан. Мөн "шавараас мөнгө" нь эцсийн эцэст агаарын элементийг ялах боломжийг хүмүүст олгосон.

Хөнгөн цагаан эсвэл түүний хөнгөн хайлш нь хатуу бөмбөлөг, их бие, далавч эсвэл бүх металлаар хийсэн онгоцыг барихад тохиромжтой.

Хөнгөн цагааныг ийм өргөнөөр ашигласан энэхүү шинэ салбар бидний нүдний өмнө гайхалтай хурдацтай хөгжиж байв.

Бидний дээгүүр нисч буй онгоцыг харахад хөдөлгүүргүй түүний жингийн 69% нь хөнгөн цагаан ба хайлшаас бүрддэг бөгөөд онгоцны хөдөлгүүрт ч гэсэн хөнгөн цагаан, магнийн жин буюу хамгийн хөнгөн хоёр металлын жин 25% хүрдэг гэдгийг санаарай. .

Хүнд үйлдвэрийн асар их хэрэглээ, бүхэл бүтэн хөнгөн цагаан галт тэрэг барих, механик инженерчлэл, ялангуяа нисэхийн салбарт хөнгөн цагааны хэрэглээтэй зэрэгцэн хөнгөн цагаан утас, цахилгааны эд ангиудад хэдэн зуун мянган тонн хөнгөн цагаан зарцуулагдаж байна. аж үйлдвэр.

Гэхдээ энэ нь энэ металлын хэрэглээг дуусгадаггүй.

Мөн хайсан гэрлийн цацруулагч толь, шөрмөсний чухал хэсэг, пулемётын бүс, бамбар, төмрийн исэл холилдсон хөнгөн цагаан нунтаг - шатдаг бөмбөгөнд оруулцгаая. Одоогийн байдлаар ижил бокситуудаас гаргаж авсан, зүлгүүрийн үйлдвэрлэл гэж нэрлэгддэг, гол төлөв металл боловсруулахад ашигладаг хиймэл талст хөнгөн цагааны исэл (электрокорунд, алунд) асар их ач холбогдлыг санацгаая.

Цэвэр хөнгөн цагааны ислийг будагч бодис нэмснээр талстжуулснаар бид байгалийнхаас дутахааргүй гайхалтай бадмаараг, индранил чулууг олж авдаг. Бид тэдгээрийг голчлон нарийн багажны чухал хэсгүүдэд элэгдэлд тэсвэртэй тулгуур чулуу болгон ашигладаг: цагны механизм, жин, цахилгаан тоолуур, гальванометр гэх мэт.

Бид төмрийг нарийн хөнгөн цагаан нунтагаар бүрж, зэвэнд тэсвэртэй хөнгөн цагаан тугалга гаргаж авдаг. Сайхан литографийн будаг бэлтгэхийн тулд ижил нунтаг хэрэглэдэг. Саяхан үүнийг алдартай ардын урлагийн мастерууд - Хохлома модон зураг ихэд үнэлж байна. Хөнгөн цагааны нунтагыг зөөлөн "хөлзөг" ашиглан объектын тосонд дэвтээсэн гадаргуу дээр хэрэглэнэ. Ийм маягаар дур булаам мөнгөн дэвсгэрийг бүтээж, түүн дээр мастер нь нарийн төвөгтэй цэцэгсийн будгийн хэв маягийг зурдаг.

Бид яагаад хөнгөн цагааныг 20-р зууны металл гэж нэрлэдэг вэ?

Учир нь түүний хэрэглээ нь гайхалтай шинж чанараараа жил бүр нэмэгдэж, нэмэгдэж байгаа бөгөөд хөнгөн цагааны асар их нөөц шавхагдашгүй бөгөөд төмрийг ашиглаж эхэлсэнтэй адил хөнгөн цагааны одоо хүний ​​хэрэглээнд нэвтэрч байна гэж үзэх бүрэн үндэслэлтэй. цагтаа.

Олон зуун жил өнгөрч, бидний цагийг хөнгөн цагаан эрин гэж нэрлэж болно!

Хүн төрөлхтөн удаан, аажмаар хүчин чармайлтын үр дүнд жинхэнэ соёл иргэншилд хүрсэн гэдгийг түүх бидэнд заадаг. Өнөөг хүртэл туулсан урт замыг янз бүрийн үзэл бодлоос өөр өөр байдлаар хуваадаг. Хүн төрөлхтний түүхийг тодорхой цаг үед гол үүрэг гүйцэтгэсэн багаж хэрэгсэл, металлаар нь цаг үе болгон хуваах нь их түгээмэл.

Анхны үе бол чулуун зэвсгийн үе байсан бөгөөд хүмүүс металл боловсруулалтыг мэддэггүй байсан бөгөөд бүх багаж хэрэгслийг чулуугаар хийдэг байв. Дараа нь хүрэл, зэсийн үе ирж, одоо бид Төмөр зэвсгийн үед амьдарч байна. Үнэн хэрэгтээ төмөр нь жинхэнэ соёл иргэншилд маш чухал бөгөөд түүнгүйгээр орчин үеийн үйлдвэрлэл, технологийн бүх амжилтыг төсөөлөхийн аргагүй юм. Бид төмөргүйгээр хийж чадахгүй, харин алтгүйгээр хялбархан хийж чадах байсан бөгөөд хэрэв одоогийн байдлаар төмөр бол хамгийн эрхэм металл биш бол энэ нь бидний алхам тутамд хамгийн хэрэгтэй бөгөөд зайлшгүй шаардлагатай гэдэгт эргэлзэхгүй байна.

Үүгээр зогсох уу, эсвэл төмөр ар тал руугаа бүдгэрдэг дахин эрин ирнэ гэж бодож болох уу? Төмрийг ямар металл орлох вэ, хэдэн зуун ирэх вэ?

Орчин үеийн шинжлэх ухаан эдгээр асуултад аль хэдийн хариулж чадах бөгөөд энэ ярилцлагаар бид хөнгөн цагааны эрин үед амьдрах алс холын үр удамд төмрийг орлох металлын шинж чанарыг уншигчдад танилцуулах болно. Ирээдүйн нас бол хөнгөн цагаан юм. Гэхдээ яагаад өөр металл биш хөнгөн цагаан гэж? Энэ үнэн үү?

Аливаа металлыг төмрийг орлуулахын тулд дараах нөхцөлүүдийг хангасан байх шаардлагатай. Нэгдүгээрт, шинэ металл нь төмрөөс илүү сайн байх ёстой; хоёрдугаарт, байгальд төмрөөс багагүй хэмжээгээр өргөн тархсан байх шаардлагатай. Хөнгөн цагаан бол яг ийм металл юм. Хатуугаараа ганг орлох, бусад үзүүлэлтээрээ давж гарах, гоо сайхан, тэр дундаа хайлшаараа алт мөнгөтэй өрсөлдөх чадвартай энэ гайхалтай металлын бүхий л шинж чанаруудыг бид доороос уншигч танд танилцуулах болно. Хамгийн гайхалтай нь энэ гайхалтай металлын орд нь төмрөөс зүйрлэшгүй их юм. Энэ шинэ металл хаа сайгүй байдаг; бид өдөр бүр, цаг тутамд хөлд нь гишгэдэг. Хөнгөн цагааныг өөрөөр шавар гэж нэрлэдэг бөгөөд зөвхөн нэр нь л энэ нь шаврын гол бүрэлдэхүүн хэсэг болох шавар гэдгийг харуулж байна. Бидний ердийн хэллэг болох "шавар хөлтэй аварга том амьтан" гэсэн үг ирээдүйд хэрхэн өөрчлөгдөх вэ! Өршөөгтүн, бидний үр удам "Шаварт хөл, гэхдээ илүү сайн, илүү хүчтэй юу ч хийж чадахгүй" гэж хэлэх болно. Ингээд л цаг үе өөрчлөгдөж, бид тэдэнтэй хамт байна...

Тиймээс бид зэвэрсэн төмрийг ямар металлаар сольж, соёл иргэншилд асар том хувьсгал хийх ёстойг мэддэг, бид энэ гайхамшигтай металлын шинж чанарыг мэддэг - юу болсон бэ?

Энэ металлыг олборлоход . Энэ нь төмрөөс зүйрлэшгүй сайн, илүү өргөн тархсан боловч бид үүнийг хямд аргаар олж авах аргыг мэдэхгүй хэвээр байгаа бөгөөд төмрийн эрин үеийг орлох шаварлаг эрин үед хямд байх нь зайлшгүй юм. Энэ аргыг нээсэн нь хүн төрөлхтний түүхэнд хувьсгал хийх бөгөөд үүнтэй харьцуулахад улс төрийн хамгийн чухал үйл явдлууд, хамгийн цуст дайнууд нь зүгээр л өчүүхэн төдий зүйл, бараг анхаарал татахуйц байх болно. Энэхүү дэлхийн хувьсгал тулааны талбарт биш, харин шавар шавар болж хувирах нууцыг олж мэдэх даруухан шинжлэх ухааны ажилтны тусгаарлагдсан лабораторийн хаа нэгтээ явагдах болно.

Гэхдээ уншигчид дээрх үгсийг хэтрүүлэг гэж үзэхгүйн тулд энэ металлын талаар хэдэн үг хэлье.

Хөнгөн цагаан эсвэл шавар нь дэлхий дээрх хамгийн түгээмэл металл боловч метал хэлбэрээр хэзээ ч олддоггүй, гэхдээ зөвхөн хөнгөн цагааны исэл хэлбэрээр, өөрөөр хэлбэл хамгийн түгээмэл чулуулгийн нэг хэсэг болох хүчилтөрөгчтэй (Al 2 O 3) нийлдэг. болон үндсэн хэсэг нь шавар.

мөнгөн хөнгөн цагаан; цэвэр металлын хувийн жин 2.56 (өөрөөр хэлбэл уснаас ердөө 2 1/2 дахин хүнд); боловсруулах замаар хувийн жин 2.67 хүртэл нэмэгддэг; цахилгаан дамжуулах чанар нь төмрийнхээс 3 1/2 дахин их, зэсээс 2 дахин бага байдаг. Хөнгөн цагаан бол дулаан дамжуулагч юм; түүний хайлах цэг нь цайр, мөнгөний хайлах цэгүүдийн хооронд байрладаг; Энэ нь янз бүрийн ажиглалтын дагуу 600-850 ° C байна. Төрөл бүрийн тодорхойлолтоор дулааны багтаамж нь 0.202-0.2253, өөрөөр хэлбэл хөнгөн цагааны хувьд ихэнх металлынхаас өндөр байдаг нь хөнгөн цагааны атомын жин багатай тохирч байна.

Хөнгөн цагаан нь цутгах хэвэнд сайн ажилладаг бөгөөд цутгамал төмөр болон шороонд сайн цутгадаг. Хэрэв энэ нь хүчилтөрөгч шингээх эсвэл цахиурын ул мөртэй нийлдэг бол саарал, хэврэг болдог; Тиймээс хэвний цутгах гадаргуу нь нүүрс эсвэл шатсан криолитоор хучигдсан байдаг. Металлын зэврэлтээс хамгаалах гайхалтай шинж чанар (төмөр нь ялангуяа төмрийн зовдог) хэрэв метал нь цэвэр биш бол ихээхэн сулардаг. Хөнгөн цагаан нь устөрөгчийн сульфид, аммонийн сульфид, азотын хүчлийн нөлөөнд автдаггүй бөгөөд энэ нь зөвхөн буцалгах цэг дээр үр дүнтэй байдаг; Энэ нь ургамлын хүчлийн нөлөөнд мэдрэмтгий биш бөгөөд агаарт, тэр ч байтугай хамгийн нимгэн навчинд хүртэл маш сайн хадгалагддаг. Компакт хөнгөн цагаан нь буцалж буй усанд өөрчлөгддөггүй. Улаан халуунд ч гэсэн усны уур задрахгүй. Нилээд хуваагдсан төлөвт, буцалгах үед навч хэлбэрээр метал нь усыг задалдаг. Давсны хүчил хөнгөн цагааныг сайн уусгана. Хөнгөн цагааны хэрэглээнд саад болж буй гол бэрхшээл нь түүний өндөр үнэ, ашиглалтын үүднээс хөнгөн цагааны шинж чанарт бага анхаарал хандуулдаг явдал юм. Одоо үүнийг олон тооны оптик, математикийн хэрэгсэл, үнэт эдлэл, хүч чадал, хөнгөн байдлыг шаарддаг төрөл бүрийн "зөгнөлт нийтлэл"-д ашигладаг. Металлын хөнгөн байдал нь маш чухал шинж чанар бөгөөд хүч чадалтай хослуулан хөнгөн цагааныг хямд үнээр олон төрлийн хэрэглээнд зайлшгүй шаардлагатай материал болгодог.

Хөнгөн цагааны хэрэглээнд маш чухал саад тотгор бол түүний хоёр хэсгийг холбоход бэрхшээлтэй байдаг. Гагнуурын зориулалттай металыг халаах үед түүний гадаргуу дээр хөнгөн цагааны нимгэн хальс үүсдэг бөгөөд энэ нь гагнуурыг металлтай холбохоос сэргийлдэг. Хөнгөн цагааны хайлшийн хувьд ч мөн адил. Гэсэн хэдий ч тодорхой аргуудыг ашиглан хөнгөн цагаан гагнах боломжтой (Mourey болон Burbuz аргууд).

Одоо практикт ихээхэн ашиг тустай байгаа хөнгөн цагааны хайлш нь хөнгөн цагаан хямд болж байгаа тул ирээдүйд аж үйлдвэрт маш чухал үүрэг гүйцэтгэх болов уу. Эдгээр хайлш нь маш олон байдаг. Ерөнхийдөө хөнгөн цагаан нь бага хэмжээгээр нэмдэг бараг бүх металлын чанарыг сайжруулдаг гэж хэлж болно. Энэ нь тэдний хүч чадал, зөөлөн металлын гялбааг нэмэгдүүлж, химийн бодисын нөлөөнд илүү тэсвэртэй болгодог. Энэ нь бараг бүх ашигтай металлуудтай хайлшдаг. Хэрэв төмрөөр хайлуулсан бол түүнийг металл хэлбэрээр бүрэн тусгаарлах боломжгүй; 7-8% -иас дээш хөнгөн цагаан агуулсан төмөр нь хэврэг болж, урт зүүгээр талстждаг.

Бага хэмжээний мөнгөтэй хайлштай хөнгөн цагаан нь уян хатан чанараа ихээхэн алддаг; Харин энэ металлын 5%-ийн хольцтой бол энэ нь маш сайн боловсруулагдсан бөгөөд цэвэр мөнгөнөөс хамаагүй сайн өнгөлгөө авдаг. 3% мөнгөтэй хөнгөн цагаан нь мөнгөнөөс илүү хатуу, цагаан, хүхэрт устөрөгчөөс ч бүдгэрдэггүй тул физик хэрэгсэлд маш сайн байдаг. Бага хэмжээний мөнгө агуулсан хайлш нь жингийн рокерт онцгой тохиромжтой бөгөөд энэ зорилгоор ашиглах нь нэлээд түгээмэл байдаг. 5% мөнгө агуулсан хайлш нь хатуу, гялалзсан, цаг хугацааны явцад гялалздаггүй тул зоосыг дахин дахин санал болгосон.

Бурбуз хөнгөн цагааныг гагнахын тулд хэрэглэж, бусад шинж чанарыг нь харуулах хүртэл хөнгөн цагаан, цагаан тугалганы хайлш нь ямар ч ач холбогдолгүй байв. 100 хэсэг хөнгөн цагаан, 20 ширхэг цагаан тугалга агуулсан хайлш нь үйлдвэрлэлийн үүднээс аль хэдийн амжилтанд хүрсэн; гэхдээ 100 хэсэг хөнгөн цагаан, 10 хэсэг цагаан тугалганы хайлш нь бүр ч сонирхолтой: хөнгөн цагаанаас илүү цагаан, уд. жин 2.85, өөрөөр хэлбэл хөнгөн цагааныхаас арай илүү; Онцгой хөнгөн байхыг шаарддаг бүх багаж хэрэгслийг бүтээхэд хөнгөн цагааны адил тав тухтай ашиглаж болно. Төрөл бүрийн химийн бодисуудад тэсвэртэй байдал нь цэвэр хөнгөн цагааныхаас илүү бөгөөд боловсруулалт нь илүү хялбар байдаг. Гагнуурын хувьд гуулинтай адил хялбар бөгөөд тусгай бэлтгэлгүйгээр хийж болно. Энэхүү хайлшаар олон багажийг хийдэг бөгөөд энэ нь аль хэдийн оптик, геодезийн болон физикийн багаж хэрэгслийг үйлдвэрлэхэд ашигладаг үйлдвэрлэлийн зүйл юм. Цайр, хөнгөн цагааны хамгийн сонирхолтой хайлш нь сүүлийн 3% -ийг агуулдаг; цайраас илүү хатуу, гялалзсан байдаг.

97%-ийн алт, 3%-ийн хөнгөн цагааны хайлш нь бусад чанараа алддаггүй цэвэр алтнаас илүү өнгө төрхтэй.

Тиймээс хөнгөн цагаанд бусад металлыг бага хэмжээгээр оруулах нь түүний бусад шинж чанарыг мэдэгдэхүйц өөрчлөхгүйгээр түүний гялбаа, хатуулгийг нэмэгдүүлдэг; бага хэмжээний хөнгөн цагааныг бусад металлд оруулах нь тэдний чанарыг бараг үргэлж сайжруулдаг.

Сүүлийн үед бүх хайлшаас хөнгөн цагаан хүрэл онцгой ач холбогдолтой болсон, ялангуяа түүнийг үйлдвэрлэхэд цахилгаан аргыг ашигладаг.

Саяхныг хүртэл хөнгөн цагаан хүрэл олж авах хамгийн сайн арга бол ах дүү Коулсын арга (Коулз, Кливленд, Охайо, Хойд Америк) гэж тооцогддог байв. Харин одоо Францын иргэн Хероулт Коулсын дулааны аргыг термоэлектролитийн аргаар сольсон нь илүү ашигтай, тохиромжтой болж хувирав. Эдгээр аргуудын товч тайлбар руу шилжихийн өмнө бид хөнгөн цагаан хүрэлийн шинж чанарыг тайлбарлах бөгөөд энэ нь удахгүй энгийн цагаан тугалга хүрэлийг орлох болно.

5% зэс агуулсан хөнгөн цагааны хайлш нь уян хатан хэвээр байна; 10% зэсийн хувьд боловсруулахад тохиромжгүй болсон. 80% -иас дээш зэс агуулсан хайлш нь сайхан шар өнгөтэй; 5-10% зэсийн агууламжийг хөнгөн цагаан хүрэл гэж нэрлэдэг; Үүнийг Перси, Сент-Клэр-Девиль, Дебрей болон бусад хүмүүс сайн судалсан бөгөөд энэ нь маш бат бөх, хуурамч бөгөөд сайн өнгөлсөн. Хэрэв хөнгөн цагааны агууламж 10% -иас дээш байвал хайлшийн хатуулаг ихсэх тул боловсруулахад хэцүү болно. Хөнгөн цагааны 10% -ийн хайлш нь цайвар, шар-алт, 5% -ийн хөнгөн цагаан бол улаавтар, шар-алт; 2% хөнгөн цагааны хувьд энэ нь бараг зэс-улаан өнгөтэй байдаг.

Хөнгөн цагаан хүрэл нь хайлсан үед исэлддэггүй, ер бусын цэвэрхэн цутгамал хийдгээрээ энгийн цагаан тугалга хүрэлээс ялгаатай. 10% хөнгөн цагааны хүрэл нь хатуулаг, хатуулагтай хослуулсан; хамгийн гүн улаан халуунаас бараг хайлах цэг хүртэлх температурт энэ нь бүрэн уян хатан байдаг.

Хөнгөн цагаан хүрэлийн хувийн жин нь хөнгөн цагааны агууламж нэмэгдэх тусам буурдаг. Хөнгөн цагааны нэгдлүүдийн хүч чадал нь гайхалтай бөгөөд хөнгөн цагааны хэмжээтэй холбоотойгоор энэхүү ашигтай бүрэлдэхүүн хэсгийн 1% хүртэл буурах нь бат бэх мэдэгдэхүйц буурахад хүргэдэг боловч үүнтэй зэрэгцэн хайлшийн суналтын бат бэхийг нэмэгдүүлдэг болохыг тэмдэглэжээ. . Хөнгөн цагаан хүрэл хатуулгийг тодорхойлохын тулд бид Парист шуудангийн марк үйлдвэрлэхэд ашигладаг болохыг онцлон тэмдэглэв. Энэ үйлдвэрлэлд тусгай цоолтуураар цоолсон маркийн хуудас байрлуулах хавтанг хайж олоход маш их ажил хийсэн. Цохилт бүрт цоолтуурын цоорхойнууд хавтангийн нүх рүү орох ба машинд 300 цоолтуур байдаг тул хурдан ажилладаг тул өдөрт 180,000,000 цоолбор хийдэг. Ийм нөхцөлд хүрэл хавтан нэг өдрийн дотор элэгдэж, ган хавтан ч хурдан мууддаг. Тэдгээрийг хөнгөн цагаан хүрэл хавтангаар солих үед тэд хэдэн сараар үйлчилж эхлэв. Стрэнжийн туршилтаар хөнгөн цагаан хүрэл нь энгийн хүрэлээс 8 дахин хатуу байдаг нь тогтоогджээ.

E. Self-ийн хэлснээр хөнгөн цагаан хүрэл нь суналтын бат бэх, суналтын бат бэхийн хувьд Англи, Германы засгийн газраас тогтоосон ган багажны (хуурамч ган) нөхцөлийг хялбархан хангадаг бөгөөд энэ нь нэг квадрат метр тутамд 4916 кг суналтын бат бэх шаарддаг. . вэб сайт. 15% суналттай. Эдгээр бууг 10% хөнгөн цагааны хүрэл ашиглан ижил хүч чадлаар хамаагүй бага хугацаанд, хямдаар хийж болно.

Вэбстер компанийн хөнгөн цагааны хайлшийг гол мөрөн болон халуун орны тэнгисийн аль алинд нь янз бүрийн нөхцөлд ажилладаг хөлөг онгоцны сэнсний ирэнд туршиж үзсэн; Энэ нь аль хэдийн удаан хугацаанд ажиллаж байгаа бөгөөд одоогоор материалд мэдэгдэхүйц гэмтэл ажиглагдаагүй байна.

Хөнгөн цагааны хайлш нь машины бүх үрэлтийн хэсгүүдэд маш тохиромжтой юм шиг санагддаг. Вебстер компанийн тусгай хайлшийг нэг уурын хөлөг онгоцны хазгай хавчааруудад ашигласан бөгөөд түүний хэрэглээг дадлагажигч нар өндөр үнэлдэг. Cowles хүрэл нь өндөр хурдны динамо дахь холхивчийг амжилттай ашиглаж ирсэн.

Хэсэг 1. Хөнгөн цагааны нээлтийн нэр, түүх.

2-р хэсэг. ерөнхий шинж чанар хөнгөн цагаан, физик, химийн шинж чанарууд.

Бүлэг 3. Хөнгөн цагааны хайлшаас цутгамал бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх.

Бүлэг 4. Хэрэглээ хөнгөн цагаан.

Хөнгөн цагааннь Д.И.Менделеевийн химийн элементүүдийн үечилсэн системийн 3-р үеийн үндсэн дэд бүлгийн элемент бөгөөд атомын дугаар 13. Al тэмдгээр тэмдэглэнэ. Хөнгөн металлын бүлэгт хамаарна. Хамгийн нийтлэг металлмөн дэлхийн царцдасын гурав дахь хамгийн элбэг химийн элемент (хүчилтөрөгч, цахиурын дараа).

Энгийн бодис хөнгөн цагаан (CAS дугаар: 7429-90-5) - хөнгөн, парамагнит металлмөнгөлөг цагаан өнгөтэй, хэвэнд оруулах, цутгах, машинлахад хялбар. Хөнгөн цагаан нь гадаргууг цаашдын харилцан үйлчлэлээс хамгаалдаг хүчтэй исэлдлийн хальс хурдан үүсдэг тул өндөр дулаан, цахилгаан дамжуулалт, зэврэлтэнд тэсвэртэй байдаг.

Аливаа хөгжингүй нийгэм дэх аж үйлдвэрийн ололт амжилт нь бүтцийн материал, хайлшийн технологийн дэвшилтэй байнга холбоотой байдаг. Худалдааны бүтээгдэхүүний боловсруулалтын чанар, үйлдвэрлэлийн бүтээмж нь улсын хөгжлийн түвшний хамгийн чухал үзүүлэлт юм.

Орчин үеийн барилга байгууламжид хэрэглэгддэг материалууд нь өндөр бат бэх шинж чанараас гадна зэврэлтэнд тэсвэртэй, дулааны эсэргүүцэл, дулаан ба цахилгаан дамжуулалт, галд тэсвэртэй байдал, түүнчлэн эдгээр шинж чанаруудыг удаан хугацаанд хадгалах чадвартай байх ёстой. ачаалал дор ажиллах.

