Fémek tulajdonságai, előállításuk
Az elkövetkező órákon fémekről
fogunk tanulni.
Kérdések: (válaszok Zoom
órán)
1.
Milyen
fémeket ismersz?
2.
Mi
a fémek nyersanyaga?
A fémek a természetben – használati
tárgyak készítésére alkalmas tiszta állapotban – nagyon ritkán fordulnak elő.
Többnyire más ásványokkal keveredve érc formájában találhatók meg, mint például
vasérc, rézérc, bauxit.
Megkülönböztetünk színesfémeket
(réz és ötvözőanyagai: ón, cink, ólom, kadmium), feketefémeket (vas és
ötvözőanyagai: mangán, vanádium, kobalt, króm, nikkel), nemesfémeket
(arany, ezüst, platina), könnyűfémeket (alumínium és ötvözetei)
Fémek jellemző
tulajdonságai
Kérdés:
3.
Mely
fémek a legértékesebbek?
A szilícium gyakori ötvözőanyag,
kedvező tulajdonságai miatt széles körben használják (pl. az elektronikában)
A leggyakrabban
használt fémek KÉPEK
A vas az egyik legfontosabb
és leggyakoribb fém a Földön. Vasércből állítják elő kohászati eljárással. Az
elektromosságot és a hőt közepesen vezeti, jól mágnesezhető (a vason kívül még
a kobalt és a nikkel is mágnesezhető). A nyersvas maga is ötvözet, mert
jelentős mennyiségű szenet (karbon) tartalmaz. Az acél a vas legfeljebb 2%
szénnel alkotott ötvözete, amely a vas továbbfeldolgozásával készül.
Az alumínium érce a bauxit,
amely 25-30% alumíniumot tartalmaz. A bauxitból vegyi eljárással timföldet
állítanak elő, majd abból elektrokémiai módszerrel nyerik a fémalumíniumot.
Elektromos és hővezető képessége nagyon jó, szilárdsága kicsi, de ötvözéssel
jelentősen növelhető. Felületét oxidréteg védi a korróziótól.
A rezet rézércből kohászati
eljárással állítják elő. A réz száraz levegőn vörös színű, ezért nevezik vörösréznek
is. Nedves közegben zöld színű patina vonja be. Puha, jó áram-, és hővezető,
jól nyújtható anyag. Vegyületei mérgezőek.
Ötvözés, ötvözetek
A fémek tulajdonságaik javítására
ötvözeteket készítenek. Az ötvözet olyan fémes anyag, amely legalább két kémiai
elemből áll, amelyek közül legalább az egyik fém.
Az ötvözetek a felhasználás igényei
szerint készülnek.
Kérdések:
5.
Melyik
ötvözet alkalmas repülőgépgyártásra?
Kohászat
Az ércekből általában magas
hőmérsékleten lehet kiolvasztani a fémet. A különféle fémek előállítása hasonló
módon történik.
Nyersvasgyártás
A bucakemencénél a kemence alján
lévő nyíláson beáramlik a levegő, a felső nyíláson távoznak az égésgázok.
Egyik jelentős ipai műemlékünk az
újmassai őskohó Lillafüred közelében, amely 1810-1866 között működött.
A modern nyersvasgyártás a nagyolvasztóban
történik. Az eljárás hasonlít a régihez , de nagy mennyiséget állítanak elő, korszerű
eszközökkel, pontosan irányított körülmények között. A vaskohóban
(nagyolvasztó) az aprított, pörköléssel előkészített vasércből, koksz
és mészkő hozzáadásával készül a nyersvas. A koksz a fűtőanyag, a mészkő
a salakképző, amely elősegíti a vasérc meddőtartalmának kiválását. A kohóban a
vas jelentős mennyiségű szénnel ötvöződik. A nyersvas kis részéből vasöntvények
készülnek, nagyobb részéből pedig acélt gyártanak.
Acélgyártás
Az acélgyártás alapanyaga a
nyersvas és az ócskavas. Ma már jelentős mennyiségű ócskavas áll rendelkezésre
(például bontott autókból), ezért csökken a nyersvas felhasználása. Az
acélgyártás lényege, hogy az olvadt vasból a felesleges szenet és más elemeket
kemencében kiégetik, és hozzáadják a szükség szerinti ötvözőelemeket.
Házi feladat
(csorbalaszlo1962@gmail.com)
1.
Melyek
a legrégebben használt fémek
2.
Mit
lehet készíteni a nyersvasból?
3.
Mi
a különbség a vas és az acél között?
4.
Keress
az interneten vas- és acélgyártásra vonatkozó technológiai ábrákat!
ZOOM ÓRA: 04.29. 14:00 814-607-4553
