Баса металл малары
Анатты металл – алюминий
Біздер алюминийге йреніп,онымен кнделікті мірде кездесіп,кзбен кріп,олмен стаймыз. Алюминий лем шеберінен шыып,арыш кеістігіне де, алыстаы Айа,Шолпан жлдызына да жетті. Алюминийді мірде олданылуы – оны физикалы асиетіне тікелей туелді болады. ол кміс тсті жне 660,240С балып, 23270С айнайды. Меншікті салмаы 2,699,яни ол кмістен –трт,мыстан-ш жарым, темірден –ш еседей жеіл. Ол жылуды те жасы,темірден ш есе арты ткізеді. Оны сырты бетіндегі аса жа тотыты абыршаы зіне тскен жарыты 90 пайызын кері айырады. Осы сияты асиеттер оны ндірісте пайдаланылу тиімділігін арттырады. Мысалы,асырымызды бірінші ширегіндегі ЯК-1 самолетіндегі аашты,аылтырды алюминиймен алмастыра отырып жасалан ЯК -3 самолетіні салмаы 300 кг жеілдеп,анатыны ауданы 17,5 шаршы метрден 14,5 шаршы метрге кеміп, жылдамдыы 70 км-ге артты. Жалпы барлы самолет салматарыны 70-80 пайызы, ал ракеталарды 20-30 пайызы алюминийді лесіне тиеді. Тіпті алашы шырылан жасанды Жер серігіні зі де осы алюминий ймасынан жасалан. Жер серігіні зі де осы алюминий ймасынан жасалан.
детте, таза алюминий жмса. Егер оны рамына болмашы ана металл енсе, оны мытылыы ондаан есе артады. Мселен, рамында 4 пайыз мыс,0,5 пайыз марганец пен магний бар алюминий ймасын дюралюминий дейді. Ол зіні жеілдігін сатай отырып, зге асиеттеріні брін жасартады. Мысалы, дыбыстан да жылдам шатын ТУ -144 самолеттеріні сырты ауадаы йкеліс серінен 130 градуса дейін ызады. Мндай жадайда з беріктігін жоалтпай айта салмаын 12 пайыза жеілдететін йма бар.
А л ю м и н и й. Академик А.Е.Ферсман алюминийді ХХ асыр элементі, сондытан бл асырды алюминий дуірі деуге де болады деген. Кнделікті пайдаланылып жрген ыдыс-аятан бастап, космосты шарлап жрген ракеталар осы алюминийден жасалады. оамды шаруашылыты барлы салаларында алюминий олданылмайтын сала жо. Алюминийді осылай ыса мерзім ішінде жоары бааа ие болуы оны химиялы жне физикалы асиеттерінде болып отыр. Алаш рет дат алымы Х.К.Эрстед 1825 жылы таза алюминий алды, ал 1854 жылы француз химигі А.С.Сентклер Дэвиль оны ндірісте ндіру тсілін ашты. Сол кезде алюминий те жоары бааланып, оны бір фунты алтын есебімен 40 сом болатын, алюминий алу те ымбата тскен, онан жзік, саина жне басадай заттар жасалып сыйлытар орнына жрген. Алюминий созылмалы, жмса, жеіл металл, оттегімен жасы осылыстар тзе алады, сондытан ол баса металдарды оттегімен босатып таза метала айналдырады. Темір тотыын алюминий гіндісімен араластырып магниймен жандыран кезде кп ызу (3000°С) блінеді. Осы асиеті баяу балитын металдарды (титан, ванадий, хром) алуа пайдаланылады. Алюминий, магний жне литий осындылары самолет рылысында, ракета жасауда жиі олданылады. Самолетті 65–66% (моторсыз салмаы) жне моторды трттен бір блігі алюминий оспаларынан істеледі. Вагон жасау, машина рылыстары, электр ндірістері жне баса толып жатан шаруашылы салаларында алюминий жне оны оспалары маызды орын алады. Бояу ндірісінде, й жабдытарын даярлауа, прожекторды айнасы ретінде олданылатын алюминийді баса металмен алмастыру иына соан болар еді. Бл кндері алымдар алюминийді таы баса да осындыларын алу мселесімен шылдануда. Бан мысал ретінде «Салют-6» космос станциясында В.Коваленок пен А.Иванченковты жасаан тжірибелерін айтуа болады.
Алюминий тотыы асыл тас трінде (жат, гауар) адам баласына ертеден белгілі болатын. Корундты айратар ретінде техникада ХІХ асырды орта кезінен, ал «тасмрт» трінде 1950 жылдардан бері пайдалана бастаан. Бл «жатмртты» текше милиметрі 1500 килограмм салма ктереді, ондай алып кшке ешбір тзімді металл шыдамайды. Осыан орай «жатмрт» техниканы кптеген салаларынан орын алады. Гауар болмаса олдаы саатты дрыс жруі де екі талай. Сааттаы тас кп болан сайын ол уаытты дл крсетіп отырады, йткені саат механизмдеріні жрісі біркелкі болып реттеледі.