Шинжлэх ухааны хөгжил ба үйлдвэрлэлийн үйл явцМанай улсад өнгөт металлын цутгамал үйлдвэрлэлийн чиглэлээр шинжлэх ухаан, технологийн дэвшлийн дэвшилтэт ололттой нийцэж байна. Тэдний үр дүн, ялангуяа Волжскийн автомашины үйлдвэр болон бусад хэд хэдэн үйлдвэрүүдэд орчин үеийн цутгамал цутгах, шахах цутгах цехүүд бий болсон явдал байв. Заволжскийн моторын үйлдвэрт 35 МН-ийн хөгц түгжих хүчин чадалтай том шахах машинууд амжилттай ажиллаж байгаа бөгөөд тэдгээр нь Волга машинд зориулж хөнгөн цагаан хайлшаар хийсэн цилиндр блок үйлдвэрлэдэг.

Алтайн моторын үйлдвэр шахах цутгамал цутгамал үйлдвэрлэх автомат шугамыг эзэмшсэн. Зөвлөлт Социалист Бүгд Найрамдах Социалист Бүгд Найрамдах Холбоот Улсад (), дэлхийд анх удаа үүнийг боловсруулж, эзэмшсэн үйл явцхөнгөн цагааны хайлшны ембүүг цахилгаан соронзон талстжуулагч руу тасралтгүй цутгах. Энэ арга нь ембүүний чанарыг ихээхэн сайжруулж, эргэлтийн явцад чипс хэлбэрээр хаягдлыг бууруулдаг.

Хөнгөн цагааны нээлтийн нэр, түүх

Латин хөнгөн цагаан нь латин alumen буюу хөнгөн цагаан (хөнгөнцагаан ба калийн сульфат (K) KAl(SO4)2·12H2O) гэсэн утгатай бөгөөд арьс шир боловсруулахад эрт дээр үеэс хэрэглэж ирсэн хөнгөн цагаан юм. Аль, үелэх системийн III бүлгийн химийн элемент, атомын дугаар 13, атомын масс 26, 98154. Химийн өндөр идэвхжилтэй тул цэвэр хөнгөн цагааныг нээж, тусгаарлахад бараг 100 жил үргэлжилсэн. "" (Галд тэсвэртэй бодис, орчин үеийн хэллэгээр - хөнгөн цагаан исэл) нь хөнгөн цагаанаас гаргаж авах боломжтой гэсэн дүгнэлтийг 1754 онд гаргажээ. Германы химич А.Маркграф. Хожим нь ижил "дэлхий" -ийг шавраас тусгаарлаж болох нь тогтоогдсон бөгөөд үүнийг хөнгөн цагааны исэл гэж нэрлэж эхлэв. 1825 онд л металл хөнгөн цагаан үйлдвэрлэжээ. Данийн физикч H. K. Ørsted. Тэрээр хөнгөн цагааны исэлээс гаргаж авч болох хөнгөн цагаан хлорид AlCl3-ийг калийн амальгамаар (калийн (К) мөнгөн устай (Hg) хайлш) эмчилж, мөнгөн усыг (Hg) нэрсний дараа саарал хөнгөн цагаан нунтаг ялгаж авсан.

Зөвхөн дөрөвний нэг зууны дараа энэ аргыг бага зэрэг шинэчилсэн. 1854 онд Францын химич А.Е.Сент-Клэр Девилл натрийн металлыг (Na) ашиглан хөнгөн цагаан үйлдвэрлэхийг санал болгосноор шинэ металлын анхны гулдмайг олж авчээ. Тухайн үед хөнгөн цагааны үнэ маш өндөр байсан бөгөөд түүгээр үнэт эдлэл хийдэг байжээ.

Хөнгөн цагааны исэл, фтор болон бусад бодис зэрэг нарийн төвөгтэй хольцын хайлалтыг электролизээр хөнгөн цагаан үйлдвэрлэх үйлдвэрлэлийн аргыг 1886 онд П.Херу () ба С.Холл (АНУ) нар бие даан боловсруулсан. Хөнгөн цагааны үйлдвэрлэл нь цахилгаан эрчим хүчний өндөр хэрэглээтэй холбоотой тул зөвхөн 20-р зуунд өргөн цар хүрээтэй хэрэгжиж эхэлсэн. IN Зөвлөлт Социалист Бүгд Найрамдах Холбоот Улс (CCCP)Анхны үйлдвэрийн хөнгөн цагааныг 1932 оны 5-р сарын 14-нд Волховын усан цахилгаан станцын хажууд баригдсан Волховын хөнгөн цагаан үйлдвэрт үйлдвэрлэжээ.

99.99%-иас дээш цэвэршилттэй хөнгөн цагааныг анх 1920 онд электролизийн аргаар гаргаж авсан. 1925 онд ажилЭдвардс ийм хөнгөн цагааны физик, механик шинж чанарын талаархи зарим мэдээллийг нийтлэв. 1938 онд Тейлор, Уилер, Смит, Эдвардс нар Францад электролизийн аргаар олж авсан 99.996% цэвэршилттэй хөнгөн цагааны зарим шинж чанарыг харуулсан өгүүлэл нийтлэв. Хөнгөн цагааны шинж чанарын тухай монографийн анхны хэвлэл 1967 онд хэвлэгдсэн.

Дараагийн жилүүдэд бэлтгэлийн харьцангуй хялбар байдал, сэтгэл татам шинж чанараас шалтгаалан олон ажилладагхөнгөн цагааны шинж чанарын тухай. Цэвэр хөнгөн цагаан нь ихэвчлэн электроникийн өргөн хэрэглээг олж авсан - электролитийн конденсаторуудаас эхлээд электрон инженерийн оргил - микропроцессорууд; криоэлектроник, криомагнитикт.

Цэвэр хөнгөн цагааныг олж авах шинэ арга бол бүсийн цэвэршүүлэх арга, амальгамаас талсжуулах (мөнгөн устай хөнгөн цагааны хайлш) болон шүлтлэг уусмалаас тусгаарлах арга юм. Хөнгөн цагааны цэвэр байдлын зэрэг нь бага температурт цахилгаан эсэргүүцлийн утгаар хянагддаг.

Хөнгөн цагааны ерөнхий шинж чанар

Байгалийн хөнгөн цагаан нь нэг нуклид болох 27Al-аас тогтдог. Гадаад электрон давхаргын тохиргоо 3s2p1 байна. Бараг бүх нэгдлүүдэд хөнгөн цагааны исэлдэлтийн төлөв +3 (валент III) байна. Төвийг сахисан хөнгөн цагаан атомын радиус 0.143 нм, Al3+ ионы радиус 0.057 нм байна. Хөнгөн цагааны саармаг атомын дараалсан иончлолын энерги нь 5, 984, 18, 828, 28, 44, 120 эВ байна. Полингийн хуваарийн дагуу хөнгөн цагааны цахилгаан сөрөг чанар 1.5 байна.

Хөнгөн цагаан нь зөөлөн, цайвар, мөнгөлөг цагаан өнгөтэй, талст тор нь нүүр төвтэй куб, параметр a = 0.40403 нм. Цэвэр металлын хайлах цэг нь 660 ° C, буцлах температур нь ойролцоогоор 2450 ° C, нягт нь 2.6989 г / см3 байна. Хөнгөн цагааны шугаман тэлэлтийн температурын коэффициент нь ойролцоогоор 2.5·10-5 К-1 байна.

Химийн хөнгөн цагаан бол нэлээд идэвхтэй металл юм. Агаарт түүний гадаргуу нь Al2O3 ислийн өтгөн хальсаар бүрхэгдсэн бөгөөд энэ нь хүчилтөрөгч (O) нь метал руу нэвтрэхээс сэргийлж, урвалыг зогсооход хүргэдэг бөгөөд энэ нь хөнгөн цагааны зэврэлтээс хамгаалах өндөр шинж чанарыг тодорхойлдог. Төвлөрсөн азотын хүчилд байрлуулсан бол хөнгөн цагаан дээр хамгаалалтын гадаргуугийн хальс үүсдэг.

Хөнгөн цагаан нь бусад хүчилтэй идэвхтэй урвалд ордог.

6HCl + 2Al = 2AlCl3 + 3H2,

3H2SO4 + 2Al = Al2(SO4)3 + 3H2.

Сонирхолтой нь, хөнгөн цагаан ба иодын (I) нунтаг хоёрын хоорондох урвал нь өрөөний температурт эхлэх бөгөөд хэрэв анхны хольцонд хэдэн дусал ус нэмбэл. энэ тохиолдолдкатализаторын үүрэг гүйцэтгэдэг:

2Al + 3I2 = 2AlI3.

Халах үед хөнгөн цагааны хүхэр (S) -ийн харилцан үйлчлэл нь хөнгөн цагаан сульфид үүсэхэд хүргэдэг.

2Al + 3S = Al2S3,

усанд амархан задардаг:

Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S.

Гэсэн хэдий ч хөнгөн цагаан нь устөрөгчтэй (H) шууд харьцдаггүй шууд бус арга замуудЖишээлбэл, хөнгөн цагаан органик нэгдлүүдийг ашиглан хүчирхэг бууруулагч бодис болох хатуу полимер хөнгөн цагаан гидрид (AlH3)x-ийг нэгтгэх боломжтой.

Нунтаг хэлбэрээр хөнгөн цагааныг агаарт шатаах боломжтой бөгөөд хөнгөн цагаан оксидын Al2O3-ийн галд тэсвэртэй нунтаг үүсдэг.

Al2O3-ийн өндөр холболтын бат бэх нь энгийн бодисоос үүсэх өндөр дулааныг тодорхойлдог бөгөөд хөнгөн цагаан нь олон металлыг исэлээс нь бууруулах чадварыг тодорхойлдог, жишээлбэл:

3Fe3O4 + 8Al = 4Al2O3 + 9Fe ба жигд байна

3CaO + 2Al = Al2O3 + 3Ca.

Металл үйлдвэрлэх энэ аргыг алюминотерми гэж нэрлэдэг.

Байгальд байх

Дэлхийн царцдас дахь элбэг дэлбэг байдлын хувьд хөнгөн цагаан нь металлын дунд нэгдүгээрт, бүх элементүүдийн гуравдугаарт (хүчилтөрөгч (O) ба цахиурын (Si) дараа) ордог бөгөөд дэлхийн царцдасын массын 8.8 орчим хувийг эзэлдэг. Хөнгөн цагаан нь маш олон тооны ашигт малтмал, голчлон хөнгөн цагаан цахиур, чулуулагт байдаг. Хөнгөн цагааны нэгдлүүд нь боржин чулуу, базальт, шавар, хээрийн жонш гэх мэтийг агуулдаг. Гэхдээ энд парадокс байна: асар их тоо. ашигт малтмалхөнгөн цагаан агуулсан чулуулаг, хөнгөн цагааны үйлдвэрлэлийн үндсэн түүхий эд болох бокситын ордууд нэлээд ховор байдаг. ОХУ-д Сибирь, Уралын бокситын ордууд байдаг. Алунит ба нефелин нь мөн үйлдвэрлэлийн ач холбогдолтой. Ул мөр элементийн хувьд хөнгөн цагаан нь ургамал, амьтны эд эсэд байдаг. Организмууд байдаг - баяжуулагчид хөнгөн цагааныг эд эрхтэндээ хуримтлуулдаг - зарим клубын хөвд, нялцгай биетүүд.

Аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэл: Аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэлийн индекст бокситыг эхлээд химийн боловсруулалт хийж, цахиур (Si), төмөр (Fe) болон бусад элементүүдийн ислийн хольцыг зайлуулдаг. Ийм боловсруулалтын үр дүнд цэвэр хөнгөн цагаан исэл Al2O3-ийг олж авдаг - электролизийн аргаар металл үйлдвэрлэх гол зүйл. Харин Al2O3-ийн хайлах температур маш өндөр (2000°С-аас дээш) учир түүний хайлмалыг электролиз хийхэд ашиглах боломжгүй юм.

Эрдэмтэд, инженерүүд дараах байдлаар шийдлийг олжээ. Электролизийн ваннд Na3AlF6 криолитийг эхлээд хайлуулна (хайлмалын температур 1000°С-аас бага зэрэг). Жишээлбэл, Кола хойгоос нефелин боловсруулах замаар криолит авч болно. Дараа нь энэ хайлмалд бага зэрэг Al2O3 (жингийн 10% хүртэл) болон бусад зарим бодисыг нэмж, дараагийн хайлуулах нөхцлийг сайжруулна. үйл явц. Энэхүү хайлмалын электролизийн явцад хөнгөн цагаан исэл задарч, хайлмалд криолит үлдэж, катод дээр хайлсан хөнгөн цагаан үүснэ.

2Al2O3 = 4Al + 3O2.

Хөнгөн цагааны хайлш

Ихэнх металл элементүүд нь хөнгөн цагааны хайлштай байдаг боловч тэдгээрийн цөөхөн хэсэг нь үйлдвэрлэлийн хөнгөн цагааны хайлшийн гол хайлшийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Гэсэн хэдий ч хайлшийн шинж чанарыг сайжруулахын тулд нэлээд олон тооны элементүүдийг нэмэлт болгон ашигладаг. Хамгийн өргөн хэрэглэгддэг:

Өндөр температурт исэлдэлтийг багасгахын тулд бериллийг нэмдэг. Бага хэмжээний бериллийн нэмэлтийг (0.01 - 0.05%) хөнгөн цагааны хайлш цутгахад дотоод шаталтат хөдөлгүүрийн эд анги (поршений ба цилиндрийн толгой) үйлдвэрлэхэд шингэнийг сайжруулахад ашигладаг.

Борыг цахилгаан дамжуулах чанарыг нэмэгдүүлэх, цэвэршүүлэх нэмэлт болгон нэвтрүүлсэн. Борыг ашигласан хөнгөн цагааны хайлш руу нэвтрүүлдэг цөмийн эрчим хүч(реакторын хэсгүүдээс бусад), учир нь Энэ нь нейтроныг шингээж, цацраг туяа тархахаас сэргийлдэг. Борыг дунджаар 0.095 - 0.1% -ийн хэмжээгээр нэвтрүүлдэг.

Висмут. Висмут, кадми зэрэг хайлах цэг багатай металуудыг хөнгөн цагааны хайлш руу оруулж, боловсруулах чадварыг сайжруулдаг. Эдгээр элементүүд нь зөөлөн, хайлдаг фазуудыг бүрдүүлдэг бөгөөд энэ нь чипний хэврэг байдал, зүсэгчийг тослоход хувь нэмэр оруулдаг.

Дараа нь хэрэглээний анод хийх хайлшуудад галлиумыг 0.01 - 0.1% -ийн хэмжээгээр нэмнэ.

Төмөр. Бат бөх чанарыг нэмэгдүүлэх, мөлхөх шинж чанарыг сайжруулахын тулд утас үйлдвэрлэхэд бага хэмжээгээр (»0.04%) нэвтрүүлсэн. Мөн төмөрхүйтэн хэвэнд цутгахад хэвний хананд наалдахыг багасгадаг.

Индиум. Нэмэлт 0.05 - 0.2% нь хөгшрөлтийн үед хөнгөн цагааны хайлшийг бэхжүүлдэг, ялангуяа аяганы агууламж багатай. Хөнгөн цагаан-кадми агуулсан хайлшуудад индиумын нэмэлтүүдийг ашигладаг.

Хайлшийн бат бөх чанарыг нэмэгдүүлэх, зэврэлтээс хамгаалах шинж чанарыг сайжруулахын тулд ойролцоогоор 0.3% кадмийг нэвтрүүлдэг.

Кальци нь уян хатан чанарыг өгдөг. 5% -ийн кальцийн агууламжтай хайлш нь хэт уян хатан чанартай байдаг.

Цахиур бол цутгах хайлшийн хамгийн их хэрэглэгддэг нэмэлт юм. 0.5 - 4% -ийн хэмжээгээр энэ нь хагарах хандлагыг бууруулдаг. Цахиур, магнийн хослол нь хайлшийг битүүмжлэх боломжийг олгодог.

магни. Магнийн нэмэлт нь уян хатан чанарыг бууруулахгүйгээр хүч чадлыг ихээхэн нэмэгдүүлж, гагнах чадварыг нэмэгдүүлж, хайлшийн зэврэлтэнд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлдэг.

Зэсхайлшийг бэхжүүлж, агуулах үед хамгийн их хатууралд хүрдэг купрума 4-6%. Cuprum бүхий хайлшийг дотоод шаталтат хөдөлгүүр, өндөр чанартай цутгамал эд ангиудын поршений үйлдвэрлэлд ашигладаг. нисэх онгоц.

Цагаан тугалгазүсэх боловсруулалтыг сайжруулдаг.

Титан. Хайлш дахь титаны гол үүрэг бол цутгамал ба ембүү дэх үр тариаг боловсронгуй болгох явдал бөгөөд энэ нь бүх эзэлхүүний туршид шинж чанарын бат бөх, жигд байдлыг ихээхэн нэмэгдүүлдэг.

Хэдийгээр хөнгөн цагаан нь хамгийн бага язгууртны нэг гэж тооцогддог үйлдвэрлэлийн металлууд, энэ нь олон исэлдүүлэгч орчинд нэлээд тогтвортой байдаг. Энэ зан үйлийн шалтгаан нь хөнгөн цагааны гадаргуу дээр тасралтгүй исэлдсэн хальс байгаа бөгөөд хүчилтөрөгч, ус болон бусад исэлдүүлэгч бодисуудад өртөх үед тэр даруй цэвэрлэсэн хэсгүүдэд дахин үүсдэг.

Ихэнх тохиолдолд хайлалтыг агаарт хийдэг. Хэрэв агаартай харилцан үйлчлэх нь гадаргуу дээрх хайлмалд уусдаггүй нэгдлүүд үүсэхээр хязгаарлагддаг бөгөөд эдгээр нэгдлүүдийн үүссэн хальс нь цаашдын харилцан үйлчлэлийг ихээхэн удаашруулдаг бол ихэвчлэн ийм харилцан үйлчлэлийг таслан зогсоох арга хэмжээ авдаггүй. Энэ тохиолдолд хайлуулах ажлыг шууд холбоо барихагаар мандалд хайлдаг. Энэ нь ихэнх хөнгөн цагаан, цайр, цагаан тугалга хар тугалга хайлш бэлтгэхэд хийгддэг.

Хайлш хайлах орон зай нь 1500-1800 ˚C температурыг тэсвэрлэх чадвартай галд тэсвэртэй доторлогоотой байдаг. Бүх хайлуулах үйл явц нь түлшний шаталтын явцад үүсдэг хийн үе шаттай харилцан үйлчлэлцдэг орчинба хайлуулах нэгжийн доторлогоо гэх мэт.

Ихэнх хөнгөн цагааны хайлш нь байгалийн агаар мандал, далайн ус, олон давс, химийн бодисын уусмал, түүнчлэн ихэнх орчинд зэврэлтэнд тэсвэртэй байдаг. хүнсний бүтээгдэхүүн. Хөнгөн цагааны хайлшийн бүтцийг далайн усанд ихэвчлэн ашигладаг. 1930 оноос хойш далайн хөвүүр, аврах завь, хөлөг онгоц, баржууд нь хөнгөн цагааны хайлшаар хийгдсэн. Одоогоор хөнгөн цагааны хайлшаар хийсэн хөлөг онгоцны их биеийн урт нь 61 м хүрч байна. Хөнгөн цагааны хайлш нь хөрсний зэврэлтэнд тэсвэртэй. 1951 онд Аляскад 2.9 км хоолой барьжээ. 30 жил ажиллаад зэврэлтээс болж нэг ч удаа гоожиж, ноцтой гэмтэл илрээгүй.

Хөнгөн цагааныг барилгын ажилд их хэмжээгээр бүрэх хавтан, хаалга, цонхны хүрээ, цахилгааны кабель хэлбэрээр ашигладаг. Хөнгөн цагааны хайлш нь бетон, зуурмаг, гипстэй харьцах үед удаан хугацааны туршид хүчтэй зэврэлтэнд өртдөггүй, ялангуяа бүтэц нь байнга чийгтэй байдаггүй. Байнга нойтон тохиолдолд хөнгөн цагааны гадаргуутай бол худалдааны зүйлцаашид боловсруулагдаагүй тул агаарт исэлдүүлэгч бодис ихтэй аж үйлдвэрийн хотуудад харанхуйлж, бүр харлаж болно. Үүнээс зайлсхийхийн тулд гялалзсан аноджуулах замаар гялалзсан гадаргууг олж авахын тулд тусгай хайлш үйлдвэрлэдэг - металл гадаргуу дээр оксидын хальсыг хэрэглэнэ. Энэ тохиолдолд гадаргууг олон өнгө, сүүдэрт өгч болно. Жишээлбэл, хөнгөн цагаан, цахиурын хайлш нь сааралаас хар хүртэл янз бүрийн сүүдэр авах боломжтой болгодог. Хөнгөн цагаан ба хромын хайлш нь алтан өнгөтэй байдаг.

Аж үйлдвэрийн хөнгөн цагааныг хоёр төрлийн хайлш хэлбэрээр үйлдвэрлэдэг - цутгамал хайлш, тэдгээрийн эд анги нь цутгах замаар хийгдсэн, хэв гажилтын хайлш, хэв гажилттай хагас боловсруулсан бүтээгдэхүүн - хуудас, тугалган цаас, хавтан, профиль, утас. Хөнгөн цагааны хайлшаас цутгах материалыг хүн бүр хүлээн авдаг боломжит арга замуудцутгамал Даралтын дор, хөгц мөөгөнцөр, элс-шавар хэлбэрээр ихэвчлэн тохиолддог. Улс төрийн жижиг намуудын үйлдвэрлэлд үүнийг ашигладаг цутгамалгипс хосолсон хэлбэрүүд болон цутгамалалдагдсан лав загвараар. Цутгамал хайлшийг цутгамал цахилгаан моторын ротор, онгоцны цутгамал эд анги гэх мэт үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Цутгамал хайлшийг автомашины үйлдвэрлэлд дотоод засал чимэглэл, бампер, биеийн хавтан, дотоод эд ангиудад ашигладаг; барилгын ажилд дуусгах материал болгон; нисэх онгоцонд гэх мэт.

IN аж үйлдвэрМөн хөнгөн цагаан нунтаг хэрэглэдэг. Металлургийн салбарт ашигладаг аж үйлдвэр: алюминотермид хайлшийн нэмэлт болгон, шахаж, агломероор хагас боловсруулсан бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх. Энэ аргаар маш бат бөх эд анги (араа, бут, гэх мэт) үйлдвэрлэдэг. Нунтаг бодисыг химийн салбарт хөнгөн цагааны нэгдлүүдийг үйлдвэрлэхэд ашигладаг катализатор(жишээлбэл, этилен, ацетон үйлдвэрлэхэд). Хөнгөн цагаан, ялангуяа нунтаг хэлбэрээр өндөр урвалд ордог тул тэсрэх бодис, пуужингийн хатуу түлшинд ашигладаг бөгөөд хурдан гал авалцах чадварыг ашигладаг.

Хөнгөн цагааны исэлдүүлэх өндөр эсэргүүцэлтэй тул нунтаг нь будгийн тоног төхөөрөмж, дээвэр, хэвлэх цаас, машины хавтангийн гялалзсан гадаргууг өнгөлөхөд пигмент болгон ашигладаг. Ган болон цутгамал төмрийг мөн хөнгөн цагааны давхаргаар бүрсэн байна. худалдааны зүйлзэврэлтээс зайлсхийхийн тулд.

Хэрэглээний цар хүрээний хувьд хөнгөн цагаан ба түүний хайлш нь төмөр (Fe) ба түүний хайлшийн дараа хоёрдугаар байр эзэлдэг. Технологийн болон өдөр тутмын амьдралын янз бүрийн салбарт хөнгөн цагааны өргөн хэрэглээ нь түүний физик, механик, химийн шинж чанаруудын хослолтой холбоотой юм: нягтрал багатай, агаар мандлын агаар дахь зэврэлтэнд тэсвэртэй, өндөр дулаан, цахилгаан дамжуулалт, уян хатан чанар, харьцангуй өндөр хүч чадал. Хөнгөн цагааныг янз бүрийн аргаар амархан боловсруулдаг - хуурамчаар үйлдэх, тамгалах, өнхрүүлэх гэх мэт. Цэвэр хөнгөн цагааныг утас хийхэд ашигладаг (хөнгөн цагааны цахилгаан дамжуулах чанар нь cuprum-ийн цахилгаан дамжуулах чанарын 65.5% байдаг, харин хөнгөн цагаан нь аяганаас 3 дахин хөнгөн, Тиймээс хөнгөн цагааныг ихэвчлэн цахилгаан инженерчлэлд сольдог) болон тугалган цаасыг савлагааны материал болгон ашигладаг. Хайлуулсан хөнгөн цагааны үндсэн хэсгийг төрөл бүрийн хайлш үйлдвэрлэхэд зарцуулдаг. Хөнгөн цагааны хайлшийн гадаргуу дээр хамгаалалтын болон гоёл чимэглэлийн бүрээсийг хялбархан хэрэглэдэг.

