РЕФЕРАТ
В«Берилій та сплави,містять берилій. Властивості, застосування в хімічній технології В»
Введення
Застосовувані впромисловості та побуті металеві вироби рідко складаються з чистих металів,прикладом є алюмінієва або мідний дріт з відсотковим вмістомметалу близько 99,9%, в більшості інших випадків йдеться про сплавах. Сплави -системи, що складаються з двох або декількох металів, а також з металів інеметалів, що володіють властивостями, властивими металевому стану. Так,різні види заліза і сталі містять поряд з металевими добавкаминезначні кількості вуглецю, які мають вирішальний вплив намеханічне і термічне поведінка сплавів. Всі сплави мають спеціальнумаркування, т. к. сплави з однією назвою (наприклад, латунь) можуть матирізні масові частки інших металів.
Длявиготовлення сплавів застосовують різні метали. Найбільше значення середвсіх сплавів мають сталі різних складів. Для отримання легованих сталейдо заліза, що є головною складовою сплаву, додають кремній, мідь,марганець, нікель, хром, вольфрам, ванадій, молібден і інші компоненти.
У данійроботі будуть розглянуті властивості і застосування металу берилію і містятьберилій сплавів.
Основні властивості татехнології отримання берилію
Берилій -світло-сірий метал другої групи Періодичної системи елементівД.І. Менделєєва. Порядковий номер 4, атомна маса 9,013. Символ Be(Лат. Beryllium). Має один стабільний ізотоп 9 Be, відомітакож радіоактивні ізотопи берилію 7 Be і 10 Be зперіодами напіврозпаду 53,29 днів і 1,6 В· 10 6 років відповідно. Відкритов 1798 у вигляді окислу BeO, виділеної з мінералу берилу Л. Вокленом.Металевий Ве вперше отримали в 1828 Ф. Велер і А. Бюссинезалежно один від одного. Так як деякі солі Ве солодкого смаку, його спочаткуназивали В«глюцінійВ» (від грец. glykys - солодкий) або В«глицяВ». Назва Glicinium(Знак GI) уживається (поряд з Ве) тільки у Франції. Застосування Ве почалосяв 40-х рр.. 20 в., Хоча його цінні властивості як компонента сплавів буливиявлені ще раніше, а чудові ядерні - на початку 30-х рр.. 20 в.
Ве можеіснувати в двох поліморфних модифікаціях. Низькотемпературна модифікація(О‘-Ве), існуюча до 1250 В° С, має гексагональнущільноупакованими гратами, високотемпературна (ОІ-Ве) - решіткуоб'ємно-центрованого куба.
Знаходженняв природі
Рідкісний метал- Зміст Ве в земній корі 5 В· 10 -4 % (як і сусідні з ним літійі бор, відносно мало поширений в земній корі). Типовий літофільниміелемент, характерний для кислих, субщелочних і лужних магми. Не єрозсіяним, так як входить в склад поверхневих покладів берилу впегматитових породах, які останніми Закристалізований в гранітнихкуполах. Є повідомлення про гігантських берилію довжиною до 1 м і масою додекількох тонн.
Відомо 54власне берилієвих мінералу - з них найбільше практичне значення маєберил 3BeO В· Al 2 O 3 В· 6SiO 2 , який післяобробки переводять у форму хлориду або фториду. Цей мінерал має багатозабарвлених різновидів: смарагд (близько 2% Cr надають йому зелений колір),аквамарин (домішка Fe (II) обумовлює його блакитне забарвлення), воробйовіт (рожевогокольору із-за домішок сполук Mn (II)), а геліодор (золотисто-жовтий - іони Fe (III)). Перспективні ічастково використовуються фенакіт 2BeO В· SiO 2 , гельвін (Mn, Fe, Zn) 4 [BeSiO 4 ] 3 S,хризоберил BeAl 2 O 4 ,бертрандит 4BeO В· 2SiO 2 В· H 2 O.
Світовіприродні ресурси Ве оцінюються більш ніж в 80 тис. т (за змістом Ве), зяких близько 65% зосереджено в США (основне Ве сировина - бертрандітоваяруда). Підтверджені запаси - на родовищі Spur Mountain (шт. Юта),що є основним у світі джерелом Ве, на кінець 2000 склали приблизно 19тис. т (за змістом металу). З інших країн найбільшими запасами Веволодіють Китай, Росія і Казахстан. За часів СРСР Ве на території Росіїдобувався на Малишевському (Свердловська область), Завітінском (Читинськаобласть), Єрмаковському (Бурятія), Прикордонному (Приморський край) родовищах.У зв'язку зі скороченням ВПК і припиненням будівництва атомних електростанціййого видобуток була припинена на Малишевському і Єрмаковському і значно скороченана Завітімском родовищах. При цьому значна частина видобувається Вепродається за кордон, в основному, в Європу і Японію.
Фізичнівластивості - в порівнянні з іншими легкими матеріалами берилій володієунікальним поєднанням фізичних і механічних властивостей.
Кристалічнаграти Ве гексагональна щільноупакованими з періодами а = 2,855 AМЉ і з = 3,5840 AМЉ.
Щільність1847,7 кг/м 3
Температураплавлення 1551 В° С
Температуракипіння 3243 про С
Прихованатеплота плавлення 250-275 кал/г (найвища серед всіх металів)
Коефіцієнтлінійного розширення 10,3-131 (25-100 В° С)
Модульпоздовжньої пружності (модуль Юнга) 300ГН/м 2 (3.104 кг • с/мм 2 )
Межаміцності при розтягуванні 200-550 МН/м 2 (20-55 кг • с/мм 2 )
Межаплинності 250-600 МН/м 2 (25-60 кг • с/мм 2 )
Межа міцностів напрямку витяжки - до 400-800МН/м 2 (40-80 кг • с/мм 2 )Відносне подовження - до 4-12%
Ударнав'язкість 10-50 кДж/м 2 (0,1 - 0,5 кгс. • м/см 2 )
Температурапереходу з крихкого стану в пластичне 200 - 400 В° С
Твердість НВ60-85 (для горячепрессованного Ве)
Теплоємністьдля О±-Ве 16,44 Дж/(моль • К), для ОІ-Ве - 30,0 Дж/(моль • К)
Веволодіє: найбільш високої з усіх металів питомою теплоємністю - 1,80 кДж/(кг • К) або0,43 ккал/(кг • В° С)
високоїтеплопровідністю - 178 Вт/(м • К) або 0,45 кал/см • сек • В° С) (50 В° С)
низькимелектросопротидією - 3,6-4,5 мкОм • см (20 В° С)
Порівняємодеякі властивості Ве з характеристиками інших матеріалів.
Питомаміцність та жорсткість матеріалів
Матеріал
Пѓв, МПа
Оі, (кг/м3) в€™ 10 -3
Пѓв/(Оіg),км
E/(Оіg), км
Магнієвий сплав МА10
430
1,8
24
2,3
Алюмінієвий сплав В95
700
2,9
21
2,4
Титановий сплав ВТ6
1500
4,5
22
2,6
Сталь 03Н18К9М5Т
1750
7,8
23
2,6
Берилій
680
1,8
38
16,1
Впливтемператури на питомий модуль пружності різних матеріалів
Властивості Ве залежатьвід якості й структури металу і помітно змінюються з температурою, механічні- Від чистоти металу, величини зерна і текстури, визначуваної характеромобробки. Обробка тиском приводить до певної орієнтаціїкристалів Ве, виника...