Жер ыртысына таралуы жаынан алюминий шінші орында, орта есеппен оны млшері 8,8%, табиатта жздеген минералы бар, оларды кпшілігі алюмосиликаттар. Оларды ішіндегі ндірістік маызы бар минералдары каолинит, алунит жне нефелин. Геохимиялы жаынан алюминий оттегіне жаын, траты валенттілігі ш. Алюминийді минералдары баяу ериді, ал эндогенді процесстерде ол дала шпаттарыны, слюдаларды жне басадай алюмосиликаттарды кристалды торына орналасады. Алюминий су рамында жне организмде те аз, ол биологиялы жер абаттарында шамалы ана. Табии жадайда алюминий жер бетінде болан мжілу процестеріні алдыы болып саналады, сондытан да эплювиальды бокситттер жиналады, блар негізгі алюминий рудалары болып есептеледі. Пайда болу жаынан алып араанда алюминий ш трлі боксит кендерін тседі.
Руда іздеу жне оны барлау жмыстарыны дрыс жола ойылуы жне геологтарды (Е.Д.Шлыгин, Г.Е.Быков, И.С.Быкова, П.Л.Безруков) жемісті ебектеріні нтижесінде Аманкелді, Шыыс жне Батыс Торай, Малжар секілді бокситті аудандар ашылды. Олар сырт крінісі жаынан біркелкі боланымен, зерттей келгенде бірнеше морфогенетикалы трлерге блінеді. Торай облысындаы Аралы, Жоары жне Тменгі Ашутас жне штбе кен орындары астауа сас ойпадаы алюмосиликатты жне карбонатты жыныстар аралыында зыннан-за созылан руда абаттары болып кездеседі. Блардан баса республика территориясында Батыс Торайда, Софьевка жне Майбалы, Талды-Ащысайда кп тараан карсты кен орындары кездеседі. Бл кен орындары р дуірлерде пайда болан карбонатты жыныстарды алы абаты арасына орналасан.
Республикамызда алюминий ндірісіне бокситтен баса да жарамды шикізат орлары бар. Олар: алунит, андалузит, диаспор, нефелинді сиениттер, корунд, кианит жне басалар. Оларды кпшілігі Орталы азастандаы айталамалы кварцит алаптарында алыптасан, алунитті оры жне нарлылыы Одатаы баса аудандарда кездесетін алуниттен анарлым мол.
Титан ймалары
Титан (Tіtanіum), Tі – элементтерді периодты жйесіні IV тобындаы хим. элемент, атомды нмірі 22, атомды массасы 47,88. Табиатта массалы саны 46 – 50 болатын 5 траты жне жасанды жолмен алынан 5 радиоактивті изотоптары бар. Титанды алаш ТіО2 трінде аылшынды уесой-минеролог У.Грегор ашан (1790). 1795 ж. неміс химигі М.Г. Клапрот (1743 – 1817) Грегор тапан “менакит” элементі металды табии тотыы ТіО2 екендігін анытады, ал таза кйіндегі титанды нидерланды зерттеушілер А. ван Аркел мен де Бур алды (1925). Бос кйінде кездеспейді, тек оксидтер трінде болады. Титан ке тараан элемент, жер ыртысындаы салма млшері 0,57%. рамында титаны бар 70-тен астам минералдарды ішіндегі е маыздылары: рутил (оны трзгерістері анатаз бен буркит), ильменит, титаномагнетит, перовскит, лопарит, титанит(сфен), лейкоксен. Тсі кмістей а, созылыш жне берік; 882°С-тан тмен температурада кристалды торы гексагональды тыыз жинаталан (°-Ті), одан жоары – кубты клемді орталытандырылан (°-Ті); тыызд. 4,505 г/см3 (°-Ті) жне 4,32 г/см3 (°-Ті), балу t 1668°С, айнау t 3330°С. Титан химиялы активті ауыспалы элемент, тотыу дрежесі +4, сирек +3, +2. 500 – 550°С-а дейінгі температурада металл бетінде оксид абаты пайда болатындытан ауада, теіз суында, ылал хлорда, хлоридтер мен азот ышылы ерітінділерінде, ккірт ышылы мен сілтілерді сйытылан ерітінділерінде коррозияа траты. Блме температурасында HCl, H2SO4, CCl3COOH, HCOOH, ыздыранда оттек (400 – 500°С), азот (600°С-тан жоары), кміртек жне кремниймен (1800°С-тан жоары) рекеттесіп, сутек жне баса да ауа газдарын зіне сііреді. Фтормен 150°С-та, хлормен 300°С-та, иодпен 550°С-та рекеттесіп, сйкес галогенидтерін тзеді. Бор, кміртек, селен, кремниймен рекеттесіп, метала сас осылыстар тзеді. Титан осылыстарыны балуы иын, те атты, тстері р трлі болып келеді. Титанды ндірісте кентас концентраттарын хлорлап, алынан TіCl4-ті магниймен (кейде натриймен) тотысыздандырып, титан кірмесін (губка) алады. Оны вакуумды доалы пештерде балытып, кесек металл алынады. Титан авиация, зымыран, кеме, автомобиль жасауда олданылатын беріктігі жоары титан ймаларын (Al, V, Mo, Mn, Cr, Sі, Fe, Sn, Zr, Nb, т.б.) дайындауа жне радиоэлектроникада ажетті аспаптар мен ондырылар жасауда кеінен олданылады. [1]
Титан ймалары техникада маызды орын алады. сіресе, авиацияда таптырмас материал ретінде олданылады. Кптеген ерекше асиеттері бар:беріктігі жоары,иілімді,ыстыа тзімді, коррозияа шыдамды.