Хөнгөн цагааны хайлшийн олон янзын шинж чанар нь хөнгөн цагаанд янз бүрийн нэмэлтүүд орж, хатуу уусмал эсвэл металл хоорондын нэгдлүүдийг үүсгэдэгтэй холбоотой юм. Хөнгөн цагааны ихэнх хэсгийг хөнгөн хайлш үйлдвэрлэхэд ашигладаг - дуралюминий (94% хөнгөн цагаан, 4% зэс (Cu), 0.5% магни (Mg), манган (Mn), (Fe) ба цахиур (Si)), силумин (85) -90% - хөнгөн цагаан, 10-14% цахиур (Si), 0.1% натри (Na)) гэх мэт.. Металлургийн салбарт хөнгөн цагааныг зөвхөн хайлшны суурь болгохоос гадна хайлшийн нэмэлтүүдийн нэг болгон өргөн хэрэглэдэг. аяга (Cu), магни (Mg), төмөр (Fe), >никель (Ni) гэх мэт үндсэн дээр суурилсан хайлш.

Хөнгөн цагаан хайлшийг өдөр тутмын амьдрал, барилга, архитектур, автомашины үйлдвэрлэл, хөлөг онгоцны үйлдвэрлэл, нисэх онгоц, сансрын технологид өргөн ашигладаг. Тодруулбал, дэлхийн анхны хиймэл дагуулыг хөнгөн цагааны хайлшаар хийсэн. Хөнгөн цагаан ба цирконий хайлш (Zr) - цөмийн реакторын барилгын ажилд өргөн хэрэглэгддэг. Хөнгөн цагааныг тэсрэх бодис үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Өдөр тутмын амьдралд хөнгөн цагаантай харьцахдаа зөвхөн төвийг сахисан (хүчиллэг) шингэнийг халааж, хөнгөн цагаан саванд (жишээлбэл, буцалгах ус) хадгалах боломжтой гэдгийг санах хэрэгтэй. Жишээлбэл, та хөнгөн цагаан хайруулын тавган дээр исгэлэн байцаатай шөл хийвэл хөнгөн цагаан нь хоолонд орж, тааламжгүй "металл" амтыг олж авдаг. Оксидын хальс нь өдөр тутмын амьдралд маш амархан гэмтдэг тул хөнгөн цагаан аяга таваг ашиглах нь зохисгүй хэвээр байна.

Мөнгө цагаан металл, хөнгөн жинтэй

нягтрал - 2.7 г/см³

Техникийн хөнгөн цагааны хайлах цэг нь 658 ° C, өндөр цэвэршилттэй хөнгөн цагааны хувьд 660 ° C байна.

хайлуулах хувийн дулаан - 390 кЖ/кг

буцлах цэг - 2500 ° C

ууршилтын хувийн дулаан - 10.53 МЖ/кг

цутгамал хөнгөн цагааны суналтын бат бэх - 10-12 кг/ммI, хэв гажилт - 18-25 кг/ммI, хайлш - 38-42 кг/ммI

Бринеллийн хатуулаг - 24...32 кгс/мм²

өндөр уян хатан чанар: техникийн - 35%, цэвэр - 50%, нимгэн хуудас, бүр тугалган цаас болгон өнхрүүлсэн

Янгийн модуль - 70 GPa

Хөнгөн цагаан нь цахилгаан дамжуулах чанар өндөр (0.0265 мкОм м) ба дулаан дамжуулалт (203.5 Вт/(м К))-ийн 65%-ийг эзэлдэг ба гэрлийн тусгал өндөртэй.

Сул парамагнит.

Шугаман тэлэлтийн температурын коэффициент 24.58·10−6 K−1 (20...200 °C).

Цахилгаан эсэргүүцлийн температурын коэффициент нь 2.7·10−8K−1.

Хөнгөн цагаан нь бараг бүх металлтай хайлш үүсгэдэг. Хамгийн сайн мэддэг хайлш нь купрам ба магни (дуралюминий) ба цахиур (силумин) юм.

Байгалийн хөнгөн цагаан нь бараг бүхэлдээ нэг тогтвортой изотоп болох 27Al, 26Al-ийн ул мөр бүхий цацраг идэвхт изотопоос бүрддэг. үехагас задралын хугацаа нь 720 мянган жил бөгөөд аргон цөмийг сансрын цацрагийн протоноор бөмбөгдөх үед агаар мандалд үүсдэг.

Дэлхийн царцдас дахь тархалтын хувьд металлын дунд 1-р байр, элементүүдийн дунд 3-р байранд хүчилтөрөгч, цахиурын дараа ордог. дагуу дэлхийн царцдас дахь хөнгөн цагааны агууламж өгөгдөлянз бүрийн судлаачид дэлхийн царцдасын массын 7.45-8.14% хооронд хэлбэлздэг.

Байгалийн хувьд хөнгөн цагаан нь химийн өндөр идэвхжилтэй тул бараг зөвхөн нэгдлүүд хэлбэрээр байдаг. Тэдний зарим нь:

Боксит - Al2O3 H2O (SiO2, Fe2O3, CaCO3 хольцтой)

Алунитууд - (Na,K)2SO4 Al2(SO4)3 4Al(OH)3

Хөнгөн цагааны исэл (элс SiO2, шохойн чулуу CaCO3, магнезит MgCO3 бүхий каолины хольц)

Корунд (индранил, бадмаараг, зүлгүүр) - Al2O3

Каолинит - Al2O3 2SiO2 2H2O

Берил (маргад, номин) - 3BeO Al2O3 6SiO2

Хризоберил (александрит) - BeAl2O4.

Гэсэн хэдий ч тодорхой бууралтын нөхцөлд уугуул хөнгөн цагаан үүсэх боломжтой.

Байгалийн ус нь хөнгөн цагааныг бага хортой химийн нэгдлүүд, жишээлбэл, хөнгөн цагаан фторид хэлбэрээр агуулдаг. Катион эсвэл анионы төрөл нь юуны түрүүнд усан орчны хүчиллэг байдлаас хамаарна. Гадаргын усны биет дэх хөнгөн цагааны агууламж Оросын Холбооны Улс 0.001-10 мг/л, далайн усанд 0.01 мг/л байна.

Хөнгөн цагаан нь

Хөнгөн цагааны хайлшаас цутгамал бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх

Цутгамал үйлдвэрлэлийн өмнө тулгарч буй гол ажил бол манай улс, Цутгамал материалын чанарыг бүхэлд нь мэдэгдэхүйц сайжруулахаас бүрдэх бөгөөд энэ нь хананы зузааныг багасгах, механик боловсруулалт, хаалт тэжээлийн системийг багасгах, худалдааны эд зүйлсийн зохих шинж чанарыг хадгалахад тусгагдсан байх ёстой. Энэхүү ажлын эцсийн үр дүн нь цутгамал материалын нийт ялгаралтыг жингээр нь мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэхгүйгээр механик инженерийн өсөн нэмэгдэж буй хэрэгцээг шаардлагатай хэмжээний цутгамал материалаар хангах явдал юм.

Элс цутгах

Нэг удаагийн хэвэнд цутгах дээрх аргуудаас хөнгөн цагааны хайлшаас цутгамал үйлдвэрлэхэд хамгийн өргөн хэрэглэгддэг нь нойтон элс хэвэнд цутгах явдал юм. Энэ нь хайлшийн нягт багатай, хэвэнд үзүүлэх металлын хүч багатай, цутгах температур багатай (680-800С) холбоотой юм.

Элсний хэвийг үйлдвэрлэхэд кварц ба шавар элс (ГОСТ 2138-74), хэвний шавар (ГОСТ 3226-76), холбогч болон туслах материалаас бэлтгэсэн хэвний болон үндсэн хольцыг ашигладаг.

Хаалганы системийн төрлийг цутгах хэмжээ, түүний тохиргооны нарийн төвөгтэй байдал, хэвэнд байрлуулах байршлыг харгалзан сонгоно. Жижиг өндөртэй нарийн төвөгтэй цутгамал цутгахад цутгах хэвийг дүрмээр бол доод хаалганы системийг ашиглан гүйцэтгэдэг. At өндөрЦутгамал болон нимгэн хананы хувьд босоо үүр эсвэл хосолсон хаалганы системийг ашиглах нь зүйтэй. Жижиг хэмжээний цутгамал цутгах хэвийг дээд хаалганы системээр дүүргэж болно. Энэ тохиолдолд хэвний хөндийд металл хайрст үлд унах өндөр нь 80 мм-ээс хэтрэхгүй байх ёстой.

Мөөгөнцрийн хөндий рүү ороход хайлмалын хөдөлгөөний хурдыг бууруулж, дотор нь түдгэлзүүлсэн оксидын хальс, шаарны хольцыг илүү сайн салгахын тулд хаалганы системд нэмэлт гидравлик эсэргүүцлийг нэвтрүүлдэг - тор (металл эсвэл шилэн) суурилуулсан эсвэл цутгах ажлыг гүйцэтгэдэг. мөхлөгт шүүлтүүрээр гадагшлуулна.

Дүрмээр бол гацуур (тэжээгч) нь боловсруулалтын явцад дараа нь салгахад тохиромжтой байдлыг харгалзан периметрийн эргэн тойронд тархсан цутгамал нимгэн хэсгүүдэд (хана) авчирдаг. Их хэмжээний нэгжүүдэд металл нийлүүлэх нь хүлээн зөвшөөрөгдөхгүй, учир нь тэдгээрт агшилтын хөндий үүсч, барзгар байдал нэмэгдэж, цутгамал гадаргуу дээр агшилтын "нулт" үүсдэг. Хөндлөн огтлолын хувьд хаалганы суваг нь ихэвчлэн тэгш өнцөгт хэлбэртэй, өргөн тал нь 15-20 мм, нарийн тал нь 5-7 мм байна.

Нарийхан талсжих хүрээтэй хайлш (AL2, AL4, AL), AL34, AK9, AL25, ALZO) нь цутгамал материалын дулааны нэгжүүдэд төвлөрсөн агшилтын хөндий үүсэхэд өртөмтгий байдаг. Цутгамалаас гадна эдгээр бүрхүүлийг авчрахын тулд асар их ашиг суурилуулах аргыг өргөн ашигладаг. Нимгэн ханатай (4-5 мм) ба жижиг цутгамал материалын хувьд ашгийн масс нь цутгамал массаас 2-3 дахин их, зузаан ханатай бол 1.5 дахин их байдаг. Өндөр ирлээцутгах өндрөөс хамаарч сонгосон. 150 мм-ээс бага өндөрт зориулагдсан ирлээ H-ойролцоогоор. Notl цутгах өндөртэй тэнцүү авсан. Илүү өндөр цутгамалуудын хувьд Nprib/Notl харьцааг 0.3 0.5-тай тэнцүү авна.

Хөнгөн цагааны хайлшийг цутгахад хамгийн их хэрэглээ нь дугуй эсвэл зууван хөндлөн огтлолын дээд нээлттэй ашиг юм; Ихэнх тохиолдолд хажуугийн ашиг нь хаалттай байдаг. Ажлын үр ашгийг дээшлүүлэхийн тулд ашигтэдгээрийг тусгаарлаж, халуун металлаар дүүргэж, дүүргэсэн байна. Тусгаарлагчийг ихэвчлэн хэвний гадаргуу дээр асбестын хавтанг нааж, дараа нь хийн дөлөөр хатаах замаар хийдэг. Талсжих өргөн хүрээтэй хайлш (AL1, AL7, AL8, AL19, ALZZ) нь тараагдсан агшилтын сүвэрхэг байдал үүсэх хандлагатай байдаг. агшилтын нүхийг шингээх ашигүр дүнгүй. Тиймээс, жагсаасан хайлшаас цутгамал хийхдээ их хэмжээний ашиг олох суурилуулахыг ашиглахыг зөвлөдөггүй. Өндөр чанартай цутгамал авахын тулд чиглэлтэй талсжилтыг хийж, энэ зорилгоор цутгамал төмөр, хөнгөн цагаан хайлшаар хийсэн хөргөгч суурилуулах ажлыг өргөнөөр ашигладаг. Хамгийн оновчтой нөхцөлчиглэлтэй талсжилтын хувьд босоо оролттой хаалганы системийг бий болгодог. Талсжих явцад хийн ялгаралт үүсэхээс сэргийлж, зузаан ханатай цутгамалд хий агшилтын сүвэрхэг үүсэхээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд 0.4-0.5 МПа даралтын дор талстжилтыг өргөн ашигладаг. Үүнийг хийхийн тулд цутгах хэвийг цутгахын өмнө автоклавт хийж, металлаар дүүргэж, цутгамал хийцийг агаарын даралтын дор талстжуулна. Том хэмжээтэй (2-3 м хүртэл өндөр) нимгэн ханатай цутгамал хийцийг үйлдвэрлэхийн тулд дараалсан чиглүүлсэн хатуужилт бүхий цутгах аргыг ашигладаг. Аргын мөн чанар нь цутгахыг доороос дээш дараалан талстжуулах явдал юм. Үүнийг хийхийн тулд цутгах хэвийг гидравлик өргөгчийн ширээн дээр байрлуулж, 500-700 ° C хүртэл халаадаг 12-20 мм диаметртэй металл хоолойг доош буулгаж, өргөлтийн үүргийг гүйцэтгэдэг. Хоолойнуудыг гацуур саванд бэхэлсэн бөгөөд тэдгээрийн нүхийг таглаагаар хаадаг. Гацуур савыг хайлмалаар дүүргэсний дараа таглааг нь дээшлүүлж, хайлш нь хоолойгоор дамжин хэвний хөндийд нүхтэй гацуур (тэжээгч) -ээр холбогдсон цооног руу урсдаг. Худаг дахь хайлалтын түвшин хоолойн доод төгсгөлөөс 20-30 мм-ээс дээш болсны дараа гидравлик хүснэгтийг буулгах механизмыг асаана. Буулгах хурдыг хэвийг үерт автсан түвшнээс доош дүүргэж, халуун металл нь хэвний дээд хэсгүүдэд тасралтгүй урсдаг. Энэ нь чиглэлтэй хатууралтыг баталгаажуулж, агшилтын согоггүйгээр нарийн төвөгтэй цутгамал үйлдвэрлэх боломжийг олгодог.

Элсэн хэвийг галд тэсвэртэй материалаар бүрсэн шанаганаас металлаар цутгадаг. Металлаар дүүргэхийн өмнө шинэхэн доторлогоотой шанагыг хатааж, чийгийг арилгахын тулд 780-800 ° C-т шохойжуулна. Цутгахаасаа өмнө би хайлуулах температурыг 720-780 ° C-д байлгадаг. Нимгэн ханатай цутгамал хэвийг 730-750 ° C хүртэл халаасан хайлмалаар дүүргэж, зузаан ханатай бол 700-720 ° C хүртэл халаадаг.

Гипс хэвэнд цутгах

Гипс хэвэнд цутгах нь нарийвчлал, гадаргуугийн цэвэр байдал, хамгийн жижиг рельефийн хэсгүүдийг хуулбарлах зэрэгт цутгамал материалд тавигдах шаардлага нэмэгдсэн тохиолдолд хэрэглэгддэг. Элсэн хэвтэй харьцуулахад гипсэн хэв нь өндөр бат бэх, хэмжээсийн нарийвчлал, өндөр температурт тэсвэртэй, 5-6-р нарийвчлалын ангилалд 1.5 мм-ийн хананы зузаантай нарийн төвөгтэй тохиргооны цутгамал үйлдвэрлэх боломжтой болгодог. Мөөгөнцөр нь лав эсвэл металл (гуулин,) хром бүрсэн загваруудыг ашиглан хийдэг. Загварын хавтангууд нь хөнгөн цагааны хайлшаар хийгдсэн байдаг. Загваруудыг хэвнээс нь салгах ажлыг хөнгөвчлөхийн тулд тэдгээрийн гадаргууг керосин-стеарин тосоор нимгэн давхаргаар бүрсэн байна.

Нимгэн ханатай цутгамал жижиг, дунд оврын хэвийг 80% гипс, 20% кварцаас бүрдсэн хольцоор хийдэг. элсэсвэл асбест ба 60-70% ус (хуурай хольцын жингээр). Дунд болон том хэлбэрийн хольцын найрлага: 30% гипс, 60% элс, 10% асбест, 40-50% ус. Бууралтыг удаашруулахын тулд хольцонд 1-2% унтраасан шохой нэмнэ. Маягтуудын шаардлагатай бат бөх чанарыг усгүй эсвэл хагас усан гипсээр чийгшүүлэх замаар олж авдаг. Хүч чадлыг бууруулж, хийн нэвчилтийг нэмэгдүүлэхийн тулд түүхий гипс хэлбэрийг гидротермаль эмчилгээнд хамруулдаг - 0.13-0.14 МПа усны уурын даралтын дор 6-10 цагийн турш автоклавт, дараа нь агаарт 24 цагийн турш хадгална. Үүний дараа маягтуудыг 350-500 ° C температурт үе шаттайгаар хатаана.

Гипсэн хэвний онцлог нь тэдний бага дулаан дамжуулалт юм. Энэ нөхцөл байдал нь өргөн талстжих хүрээ бүхий хөнгөн цагааны хайлшаас өтгөн цутгамал материал авахад хэцүү болгодог. Тиймээс, гипсэн хэвэнд зориулсан хаалганы системийг боловсруулахдаа гол ажил бол агшилтын хөндий, сулрал, исэлдлийн хальс, халуун хагарал, нимгэн ханыг дутуу дүүргэхээс урьдчилан сэргийлэх явдал юм. Энэ нь хангах хаалганы системийг өргөжүүлэх замаар хүрч байна бага хурдхөгцний хөндийд хайлмал хөдөлгөөн, дулааны нэгжийг хөргөгчний тусламжтайгаар ашиг олоход чиглүүлж, хольц дахь кварцын элсний агууламжийг нэмэгдүүлснээр хэвний уян хатан чанарыг нэмэгдүүлнэ. Нимгэн ханатай цутгамал нь вакуум сорох тусламжтайгаар 100-200 ° C хүртэл халаасан хэвэнд цутгаж, 0.2 мм хүртэл зузаантай нүхийг дүүргэх боломжийг олгодог. Зузаан ханатай (10 мм-ээс их) цутгамал хийцийг автоклавт хэвэнд цутгаж үйлдвэрлэдэг. Энэ тохиолдолд металлын талсжилтыг 0.4-0.5 МПа даралтын дор явуулдаг.

Бүрхүүл цутгах

Элсээр цутгахаас илүү гадаргуугийн цэвэр байдал, хэмжээсийн нарийвчлал өндөр, бага боловсруулалт бүхий хязгаарлагдмал хэмжээтэй цутгамал цуваа болон том хэмжээний үйлдвэрлэлд бүрхүүлийн цутгамал ашиглахыг зөвлөж байна.

Бүрхүүлийн хэвийг халуун (250-300 ° C) металл (ган, ) төхөөрөмж ашиглан бункерийн аргаар хийдэг. Загварын төхөөрөмжийг 4-5-р нарийвчлалын ангиллын дагуу хэвний налуу 0.5-аас 1.5% хүртэл хийдэг. Бүрхүүл нь хоёр давхаргаар хийгдсэн: эхний давхарга нь 6-10% термостат давирхайтай, хоёр дахь нь 2% -ийн давирхайтай хольц юм. Бүрхүүлийг илүү сайн арилгахын тулд хэвний хольцыг дүүргэхийн өмнө загварын хавтанг суллах эмульсийн нимгэн давхаргаар (5% силикон шингэн №5; 3% угаалгын саван; 92% ус) хучдаг.

Бүрхүүлийн хэвийг үйлдвэрлэхэд дор хаяж 96% цахиур агуулсан нарийн ширхэгтэй кварцын элсийг ашигладаг. Хагасыг холбох ажлыг тусгай зүү дарагч дээр наах замаар гүйцэтгэдэг. Цавууны найрлага: 40% MF17 давирхай; 60% маршалит, 1.5% хөнгөн цагаан хлорид (хатууруулах). Угсарсан хэвийг саванд хийнэ. Бүрхүүлийн хэвэнд цутгахдаа ижил хаалганы систем болон температурын нөхцөл, элс цутгах гэх мэт.

Бүрхүүлийн хэвэнд метал талсжих хурд бага, чиглэлтэй талстжилтыг бий болгох боломж бага байгаа нь түүхий элсний хэвэнд цутгаж байснаас бага шинж чанартай цутгамал үйлдвэрлэхэд хүргэдэг.

Лав цутгах нь алдагдсан

Алдагдсан лав цутгах нь өндөр нарийвчлалтай (3-5-р анги), гадаргуугийн цэвэршилттэй (барзгаржилтын 4-6-р анги) цутгамал үйлдвэрлэхэд хэрэглэгддэг бөгөөд энэ арга нь цорын ганц боломжтой буюу оновчтой арга юм.

Ихэнх тохиолдолд загваруудыг суурин эсвэл эргэлтэт суурилуулалт дээр металл хэвэнд (цутгамал ба угсармал) шахаж зуурмаг шиг парафиностеарин (1: 1) найрлагаар хийдэг. Загварын хэв гажилтаас зайлсхийхийн тулд 200 мм-ээс их хэмжээтэй нийлмэл цутгамал хийцийг үйлдвэрлэхдээ зөөлрүүлэх (хайлах) температурыг нэмэгдүүлдэг бодисыг загварын массад оруулдаг.

Гидролизжүүлсэн этил силикат (30-40%) ба тоосжилттой кварц (70-60%) нь суспензийг керамик хэв үйлдвэрлэхэд галд тэсвэртэй бүрээс болгон ашигладаг. Загварын блокууд нь 1KO16A эсвэл 1K025A шохойжсон элсээр хучигдсан байдаг. Бүрхүүлийн давхарга бүрийг агаарт 10-12 цагийн турш эсвэл аммиакийн уур агуулсан агаар мандалд хатаана. Керамик хэлбэрийн шаардлагатай бат бөх чанарыг 4-6 мм-ийн зузаантай (галд тэсвэртэй бүрхүүлийн 4-6 давхарга) ашиглан олж авдаг. Мөөгөнцөрийг жигд дүүргэхийн тулд зузаан хэсэг, их хэмжээний нэгжийг металлаар хангахын тулд өргөтгөх хаалганы системийг ашигладаг. Цутгамал нь ихэвчлэн өтгөрүүлсэн гацуур (тэжээгч) -ээр дамжин их хэмжээний ус өргөгчөөс тэжээгддэг. Нарийн төвөгтэй цутгахын хувьд их хэмжээний ашиг орлогыг ус өргөгчөөс заавал дүүргэх замаар дээд массын нэгжүүдийг тэжээхэд ашиглахыг зөвшөөрдөг.

Хөнгөн цагаан нь

Мөөгөнцөрөөс загваруудыг хайлуулах ажлыг халуун (85-90 ° C) усанд хийж, давсны хүчилээр (нэг литр усанд 0.5-1 см3) хүчиллэгжүүлж, стеариныг саванжуулахаас сэргийлнэ. Загваруудыг хайлсны дараа керамик хэвийг 150-170 ° C-т 1-2 цагийн турш хатааж, саванд хийж, хуурай дүүргэгчээр хучиж, 600-700 ° C-т 5-8 цагийн турш шохойжуулна. Цутгах нь хүйтэн, халсан хэлбэрээр явагддаг. Хэвний халаалтын температурыг (50-300 ° C) цутгах хананы зузаанаар тодорхойлно. Мөөгөнцөрийг металлаар дүүргэх нь ердийн аргаар, мөн вакуум эсвэл төвөөс зугтах хүчийг ашиглан хийгддэг. Ихэнх хөнгөн цагааны хайлшийг цутгахын өмнө 720-750 ° C хүртэл халаана.

Хүйтэн цутгах

Хөргөх цутгах нь хөнгөн цагааны хайлшаас цутгамал цуваа болон бөөнөөр үйлдвэрлэх үндсэн арга бөгөөд энэ нь гадаргуугийн тэгш бус байдал Rz = 50-20, хананы зузаан нь 3-4 мм-ээс багагүй нарийвчлалын 4-6 ангиллын цутгамал материал авах боломжийг олгодог. Хөргөх хэвэнд цутгахдаа хөгцний хөндий дэх хайлмалыг өндөр хурдтай хөдөлгөж, чиглэлтэй хатууруулах шаардлагыг (хийн сүвэрхэг, исэлдлийн хальс, агшилтын сулрал) дагаж мөрдөөгүйгээс үүссэн согогуудын хамт гол төрлийн согог ба цутгамал нь дутуу дүүргэж, хагарч байна. Хагарлын харагдах байдал нь хэцүү агшилтаас үүсдэг. Ялангуяа өргөн талстжилтын хүрээтэй, шугаман агшилт ихтэй (1.25-1.35%) хайлшаар хийсэн цутгамалд ан цав үүсдэг. Эдгээр согог үүсэхээс урьдчилан сэргийлэх нь янз бүрийн технологийн аргаар хийгддэг.

Зузаан хэсгүүдэд металл нийлүүлэх тохиолдолд нийлүүлэлтийн босс (ашиг) суурилуулах замаар нийлүүлэлтийн талбайг нөхөх шаардлагатай. Хаалганы системийн бүх элементүүд нь үхрийн холбогчийн дагуу байрладаг. Хаалганы сувгуудын хөндлөн огтлолын талбайн дараах харьцааг санал болгож байна: жижиг цутгамалд EFst: EFshl: EFpit = 1: 2: 3; том цутгамал хувьд EFst: EFshl: EFpit = 1: 3: 6.

