Technika 04.29.

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:

4.     Milyen célra készülnek ötvözetek?

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