Кожен метал і сплав має власний унікальний набір фізичних і хімічних властивостей, серед яких не останнє місце займає температура плавлення. Сам процес означає перехід тіла з одного агрегатного стану в інше, в даному випадку, з твердого кристалічного стану в рідкий. Щоб розплавити метал, необхідно підводити до нього тепло до досягнення температури плавлення. При ній він все ще може залишатися в твердому стані, але при подальшому впливі і підвищенні тепла метал починає плавитися. Якщо температуру знизити, тобто відвести частину тепла, елемент затвердіє.
Найвища температура плавлення серед металів належить вольфраму: вона становить 3422С про, найнижча - у ртуті: елемент плавиться вже при - 39С о. Визначити точне значення для сплавів, як правило, не представляє можливості: воно може значно коливатися в залежності від процентного співвідношення компонентів. Їх зазвичай записують у вигляді числового проміжку.
як відбувається
Плавлення всіх металів відбувається приблизно однаково - за допомогою зовнішнього або внутрішнього нагрівання. Перший здійснюється в термічній печі, для другого використовують резистивний нагрів при пропущенні електричного струму або індукційний нагрів в високочастотному електромагнітному полі. Обидва варіанти впливають на метал приблизно однаково.
При збільшенні температури збільшується і амплітуда теплових коливань молекул, виникають структурні дефекти решітки, що виражаються в зростанні дислокацій, перескока атомів і інших порушеннях. Це супроводжується розривом міжатомних зв'язків і вимагає певної кількості енергії. В цей же час відбувається утворення квазі-рідкого шару на поверхні тіла. Період руйнування решітки та накопичення дефектів називається плавленням.
поділ металів
Залежно від температури плавлення метали діляться на:
Легкоплавкие: їм необхідно не більше 600С о. Це цинк, свинець, виснуть, олово.
- Среднеплавкие: температура плавлення коливається від 600С про до 1600С о. Це золото, мідь, алюміній, магній, залізо, нікель і більша половина всіх елементів.
- Тугоплавкі: потрібна температура понад 1600С про, щоб зробити метал рідким. Сюди відносяться хром, вольфрам, молібден, титан.
Залежно від температури плавлення вибирають і плавильний апарат. Чим вище показник, тим міцніше він повинен бути. Дізнатися температуру потрібного вам елемента можна з таблиці.
Ще однією важливою величиною є температура кипіння. Це величина, при якій починається процес кипіння рідин, вона відповідає температурі насиченої пари, що утворюється над плоскою поверхнею киплячій рідини. Зазвичай вона майже в два рази більше, ніж температура плавлення.
Обидві величини прийнято приводити при нормальному тиску. Між собою вони прямопропорційні.
- Збільшується тиск - збільшиться величина плавлення.
- Зменшується тиск - зменшується величина плавлення.
Таблиця легкоплавких металів і сплавів (до 600С о)
Назва елемента | латинське позначення | температури | |
плавлення | кипіння | ||
олово | Sn | 232 С про | 2600 З про |
свинець | Pb | 327 С про | 1750 З про |
цинк | Zn | 420 С про | 907 С про |
калій | K | 63, 6 З про | 759 С про |
натрій | Na | 97, 8 З про | 883 С про |
ртуть | Hg | - 38, 9 З про | 356.73 З про |
цезій | Cs | 28, 4 З про | 667.5 З про |
вісмут | Bi | 271, 4 З про | Тисяча п'ятсот шістьдесят чотири З про |
паладій | Pd | 327, 5 З про | 1749 З про |
полоній | Po | 254 С про | 962 С про |
кадмій | Cd | 321, 07 З про | 767 С про |
рубідій | Rb | 39, 3 З про | 688 С про |
галій | Ga | 29, 76 З про | 2204 З про |
індій | In | 156, 6 З про | 2072 З про |
талій | Tl | 304 С про | 1473 З про |
літій | Li | 18, 05 З про | Один тисяча триста сорок дві З про |
Таблиця среднеплавких металів і сплавів (від 600С про до 1600С о)
Назва елемента | латинське позначення | температурав | |
плавлення | кипіння | ||
алюміній | Al | 660 С про | 2519 З про |
германій | Ge | 937 С про | 2830 З про |
магній | Mg | 650 С про | 1100 с про |
срібло | Ag | 960 С про | 2180 З про |
золото | Au | 1 063 З про | 2660 З про |
мідь | Cu | Тисячу вісімдесят три С про | 2580 З про |
Залізо | Fe | 1539 З про | 2900 З про |
кремній | Si | 1 415 З про | 2350 з про |
нікель | Ni | 1455 З про | 2913 З про |
барій | Ba | 727 С про | 1897 З про |
берилій | Be | 1 287 З про | 2471 З про |
нептуний | Np | 644 С про | 3901, 85 З про |
протактиний | Pa | 1572 З про | 4027 З про |
плутоній | Pu | 640 С про | 3228 З про |
актиній | Ac | 1051 З про | 3198 З про |
кальцій | Ca | 842 С про | 1484 З про |
радій | Ra | 700 С про | 1736, 85 З про |
кобальт | Co | 1495 З про | 2927 З про |
сурма | Sb | 630, 63 З про | 1587 З про |
стронцій | Sr | 777 С про | 1382 З про |
уран | U | 1135 З про | 4131 З про |
Марганець | Mn | 1246 З про | 2061 З про |
Костянтин | 1260 З про | ||
дуралюмин | Сплав алюмінію, магнію, міді та марганцю | 650 С про | |
Інвар | Сплав нікелю і заліза | 1425 З про | |
латунь | Сплав міді і цинку | 1000 С про | |
нейзильбер | Сплав міді, цинку і нікелю | 1100 с про | |
Ніхром | Сплав нікелю, хрому, кремнію, заліза, марганцю і алюмінію | 1400 с про | |
сталь | Сплав заліза і вуглецю | 1300 З про - 1500 С про | |
Фехраль | Сплав хрому, заліза, алюмінію, марганцю та кремнію | 1460 З про | |
чавун | Сплав заліза і вуглецю | 1100 с про - 1300 С про |
Таблиця тугоплавких металів і сплавів (понад 1600С о)
Назва елемента | латинське позначення | температури | |
плавлення | кипіння | ||
вольфрам | W | 3420 З про | 5555 З про |
Титан | Ti | 1680 З про | 3300 з про |
іридій | Ir | 2447 З про | 4428 З про |
осмій | Os | 3054 З про | 5012 З про |
платина | Pt | 1769, 3 З про | 3825 З про |
реній | Re | 3186 З про | 5596 З про |
хром | Cr | 1907 З про | 2671 З про |
родій | Rh | 1964 З про | 3695 З про |
рутеній | Ru | 2334 З про | 4150 З про |
гафній | Hf | 2233 З про | 4603 З про |
Тантал | Ta | 3017 З про | 5458 З про |
технецій | Tc | 2157 З про | 4265 З про |
торій | Th | 1750 З про | 4788 З про |
ванадій | V | 1910 З про | 3407 З про |
цирконій | Zr | 1 855 З про | 4409 З про |
ніобій | Nb | 2477 З про | 4744 З про |
молібден | Mo | 2623 З про | 4639 З про |
карбіди гафнію | 3890 З про | ||
карбіди ніобію | 3760 З про | ||
карбіди титану | 3150 З про | ||
карбіди цирконію | 3530 З про |