Хэвний хөндийд хайлмал урсгалын хурдыг багасгахын тулд муруй өргөгч, шилэн эсвэл металл тор, мөхлөгт шүүлтүүрийг ашигладаг. Хөнгөн цагааны хайлшны цутгамал чанар нь цутгах хэвний хөндий дэх хайлмалын өсөлтийн хурдаас хамаарна. Энэ хурд нь дулаан ялгаралт ихэссэн нөхцөлд цутгамал нимгэн хэсгүүдийг дүүргэхэд хангалттай байх ёстой бөгөөд үүнтэй зэрэгцэн агааржуулалтын хоолойгоор дамжин агаар, хий дутуу дулимаг, ашиг тус, үймээн самуун, хайлмал урсгалын улмаас дутуу дүүргэх шалтгаан болохгүй. нарийн хэсгүүдээс өргөн хэсэг рүү шилжих. Хөргөх хэвэнд цутгах үед хэвний хөндий дэх металлын өсөлтийн хурдыг элсэн хэвэнд цутгах үеийнхээс арай өндөр байна гэж үздэг. Өргөх хамгийн бага зөвшөөрөгдөх хурдыг А.А.Лебедев, Н.М.Галдин нарын томъёогоор тооцоолно (5.1-р "Элс цутгах" хэсгийг үзнэ үү).

Өтгөн цутгамал материал авахын тулд цутгамал цутгамал хэлбэрийг хэвэнд зөв байрлуулж, дулаан ялгаруулалтыг тохируулах замаар элсэн цутгамал шиг чиглэсэн хатууралтыг бий болгодог. Дүрмээр бол их хэмжээний (зузаан) цутгах хэсгүүд нь хэвний дээд хэсэгт байрладаг. Энэ нь хатуурах явцад тэдгээрийн эзлэхүүний бууралтыг тэдгээрийн дээр суурилуулсан ашгаас шууд нөхөх боломжтой болгодог. Чиглэлийн хатуужилтыг бий болгохын тулд дулааныг зайлуулах эрчмийг зохицуулах нь цутгах хэвний янз бүрийн хэсгүүдийг хөргөх эсвэл тусгаарлах замаар хийгддэг. Орон нутгийн хэмжээнд дулаан ялгаруулалтыг нэмэгдүүлэхийн тулд дулаан дамжуулагч аягаар хийсэн оруулга өргөн хэрэглэгддэг бөгөөд тэдгээр нь сэрвээний улмаас хөгц хөгцний хөргөх гадаргууг нэмэгдүүлэх, шахсан агаар эсвэл усаар хөргөх хөгцийг орон нутгийн хөргөлтөөр гүйцэтгэдэг. Дулаан зайлуулах эрчмийг багасгахын тулд хөгц хөгцний ажлын гадаргуу дээр 0.1-0.5 мм зузаантай будагны давхаргыг хэрэглэнэ. Энэ зорилгоор 1-1.5 мм-ийн зузаантай будагны давхаргыг хаалганы суваг, ашгийн гадаргуу дээр хэрэглэнэ. Мөөгөнцөр дэх металлын хөргөлтийг удаашруулах нь хэвний ханыг орон нутгийн нягтруулах, дулаан дамжуулалт багатай янз бүрийн бүрээсийг ашиглах, асбест наалтаар хэвийг дулаалах замаар хийж болно. Хөргөх хөгцний ажлын гадаргууг будах нь сайжирна Гадаад төрхцутгамал, тэдгээрийн гадаргуу дээрх хийн халаасыг арилгахад тусалдаг ба хэвний бат бөх чанарыг нэмэгдүүлдэг. Будахын өмнө хөргөх хэвийг 100-120 ° C хүртэл халаана. Хэт өндөр халах температур нь хүсээгүй, учир нь энэ нь цутгамал хатуурах хурд, үргэлжлэх хугацааг бууруулдаг. эцсийн хугацаахөргөх үйлчилгээ. Халаалт нь цутгамал болон хэвний хоорондох температурын зөрүүг багасгаж, цутгамал металлаар халсантай холбоотойгоор хэвний тэлэлтийг бууруулдаг. Үүний үр дүнд ан цав үүсгэдэг цутгамал дахь суналтын хүчдэл багасдаг. Гэсэн хэдий ч хагарал үүсэх магадлалыг арилгахын тулд хөгцийг дангаар нь халаах нь хангалтгүй юм. Цутгамалийг хэвнээс нь цаг тухайд нь зайлуулах шаардлагатай. Цутгамал нь түүний температур нь хэвний температуртай тэнцүү болж, агшилтын ачаалал хамгийн их утгад хүрэхээс өмнө хэвнээс зайлуулах ёстой. Ихэвчлэн цутгамал нь маш хүчтэй байх үед түүнийг устгалгүйгээр хөдөлгөж (450-500 ° C) авдаг. Энэ үед хаалганы систем хангалттай хүч чадлыг олж аваагүй байгаа бөгөөд гэрлийн нөлөөллөөр эвдэрч байна. Цутгамалыг хэвэнд барих хугацаа нь хатуурах хурдаар тодорхойлогддог бөгөөд металлын температур, хэвний температур, цутгах хурдаас хамаарна.

Металлын наалдацыг арилгах, ашиглалтын хугацааг нэмэгдүүлэх, зайлуулах ажлыг хөнгөвчлөхийн тулд үйл ажиллагааны явцад металл бариулыг тослох хэрэгтэй. Хамгийн түгээмэл тосолгооны материал бол усан бал чулууны суспенз (3-5% бал чулуу) юм.

Цутгамалуудын гаднах тоймыг хийдэг хэвний хэсгүүд нь саарал өнгөтэй байдаг цутгамал төмөр. Мөөгөнцрийн ханын зузааныг ГОСТ 16237-70-ийн зөвлөмжийн дагуу цутгамал материалын ханын зузаанаас хамаарч тодорхойлно. Цутгамал дахь дотоод хөндий нь металл (ган) болон элсний саваа ашиглан хийгддэг. Элсэн саваа нь металл бариулаар хийх боломжгүй нарийн төвөгтэй хөндий үүсгэхэд ашиглагддаг. Цутгамалуудыг хэвнээс нь салгахад хялбар болгохын тулд цутгамал материалын гадна гадаргуу нь холбогч руу чиглэсэн цутгамал налуу нь 30"-аас 3 ° байх ёстой. Металл саваагаар хийсэн цутгамал хийцийн дотоод гадаргуу нь 6 ° -аас багагүй налуутай байх ёстой. Цутгамал дээр зузаан зүсэлтээс нимгэн хэсэг рүү огцом шилжилт хийхийг хориглоно. Муруйн радиус нь 3 мм-ээс багагүй байх ёстой бөгөөд жижиг цутгамалд 8 мм-ээс их диаметртэй, дунд хэмжээний хувьд 10 мм, том хэмжээтэй бол 12 мм-ээс их диаметртэй нүх гаргадаг. саваатай нүхний гүний диаметртэй оновчтой харьцаа нь 0.7-1 байна.

Хагалах хавтгайд байрлуулсан агааржуулалтын суваг, гүний хөндийн ойролцоо хананд байрлуулсан залгуурыг ашиглан агаар ба хийнүүдийг үхрийн хөндийгөөс зайлуулдаг.

Орчин үеийн цутгамал үйлдвэрүүдэд хөргөлтийн хэвийг нэг байрлалтай эсвэл олон байрлалтай хагас автомат цутгах машин дээр суурилуулсан бөгөөд үүнд хөргөлтийн хэвийг хаах, нээх, голыг суурилуулах, зайлуулах, цутгах, цутгах ажлыг хэвнээс гаргах, зайлуулах ажлыг автоматжуулдаг. . Мөн хөгц хөгцийг халаах температурыг автоматаар хянах боломжтой. Хөргөх хэвийг машин дээр дүүргэх ажлыг диспенсер ашиглан гүйцэтгэдэг.

Мөөгөнцрийн нимгэн хөндийн дүүргэлтийг сайжруулах, холбогч бодисыг устгах явцад гарч буй агаар, хийг зайлуулахын тулд хэвийг нүүлгэн шилжүүлж, нам даралтын дор эсвэл төвөөс зугтах хүчээр дүүргэдэг.

Шахаж цутгах

Шахаж цутгах нь 2-3 мм-ийн зузаантай том хэмжээтэй хавтан хэлбэрийн цутгамал (2500x1400 мм) үйлдвэрлэх зориулалттай. Энэ зорилгоор металл хагас хэлбэрийг ашигладаг бөгөөд тэдгээр нь хагас хэлбэрийн нэг талт эсвэл хоёр талт арга барил бүхий тусгай цутгах, шахах машин дээр суурилагдсан байдаг. Онцлог шинж чанарЭнэ цутгах арга нь хэвний хагас нь бие биендээ ойртох үед хэвний хөндийг өргөн хайлмалаар дүүргэх явдал юм. Цутгамал хэв нь ердийн хаалганы системийн элементүүдийг агуулдаггүй. ӨгөгдөлЭнэ арга нь нарийн талстжих хүрээтэй AL2, AL4, AL9, AL34 хайлшаас цутгамал үйлдвэрлэдэг.

Хайлмал хөргөлтийн хурдыг хөгцний хөндийн ажлын гадаргуу дээр янз бүрийн зузаантай (0.05-1 мм) дулаан тусгаарлагч бүрээсийг түрхэх замаар хянадаг. Цутгахаас өмнө хайлшийг хэт халах нь шингэний температураас 15-20 хэмээс хэтрэхгүй байх ёстой. Хагасуудын нэгдэх хугацаа 5-3 секунд байна.

Бага даралтын цутгамал

Бага даралтын цутгамал нь цутгамал цутгах өөр нэг хувилбар юм. Энэ нь нарийн талстжих хүрээтэй хөнгөн цагааны хайлшаас (AL2, AL4, AL9, AL34) том хэмжээтэй нимгэн ханатай цутгамал үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг. Хүйтэн цутгахтай адил цутгамал материалын гаднах гадаргууг металл хэвээр хийж, дотоод хөндийгүүдийг металл эсвэл элсээр хийсэн саваагаар хийдэг.

Саваа хийхийн тулд 55% 1K016A кварцын элснээс бүрдсэн хольцыг ашиглана; 13.5% хагас өөхний элс P01; 27% нунтагласан кварц; 0.8% пектин цавуу; 3.2% давирхай М, 0.5% керосин. Энэ хольц нь механик түлэгдэлт үүсгэдэггүй. Мөөгөнцөрийг металлаар дүүргэх нь шахсан, хатаасан агаар (18-80 кПа) даралтаар хийгддэг, хайлмал гадаргуу дээр тигелд нийлүүлж, 720-750 ° C хүртэл халаана. Энэ даралтын нөлөөн дор хайлмал нь тигльээс метал утас руу шахагдаж, түүнээс хаалганы систем рүү, цаашлаад цутгах хэвний хөндийд ордог. Бага даралттай цутгахын давуу тал нь хэвний хөндий дэх металлын өсөлтийн хурдыг автоматаар хянах чадвартай бөгөөд энэ нь таталцлын нөлөөн дор цутгаж байснаас илүү өндөр чанартай нимгэн ханатай цутгамал авах боломжтой болгодог.

Мөөгөнцөр дэх хайлшийг талсжуулах ажлыг хатуу металлын царцдас үүсэхээс өмнө 10-30 кПа, царцдас үүссэний дараа 50-80 кПа даралтын дор явуулдаг.

Илүү нягт хөнгөн цагааны хайлш цутгамал нь нам даралтын эсрэг даралтын цутгамалаар үйлдвэрлэгддэг. Буцах даралтаар цутгах үед хэвний хөндийг дүүргэх нь тигель болон хэвэнд (10-60 кПа) даралтын зөрүүгээс шалтгаалан хийгддэг. Мөөгөнцөр дэх металлын талсжилтыг 0.4-0.5 МПа даралтын дор явуулдаг. Энэ нь металд ууссан устөрөгчийг гадагшлуулах, хийн нүх үүсэхээс сэргийлдэг. Цусны даралт ихсэх нь хувь нэмэр оруулдаг илүү сайн хоол тэжээлих хэмжээний цутгах нэгжүүд. Үгүй бол буцааж даралтат цутгах технологи нь нам даралтын цутгах технологиос ялгаатай биш юм.

Буцах даралтат цутгамал нь нам даралтын цутгамал болон даралтын талстжилтын давуу талыг амжилттай хослуулсан.

Шахах хэлбэр

AL2, ALZ, AL1, ALO, AL11, AL13, AL22, AL28, AL32, AL34 хөнгөн цагааны хайлшаар шахах аргаар 1 мм ба түүнээс дээш зузаантай ханын зузаантай цутгамал цооног бүхий 1-3 нарийвчлалын ангиллын нарийн төвөгтэй цутгамал хийцийг үйлдвэрлэдэг. 1.2 мм хүртэл диаметртэй, цутгасан гадна болон дотоод утасхамгийн багадаа 1 мм, 6 мм диаметртэй. Ийм цутгамал гадаргуугийн цэвэр байдал нь барзгар байдлын 5-8-р ангид нийцдэг. Ийм цутгамал үйлдвэрлэл нь 30-70 МПа даралттай, хүйтэн хэвтээ эсвэл босоо шахах камер бүхий машин дээр хийгддэг. Хэвтээ шахалтын камертай машинуудад давуу эрх олгоно.

Цутгамалуудын хэмжээ, жин нь шахах машинуудын боломжоор хязгаарлагддаг: шахах камерын эзэлхүүн, даралтын тодорхой даралт (p), түгжих хүч (0). Хөдөлгөөнт хэвний хавтан дээрх цутгамал, гацуур суваг, шахах камерын проекцын талбай (F) нь F = 0.85 0/r томъёогоор тодорхойлсон хэмжээнээс хэтрэхгүй байх ёстой.

Гаднах гадаргуугийн налуугийн оновчтой утга нь 45 °; дотоод 1°-ийн хувьд. Муруйн хамгийн бага радиус нь 0.5-1 мм байна. 2.5 мм-ээс их диаметртэй нүхийг цутгах замаар хийдэг. Хөнгөн цагааны хайлшаар хийсэн цутгамал нь дүрмээр бол зөвхөн суултын гадаргуугийн дагуу боловсруулагддаг. Боловсруулалтын хэмжээг цутгах хэмжээсийг харгалзан тогтоодог бөгөөд 0.3-аас 1 мм-ийн хооронд хэлбэлздэг.

Мөөгөнцөр хийхэд янз бүрийн материалыг ашигладаг. Хэвний шингэн металлтай шүргэлцэх хэсгүүд нь 3Х2В8, 4Х8В2, 4ХВ2С гангаар хийгдсэн, бэхэлгээний хавтан, матрицын тор нь гангаар хийгдсэн. ган 35, 45, 50, тээглүүр, бут, чиглүүлэгч багана - U8A гангаар хийсэн.

Мөөгөнцрийн хөндийд металл нийлүүлэх ажлыг гадна болон дотоод хаалганы системийг ашиглан гүйцэтгэдэг. Цутгамал боловсруулалт хийх хэсгүүдэд тэжээгчийг авчирдаг. Тэдний зузаан нь нийлүүлэлтийн цэг дэх цутгах хананы зузаан, хэвийг дүүргэх заасан шинж чанараас хамаарч тодорхойлогддог. Энэ хамаарлыг тэжээгчийн зузааныг цутгах хананы зузаантай харьцуулсан харьцаагаар тодорхойлно. Хэрэв харьцаа нь нэгдмэл байдалд ойр байвал хөгцийг жигд дүүргэх, үймээн самуун, агаар орохгүй байх болно. 2 мм хүртэл хананы зузаантай цутгамал материалд зориулагдсан. тэжээгч нь 0.8 мм зузаантай; ханын зузаан нь 3 мм. тэжээгчийн зузаан нь 1.2 мм; ханын зузаан нь 4-6 мм-2 мм.

Агаарын хольцоор баяжуулсан хайлмалын эхний хэсгийг авахын тулд хөгцний хөндийн ойролцоо тусгай угаалгын сав байрлуулж, эзэлхүүн нь цутгах эзэлхүүний 20-40% -д хүрч болно. Угаагч нь хөгцний хөндийд зузаан нь тэжээгчийн зузаантай тэнцүү сувгаар холбогддог. Агаар, хий нь тусгай агааржуулалтын сувгууд ба саваа (цөөгч) ба хэвний матрицын хоорондох цоорхойгоор дамжин хэвний хөндийгөөс зайлуулдаг. Агааржуулалтын суваг нь хөгцний хөдөлгөөнгүй хэсэгт, түүнчлэн хөдлөх саваа, цацруулагчийн дагуу холбогчийн хавтгайд хийгддэг. Хөнгөн цагааны хайлш цутгахдаа агааржуулалтын сувгийн гүнийг 0.05-0.15 мм, агааржуулалтыг сайжруулахын тулд өргөнийг 10-30 мм, нимгэн суваг (0.2-0.5 мм) бүхий угаагчийн хөндийн хэвийг холбодог. агаар мандалд.

Тарилгын аргаар олж авсан цутгамал хийцийн гол согогууд нь хөгцний хөндийд металл орох өндөр хурдтай агаарт нэвчих, дулааны нэгжийн агшилтын сүвэрхэг (эсвэл хөндий) зэргээс үүдэлтэй агаарын (хийн) доорх сүвэрхэг байдал юм. Эдгээр согог үүсэхэд цутгах технологийн параметрүүд, даралтын хурд, даралтын даралт, хэвний дулааны нөхцөл ихээхэн нөлөөлдөг.

Дарах хурд нь хэвийг дүүргэх горимыг тодорхойлдог. Дарах хурд өндөр байх тусам хайлмал нь хаалганы сувгаар дамжин өнгөрөх хурд өндөр байх тусам хайлмалыг хэвний хөндий рүү оруулах хурд өндөр болно. Өндөр даралтын хурд нь нимгэн, сунасан хөндийг илүү сайн дүүргэхэд хувь нэмэр оруулдаг. Үүний зэрэгцээ тэдгээр нь металыг агаарыг барьж, арьсны доорх нүхжилтийг үүсгэдэг. Хөнгөн цагааны хайлшийг цутгахад өндөр даралтын хурдыг зөвхөн нарийн төвөгтэй нимгэн ханатай цутгамал үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Хэвлэлийн даралт нь цутгамал материалын чанарт ихээхэн нөлөөлдөг. Энэ нь ихсэх тусам цутгамал материалын нягт нэмэгддэг.

Даралтын даралтын хэмжээ нь ихэвчлэн машины түгжих хүчний хэмжээгээр хязгаарлагддаг бөгөөд энэ нь хөдлөх матриц (pF) дээр металлын үзүүлэх даралтыг давах ёстой. Иймээс “Ашигайн процесс” гэгддэг зузаан ханатай цутгамал материалыг орон нутагт урьдчилан шахах ажил ихээхэн сонирхол татаж байна. Том секцтэй тэжээгчээр дамжуулан хэвний хөндий рүү металл оруулах хурд бага, талстжсан хайлмалыг давхар поршин ашиглан үр дүнтэй урьдчилан шахах нь өтгөн цутгамал материал авах боломжтой болгодог.

Цутгамалийн чанарт хайлш ба хэвний температур ихээхэн нөлөөлдөг. Энгийн тохиргооны зузаан ханатай цутгамал үйлдвэрлэхэд хайлмал нь шингэний температураас 20-30 ° C-аас доош температурт цутгаж байна. Нимгэн ханатай цутгамал нь шингэний температураас 10-15 ° С-ээс хэт халсан хайлмаг ашиглахыг шаарддаг. Агшилтын даралтын хэмжээг бууруулж, цутгамал дахь ан цав үүсэхээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд цутгахын өмнө хэвийг халаана. Дараахь халаалтын температурыг санал болгож байна.

Цутгамал ханын зузаан, мм 1—2 2—3 3—5 5—8

Халаалтын температур

хэв, °C 250—280 200—250 160—200 120—160

Дулааны горимын тогтвортой байдал нь хэвийг халаах (цахилгаан) эсвэл хөргөх (ус) -аар хангагдана.

Хэвний ажлын гадаргууг хайлмал наалдамхай, элэгдлийн нөлөөллөөс хамгаалах, савааг салгах үед үрэлтийг багасгах, цутгамал материалыг зайлуулах ажлыг хөнгөвчлөхийн тулд хэвийг тослох хэрэгтэй. Энэ зорилгоор өөх тос (графит эсвэл хөнгөн цагаан нунтаг бүхий тос) эсвэл усан (давс уусмал, коллоид бал чулуу дээр суурилсан усан бэлдмэл) тосолгооны материалыг ашигладаг.

Хөнгөн цагааны хайлш цутгах нягт нь вакуум хэвэнд цутгахад ихээхэн нэмэгддэг. Үүнийг хийхийн тулд хэвийг битүүмжилсэн саванд хийж, шаардлагатай вакуум үүсгэдэг. "Хүчилтөрөгчийн процесс" -ийг ашиглан сайн үр дүнд хүрч болно. Үүнийг хийхийн тулд хөгцний хөндий дэх агаарыг хүчилтөрөгчөөр солино. Хэвний хөндийд металл орох өндөр хурдтай үед хайлмал нь хүчилтөрөгчийг шингээхэд хүргэдэг тул цутгамал хэсэгт кортикал сүвэрхэг байдал үүсдэггүй, учир нь бүх хуримтлагдсан хүчилтөрөгч нь нарийн тархсан хөнгөн цагаан исэл үүсэхэд зарцуулагддаг бөгөөд энэ нь мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлэхгүй. механик шинж чанарцутгамал Ийм цутгамал нь дулааны боловсруулалтанд өртөж болно.

Техникийн шаардлагаас хамааран хөнгөн цагааны хайлшийг цутгаж болно янз бүрийн төрөлхяналт: дотоод согогийг илрүүлэх рентген, гамма согог илрүүлэх эсвэл хэт авиан шинжилгээ; хэмжээсийн хазайлтыг тодорхойлох тэмдэглэгээ; гадаргуугийн ан цавыг илрүүлэх гэрэлтэгч; битүүмжлэлийг үнэлэхийн тулд усан эсвэл хийн хяналт. Бүртгэгдсэн хяналтын төрлүүдийн давтамжийг зааж өгсөн болно техникийн үзүүлэлтэсхүл үйлдвэрийн ерөнхий төмөрлөгчийн хэлтсээс тогтооно. Тодорхойлсон согогийг, хэрэв техникийн нөхцөлөөр зөвшөөрвөл гагнуур эсвэл нэвчилтээр арилгана. Аргон-нуман гагнуур нь дутуу дүүргэлт, хөндий, сул хагарлыг гагнахад ашигладаг. Гагнуурын өмнө гэмтэлтэй хэсгийг зүсэж, нүхний ханыг 30 - 42 ° налуутай болгоно. Цутгамал нь 300-350С хүртэл орон нутгийн буюу ерөнхий халаалтанд ордог. Орон нутгийн халаалтыг хүчилтөрөгч-ацетилений дөлөөр, ерөнхий халаалтыг камерын зууханд хийдэг. Гагнуурыг цутгамал хийцтэй ижил хайлшаар 2-6 мм-ийн диаметртэй хэрэглээний бус вольфрамын электрод ашиглан гүйцэтгэдэг. хэрэглээаргон 5-12 л/мин. Хүч гагнуурын гүйдэлихэвчлэн 1 мм электродын диаметр тутамд 25-40 А байна.

Цутгамал дахь сүвэрхэг байдлыг бакелит лак, асфальт лак, хатаах тос эсвэл шингээх замаар арилгадаг. шингэн шил. Нэвчилтийг 490-590 кПа даралтын дор тусгай уурын зууханд цутгаж, ховордсон агаар мандалд (1.3-6.5 кПа) урьдчилан өртөх замаар хийдэг. Нэвчилттэй шингэний температурыг 100 хэмд хадгална. Цутгамал нэвчсэний дараа 65-200°С-т хатааж, шингээх шингэн нь хатуурч, дахин шалгана.

Хөнгөн цагаан нь

Хөнгөн цагааны хэрэглээ

Барилгын материал болгон өргөн ашигладаг. Энэ чанарын хөнгөн цагааны гол давуу талууд нь хөнгөн, дарахад уян хатан чанар, зэврэлтэнд тэсвэртэй (агаарт хөнгөн цагаан нь удаан эдэлгээтэй Al2O3 хальсаар бүрхэгдсэн байдаг бөгөөд энэ нь цаашдын исэлдэлтээс сэргийлдэг), өндөр дулаан дамжуулалт, түүний нэгдлүүдийн хоргүй байдал юм. Ялангуяа эдгээр шинж чанарууд нь хөнгөн цагааныг аяга таваг, хөнгөн цагаан тугалган цаас үйлдвэрлэхэд маш их алдартай болгосон Хүнсний үйлдвэрболон савлагаанд зориулагдсан.

Бүтцийн материалын хувьд хөнгөн цагааны гол сул тал нь түүний хүч чадал бага тул түүнийг бэхжүүлэхийн тулд ихэвчлэн бага хэмжээний аяга, магни (хайлшийг duralumin гэж нэрлэдэг) -ээр хайлуулдаг.