Самолет жасауда олданылатын конструкциялы ймаларды тыыздыы аз,ыстыа тзімді.Титан ймалары алюминий ймаларына араанда сл ауырлау да, беріктігі 10 есе жоары. 700-8000С температураа тзімді титан ймаларын алу жзеге асырылды. асиеттері згермейді. 3000 км/са жылдамдыпен шатын самолеттерге титан ймаларын кп олдану ола алынды. ТУ-144 жолаушылар лайнеріндегі мотогондол, элерон, бру рульдері титан ймаларынан жасалан.
Баса металл малары
MgSO4.7H2O; сілтілік металлдармен ос тз тзеді: Ме2SO4 ×MgSO4×6H2O олдану: Ti, Zr, V, U алу шін Mg–термия Mg–а Al, Zn, Mn осылан «электрон» деген балыма е жеіл конструкционды материал, берік, ракета, авиация, автомобиль рылысында колданылады.
Ванадий кбіне болата осылатын боландытан, оны кбіне темірмен аралас йма – ф е р р о в а н а д и й (20 – 25%) трінде ндіреді. 0,1 – 0,25% ванадий осылса ондай болат берік, серпімді, зілмейтін, ажалмайтын болады; ол кбіне автомашиналар ндірісіне мотор, цилиндр, рессор, ось жасауа жмсалады. Алюминий ймаларына араластырса оларды аттылыы, деуге икемділігі, теіз суына шыдамдылыы (гидросамолет, глиссер айы) артады.
Ванадийлі болат те берік боландытан одан жасаан конструкцияларды салмаын 30% кемітуге болады. Мысалы, темір жол вагонын алса, оны салмаы 2,5 – 3 тоннаа кемітуге болады, сонда жылына р вагоннан 5 – 6 жз сом, оны миллиондап шаарылатын вагон санына кбейтсек миллиардтаан сом нем болады.
Ниобий жне тантал.Ниобий мен тантал к о л у м б и т Fe(NbO3)2 жне т а н т а л и т Fe(TaO3)2 минералды трінде Кола тбегінде, Уралда кездеседі.
Бларды жеке кйде алу те иын, мысалы ниобий 1844 жылы ашыланмен, оны алуды дісі тек 1970 жылы табылды.
Ниобий мен тантал коррозияа ерекше траты, тіпті ол жаынан платинадан да арты. здері платинадан кп арзан баландытан химиялы ыдыс, химиялы аппаратарды негізгі блімдерін жасауда платинаны ыыстырып шыарып келе жатыр.
Бл металдарды бtо те жоары боланымен, ыздырылмаан кйде оларды механикалы ндеу, жаю (прокат), созу, соу оай. Ниобий мен танталды карбидтері, аса атты зат ретінде, кесуші – тілуші уралдарды ткір шын жасауа таптырмайтын заттар. за ыздыруа, лкен ысыма шыдамды, сондытан турбинаа, реактивті самолетке керекті ймалара 1 - 4% риобий болуы міндет.
Демек, жеіл, коррозияа тратылы,иілгіштік асиеттеріне байланысты металл ймалары авиацияда да кеінен олданылады.
олданылан дебиеттер:
1.Жайлауов С. Химиялы элементтер лемінде . Алматы «Мектеп» 1984 ж
2.Фадеев Г.Н. Мир металлов и сплавов. Москва «Просвещение» 1991 г
3.Бусев А.И. Определения,понятия,термины в химии , Москва «Просвещение» 1979 г.
4.Глинка Н.А. Общая химия. 1973 г