Хөнгөн цагааны цахилгаан дамжуулах чанар нь аяганаас ердөө 1.7 дахин бага, хөнгөн цагаан нь кг тутамд 4 дахин хямд боловч нягтрал нь 3.3 дахин бага тул ижил эсэргүүцэлтэй байхын тулд ойролцоогоор 2 дахин бага жинтэй байх шаардлагатай. Иймээс цахилгааны инженерчлэлд утас үйлдвэрлэх, тэдгээрийг хамгаалах, тэр ч байтугай микроэлектроникийн бичил схемд дамжуулагч үйлдвэрлэхэд өргөн хэрэглэгддэг. Хөнгөн цагааны (37 1/ом) бага цахилгаан дамжуулах чанарыг cuprum (63 1 / ом) -тай харьцуулахад хөнгөн цагааны дамжуулагчийн хөндлөн огтлолыг нэмэгдүүлэх замаар нөхдөг. Цахилгаан материал болох хөнгөн цагааны сул тал нь гагнуурын ажилд хүндрэл учруулдаг хүчтэй оксидын хальстай байдаг.

Түүний цогц шинж чанараас шалтгаалан халаалтын төхөөрөмжид өргөн хэрэглэгддэг.

Хөнгөн цагаан ба түүний хайлш нь хэт бага температурт бат бөх чанарыг хадгалдаг. Үүнээс үүдэн криоген технологид өргөн хэрэглэгддэг.

Өндөр тусгалтай, хямд өртөгтэй, амархан шингээх чадвартай хослуулан хөнгөн цагааныг толь хийхэд тохиромжтой материал болгодог.

Барилгын материалын үйлдвэрлэлд хий үүсгэгч бодис болгон .

Aluminizing нь ган болон бусад хайлш, тухайлбал, поршений дотоод шаталтат хөдөлгүүрийн хавхлага, турбины ир, газрын тос олборлох төхөөрөмж, дулаан солилцооны тоног төхөөрөмж зэрэгт зэврэлт, масштабын эсэргүүцлийг бий болгож, цайрдсан ажлыг орлуулдаг.

Хөнгөн цагааны сульфидыг устөрөгчийн сульфид үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Хөөсрүүлсэн хөнгөн цагааныг онцгой бат бөх, хөнгөн материал болгох судалгаа хийгдэж байна.

Термитийн бүрэлдэхүүн хэсэг болох алюминотермийн хольц

Хөнгөн цагааныг ховор металлыг исэл эсвэл галогенээс нь гаргаж авахад ашигладаг.

Хөнгөн цагаан бол олон хайлшийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Жишээлбэл, хөнгөн цагаан хүрэлд гол бүрэлдэхүүн хэсэг нь зэс, хөнгөн цагаан юм. Магнийн хайлшийн хувьд хөнгөн цагааныг ихэвчлэн нэмэлт болгон ашигладаг. Цахилгаан халаалтын төхөөрөмжид спираль үйлдвэрлэхэд fechral (Fe, Cr, Al) (бусад хайлштай хамт) ашигладаг.

хөнгөн цагаан кофе" height="449" src="/pictures/investments/img920791_21_Klassicheskiy_italyanskiy_proizvoditel_kofe_iz_alyuminiya.jpg" title="21. Сонгодог Италийн үйлдвэрлэгчхөнгөн цагаан кофе" өргөн "376" />

Хөнгөн цагаан маш үнэтэй байх үед түүнээс олон төрлийн үнэт эдлэл хийдэг байжээ. Ийнхүү Наполеон III хөнгөн цагаан товчлуурыг захиалж, 1889 онд Дмитрий Иванович Менделеевт алт, хөнгөн цагаанаар хийсэн аягатай хайрсыг бэлэглэжээ. Тэдгээрийн загвар нь түүнийг үйлдвэрлэх шинэ технологи (хөгжил) гарч ирэхэд тэр даруй өнгөрч, зардлыг олон удаа бууруулсан. Өнөө үед хөнгөн цагааныг заримдаа хувцасны үнэт эдлэл үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Японд хөнгөн цагааныг уламжлалт үнэт эдлэлийн үйлдвэрлэлд ашигладаг бөгөөд .

Хөнгөн цагаан ба түүний нэгдлүүдийг хоёр хөдөлгүүртэй пуужингийн түлшинд өндөр үр ашигтай түлш болгон, хатуу пуужингийн түлшний шатамхай бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ашигладаг. Дараах хөнгөн цагааны нэгдлүүд нь пуужингийн түлшний хувьд хамгийн их ашиг тустай байдаг.

Хатуу пуужингийн түлшинд түлш болгон нунтаг хөнгөн цагаан . Мөн нүүрсустөрөгчид нунтаг, суспенз хэлбэрээр ашиглагддаг.

Хөнгөн цагаан гидрид.

Хөнгөн цагаан боранат.

Триметиллюминий.

Триэтилюминий.

Трипропилалюминий.

Триэтилалюминий (ихэвчлэн триэтилборонтой хамт) нь хүчилтөрөгчийн хийд аяндаа асдаг тул пуужингийн хөдөлгүүрт химийн гал асаахад (өөрөөр хэлбэл анхны түлш болгон) ашигладаг.

Энэ нь бага зэрэг хортой нөлөө үзүүлдэг боловч олон тооны усанд уусдаг органик бус хөнгөн цагааны нэгдлүүд удаан хугацаанд ууссан төлөвт үлдэж, хортой нөлөөдамжуулан хүн болон халуун цуст амьтад дээр ус уух. Хамгийн хортой нь хлорид, нитрат, ацетат, сульфат гэх мэт. Хүний хувьд хөнгөн цагааны нэгдлүүдийг дараах тунгаар (мг/кг биеийн жин) залгихад хортой нөлөө үзүүлдэг.

хөнгөн цагаан ацетат - 0.2-0.4;

хөнгөн цагаан гидроксид - 3.7-7.3;

хөнгөн цагаан хөнгөн цагаан - 2.9.

Юуны өмнө мэдрэлийн системд нөлөөлдөг (мэдрэлийн эдэд хуримтлагдаж, төв мэдрэлийн тогтолцооны хүнд хэлбэрийн эмгэгийг үүсгэдэг). Гэсэн хэдий ч хөнгөн цагааны мэдрэлийн хоруу чанарыг 1960-аад оны дунд үеэс судалж эхэлсэн бөгөөд энэ нь хүний ​​биед металл хуримтлагдахаас түүнийг арилгах механизмаар сэргийлдэг. Хэвийн нөхцөлд өдөрт 15 мг хүртэл элементийг шээсээр ялгаруулж болно. Үүний дагуу хамгийн их сөрөг нөлөө нь бөөрний ялгаруулах үйл ажиллагаа буурсан хүмүүст ажиглагддаг.

Биологийн зарим судалгаагаар хүний ​​биед хөнгөн цагааны хэрэглээ нь Альцгеймерийн өвчин үүсэх хүчин зүйл гэж тооцогддог байсан ч хожим эдгээр судалгааг шүүмжилж, нэг ба нөгөө хоёрын хоорондын холболтын талаархи дүгнэлтийг няцаасан байна.

Хөнгөн цагааны геохимийн шинж чанар нь түүний хүчилтөрөгчтэй өндөр хамааралтайгаар тодорхойлогддог ашигт малтмалхөнгөн цагаан нь хүчилтөрөгчийн октаэдр ба тетраэдрүүдэд багтдаг, тогтмол валент (3), ихэнх байгалийн нэгдлүүдийн уусах чадвар бага. Магма хатуурах, магмын чулуулаг үүсэх үед эндоген процесст хөнгөн цагаан нь хээрийн жонш, гялтгануур болон бусад ашигт малтмал - алюминосиликатуудын болор торонд ордог. Биосферийн хувьд хөнгөн цагаан нь сул нүүдэлчин бөгөөд организм болон гидросферт ховор байдаг. Элбэг ургамлын задралын үлдэгдэл нь олон тооны органик хүчил үүсгэдэг чийглэг уур амьсгалд хөнгөн цагаан нь хөрс, усанд органик эрдэс коллоид нэгдлүүд хэлбэрээр шилждэг; хөнгөн цагаан нь коллоидоор шингэж, хөрсний доод хэсэгт хуримтлагддаг. Хөнгөн цагаан ба цахиурын хоорондох холбоо хэсэгчлэн тасарч, халуун орны зарим газарт ашигт малтмал үүсдэг - хөнгөн цагааны гидроксид - бохмит, диаспор, гидаргиллит. Хөнгөн цагааны ихэнх хэсэг нь алюминосиликатуудын нэг хэсэг - каолинит, бейделлит болон бусад шаварлаг эрдэс юм. Хөдөлгөөний сул байдал нь чийглэг халуун орны өгөршлийн царцдас дахь хөнгөн цагааны үлдэгдэл хуримтлалыг тодорхойлдог. Үүний үр дүнд элювиал боксит үүсдэг. Өнгөрсөн геологийн эрин үед боксит нь халуун орны бүс нутгийн нуур, далайн эргийн бүсэд хуримтлагдсан (жишээлбэл, Казахстаны тунамал боксит). Амьд бодис багатай, ус нь төвийг сахисан, шүлтлэг тал хээр, цөлд хөнгөн цагаан бараг нүүдэллэдэггүй. Хөнгөн цагааны нүүдэл нь өндөр хүчиллэг гол мөрөн, хөнгөн цагаанаар баялаг гүний ус ажиглагддаг галт уулын бүсэд хамгийн эрч хүчтэй байдаг. Хүчиллэг ус нь далайн шүлтлэг устай холилдсон газруудад (гол мөрний амсарт болон бусад) хөнгөн цагаан тунадас үүсч, бокситын ордууд үүсдэг.

Хөнгөн цагаан нь амьтан, ургамлын эд эсийн нэг хэсэг юм; хөхтөн амьтдын эд эрхтэнд 10-3% -аас 10-5% хөнгөн цагаан (бүдүүлэг байдлаар) олджээ. Хөнгөн цагаан нь элэг, нойр булчирхай, бамбай булчирхайд хуримтлагддаг. Ургамлын гаралтай бүтээгдэхүүнд хөнгөн цагааны агууламж 1 кг хуурай бодис (төмс) тутамд 4 мг-аас 46 мг (шар манжин), амьтны гаралтай бүтээгдэхүүнд 1 кг хуурай бодис тутамд 4 мг (зөгийн бал) -аас 72 мг хооронд хэлбэлздэг. ). Хүний өдөр тутмын хоолны дэглэмд хөнгөн цагааны агууламж 35-40 мг хүрдэг. Хөнгөн цагааныг баяжуулдаг организмууд нь жишээлбэл, үнсэнд нь 5.3% хүртэл хөнгөн цагаан агуулсан хөвд (Lycopodiaceae), үнсэнд нь 0.2-0.8% хөнгөн цагаан агуулсан нялцгай биетүүд (Helix, Lithorina) юм. Фосфаттай уусдаггүй нэгдлүүдийг үүсгэснээр хөнгөн цагаан нь ургамал (үндсээр нь фосфатын шингээлт) болон амьтдын (гэдэс дэх фосфатын шингээлт) тэжээлийг алдагдуулдаг.

Гол худалдан авагч нь агаарын тээвэр юм. Онгоцны хамгийн их ачаалалтай элементүүд (арьс, хүч чадал) нь дуралюминий материалаар хийгдсэн байдаг. Мөн энэ хайлшийг сансарт авав. Тэгээд тэр бүр сар руу явж, дэлхийд буцаж ирсэн. Георгий Николаевич Бабакин (1914-1971) тэргүүтэй олон жил ажилласан товчооны зохион бүтээгчдийн бүтээсэн Луна, Сугар, Ангараг гаригийн станцуудыг хөнгөн цагааны хайлшгүйгээр хийж чадахгүй байв.

Хөнгөн цагаан - манган ба хөнгөн цагаан - магнийн (AMts ба AMg) системийн хайлш нь өндөр хурдны "пуужин" ба "солир" - усан онгоцны их биений гол материал юм.

Гэхдээ хөнгөн цагааны хайлшийг зөвхөн сансар огторгуй, нисэх, далай, голын тээвэрт ашигладаггүй. Хөнгөн цагаан нь газрын тээвэрт ч хүчтэй байр суурь эзэлдэг. Автомашины салбарт хөнгөн цагааны өргөн хэрэглээг дараах тоо баримт харуулж байна. 1948 онд нэг хүнд 3,2 кг хөнгөн цагаан хэрэглэж байсан бол 1958 онд 23,6, 1968 онд 71,4 байсан бол өнөөдөр энэ үзүүлэлт 100 кг давжээ. Хөнгөн цагаан гарч ирэв төмөр замын тээвэр. Мөн супер экспресс "Оросын Тройка" нь 50 гаруй хувь нь хөнгөн цагааны хайлшаар хийгдсэн байдаг.

Хөнгөн цагааныг барилгын ажилд улам бүр ашиглаж байна. Шинэ барилгуудад хөнгөн цагаан дээр суурилсан хайлшаар хийсэн бат бөх, хөнгөн жинтэй дам нуруу, шал, багана, хашлага, хашаа, агааржуулалтын системийн элементүүдийг ихэвчлэн ашигладаг. Сүүлийн жилүүдэд хөнгөн цагааны хайлшийг олон нийтийн барилга, спортын цогцолбор барихад ашиглаж байна. Хөнгөн цагааныг дээврийн материал болгон ашиглах оролдлого байдаг. Ийм дээвэр нь нүүрстөрөгчийн давхар исэл, хүхрийн нэгдлүүд, азотын нэгдлүүд болон бусад хортой хольцуудаас айдаггүй бөгөөд энэ нь дээврийн төмрийн атмосферийн зэврэлтийг ихээхэн нэмэгдүүлдэг.

Хөнгөн цагаан цахиурын системийн хайлш болох силуминыг цутгах хайлш болгон ашигладаг. Ийм хайлш нь сайн урсах чадвартай, цутгамал дахь агшилт, ялгаралт багатай (гетероген) бөгөөд энэ нь хамгийн төвөгтэй тохируулгын хэсгүүдийг, жишээлбэл, хөдөлгүүрийн орон сууц, насосны импеллер, багажны орон сууц, дотоод шаталтат хөдөлгүүрийн блок, поршений цутгах замаар үйлдвэрлэх боломжийг олгодог. , цилиндрийн толгой ба хүрэм поршений хөдөлгүүр.

Уналтын төлөө тэмц зардалхөнгөн цагааны хайлш мөн амжилттай болсон. Жишээлбэл, силумин нь хөнгөн цагаанаас 2 дахин хямд байдаг. Ихэнхдээ энэ нь эсрэгээрээ байдаг - хайлш нь илүү үнэтэй байдаг (хайлш авахын тулд та цэвэр суурийг авах хэрэгтэй, дараа нь хайлш авахын тулд хайлш хийх хэрэгтэй). 1976 онд Днепропетровскийн Хөнгөн цагааны үйлдвэрийн Зөвлөлтийн металлургичид алюминосиликатаас силуминыг шууд хайлуулах аргыг эзэмшсэн.

Хөнгөн цагааныг цахилгаан инженерчлэлд эртнээс мэддэг болсон. Гэсэн хэдий ч саяхан болтол хөнгөн цагааны хэрэглээ нь зөвхөн эрчим хүчний шугам, ховор тохиолдолд цахилгааны кабелиар хязгаарлагдаж байсан. Кабелийн үйлдвэрлэлд зэс болон хар тугалга. Кабелийн байгууламжийн дамжуулагч элементүүдийг аягаар хийсэн бөгөөд металл бүрээсийг хийсэн хар тугалгаэсвэл хар тугалга дээр суурилсан хайлш . Олон арван жилийн турш (кабелийн голыг хамгаалах тугалган бүрээсийг анх 1851 онд санал болгосон) кабелийн бүрээсийн цорын ганц металл материал байв. Тэрээр энэ дүрд маш сайн, гэхдээ дутагдалтай байдаггүй - өндөр нягтрал, бага хүч чадал, хомсдол; Эдгээр нь хүмүүсийг хар тугалгыг хангалттай орлож чадах өөр металл хайхад хүргэсэн гол зүйлүүд юм.

Энэ нь хөнгөн цагаан байсан. Энэ үүрэгт түүний үйлчилгээний эхлэлийг 1939 онд авч үзэж болох бөгөөд ажил нь 1928 онд эхэлсэн. Гэсэн хэдий ч 1948 онд хөнгөн цагаан бүрээс үйлдвэрлэх технологийг боловсруулж, эзэмшсэн үед кабелийн технологид хөнгөн цагааны хэрэглээнд ноцтой өөрчлөлт гарсан.

Олон арван жилийн турш зэс нь гүйдэл дамжуулагчийг үйлдвэрлэх цорын ганц металл байв. Зэсийг орлох материалын судалгаанаас харахад ийм металл нь хөнгөн цагаан байх ёстой, бас байж болохыг харуулсан. Тиймээс, үндсэндээ өөр өөр зорилготой хоёр металлын оронд хөнгөн цагаан кабель технологид нэвтэрсэн.

Энэ орлуулалт нь хэд хэдэн давуу талтай. Нэгдүгээрт, хөнгөн цагаан бүрхүүлийг төвийг сахисан дамжуулагч болгон ашиглах боломж нь металлын ихээхэн хэмнэлт, жинг бууруулах гэсэн үг юм. Хоёрдугаарт, өндөр хүч чадал. Гуравдугаарт, угсралтын ажлыг хөнгөвчлөх, тээврийн зардлыг бууруулах, кабелийн зардлыг бууруулах гэх мэт.

Мөн хөнгөн цагаан утсыг цахилгаан дамжуулах агаарын шугамд ашигладаг. Гэвч түүнтэй дүйцэхүйц солих ажилд маш их хүчин чармайлт, цаг зарцуулсан. Олон хувилбаруудыг боловсруулсан бөгөөд тэдгээрийг тодорхой нөхцөл байдалд үндэслэн ашигладаг. [Магни 0.5% хүртэл, цахиур 0.5% хүртэл, төмрийг 0.45% хүртэл хайлуулж, хатууруулж, хөгшрөлтийн үед хүч чадал нэмэгдэж, мөлхөх эсэргүүцэл нэмэгдсэн хөнгөн цагаан утсыг үйлдвэрлэдэг. Ган-хөнгөн цагаан утсыг ялангуяа цахилгаан дамжуулах шугам янз бүрийн саад тотгорыг даван туулах шаардлагатай том зайд ашигладаг. Жишээлбэл, гол гатлах үед 1500 м-ээс дээш зайтай байдаг.

Дамжуулах технологид хөнгөн цагаан цахилгаанхол зайд тэдгээрийг зөвхөн дамжуулагч материал болгон ашигладаггүй. Арван жил хагасын өмнө хөнгөн цагаан дээр суурилсан хайлшийг цахилгаан дамжуулах шугамын тулгуур үйлдвэрлэхэд ашиглаж эхэлсэн. Тэд анх манайд баригдсан улсКавказад. Эдгээр нь гангаас ойролцоогоор 2.5 дахин хөнгөн бөгөөд зэврэлтээс хамгаалах шаардлагагүй. Ийнхүү ижил металл нь цахилгаан инженерчлэл, цахилгаан дамжуулах технологид төмөр, зэс, хар тугалгыг сольсон.

Энэ нь эсвэл бараг энэ нь технологийн бусад салбарт ч байсан. Нефть, хий, химийн үйлдвэрүүдэд хөнгөн цагааны хайлшаар хийсэн танк, дамжуулах хоолой болон бусад угсралтын хэсгүүд өөрсдийгөө сайн нотолсон. Тэд идэмхий шингэнийг хадгалах зориулалттай дотор нь пааландсан төмөр нүүрстөрөгчийн хайлшаар хийсэн сав зэрэг зэврэлтэнд тэсвэртэй олон металл, материалыг сольсон (энэ үнэтэй бүтцийн паалангын давхаргад хагарал үүсэх нь алдагдал эсвэл бүр осолд хүргэж болзошгүй).

Дэлхий дээр жилд 1 сая гаруй тонн хөнгөн цагаан тугалган цаас үйлдвэрлэхэд зарцуулагддаг. Тугалган цаасны зузаан нь зорилгоос хамааран 0.004-0.15 мм байна. Түүний хэрэглээ нь маш олон янз байдаг. Энэ нь шоколад, чихэр, эм, гоо сайхны бүтээгдэхүүн, гэрэл зургийн бүтээгдэхүүн гэх мэт төрөл бүрийн хүнсний болон үйлдвэрлэлийн бүтээгдэхүүнийг савлахад ашигладаг.

Мөн тугалган цаасыг барилгын материал болгон ашигладаг. Хий дүүргэсэн хуванцар бүлэг байдаг - зөгийн сархинагаас бүрдсэн хуванцар - хана нь хөнгөн цагаан тугалган цаасаар хийгдсэн, тогтмол геометрийн хэлбэрийн тогтмол давтагдах эсүүдийн систем бүхий үүрэн материал юм.

Брокхаус ба Эфроны нэвтэрхий толь бичиг

Хөнгөн цагаан- (шавар) химийн бодис zn. AL; цагт. В. = 27.12; цохих В. = 2.6; м.п. ойролцоогоор 700 °. Мөнгөлөг цагаан, зөөлөн, дуут металл; цахиурын хүчилтэй хослуулан шавар, хээрийн жонш, гялтгануурын үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг юм; бүх хөрсөнд байдаг. Руу явдаг... ... Орос хэлний гадаад үгсийн толь бичиг

Хөнгөн цагаан- (Al тэмдэг), мөнгөн цагаан металл, үелэх системийн гуравдугаар бүлгийн элемент. Анх 1827 онд цэвэр хэлбэрээр нь олж авсан.Дэлхийн царцдас дахь хамгийн түгээмэл металл; Үүний гол эх үүсвэр нь бокситын хүдэр юм. Үйл явц…… Шинжлэх ухаан, техникийн нэвтэрхий толь бичиг

Хөнгөн цагаан- ХӨНГӨНЗӨН, Хөнгөн цагаан (химийн тэмдэг A1, жин 27.1), дэлхийн гадарга дээрх хамгийн түгээмэл металл бөгөөд О болон цахиурын дараа дэлхийн царцдасын хамгийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг. A. байгальд гол төлөв цахиурын хүчлийн давс (силикат) хэлбэрээр тохиолддог;... ... Агуу анагаах ухааны нэвтэрхий толь бичиг

Хөнгөн цагаан- ялангуяа цайвар өнгөтэй хөхөвтөр цагаан металл юм. Энэ нь маш уян хатан бөгөөд амархан өнхрөх, зурах, хуурамчаар үйлдэх, тамгалах, цутгах гэх мэт. Бусад зөөлөн металлын нэгэн адил хөнгөн цагаан нь маш сайн ... ... Албан ёсны нэр томъёо

Хөнгөн цагаан- (Хөнгөн цагаан), Al, үечилсэн системийн III бүлгийн химийн элемент, атомын дугаар 13, атомын масс 26.98154; хөнгөн металл, хайлах температур 660 ° C. Дэлхийн царцдас дахь агууламж жингийн 8.8% байна. Хөнгөн цагаан ба түүний хайлшийг барилгын материал болгон ашигладаг ... ... Зурагт нэвтэрхий толь бичиг

Хөнгөн цагаан- ХӨНГӨНГӨН, хөнгөн цагааны хүн., химийн . шүлтлэг металлын шавар, хөнгөн цагааны суурь, шавар; түүнчлэн зэв, төмрийн үндэс; мөн зэсийг шатаана. Хөнгөн цагааны эр хөнгөн цагаантай төстэй чулуужсан, хөнгөн цагааны ислийн усан сульфат. Алунит нөхөр. ...... маш ойрхон чулуужсан олдвор. Далын тайлбар толь бичиг

хөнгөн цагаан- (мөнгө, цайвар, далавчтай) металл Орос хэлний синонимын толь бичиг. хөнгөн цагаан нэр үг, синонимын тоо: 8 шавар (2) ... Синоним толь бичиг

Хөнгөн цагаан- (Аlumen alum-аас гаралтай латин хөнгөн цагаан), Al, үелэх системийн III бүлгийн химийн элемент, атомын дугаар 13, атомын масс 26.98154. Мөнгө цагаан металл, хөнгөн (2.7 г/см³), уян хатан, цахилгаан дамжуулах өндөр чадвартай, хайлах температур 660.С.... ... Том нэвтэрхий толь бичиг

Хөнгөн цагаан- Ал (Латин alumen-аас авсан, эрт дээр үед будах, идээлэх зориулалттай будагч бодис болгон ашигладаг хөнгөн цагааны нэр * а. хөнгөн цагаан; н. Хөнгөн цагаан; е. хөнгөн цагаан; i. хөнгөн цагаан), химийн. III бүлгийн үечилсэн элемент. Менделеевийн систем, at. n. 13, цагт. м 26.9815 ... Геологийн нэвтэрхий толь бичиг

Хөнгөн цагаан- Хөнгөн цагаан, хөнгөн цагаан, бусад олон. үгүй, нөхөр (Латин alumen alum-аас). Мөнгөлөг цагаан уян хатан хөнгөн металл. Ушаковын тайлбар толь бичиг. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 ... Ушаковын тайлбар толь бичиг

Оршил.

Одоогоос 100 орчим жилийн өмнө Николай Гаврилович Чернышевский хөнгөн цагааны тухай энэ металл бол агуу ирээдүйтэй, хөнгөн цагаан бол социализмын металл гэж хэлж байсан. Тэр алсын хараатай болж хувирав: 20-р зуунд. №13 хөнгөн цагааны элемент нь олон бүтцийн материалын үндэс болсон. Үелэх системийн IIIА бүлгийн 3-р үеийн элемент. Атомын электрон томьёо 3S23p1 исэлдэлтийн төлөв +III ба 0.

Электрон сөрөг чанар (1.47) нь бериллитэй ижил бөгөөд амфотер (хүчиллэг ба үндсэн) шинж чанарыг харуулдаг. Нэгдлүүдэд энэ нь катион ба анионуудаас олддог. Байгалийн хувьд энэ нь хамгийн элбэг байдаг дөрөв дэх химийн элемент (металлуудын дунд нэгдүгээрт ордог) бөгөөд химийн хувьд холбогдсон төлөвт байдаг. Энэ нь олон тооны хөнгөн цагаан силикат эрдэс, чулуулаг (боржин чулуу, порфир, базальт, гнейс, шист), янз бүрийн шавар (цагаан шавар гэж нэрлэдэг) нэг хэсэг юм. каолин),боксит ба хөнгөн цагааны исэл Al2O3.

Хүн анх удаа цайвар мөнгөлөг металлыг гартаа авснаас хойш зуун хагасын хугацаанд хөнгөн цагааны үйлдвэрлэлийн динамикийг судлах нь сонирхолтой юм.

Эхний 30 жил буюу 1825-1855 он хүртэл яг нарийн тоо гараагүй байна. Лабораторид хөнгөн цагааныг үйлдвэрлэх ямар ч үйлдвэрлэлийн арга байгаагүй, үүнийг хамгийн сайндаа килограммаар авдаг байсан. 1855 онд Парисын бүх нийтийн үзэсгэлэнд хөнгөн цагаан ембүүг анх үзүүлэхэд ховор эрдэнийн чулуу гэж үздэг байв. Энэ нь 1855 онд Францын химич Анри Этьен Сен-Клэр Девилл анхны химичийг зохион бүтээсэн учраас үзэсгэлэнд гарсан. аж үйлдвэрийн арга 13-р элементийг давхар натрийн хлорид ба хөнгөн цагаан NaCl - AlCl3-аас металл натригаар нүүлгэн шилжүүлэхэд үндэслэн хөнгөн цагаан авах.

1855-1890 он хүртэл 36 жилийн хугацаанд Сен-Клэйр Девилийн аргаар 200 тонн хөнгөн цагаан металл үйлдвэрлэжээ.

19-р зууны сүүлийн арван жилд (шинэ аргаар) дэлхийд 28 мянган тонн хөнгөн цагаан үйлдвэрлэжээ.

1930 онд энэ металлыг дэлхийн хэмжээнд хайлуулах хэмжээ 300 мянган тонн байжээ.

1975 онд зөвхөн капиталист орнуудад 10 сая орчим тонн хөнгөн цагаан үйлдвэрлэсэн бөгөөд эдгээр нь хамгийн өндөр үзүүлэлт биш юм. American Engineering and Mining Journal сэтгүүлийн мэдээлснээр 1975 онд капиталист орнуудад хөнгөн цагааны үйлдвэрлэл 1974 онтой харьцуулахад 11% буюу 1.4 сая тонноор буурсан байна.

Хөнгөн цагааны үнийн өөрчлөлт ч мөн адил гайхалтай. 1825 онд төмрөөс 1500 дахин илүү үнэтэй байсан бол өнөөдөр ердөө гурав дахин үнэтэй болжээ. Өнөөдөр хөнгөн цагаан нь энгийн нүүрстөрөгчийн гангаас илүү үнэтэй боловч зэвэрдэггүй гангаас хямд байдаг. Хэрэв бид хөнгөн цагаан, ган бүтээгдэхүүний өртөгийг жин, харьцангуй зэврэлтэнд тэсвэртэй байдлыг харгалзан тооцвол өнөө үед олон тохиолдолд гангаас хөнгөн цагаан хэрэглэх нь илүү ашигтай байдаг.

Al-ийн физик шинж чанарууд

Мөнгөлөг цагаан, гялалзсан, уян хатан металл. Агаарт энэ нь Al2O3-ийн царцсан хамгаалалтын хальсаар бүрхэгдсэн бөгөөд энэ нь маш тогтвортой бөгөөд металлыг зэврэлтээс хамгаалдаг; төвлөрсөн HNO3-д идэвхгүйжүүлсэн.

Физик тогтмолууд:

M, = 26.982 »27, p = 2.70 г / см3

хайлах цэг 660.37 ° C, буцлах цэг = 2500 ° C

Химийн шинж чанар A л

Химийн идэвхтэй, амфотер шинж чанарыг харуулдаг - хүчил ба шүлттэй урвалд ордог.

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2

2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na] + 3H2

2Al + 6NaOH(s) = 2NaAlO2+ + ZN2 + 2Na2O

Нэгтгэсэн хөнгөн цагаан нь устай хүчтэй урвалд ордог.

2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 ¯ + 3H2 + 836 кЖ

Хүчтэй бууруулагч бодис нь халах үед хүчилтөрөгч, хүхэр, азот, нүүрстөрөгчтэй урвалд ордог.

4Al+3O2=2Al2O3, 2Al+3S=Al2S3

2Al+N2=2AlN, 4Al+3S=Al4S3

Хлор, бром, иодтой урвал нь тасалгааны температурт явагддаг (иод нь катализаторыг шаарддаг - H2O дусал), галогенид AlCl3, AlBr3, AlI3 үүсдэг.

Аж үйлдвэрийн чухал арга алюминотерми:

2Al + Cr2O3 = Al2O3 + 2Cr

10Al + 3V2O5 = 5Al2O3 + 6V

Хөнгөн цагаан нь Nv-ийг N-III болгон бууруулдаг:

8Al + 30HNO3(хэт хэл) = 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O

8Al + 18H2O + 5KOH + 3KNO3 =8K+3NH3

(эдгээр урвалын хөдөлгөгч хүч нь атомын устөрөгч Н°-ийн завсрын ялгаралт бөгөөд хоёр дахь урвалд мөн тогтвортой гидроксо комплекс [Al(OH)4]3-) үүсдэг.

Al бэлтгэх, хэрэглэх

Үйлдвэрт Al-ийн үйлдвэрлэл - хайлмал дахь Al2O3-ийн электролиз криолит Na3[AlF6] 950 °C:

Ховор металл үйлдвэрлэх, ган хийцийг гагнах зэрэгт алюминотермийн урвалж болгон ашигладаг.

Хөнгөн цагаан нь хамгийн чухал бүтцийн материал бөгөөд хөнгөн зэврэлтэнд тэсвэртэй хайлшийн үндэс (магнитай - дуралюминий,эсвэл дуралюминий хамтзэс - хөнгөн цагаан хүрэл,үүнээс жижиг мөнгөн зоос цутгадаг). Цэвэр хөнгөн цагааныг аяга таваг, цахилгааны утас хийхэд их хэмжээгээр хэрэглэдэг.

Хөнгөн цагааны исэл Ал 2 О 3

Цагаан аморф нунтаг эсвэл маш хатуу цагаан талст. Физик тогтмолууд:

Ноён = 101.96"102, p = 3.97 г/см3 tхайлалт=2053°C, tbp=3000°C

Кристалл Al2O3 нь химийн идэвхгүй, аморф нь илүү идэвхтэй байдаг. Уусмал дахь хүчил ба шүлтүүдтэй удаан урвалд орж, амфотер шинж чанарыг харуулдаг.

Al2O3 + 6HCl(конц.) = 2AlCl3 + 3H2O

Al2O3 + 2NaOH(конц.) + 3H2O = 2Na

(NaAlO2 нь шүлтийн хайлмалд үүсдэг). Хоёрдахь урвал нь бокситыг "хаглахад" ашиглагддаг.

Хөнгөн цагааны үйлдвэрлэлийн түүхий эдээс гадна нунтаг хэлбэрээр Al2O3 нь галд тэсвэртэй, химийн тэсвэртэй, элэгдэлд тэсвэртэй материалын бүрэлдэхүүн хэсэг болдог. Кристал хэлбэрээр энэ нь лазер, синтетик үнэт чулуу (бадмаараг, индранил гэх мэт) үйлдвэрлэхэд ашигладаг бөгөөд бусад металлын ислийн хольцоор өнгөт - Cr2O3 (улаан), Ti2O3, Fe2O3 (цэнхэр).

Хөнгөн цагааны гидроксид Al(OH)3

Цагаан аморф (гель хэлбэртэй) эсвэл талст. Усанд бараг уусдаггүй. Физик тогтмолууд:

Мr=78.00, р= 3.97 г/см3,

t задрал > 170 °С

Халах үед энэ нь аажмаар задарч, завсрын бүтээгдэхүүн үүсгэдэг - метагидроксид AlO(OH):

Амфотер, ижил тод хүчиллэг ба үндсэн шинж чанарыг харуулдаг.

NaOH-тай холилдоход NaAlO үүснэ.

Учир нь хүлээн авч байна Al (OH) 3 тунадас, шүлтийг ихэвчлэн ашигладаггүй (тунадас нь уусмал руу шилжихэд хялбар байдаг тул), гэхдээ аммиакийн гидрат бүхий хөнгөн цагаан давс дээр ажилладаг;

тасалгааны температурт Al(OH)3 үүсдэг ба буцалгах үед бага идэвхтэй AlO(OH) үүсдэг.

Al (OH) 3-ыг олж авах тохиромжтой арга бол CO2-ийг гидроксо цогцолборын уусмалаар дамжуулах явдал юм.

[Al(OH)4]- + CO2 = Al(OH)3¯+ HCO3-

Хөнгөн цагааны давс, органик будагч бодисыг нийлэгжүүлэхэд ашигладаг; ходоодны шүүсний өндөр хүчиллэгийг эмчлэх эм болгон.

Хөнгөн цагааны давс

Хөнгөн цагааны давс ба хүчтэй хүчил нь усанд маш сайн уусдаг бөгөөд катионын гидролизд ихээхэн өртөж, магни, цайр зэрэг металууд уусдаг хүчтэй хүчиллэг орчин үүсгэдэг.

a)AlCl3=Alз++ЗCl-

Al3++H2OÛAlOH2++H+

b)Zn+2H+=Zn2++H2

AlF3 фтор ба AlPO4 ортофосфат нь усанд уусдаггүй бөгөөд маш сул хүчлүүдийн давс, жишээ нь H2CO3 нь усан уусмалаас хур тунадасны улмаас огт үүсдэггүй.

Давхар хөнгөн цагааны давсыг мэддэг - alumнайрлага MIAl(SO4)2 12H2O (MI=Na+, K+, Rb+, Cs+, TI+, NH4+), тэдгээрийн хамгийн түгээмэл нь калийн алим KAl(SO4)2 12H2O.

Хоёртын хөнгөн цагааны нэгдлүүд

AlS3 сульфид, AlC3 карбид зэрэг голчлон ковалент холбоо бүхий нэгдлүүд.

Усанд бүрэн задардаг:

Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 ¯ + 3Н2S

Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3 ¯+ 3CH4

Эдгээр нэгдлүүдийг цэвэр хийн эх үүсвэр болгон ашигладаг - H2S ба CH4.

Сонирхол, сонирхол...

Дэлхийн царцдасын массын 8.80% нь хөнгөн цагаанаас бүрддэг бөгөөд энэ нь манай гаригийн гурав дахь хамгийн элбэг элемент юм. Дэлхийн хөнгөн цагааны үйлдвэрлэл байнга нэмэгдэж байна. Одоо жингээр нь тооцвол гангийн үйлдвэрлэлийн 2 орчим хувийг эзэлж байна. Хэрэв эзэлхүүний хувьд хөнгөн цагаан нь гангаас бараг гурав дахин хөнгөн тул 5 ... 6% байна. Хөнгөн цагаан нь зэс болон бусад бүх өнгөт металлыг гурав дахь болон дараагийн байруудад итгэлтэйгээр түлхэж, төмрийн зэвсгийн үеийн хоёр дахь чухал металл болжээ. Урьдчилсан тооцоогоор энэ зууны эцэс гэхэд металлын нийт үйлдвэрлэлд хөнгөн цагааны эзлэх хувь жингийн 4...5%-д хүрэх ёстой.

Үүний олон шалтгаан байдаг бөгөөд гол нь нэг талаас хөнгөн цагааны тархалт, нөгөө талаас хөнгөн, уян хатан чанар, зэврэлтэнд тэсвэртэй, цахилгаан дамжуулах чанар, үгийн бүрэн утгаараа олон талт шинж чанар юм. .

Байгалийн нэгдлүүд нь бусад элементүүдтэй, ялангуяа хүчилтөрөгчтэй, хүчилтөрөгчөөр дамжуулан цахиуртай нягт холбогддог тул хөнгөн цагаан нь технологид хожуу нэвтэрч, эдгээр нэгдлүүдийг устгаж, тэдгээрээс цайвар мөнгөн металлыг ялгаруулахын тулд маш их хүчин чармайлт, эрчим хүч шаарддаг.

Анхны металл хөнгөн цагааныг 1825 онд Данийн алдарт физикч, цахилгаан соронзонгийн чиглэлээр хийсэн бүтээлээрээ алдартай Ханс Кристиан Эрстед үйлдвэрлэжээ. Эрстед хлорыг хөнгөн цагааны исэл (хөнгөн цагааны исэл Al2O3)-ийн нүүрстэй халуун хольцоор дамжуулж, үүссэн усгүй хөнгөн цагаан хлоридыг калийн амальгамаар халаав. Дараа нь, дашрамд хэлэхэд, хөнгөн цагааны ислийн электролизээр хөнгөн цагаан авах оролдлого бүтэлгүйтсэн Дэви хийсэн шиг амальгам нь халаалтаар задарч, мөнгөн ус ууршиж, хөнгөн цагаан үүссэн.

1827 онд Фридрих Вёлер хөнгөн цагааныг өөр аргаар олж авч, ижил хлоридоос калийн металлаар сольсон. Хөнгөн цагааны үйлдвэрлэлийн анхны аргыг аль хэдийн дурьдсанчлан зөвхөн 1855 онд боловсруулсан бөгөөд хөнгөн цагаан нь зөвхөн 19-р ... 20-р зууны зааг дээр техникийн чухал металл болжээ. Яагаад?

Байгалийн хөнгөн цагааны нэгдэл бүрийг хөнгөн цагааны хүдэр гэж үзэх боломжгүй нь өөрөө ойлгомжтой. 19-р зууны дунд үе, тэр ч байтугай төгсгөлд. Оросын химийн уран зохиолд хөнгөн цагааныг ихэвчлэн шавар гэж нэрлэдэг байсан бөгөөд түүний ислийг хөнгөн цагааны исэл гэж нэрлэдэг. Эдгээр нэр томьёогоор хаа сайгүй байдаг шаварт No13 элемент байгааг шууд илтгэнэ. Гэхдээ шавар нь гурван исэлдсэн бодисоос бүрдсэн нэлээд төвөгтэй конгломерат юм - хөнгөн цагаан исэл, цахиур, ус (мөн янз бүрийн нэмэлтүүд); Үүнээс хөнгөн цагаан оксидыг тусгаарлах боломжтой боловч өмнөд хэсэгт байрлах Лес Баусын нэрээр нэрлэгдсэн нэлээд түгээмэл, ихэвчлэн улаан хүрэн чулуулгаас ижил хөнгөн цагаан исэл авахаас хамаагүй хэцүү байдаг. Францын.

Энэ чулуулаг боксит нь 28-60% Al2O3 агуулдаг. Үүний гол давуу тал нь цахиураас дор хаяж хоёр дахин их хөнгөн цагааны исэл агуулдаг. Цахиур бол энэ тохиолдолд хамгийн хортой хольц бөгөөд үүнийг арилгахад хамгийн хэцүү байдаг. Эдгээр ислүүдээс гадна боксит нь үргэлж төмрийн исэл Fe2O3 агуулдаг; энэ нь титан, фосфор, манган, кальци, магнийн ислийг агуулдаг.

Дэлхийн 2-р дайны үед дайтаж буй олон оронд бокситоос хөнгөн цагааны хомсдол үүссэн үед шаардлагатай бол бусад төрлийн түүхий эдийг ашигласан: Итали нь Везувийн лааваас, АНУ, Герман каолин шавраас, Япон занар, алунитаас хөнгөн цагааныг авч байв. Гэхдээ энэ хөнгөн цагаан нь бокситоос гаргаж авсан хөнгөн цагаанаас дунджаар тав дахин их үнэтэй байсан бөгөөд дайны дараа Африкт энэ чулуулгийн асар их нөөц илэрсэн үед Өмнөд Америк, дараа нь Австралид дэлхийн хөнгөн цагааны үйлдвэр уламжлалт боксит түүхий эд рүү буцаж ирэв.

ЗХУ-д нефелин сиенит, нефелин апатитын чулуулаг дээр тулгуурлан үйлдвэрийн хэмжээнд туршсан хөнгөн цагаан үйлдвэрлэх аргууд байдаг. Азербайжан ССР-д алунитыг комплекс түүхий эд, тэр дундаа хөнгөн цагааны үйлдвэр болгон хөгжүүлэх ажил эртнээс эхэлжээ. Гэхдээ байгаль биднийг хамгийн сайн хөнгөн цагааны түүхий эд болох бокситоос хассангүй. Бид Хойд Урал, Тургай (Казахстанд байрладаг) боксит агуулсан бүсүүдтэй: Баруун болон Зүүн Сибирьт, тус улсын Европын баруун хойд хэсэгт бокситууд байдаг. Тихвин бокситын орд, Волховын усан цахилгаан станцын эрчим хүчний үндсэн дээр дотоодын хөнгөн цагааны үйлдвэрийн ууган үйлдвэр Волховын хөнгөн цагааны үйлдвэр 1932 онд ажиллаж эхэлсэн. Сибирийн асар том усан цахилгаан станцууд болон улсын бүсийн цахилгаан станцуудаас хямд цахилгаан эрчим хүч нь Сибирийн хурдацтай хөгжиж буй хөнгөн цагааны үйлдвэрлэлийн чухал "бүрэлдэхүүн" болжээ.

Бид эрчим хүчний тухай ярьж эхэлсэн нь санамсаргүй хэрэг биш юм. Хөнгөн цагааны үйлдвэрлэл нь эрчим хүч их шаарддаг. Цэвэр хөнгөн цагаан исэл нь 2050 ° C-ийн температурт хайлж, усанд уусдаггүй бөгөөд хөнгөн цагааныг авахын тулд электролиз хийх шаардлагатай. Хөнгөн цагааны ислийн хайлах цэгийг ямар нэгэн байдлаар дор хаяж 1000 ° C хүртэл бууруулах арга замыг олох шаардлагатай байв; Зөвхөн ийм нөхцөлд л хөнгөн цагаан нь техникийн чухал металл болж чадна. Энэ асуудлыг Америкийн залуу эрдэмтэн Чарльз Мартин Холл, Францын Пол Хероулт түүнтэй хамт бараг нэгэн зэрэг гайхалтайгаар шийдсэн. Тэд хөнгөн цагааны исэл нь 3NaF · AlF3 криолитэд сайн уусдаг болохыг тогтоожээ. Энэ уусмалыг одоогийн хөнгөн цагаан хайлуулах үйлдвэрүүдэд 950°С-ийн температурт электролиз хийдэг.

Электролизийн аппарат нь катодын үүрэг гүйцэтгэдэг нүүрстөрөгчийн блок бүхий галд тэсвэртэй тоосгон доторлогоотой төмөр банн юм. Тэдгээр дээр хайлсан хөнгөн цагаан ялгарч, анодын материал (ихэвчлэн нүүрс) -тэй урвалд ордог анодууд дээр хүчилтөрөгч ялгардаг. Баннууд нь бага хүчдэлийн дор ажилладаг - 4.0 ... 4.5 В, харин өндөр гүйдлийн үед - 150 мянган А хүртэл.

Америкийн мэдээллээр сүүлийн гучин жилийн хугацаанд хөнгөн цагаан хайлуулах эрчим хүчний хэрэглээ гуравны нэгээр буурсан боловч энэ үйлдвэрлэл нь эрчим хүч их шаарддаг хэвээр байна.

Энэ юу вэ

Хөнгөн цагааныг ихэвчлэн вакуум шанага ашиглан электролитийн ваннаас зайлуулж, хлороор цэвэрлэсний дараа (гол төлөв металл бус хольцыг арилгахын тулд) хэвэнд хийнэ. Сүүлийн жилүүдэд хөнгөн цагаан ембүүг тасралтгүй аргаар цутгах нь нэмэгдсээр байна. Үүний үр дүнд үндсэн металл нь 99.7% (үндсэн хольц: натри, төмөр, цахиур, устөрөгч) техникийн хувьд цэвэр хөнгөн цагаан юм. Энэ нь ихэнх үйлдвэрүүдэд ашиглагддаг хөнгөн цагаан юм. Хэрэв илүү цэвэр металл шаардлагатай бол хөнгөн цагааныг ямар нэгэн байдлаар цэвэршүүлдэг. Органик электролит ашиглан электролитийн аргаар цэвэршүүлэх нь 99.999% цэвэршилттэй хөнгөн цагааныг үйлдвэрлэдэг. Хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн хэрэгцээнд илүү цэвэр хөнгөн цагааныг ч гэсэн хайлуулах эсвэл дэд фторидоор нэрэх замаар олж авдаг.

Сүүлийнх нь тодорхой болгох шаардлагатай байгаа бололтой. Цэвэршүүлэх хөнгөн цагааныг вакуумд AlF3 байлцуулан 1000°С хүртэл халаана. Энэ давс нь хайлуулахгүйгээр гөлгөр болдог. Хөнгөн цагааны фторын хөнгөн цагааны харилцан үйлчлэл нь хөнгөн цагаан нь албан ёсоор моновалент шинж чанартай тогтворгүй бодис болох AlF дэд фторид үүсэхэд хүргэдэг. 800 хэмээс доош температурт дэд фторид дахин фтор болон цэвэр хөнгөн цагаан болж задардаг гэдгийг бид онцлон тэмдэглэж байна, учир нь энэхүү цочролын үр дүнд үүссэн хольц нь фторын найрлагад ордог.

Металлын цэвэршилтийг нэмэгдүүлэх нь түүний шинж чанарт нөлөөлдөг. Хөнгөн цагаан хэдий чинээ цэвэр байна, төдий чинээ хөнгөн, тийм ч их биш ч дулаан, цахилгаан дамжуулах чанар, тусгал, уян хатан чанар төдий чинээ өндөр байдаг. Химийн эсэргүүцлийн өсөлт нь ялангуяа мэдэгдэхүйц юм. Сүүлийнх нь агаар дахь хэт цэвэр болон энгийн техникийн хөнгөн цагааныг хамарсан хамгаалалтын ислийн хальс илүү их үргэлжилдэгтэй холбоотой юм.

Гэсэн хэдий ч хэт цэвэр хөнгөн цагааны жагсаасан бүх давуу талууд нь нэг хэмжээгээр энгийн хөнгөн цагааны онцлог шинж чанартай байдаг. Хөнгөн цагаан нь хөнгөн - үүнийг хүн бүр мэддэг, түүний нягт нь 2.7 г / см3 - гангаас бараг 3 дахин бага, зэсээс 3.3 дахин бага. Мөн хөнгөн цагааны цахилгаан дамжуулах чанар нь зэсийн цахилгаан дамжуулах чанараас ердөө гуравны нэгээр доогуур байдаг. Эдгээр нөхцөл байдал, хөнгөн цагаан нь зэсээс хамаагүй хямд болсон (одоогийн байдлаар ойролцоогоор 2.5 дахин) нь хөнгөн цагааныг утас, цахилгаан инженерчлэлд өргөнөөр ашиглахад хүргэсэн.

Өндөр дулаан дамжуулалт нь хангалттай химийн эсэргүүцэлтэй хослуулан хөнгөн цагааныг химийн үйлдвэр, гэрийн хөргөгч, машин, тракторын радиаторын дулаан солилцуур болон бусад төхөөрөмжүүдийн ирээдүйтэй материал болгосон. Хөнгөн цагааны өндөр тусгал нь хүчирхэг тусгал, том телевизийн дэлгэц, түүн дээр суурилсан толь үйлдвэрлэхэд маш их хэрэгтэй болсон. Нейтрон бага хэмжээгээр барих нь хөнгөн цагааныг цөмийн технологийн хамгийн чухал металлуудын нэг болгосон.

Хөнгөн цагааны эдгээр олон давуу талууд нь энэ металл нь өндөр технологитой тул илүү чухал болж байна. Энэ нь даралтын аргаар төгс боловсруулагддаг - өнхрөх, дарах, тамгалах, хуурамчаар үйлдэх. Үүний гол цөмд ашигтай шинж чанарууд- хөнгөн цагааны болор бүтэц. Түүний болор тор нь төвлөрсөн нүүртэй шоо дөрвөлжин хэлбэртэй; зэрэгцээ хавтгай хоорондын зай 4.04 Ǻ байна. Ийм аргаар хийсэн металлууд нь ихэвчлэн хуванцар хэв гажилтыг сайн тэсвэрлэдэг. Хөнгөн цагаан нь үл хамаарах зүйл биш байв.

Гэсэн хэдий ч хөнгөн цагаан нь сул байна. Цэвэр хөнгөн цагааны суналтын бат бэх нь ердөө 6...8 кг/мм3 ба түүнээс хамаагүй бат бөх хайлш үүсгэх чадваргүй байсан бол хөнгөн цагаан 20-р зууны хамгийн чухал металлуудын нэг болж чадахгүй байх байсан.

Хөгшрөлт ба бэхжүүлэх үе шатуудын ашиг тусын талаар

"Хөнгөн цагаан нь янз бүрийн металлтай хайлшийг маш амархан үүсгэдэг. Эдгээрээс зөвхөн зэстэй хайлш нь техникийн хэрэглээтэй байдаг. Хөнгөн цагааны хүрэл гэдэг...” гэж бичжээ.

Менделеевийн "Химийн үндэс" зохиолын эдгээр үгс нь манай зууны эхний жилүүдэд байсан бодит байдлыг харуулж байна. Тэр үед алдарт номын сүүлчийн хэвлэл нь зохиогчийн эцсийн засвартай хамт хэвлэгджээ. Үнэн хэрэгтээ, анхны хөнгөн цагааны хайлшаас (тэдгээрийн хамгийн эхнийх нь өнгөрсөн зууны 50-аад оны үед олж авсан цахиуртай хайлш байсан) зөвхөн Менделеевийн дурдсан хайлш нь практик хэрэглээг олсон. Гэсэн хэдий ч энэ нь зөвхөн 11% хөнгөн цагааны агууламжтай байсан бөгөөд энэ хайлшаар голчлон халбага сэрээ хийдэг байв. Маш бага хөнгөн цагаан хүрэл цагны үйлдвэрлэлд орсон.

Үүний зэрэгцээ, 20-р зууны эхэн үед. Дуралюминий гэр бүлийн анхны хайлшийг олж авсан. Зэс, магнийн нэмэлт бүхий хөнгөн цагаан суурьтай эдгээр хайлшийг 1903...1911 онд гаргаж авч судалжээ. Германы нэрт эрдэмтэн А.Вильм. Тэрээр эдгээр хайлшийн байгалийн хөгшрөлтийн үзэгдлийг олж илрүүлсэн нь тэдний бат бөх чанарыг эрс сайжруулахад хүргэдэг.

Хатуу болсны дараа дуралюминий - 500°С-аас тасалгааны хэм хүртэл огцом хөргөж, энэ температурт 4...5 хоног хадгалснаар бат бэх, хатуулаг нь хэд дахин нэмэгддэг. Энэ тохиолдолд деформацийн чадвар буурахгүй, суналтын бат бэх нь 6...8-аас 36...38 кг/мм2 хүртэл нэмэгддэг. Энэхүү нээлт нь хөнгөн цагааны үйлдвэрлэлийг хөгжүүлэхэд чухал ач холбогдолтой байв.

Тэгээд тэр даруй хайлшийн байгалийн хөгшрөлтийн механизм, яагаад хатуурал үүсдэг талаар ярилцаж эхлэв. Хатууруулсан дуралюминий хөгшрөлтийн явцад хөнгөн цагаан дахь зэсийн хэт ханасан уусмал болох CuAl2 найрлагын жижиг талстууд матрицаас ялгардаг бөгөөд энэ бэхжүүлэх үе шат нь хайлшийн бат бэх, хатуулаг нэмэгдэхэд хүргэдэг гэж үздэг. бүхэлд нь.

Энэхүү тайлбар нь нэлээд сэтгэл ханамжтай мэт санагдаж байсан ч гарч ирсний дараа дур хүсэл улам хурцдаж, учир нь хэн ч өнгөлсөн дуралюминий хавтан дээрх CuAl2 найрлагын хэсгүүдийг оптик микроскопоор шалгаж чадаагүй юм. Байгалийн хөгшрөлтийн хайлшаар тэдний оршин тогтнох бодит байдал эргэлзээ төрүүлж эхлэв. Матрицаас зэс ялгарах нь түүний цахилгаан эсэргүүцлийг бууруулах ёстой байсан ч энэ хооронд дуралюминий байгалийн хөгшрөлтийн үед энэ нь нэмэгдэж, энэ нь зэс нь хатуу уусмалд үлдэж байгааг шууд харуулж байна.

Зөвхөн рентген туяаны дифракцийн шинжилгээгээр нөхцөл байдлыг тодруулсан. Саяхан нимгэн металл хальсыг харах боломжийг олгодог хүчирхэг электрон микроскопуудын ачаар зураг илүү тодорхой болсон. Үнэн хаа нэгтээ "дунд" байсан. Зэс нь хатуу уусмалаас ялгардаггүй бөгөөд дотор нь ижил төлөвт үлддэг. Хөгшрөлтийн явцад 1...3 атомын давхаргын зузаантай, 90 Ǻ орчим диаметртэй диск хэлбэртэй хэсгүүдэд хуримтлагдан Гвинье-Престон бүс гэж нэрлэгддэг бүсүүдийг үүсгэдэг. Тэдгээр нь гажсан хатуу уусмалын талст бүтэцтэй; Бүстэй зэргэлдээ орших хатуу уусмалын бүс нь мөн гажсан байна.

Ийм формацийн тоо асар их байдаг - 1 см хайлшийн хувьд 16...18 тэгээр нэгээр илэрхийлэгдэнэ. Гвинье-Престон бүс (бүсийн хөгшрөлт) үүсэх үед болор торны өөрчлөлт, гажуудал нь байгалийн хөгшрөлтийн үед дуралюминий хүч нэмэгдэх шалтгаан болдог. Эдгээр ижил өөрчлөлтүүд нь хайлшийн цахилгаан эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдэг. Хөгшрөлтийн температур нэмэгдэхэд хөнгөн цагааны бүтэцтэй ойролцоо бүтэцтэй бүсүүдийн оронд өөрийн талст тор бүхий метастаз фазын жижиг хэсгүүд (хиймэл, эсвэл илүү нарийвчлалтай, фазын хөгшрөлт) гарч ирдэг. Энэхүү бүтцийн цаашдын өөрчлөлт нь жижиг хуванцар деформацид тэсвэртэй байдлыг эрс нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг.

Онгоцны далавчнууд нь бүс эсвэл хувирамтгай тоосонцороор агаарт байрладаг бөгөөд хэрэв халаалтын үр дүнд бүс, хэсгүүдийн оронд тогтвортой шүүрэл гарч ирвэл далавч нь хүч чадлаа алдаж, зүгээр л бөхийх болно гэж хэтрүүлэлгүйгээр хэлж болно.

ЗХУ-д 20-иод онд металлургийн инженер В.А. Буталов гинжин шуудангийн хөнгөн цагаан гэж нэрлэгддэг дуралюминий дотоодын хувилбарыг боловсруулсан. "Duralumin" гэдэг үг нь энэ хайлшийг үйлдвэрийн аргаар үйлдвэрлэж эхэлсэн Германы Дюрен хотын нэрнээс гаралтай. Мөн гинжин шуудангийн хөнгөн цагааныг Владимир мужийн Колчугино тосгонд (одоогийн хот) хийсэн. A.N.-ийн зохион бүтээсэн Зөвлөлтийн анхны металл нисэх онгоц болох ANT-2 нь хөнгөн цагаан гинжээр хийгдсэн байв. Туполев.

Ийм хайлш нь өнөөдөр технологийн хувьд чухал ач холбогдолтой хэвээр байна. Ялангуяа онгоцны сэнсний ир нь D1 хайлшаар хийгдсэн байдаг. Дайны үед нисгэгчид санамсаргүй тавцан дээр буух эсвэл буух хэрэгслийг суллахгүйгээр "гэдэс" дээр буух шаардлагатай болдог байсан бол сэнсний ир нь газар мөргөх үед нугалж байсан тохиолдол олон байв. Тэд бөхийсөн ч хугарсангүй! Талбай дээр нэн даруй тэдгээрийг шулуун болгож, ижил сэнсээр дахин нисэв ... Ижил дуралюминий гэр бүлийн өөр нэг хайлш - D16 - нисэх онгоцны үйлдвэрлэлд өөрөөр ашиглагддаг - доод далавчны хавтангууд нь үүнээс хийгдсэн байдаг.

Бэхжүүлэх шинэ үе шатыг илрүүлэхэд үндсэндээ шинэ хайлш гарч ирдэг. Судлаачид тэднийг хайж байсан, хайж байгаа, цаашид ч хайх болно. Үе шатууд нь үндсэндээ хайлшаар үүсгэгддэг химийн интерметалл нэгдлүүд бөгөөд түүний шинж чанарт ихээхэн нөлөөлдөг. Өөр өөр үе шатууд нь хайлшийн хүч чадал, зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал болон бусад чухал шинж чанаруудыг өөр өөр аргаар нэмэгдүүлдэг. Гэсэн хэдий ч Вилма нээгдсэнээс хойш тэдний маш цөөхөн нь олдсон - арав хүрэхгүй. Харгалзах элементүүд нь хөнгөн цагаанд уусдаг тохиолдолд л тэдгээрийн үүсэх боломжтой. Мэдээжийн хэрэг, бэхжүүлэх үе шат бүр нь нэлээд нарийвчилсан түүхтэй байх ёстой.

Анхны хөнгөн цагааны хайлш нь үелэх хүснэгтийн хөрш болох цахиуртай хайлш байсан гэдгийг аль хэдийн дурдсан. Гэхдээ энэ хайлшийн шинж чанар нь хангалтгүй байсан тул хөнгөн цагаанд цахиур нэмэх нь хортой гэж удаан хугацааны турш үзэж байсан. Гэхдээ манай зууны 20-иод оны эхээр Al-Mg-Si системийн хайлш (Mg2Si үе шат) нь дуралюминий нэгэн адил хөгшрөлтийн явцад хатуурах нөлөөтэй болохыг баттай тогтоосон. Ийм хайлшийн суналтын бат бэх нь цахиур, магнийн агууламж, зэс, манганы нэмэлтээс хамаарч 12-36 кг / мм2 байна.

Эдгээр хайлш нь хөлөг онгоцны үйлдвэрлэл, түүнчлэн орчин үеийн барилгын ажилд өргөн хэрэглэгддэг. Сонирхолтой зүйл: өнөө үед зарим улс орнуудад (жишээлбэл, АНУ-д) хөнгөн цагааныг бүх төрлийн тээврийн хэрэгсэл, онгоц, усан онгоц, төмөр замын машин, машин гэхээсээ илүү барилгын ажилд зарцуулдаг. Манай улсад хөнгөн цагааны хайлшийг Лениний толгод дахь Пионерийн ордон, Москва дахь Ленинскийн проспект дэх ЗХУ-ын Стандартын хорооны барилга, Киев дэх Спортын ордон, түүнчлэн орчин үеийн бусад олон барилгуудыг барихад өргөн ашигладаг байв. Мянга мянган угсармал хөнгөн цагаан байшингууд Арктик болон уулархаг бүс нутагт амжилттай "ажиллаж" байгаа бөгөөд ойролцоох орон нутгийн барилгын материал байхгүй эсвэл барилгын ажил асар их бэрхшээлтэй тулгардаг. Ийм газруудад хөнгөн цагаан (ихэвчлэн) байшингуудыг хөнгөн цагаан (ихэвчлэн) онгоц, нисдэг тэргээр хүргэдэг.

Дашрамд хэлэхэд нисдэг тэрэгний тухай. Дэлхий даяар тэдгээрийн сэнсний ир нь Al-Mg-Si системийн хайлшаар хийгдсэн байдаг, учир нь эдгээр хайлш нь зэврэлтэнд маш өндөр эсэргүүцэлтэй бөгөөд чичиргээний ачааллыг сайн тэсвэрлэдэг. Энэ бол нисдэг тэрэгний нисгэгчид болон тэдний зорчигчдод хамгийн чухал зүйл юм. Зэврэлтийн өчүүхэн согог нь ядаргааны хагарлын хөгжлийг эрс хурдасгадаг. Зорчигчдын амгалан тайван байдлыг хангах үүднээс бодит байдал дээр ядаргааны хагарал нэлээд удаан хөгжиж, бүх нисдэг тэрэгнүүд анхны жижиг хагарал үүсэх үед нисгэгчид дохио өгдөг төхөөрөмжөөр тоноглогдсон болохыг бид тэмдэглэж байна. Дараа нь ир нь хэдэн зуун цаг ажиллах боломжтой байсан ч солигддог.

Хөгшрөлтийн нөлөө нь Al-Zn-Mg системийн хайлшуудад бас байдаг. Энэ систем нь тэр даруйдаа хоёр удаа рекорд эзэмшигч гэдгээ баталжээ: хүч чадлын рекорд эзэмшигч - 20-иод онд 55...60 кг/мм2 бат бэх хөнгөн цагаан-цайры-магнийн хайлш гаргаж авсан - мөн "рекорд эзэмшигч, дээр" эсрэгээр" химийн эсэргүүцэл - ийм гурвалсан хайлшаар хийсэн хуудас, өнхрөх нь яг үйлдвэрийн хашаанд хөгшрөлтийн явцад ч атмосферийн зэврэлтийн нөлөөн дор хагарч, бүр сүйрч байсан.

Хэдэн арван жилийн турш янз бүрийн орны судлаачид ийм хайлшийн зэврэлтэнд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлэх арга замыг хайж ирсэн. Эцсийн эцэст, аль хэдийн 50-аад онд цайр, магни бүхий өндөр бат бэх хөнгөн цагааны хайлш гарч ирсэн бөгөөд энэ нь зэврэлтэнд хангалттай тэсвэртэй байв. Тэдгээрийн дотор дотоодын B95, B96 хайлшууд байдаг. Эдгээр хайлшуудад үндсэн гурван бүрэлдэхүүн хэсгээс гадна зэс, хром, манган, циркони зэрэг орно. Химийн элементүүдийн ийм хослолоор хэт ханасан хатуу уусмалын задралын шинж чанар эрс өөрчлөгддөг тул хайлшийн зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нэмэгддэг.

Гэсэн хэдий ч нисэх онгоцны зохион бүтээгч О.К. Антонов "Антей" хэмээх аварга онгоцыг бүтээж эхэлсэн бөгөөд "Антей" -ийн хүчирхэг хүрээний хувьд том хуурамч, тамга шаардлагатай байсан тул бүх чиглэлд ижил хүч чадалтай B95 ба B96 хайлш тохирохгүй байв. Antey-д зориулсан хайлш дээр манган, циркони, хромын жижиг нэмэлтүүдийг төмрөөр солих шаардлагатай байв. Ийнхүү алдартай хайлш В93 гарч ирэв.

Сүүлийн арван жилд шинэ шаардлага бий болсон. 300...500 зорчигчийн багтаамжтай, 30...50 мянган нислэгийн цаг ажиллах зориулалттай ойрын ирээдүйн гэгдэх өргөн их биетэй агаарын хөлгийн хувьд найдвартай байдал, эдэлгээний гол шалгуур үзүүлэлтүүд нэмэгдэж байна. Өргөн биетэй нисэх онгоц, аэробус нь 70...80%-ийн хөнгөн цагааны хайлшаас бүрдэх бөгөөд энэ нь маш өндөр бат бэх, маш өндөр зэврэлтэнд тэсвэртэй байх шаардлагатай. Нисдэг тэрэгний иртэй дээрх жишээ нь тодорхой байгаа хэдий ч хүч чадал яагаад ойлгомжтой, химийн эсэргүүцэл яагаад бага байдаг вэ?

Гэмтэхэд аюулгүй барилга байгууламжийн тухай ойлголт бий болсон бөгөөд үүнд: Хэрэв бүтцэд хагарал үүссэн бол энэ нь аажмаар хөгжих ёстой бөгөөд мэдэгдэхүйц хэмжээнд хүрсэн ч амархан илрүүлэх боломжтой боловч энэ хагарал ямар ч тохиолдолд эвдрэлд хүргэх ёсгүй. бүтэц нь бүхэлдээ. Энэ нь ийм онгоцны өндөр бат бэх хөнгөн цагааны хайлш нь хагарал байгаа тохиолдолд өндөр хугарлын бат бөх чанар, өндөр үлдэгдэл бат бэх байх ёстой гэсэн үг бөгөөд энэ нь зөвхөн зэврэлтэнд тэсвэртэй байх үед л боломжтой юм.

Эдгээр бүх шинж чанарууд нь өндөр цэвэршилттэй хөнгөн цагааны хайлштай төгс хослуулагддаг: төмрийн хольц нь аравны нэг хувь, цахиур нь зуун хувь, натри нь хөнгөн цагаан цахиурын хайлшийн шинж чанарыг эрс сайжруулдаг микро нэмэлтүүд нь хэдхэн араваас хэтрэхгүй байх ёстой. мянган хувь. Ийм хайлшийн үндэс нь Al - Zn - Mg - Cu систем юм. Эдгээр хайлшийн хөгшрөлтийг бэхжүүлэх хэсгүүд нь ердийнхөөс бага зэрэг томрох байдлаар явагддаг (коагуляцийн хөгшрөлт). Үнэн бол энэ нь бат бөх чанараа бага зэрэг алдаж, зарим хэсгийг зузаан ханатай болгох шаардлагатай байдаг ч энэ нь үйлчилгээний хугацаа, найдвартай байдлын төлөө зайлшгүй төлөх ёстой үнэ хэвээр байна. Хувь заяаны инээдэм: нэгэн цагт зэврэлтэнд хамгийн тэсвэртэй байсан цайр, магни агуулсан хөнгөн цагааны хайлшийг шинжлэх ухаан зэврэлтэнд тэсвэртэй байдлын нэг төрлийн стандарт болгон хувиргасан. Энэхүү гайхамшигт өөрчлөлтийн шалтгаан нь зэсийн нэмэлт тэжээл, оновчтой хөгшрөлтийн дэглэм юм.

Удаан мэдэгдэж байгаа систем, хайлшийг сайжруулах өөр нэг жишээ. Хэрэв сонгодог дуралюминий найрлагад магнийн агууламж огцом хязгаарлагдмал (зууны нэг хувь хүртэл), харин манган хадгалагдаж, зэсийн концентраци нэмэгдвэл хайлш нь хайлуулах замаар сайн гагнах чадварыг олж авдаг. Ийм хайлшаар хийсэн бүтэц нь үнэмлэхүй тэгээс +150...200 хэм хүртэлх температурт сайн ажилладаг.

Өнөө үед зарим техникийн бүтээгдэхүүнүүд дунд зэргийн дулаан эсвэл хэт хүйтнийг ээлжлэн мэдрэх ёстой. Шингэн устөрөгч болон шингэн хүчилтөрөгчийн савыг "Аполлон" хөлгийн багийнхныг сар руу хүргэсэн Америкийн Санчир гаригийн пуужин дээрх ижил төрлийн хайлшаар хийсэн нь санамсаргүй хэрэг биш юм.

Шингэрүүлсэн хийг гурван бүрэлдэхүүн хэсэгтэй Al - Cu - Mn хайлшаар тээвэрлэх, хадгалах дэлхийн асуудлыг шийдвэрлэхэд хөнгөн цагааны магни-магнитай маш хөнгөн хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй хайлш нэлээд амжилттай өрсөлддөг. Магналиа нь дулааны боловсруулалтаар хатуурдаггүй. Үйлдвэрлэлийн технологи, магнийн агууламжаас хамааран тэдгээрийн хүч чадал нь 8-38 кг / мм2 хооронд хэлбэлздэг. Шингэн устөрөгчийн температурт тэдгээр нь эмзэг байдаг боловч шингэн хүчилтөрөгч, шингэрүүлсэн шатамхай хийн орчинд тэд нэлээд амжилттай ажилладаг. Тэдний хэрэглээний талбарууд маш өргөн цар хүрээтэй байдаг. Ялангуяа тэд усан онгоцны үйлдвэрлэлд сайнаар нотлогдсон: "Пуужин" ба "Солир" усан онгоцнуудын их бие нь магналаас хийгдсэн байдаг. Тэдгээрийг зарим пуужингийн загварт ашигладаг.

Хүнсний сав баглаа боодолд бага хайлштай магналиумыг ашиглах боломжийг онцгой анхаарах хэрэгтэй. Цагаан тугалга лааз, бяслагны боодол, мах жигнэх тугалган цаас, шар айрагны лааз, сүүн хүчлийн бүтээгдэхүүн бүхий лонхны таг - энэ нь эдгээр хайлшийг хоол хүнстэй холбоотой хэрэглээний бүрэн жагсаалт биш юм. Удалгүй манай улсад хөнгөн цагаан лааз хэдэн тэрбумаар үйлдвэрлэгдэж, дараа нь Александр Евгеньевич Ферсманы "цагаан тугалга металл" гэсэн тодорхойлолт нь цагаан тугалганаас хөнгөн цагаан руу шилжих болно. Гэхдээ бэхжүүлэх үе шат руугаа буцъя.

1965 онд ЗХУ-ын хэсэг эрдэмтэд Al-Li-Mg системийн хайлш хөгшрөлтийн явцад хатуурах нөлөөг олж илрүүлсэн. Эдгээр хайлш, ялангуяа хайлш 01420 нь duralumin-тэй ижил бат бөх боловч 12% хөнгөн бөгөөд уян хатан байдлын модуль нь илүү өндөр байдаг. Онгоцны загварт энэ нь жинг 12...14% нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог. Үүнээс гадна 01420 хайлш нь сайн гагнаж, зэврэлтэнд тэсвэртэй байдаг. Энэ системийн хайлш нь өнөөдөр дэлхий даяар ихээхэн сонирхол татсан хэвээр байна.

Кристал үүсгэхийн тулд хурдан хөргөнө

Хөнгөн цагааны хайлшаас ембүү эсвэл хэлбэртэй цутгамал авахын өмнө металыг хий, хатуу металл бус хольцоос цэвэрлэх шаардлагатай. Шингэн хөнгөн цагаан дахь хийнүүдээс устөрөгч нь ихэвчлэн уусдаг. Хайлмалын температур өндөр байх тусам илүү их байдаг. Энэ нь хөргөж, талсжих үед ялгарах цаг байхгүй бөгөөд жижиг, заримдаа нэлээд том нүх сүв хэлбэрээр метал дотор үлддэг. Устөрөгч нь олон бэрхшээлийг авчирдаг: цутгамал хийц дэх хоосон зай, хуудас, профиль дахь бөмбөлөг, хайлуулах гагнуурын нүх сүв. Зөвхөн нэг л тохиолдолд устөрөгч нь маш ашигтай болсон - бид сайн Голландын бяслагтай төстэй хөнгөн цагаан хөөсний тухай ярьж байна (зөвхөн ийм металлд илүү их нүх сүв байдаг бөгөөд энэ нь "нулимс" гадагшлуулдаггүй. ”). Хөнгөн цагаан хөөсний хувийн жинг 0.3...0.5 г/см3 хүртэл нэмэгдүүлэх боломжтой. Түүний доторх нүх сүв нь хаалттай, метал нь усанд чөлөөтэй хөвдөг. Энэ нь онцгой бага дулаан, акустик дамжуулалттай бөгөөд зүсэж, гагнаж байна. Профессор М.Б-ийн "жор" -ын дагуу хамгийн дээд хэмжээний хоосон зай, шингэн хөнгөн цагааныг авахын тулд. Альтманыг хэт халж, дараа нь циркони эсвэл титан гидрид оруулдаг бөгөөд тэр даруй задарч, устөрөгчийг ялгаруулдаг. Маш олон тооны бөмбөлөгүүдтэй буцалж буй металлыг нэн даруй хэвэнд хийнэ.

Гэхдээ бусад бүх тохиолдолд тэд устөрөгчөөс салахыг хичээдэг. Ихэнх Хамгийн зөв замҮүнийг хийхийн тулд хайлмалыг хлороор үлээлгэнэ. Шингэн хөнгөн цагаанаар дамждаг хлорын бөмбөлөгүүд нь атомууд болон устөрөгчийн жижиг бөмбөлгийг шингээж, шаар болон исэлдүүлсэн хальсны түдгэлзүүлсэн хэсгүүдийг барьж авдаг. Шингэн хөнгөн цагааныг нүүлгэн шилжүүлэх нь маш их нөлөө үзүүлдэг бөгөөд үүнийг Зөвлөлтийн эрдэмтэн К.Н. Михайлов.

Бүх металл бус орцууд нь метал удаан талсжих үед маш их хор хөнөөлтэй байдаг тул цутгах явцад тэд талсжилтын хурдыг нэмэгдүүлэхийг үргэлж хичээдэг. Хэлбэртэй хэсгүүдийг шороон хэвэнд биш, харин металл хэвэнд цутгадаг; Эмбүү цутгахдаа цутгамал төмрийн хэвийг усан хөргөлттэй зэсээр сольдог. Гэхдээ хөгц эсвэл хөгцний хананаас хамгийн хурдан дулааныг зайлуулж байсан ч эхний нимгэн давхарга талстжсаны дараа хана ба энэ царцдасын хооронд агаарын цоорхой гарч ирдэг. Агаар дулааныг муу дамжуулдаг ... Металлаас дулаан ялгарах хурд огцом буурдаг.

Удаан хугацааны туршид хананы хөргөлтийг эрс хурдасгах бүх оролдлого нь агаарын цоорхойноос болж бүтэлгүйтэв. Эцэст нь технологийн хувьд ихэвчлэн тохиолддог шиг "нөгөө талаас" зөв шийдэл олдсон: агаарын цоорхой дахь дулааны алдагдалтай тэмцэхийн оронд цоорхойг өөрөө арилгасан. Хөргөх усыг талсжиж буй металл руу шууд цацаж эхлэв. Ийнхүү хөнгөн цагаан ембүүг тасралтгүй цутгах арга бий болжээ.

Шингэн металлыг жижиг зэс эсвэл хөнгөн цагаан талстжуулагч руу хийнэ. Талстжуулагч руу тавиур суулгаж, суурин ёроолыг орлуулна. Хөнгөн цагааны хатуурал эхэлмэгц тавиурыг аажим аажмаар буулгаж, талсжих процесстой ижил хурдаар хийнэ. Мөн дээрээс нь шингэн металлыг тасралтгүй нэмдэг.

Хайлсан хөнгөн цагааны нүх нь голчлон талстжуулагчийн ирмэгийн доор байрлах ба хатууруулах ембүү рүү усыг шууд нийлүүлдэг байхаар процессыг зохицуулдаг.

Хөнгөн цагааны хайлшийг тасралтгүй цутгах үйлдвэрлэл нь дайны хүнд хэцүү жилүүдэд болсон. Харин 1945 он гэхэд манай дээр металлургийн үйлдвэрүүдХөнгөн цагааны ембүүгийн нэг ч хэв үлдсэнгүй. Цутгамал металлын чанар эрс сайжирсан. А.Ф. тасралтгүй хөнгөн цагаан цутгах үйлдвэрлэлийг хөгжүүлэхэд гол үүрэг гүйцэтгэсэн. Белов, В.А. Ливанов, С.М. Воронов, В.И. Добаткин. Дашрамд дурдахад, дараагийн жилүүдэд хөгжиж эхэлсэн хар металлургийн ган тасралтгүй цутгах арга нь хөнгөн цагааны тасралтгүй цутгах ажлыг амжилттай хөгжүүлсэнтэй холбоотой юм.

Хожим нь Ф.И. Квасов, 3.Н. Гецелев, Г.А. Балахончууд олон тонн жинтэй хөнгөн цагаан гулдмайг ямар ч хэвгүйгээр талсжуулах боломжтой анхны санааг дэвшүүлэв. Талсжих явцад шингэн металлыг цахилгаан соронзон орны нөлөөгөөр түдгэлзүүлсэн байдалд байлгадаг.

Дайны үед хөгжсөн В.Г.-аас дутуугүй овсгоотой байв. Головкин 9 мм хүртэлх диаметртэй цутгамал хөнгөн цагаан утас үйлдвэрлэх тасралтгүй аргыг боловсруулсан. Зуухны хэвтээ нүхнээс шингэн металлын урсгал тасралтгүй цутгаж байв. Хөргөх усыг шууд гаралтын хэсэгт нь металл руу хийж, удалгүй хэсэгчлэн татгалзсан урсгалыг булны тусламжтайгаар авч, цааш нь татав. Ийм утасны гадаргуу нь гөлгөр, гялалзсан, хүч чадал нь хүйтэн татсан утаснаас дутахгүй байв. Мөн үүний хэрэгцээ асар их байсан. Онгоцоор ниссэн хэн бүхэн далавч, их бие дээрх эцэс төгсгөлгүй эгнээ тавыг харсан. Гэхдээ дайны үеийн сөнөөгч онгоцон дээрх эдгээр тавны тоо 100...200 мянга, бөмбөгдөгч онгоцонд бүр сая хүртэл хүрч байсныг хүн бүр мэддэггүй бололтой...

Бэхжүүлэх үе шатуудын талаар ярихдаа тэдгээр нь хөнгөн цагаан дахь харгалзах металлууд уусч, түүнтэй химийн харилцан үйлчлэлийн үр дүн гэдгийг онцлон тэмдэглэв. Эдгээр нь маш ашигтай орцууд юм. Тэд үйлдвэрлэлийн бүх үе шатанд оксидын хольцтой маш зөрүүд тэмцдэг. Гэхдээ бодисын шинж чанарын диалектик нь ийм байна: хөнгөн цагаанд уусдаггүй, түүнд хортой ислийн нэгдлүүд нь хамгийн нимгэн хальс болж хувирмагцаа чанараа бүрэн өөрчилсөн.

SAP болон SAS

Шингэн хөнгөн цагааныг шүршиж цацвал үр дүн нь оксидын нимгэн хальсаар бүрхэгдсэн их бага бөөрөнхий тоосонцор юм. Эдгээр хэсгүүдийг (атомизатор гэж нэрлэдэг) бөмбөлөгт тээрэмд нунтаглана. 0.1 микрон зузаантай хамгийн нимгэн "бялууг" олж авдаг. Хэрэв ийм нунтаг эхлээд исэлдээгүй бол агаарт хүрэхэд тэр даруй дэлбэрч, хүчтэй исэлдүүлэх болно. Тиймээс тээрэмд хүчилтөрөгчийн хяналттай инертийн уур амьсгал үүсч, нунтаг исэлдэлтийн процесс аажмаар явагддаг.

Нунтаглалтын эхний үе шатанд нунтаг массын жин 0.2 г/см3 хүртэл буурч, хөнгөн цагаан ислийн агууламж аажмаар 4...8% хүртэл нэмэгддэг. Нунтаглах ажил үргэлжилж, жижиг хэсгүүд нь илүү нягт савлагдаж, хоорондоо наалддаггүй, учир нь нунтаг дээр өөх тосыг тусгайлан нэмдэг бөгөөд материалын жин 0.8 г / см3 хүртэл нэмэгддэг. Исэлдэлт нэлээд эрчимтэй явагдаж, хөнгөн цагаан ислийн агууламж 9...14% хүрдэг. Аажмаар өөх нь бараг бүрэн ууршдаг бөгөөд хамгийн жижиг исэлдсэн хэсгүүд нь "наалдаж", хамтдаа том конгломерат болдог.

Ийм "хүнд" нунтаг (20 ... 25% хүртэл исэл агуулдаг) хөвсгөр шиг нисэхээ больсон, үүнийг шилэн аяганд аюулгүй цутгаж болно. Дараа нь нунтаг 30...60 кг/мм2 даралттай, 550...650ºС температурт шахмал түлшээр шахагдана. Үүний дараа материал нь метал гялбааг олж авдаг бөгөөд энэ нь харьцангуй өндөр хүч чадал, цахилгаан, дулаан дамжуулалттай байдаг. Шахмал түлшийг шахаж, өнхрүүлж, хоолой, хуудас, саваа болон бусад бүтээгдэхүүнийг хуурамчаар хийж болно. Эдгээр бүх хагас боловсруулсан бүтээгдэхүүнийг SAP гэж нэрлэдэг - "шингэрүүлсэн хөнгөн цагаан нунтаг" гэсэн үгсийн эхний үсгийн дараа.

Бөөмийн хоорондох зай бага байх тусам SAP илүү хүчтэй болно. Уламжлалт хөгшрөлтийн хөнгөн цагааны хайлш ба SAP дахь тархсан формацийн шинж чанар нь өөр өөр байдаг тул эдгээр материалууд нь шинж чанараараа маш өөр байдаг. SAP нь 500...600°С хүртэл өндөр бат бэхийг хадгалж, энэ температурт бүх хөнгөн цагааны хайлш нь хагас шингэн буюу наалдамхай төлөвт шилждэг. 500 ° C хүртэл температурт олон мянган цаг ерөнхийдөө SAP-ийн бат бөх байдалд бага нөлөө үзүүлдэг, учир нь ислийн хэсгүүд болон хөнгөн цагааны матрицын харилцан үйлчлэл нь халалтын дараа бага зэрэг өөрчлөгддөг. Ийм туршилтын явцад хөнгөн цагаан хайлш нь хүч чадлаа бүрэн алддаг.

SAP нь хатууруулах шаардлагагүй; түүний зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь цэвэр хөнгөн цагаантай ойролцоо байдаг. Цахилгаан болон дулаан дамжилтын илтгэлцүүрийн хувьд энэ материал нь ижил бат бэхийн хөгшрөлтийн хайлшаас илүү цэвэр хөнгөн цагаантай ойр байдаг. SAP-ийн онцлог шинж чанар нь исэлдсэн хэсгүүдийн салаалсан гадаргуугаар асар их хэмжээний чийг шингээх явдал юм.

Тиймээс SAP нь вакуум орчинд сайн хийгүйжүүлж, материалыг хөнгөн цагаан хайлах цэг хүртэл халаана. SAP нь 400, тэр ч байтугай 450 ° C хүртэл температурт ажилладаг хөдөлгүүрүүдэд зориулсан поршений зориулалтаар ашиглагддаг.

Хөнгөн цагааныг бүтцийн материал болгон ашиглах тухай түүхийг дүгнэхдээ цахиур, никель, төмөр, хром, циркониумтай холилдсон хайлшийг дурдах хэрэгтэй. Тэдгээрийг SAS гэж нэрлэдэг - "шинжлэгдсэн хөнгөн цагаан хайлш" гэсэн үгсийн эхний үсгийн дараа. Хайлш нь шугаман тэлэлтийн бага коэффициенттэй бөгөөд энэ нь тэдгээрийг механизм, төхөөрөмжид гантай хослуулан ашиглах боломжийг олгодог. Энгийн хөнгөн цагааны хувьд шугаман тэлэлтийн коэффициент нь гангаас ойролцоогоор хоёр дахин их байдаг бөгөөд энэ нь өндөр хүчдэл, хэмжээсийн гажуудал, бат бэхийн асуудал үүсгэдэг.

Мэдээжийн хэрэг, №13 элементийн талаар металл хөнгөн цагааны талаар илүү их зүйлийг хэлж болно. 13-р элементийн "намтар" нь шинжлэх ухааны олон асуудал, нээлт, олон төрлийн процесс, бүтээгдэхүүн - будаг, полимер материал, катализатор болон бусад олон зүйлийн хувь тавилантай холбоотой юм. Гэсэн хэдий ч, бид металл хөнгөн цагаан нь орчин үеийн технологид, орчин үеийн амьдралд бүх хөнгөн цагааны нэгдлүүдийг нэгтгэхээс илүү чухал гэж үзвэл алдаа болохгүй.

Зөвхөн домог биш

Хими, металлургийн талаархи олон алдартай номууд нь хөнгөн цагааныг эрт дээр үед мэддэг байсан тухай түүхийг өгдөг. Нэгэн зохион бүтээгч (түүний нэр тодорхойгүй хэвээр байна) захирагчдын нэгэнд маш хөнгөн, гэхдээ гаднаасаа мөнгөтэй төстэй металлаар хийсэн аяга авчирчээ. Энэ түүх нулимс дуслуулан төгсөв: зохион бүтээгчийг цаазлав, учир нь захирагч шинэ металл нь түүний мөнгийг үнэгүйдүүлэхээс айж байв.

Магадгүй энэ түүх бол сайхан үлгэрээс өөр зүйл биш юм. Гэхдээ эрт дээр үед хүмүүс хөнгөн цагааны нэгдлүүдийг ашигладаг байсан. Зөвхөн шавар биш, үндэс нь Al2O3 юм. Ахлагч Плиний "Байгалийн түүх"-д хөнгөн цагааныг (тэдгээрийн томъёо нь KAl(SO4)2 · 12H2O) хуучин болон шинэ эриний зааг дээр даавууг будахад зориулж будагч бодис болгон ашигладаг байсан гэж дурдсан байдаг. Манай эриний эхэн үед Ромын командлагч Архелаус Персүүдтэй хийсэн дайны үеэр модон цамхагуудыг хөнгөн цагаанаар бүрэхийг тушаажээ. Үүний үр дүнд мод галд тэсвэртэй болж, Персүүд Ромын бэхлэлтийг шатааж чадахгүй байв.

Алюминотерми

1865 онд Оросын нэрт химич Н.Н. Бекетов хөнгөн цагааны тусламжтайгаар металыг багасгах аргыг нээсэн бөгөөд үүнийг алюминотерми гэж нэрлэдэг. Аргын мөн чанар нь олон металлын оксидын элементийн хөнгөн цагаантай холилдох үед эдгээр металлууд багасдаг. Хэрэв оксидыг хэтрүүлэн авбал үүссэн метал нь №13 элементийн хольцоос бараг ангид байх болно. Энэ аргыг одоо хром, ванади, манганы үйлдвэрлэлд өргөн ашиглаж байна.

Синтетик криолит

Электролизийн аргаар хөнгөн цагаан үйлдвэрлэхийн тулд криолит шаардлагатай. Мөс шиг харагдах энэхүү эрдэс нь хөнгөн цагааны үйлдвэрлэлийн түүхий эд болох хөнгөн цагааны ислийн хайлах цэгийг мэдэгдэхүйц бууруулж чадна. Криолитын найрлага нь 3NaF · AlF3. Энэ ашигт малтмалын цорын ганц томоохон орд бараг дуусч байгаа бөгөөд дэлхийн хөнгөн цагааны үйлдвэрүүд одоо нийлэг криолит дээр ажиллаж байна гэж хэлж болно. Манай улсад анх 1924 онд хиймэл криолит авах оролдлого хийж байсан бол 1933 онд Свердловск хотын ойролцоо анхны криолит үйлдвэр ашиглалтад оржээ. Энэ эрдэсийг үйлдвэрлэх хоёр үндсэн арга байдаг - хүчиллэг ба шүлтлэг, эхнийх нь илүү өргөн хэрэглэгддэг. Энэ тохиолдолд түүхий эд нь хайлуур жонш CaF2 бөгөөд хүхрийн хүчлээр боловсруулж устөрөгчийн хайлуур жонш гаргаж авдаг. Усанд ууссаны дараа энэ нь фторын хүчил болж хувирдаг бөгөөд энэ нь хөнгөн цагааны гидроксидтэй урвалд ордог. Үүссэн фторын хүчил H3AlF6 нь содтой төвлөрсөн байдаг. Усанд бага зэрэг уусдаг криолит тунадас үүсгэдэг.

Эхний катализатор

Олон жилийн турш К.Зиглер, Д.Натта нарын катализаторууд - олон төрлийн полимер материал, тэр дундаа нийлэг каучук үйлдвэрлэхэд хувьсгал хийсэн органоэлементийн нэгдлүүдийн тухай яриа үргэлжилсээр байна. Ийм катализатор ашиглан олж авсан полимерууд нь ялангуяа тодорхой бүтэцтэй тул физик-химийн шинж чанараараа ялгагдана. Стерео өвөрмөц полимержих анхны катализаторууд нь хөнгөн цагаан органик нэгдлүүд байв.

Энэ бүхэн бол хөнгөн цагааны исэл юм!

Хөнгөн цагаан нь үнэт металл байхаа больсон ч түүний зарим нэгдлүүд үнэт чулуу хэвээр байна. Өнгөт оксидын жижиг нэмэлт бүхий хөнгөн цагаан ислийн монокристалууд - энэ бол тод улаан бадмаараг, гялалзсан цэнхэр индранил юм - анхны дээд зэргийн үнэт чулуу. Тэдгээрийн өнгийг индранил - төмөр ба титан ионууд, бадмаараг - хромоор өгдөг. Цэвэр талст хөнгөн цагаан исэл нь өнгөгүй бөгөөд корунд гэж нэрлэгддэг. Хөнгөн цагаан нь турмалин, өнгөгүй лейкосафир, шар "дорно дахины топаз" болон бусад олон үнэт чулуунуудын нэг хэсэг юм. Хиймэл корунд, индранил, бадмаараг нь үйлдвэрийн хэмжээнд үйлдвэрлэгддэг бөгөөд эдгээр чулуунууд нь зөвхөн үнэт эдлэлийнхэнд төдийгүй орчин үеийн технологийн олон салбаруудад шаардлагатай байдаг. Бадмаараг лазер, арван таван чулуутай цаг, цахилгаан зууханд гаргаж авсан корундоор хийсэн зүлгүүр, термоядролын процессыг судлах анхны байгууламжуудын нэг болох Токамакийн индранил цонх зэргийг эргэн санахад хангалттай.

Зөвхөн нэг изотоп

Байгалийн хөнгөн цагаан нь зөвхөн нэг "төрлийн" атомаас бүрддэг - массын дугаар 27-той изотоп. №13 элементийн хэд хэдэн хиймэл цацраг идэвхт изотопууд мэдэгдэж байгаа бөгөөд тэдгээрийн ихэнх нь богино, зөвхөн нэг нь - хөнгөн цагаан-26 хагас задралын хугацаатай байдаг. сая орчим жил.

Хөнгөн цагааны бодисууд

Алюминатууд нь хөнгөн цагаан H3AlO3 ба метахөнгөн цагаан HAlO2 хүчлүүдийн давс юм. Байгалийн алюминатууд нь язгуурт шпинель ба үнэт хризоберил юм. Хөнгөн цагааны исэл үйлдвэрлэх явцад үүссэн натрийн алюминат NaAlO2-ийг ашигладаг нэхмэлийн үйлдвэрлэлмордан шиг. Сүүлийн үед өндөр галд тэсвэртэй, олон тохиолдолд үзэсгэлэнтэй, өнгөт шинж чанараараа тодорхойлогддог газрын ховор элементийн алюминатууд практик ач холбогдолтой болсон. Лантан, самарийн алюминатууд нь цөцгий, европиум, гадолиниум ба диспрозиум нь ягаан, неодим нь голт бор, празеодим нь шар өнгөтэй. Эдгээр материалыг тусгай керамик, оптик шил үйлдвэрлэх, түүнчлэн цөмийн энергийн салбарт ирээдүйтэй гэж үздэг: газрын ховор элементийн зарим нь дулааны нейтроныг барих онцгой өндөр чадвартай байдаг. Энэ талаар лантанидын тухай түүхээс дэлгэрэнгүй уншина уу.

Багш - оюутны тухай

“...Би нээлт хийсэн гэдэгт итгэж байна: Би хүнийг нээсэн. 1880 онд би Японоос буцаж ирээд удалгүй тэнд дөрвөн жил химийн хичээл зааж байхдаа арван зургаан настай хүүг анзаарав. Энэ залуу лабораторид ирж шилэн хоолой, туршилтын хоолой юм уу, тиймэрхүү зүйлийг хэдхэн центээр худалдаж авчээ. Би энэ хүүгийн талаар юу ч мэддэггүй байсан ч түүнийг эрдэмтэн болно гэж би олон удаа боддог байсан - тэр үед тэрээр бусад өсвөр насныхан зөвхөн тоглоом, зугаа цэнгэлд цагаа зарцуулдаг тэр жилүүдэд судалгаа хийдэг байсан. Энэ өсвөр насны хүүхэд бол 23 настайдаа хүдрээс хөнгөн цагааныг ялгах аргыг нээсэн Чарльз М.Холл юм.

Чарльз коллежид сурч, шаардлагатай курсын нэг хэсгийг дүүргэсний дараа би түүнийг лабораторидоо авав. Нэг удаа би оюутнуудтай ярилцаж байхдаа: "Хөнгөн цагаан гаргаж авах, хөнгөн цагааныг өргөн хэрэглээний металл болгох хямд аргыг боловсруулж чадсан зохион бүтээгч хүн төрөлхтөнд агуу их үйлс бүтээж, нэрт эрдэмтний алдар нэрийг хүртэх болно" гэж хэлсэн.

Чарльз нэг шавь руугаа хандаж "Би тэр металлыг хийнэ" гэж хэлэхийг би сонссон. Тэгээд тэр ажилдаа орсон. Тэрээр олон аргыг туршиж үзсэн боловч амжилтанд хүрсэнгүй. Эцэст нь Холл электролиз дээр суув. Би түүнд хуучин, шаардлагагүй төхөөрөмж, батерейг өгсөн. Цахилгаан батерейг харсан хүмүүс Холл янз бүрийн аяга нүүрсээр юу бүтээв гэж инээх байх. Гэхдээ бид хэрэгтэй гүйдлийг авсан.

Удалгүй Холл коллежоо төгсөөд уг барилгыг өөрийн болгожээ. Тэрээр гэрээсээ холгүй ойд лаборатори байгуулж, туршилтаа тууштай үргэлжлүүлж, үр дүнг нь надад байнга хэлдэг байв.

Хөнгөн цагааны үндсэн түүхий эд болох хөнгөн цагаан ислийг уусгагчийг олох шаардлагатай байв. Мөн зургаан сарын дараа, Холл исэл натрийн фторын aluminate 3NaF · AlF3 хайлмал нь маш сайн уусдаг болохыг тогтоосон.

Нэг өглөө Холл над руу гүйж ирээд: "Профессор оо, би ойлголоо!" Сунгасан алган дээр арван хоёр жижиг хөнгөн цагаан бөмбөлөг хэвтэж байсан бөгөөд энэ нь электролизийн аргаар гаргаж авсан хамгийн анхны хөнгөн цагаан байв. Энэ нь 1886 оны 2-р сарын 23-нд болсон."

Энэ бол Америкийн эрдэмтэн А.Гарретийн анхан шатны эх сурвалжаас эмхэтгэсэн “Суут ухаантны гялбаа” түүврээс бидний дахин хэвлэсэн профессор Иветтийн түүх юм.

Пуужингийн түлш дэх хөнгөн цагаан

Хөнгөн цагааныг хүчилтөрөгч, фторт шатаах үед маш их дулаан ялгардаг. Тиймээс пуужингийн түлшний нэмэлт болгон ашигладаг. Санчир гаригийн пуужин нислэгийнхээ үеэр 36 тонн хөнгөн цагаан нунтаг шатаадаг. Металлыг пуужингийн түлшний бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ашиглах санааг анх Ф.А. Зандер.

Дүгнэлт

P-элементүүдэд гаднах электрон түвшний p-дэд түвшин нь нэгээс зургаан электрон агуулж болох электронуудаар дүүрдэг гэдгийг мэддэг.

Үелэх системд 30 p элемент байдаг. Эдгээр p-элементүүд буюу тэдгээрийн p-электрон аналогууд нь IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA, VI IIA дэд бүлгүүдийг үүсгэдэг. Эдгээр дэд бүлгийн элементүүдийн атомуудын гаднах электрон түвшний бүтэц хөгжиж байна дараах байдлаар: ns2p1, ns2p2, ns2p3, ns2p4, ns2p5 болон ns2p6.

Ерөнхийдөө хөнгөн цагаанаас бусад p-элементүүд нь харьцангуй сул бууралтын идэвхжилтэй байдаг. Эсрэгээр, IIIA-аас VIIA дэд бүлэгт шилжих үед төвийг сахисан атомуудын исэлдэлтийн идэвхжил нэмэгдэж, электроны хамаарал ба иончлолын энерги нэмэгдэж, p-элементүүдийн цахилгаан сөрөг чанар нэмэгддэг.

p-элементийн атомуудад зөвхөн p-электронууд төдийгүй гадаад түвшний s-электронууд ч валенттай байдаг. p-электрон аналогийн хамгийн өндөр эерэг исэлдэлтийн төлөв нь тэдгээрийн олдсон бүлгийн тоотой тэнцүү байна.

Ашигласан номууд

1. Ахметов Н.С., Ерөнхий ба органик бус хими. - М.: төгссөн сургууль, 1989

2. Cotton F., Wilkinson J., Fundamentals of Organic Chemistry. - М.: Мир, 1979

3. Некрасов Б.В., Ерөнхий химийн сурах бичиг. - М .: Хими, 1981

4. С.И.Венецкий “Металлын тухай өгүүллэгүүд”, Москва хэвлэл. Металлурги 1986 он

5. Ю.В.Ходаков, В.Л.Василевский “Металс”, Москва ред. Гэгээрэл 1966 он

6. А.В.Суворов, А.Б.Никольский “Ерөнхий хими”, Санкт-Петербург хэвлэл. Хими 1995 он

ТӨЛӨВЛӨГӨӨ:

Оршил

Al-ийн физик шинж чанарууд

Al-ийн химийн шинж чанар

Al бэлтгэх, хэрэглэх

Хөнгөн цагааны исэл Al 2 О 3

Хөнгөн цагааны гидроксид Al(OH)3

Хөнгөн цагааны давс

Хоёртын хөнгөн цагааны нэгдлүүд

Сонирхол, сонирхол...

Энэ юу вэ - Ал

Хөгшрөлт ба бэхжүүлэх үе шатуудын ашиг тусын талаар

Кристал үүсгэхийн тулд хурдан хөргөнө

SAP болон SAS

Зөвхөн домог биш

Алюминотерми

Синтетик криолит

Эхний катализатор

Энэ бүхэн бол хөнгөн цагааны исэл юм!

Зөвхөн нэг изотоп

Хөнгөн цагааны бодисууд

Багш - оюутны тухай

Пуужингийн түлш дэх хөнгөн цагаан

Дүгнэлт

Уран зохиол

Ульяновск улсын хөдөө аж ахуйн академи

Химийн тэнхим

Шалгасан: Нуретдинова Р.А.

Хураангуй

"Хөнгөн цагаан"

Оюутан хийдэгIмэдээж

2б факультетийн бүлгүүд

мал эмнэлгийн эм