Агрегатные состояния вещества | Поурочные планы по физике 8 класс
Цель: изучить физические особенности в строении и свойствах различных веществ. Побуждать учащихся к преодолению трудностей в процессе умственной деятельности, воспитать интерес к физике.
научить учащихся понимать суть таких тепловых явлений, как плавление и кристаллизация; изучить особенности в поведении вещества при переходе из твердого состояния в жидкое и обратно.
Демонстрации: модели кристаллических решеток; наблюдение за процессами испарения, плавления и кристаллизации; набор кристаллических и аморфных тел.
Ход урока
I. Организационный момент
II. Анализ результатов контрольной работы
Перед началом изучения новой темы необходимо провести краткий анализ результатов контрольной работы, обсудить наиболее типичные ошибки, рассмотреть решения некоторых задач у доски.
III. Изучение нового материала
План изложения нового материала:
1. Три агрегатных состояния вещества.
2. Виды перехода из одного агрегатного состояния в другое.
3. Демонстрация плавления льда.
4. Температура плавления; температура кристаллизации.
1. Рассмотрение нового материала очень удобно начать с демонстрации опыта по плавлению льда на спиртовке. Термометр, опущенный в сосуд со льдом, показывает текущую температуру, а секундомер фиксирует время процесса.
При этом легко обнаружить, что на начальном этапе нагревание льда происходит с ростом его температуры. Так он нагревается до О °С. Затем мы наблюдаем процесс плавления, который идет при постоянной температуре О °С. Через определенное время весь лед превращается в воду. Только после этого температура воды начинает подниматься.
На доске можно построить график зависимости температуры от времени нагрева . Участок АВ — нагрев льда. Вся энергия идет на увеличение внутренней энергии вещества. Колебания молекул льда увеличиваются.
Участок ВС — плавление льда. Этот процесс во времени более длительный, чем
нагрев льда, и он идет при постоянной температуре. Все количество теплоты
уходит на разрушение кристаллических решеток.
Следующий участок — нагревание воды.
После демонстрации опытов по таянию льда, плавлению и отвердеванию кристаллических тел учащиеся должны твердо усвоить три следующих положения:
а) Существует температура, выше которой вещество в твердом состоянии не может находиться.
б) Температура во время плавления остается постоянной.
в) Процесс плавления требует притока энергии к плавящемуся веществу.
2. Та температура, при которой происходит переход твердого вещества в жидкое, называется температурой плавления. Температура плавления различных веществ — табличная величина.
Далее необходимо проанализировать таблицу 3 в учебнике (с. 32). Из таблицы видно, в каких пределах лежат температуры плавления различных веществ. Учитель может задать ряд вопросов по таблице:
— Какой из металлов, приведенных в таблице, самый легкоплавкий?
— Какой из металлов самый тугоплавкий?
Если сосуд с водой поместить в среду, где температура меньше О °С, то будет
наблюдать процесс охлаждения воды с последующим отвердеванием.
Процесс кристаллизации будет идти также при постоянной, температуре. Она называется температурой кристаллизации. При этом:
Таким образом, плавление и кристаллизация — два симметричных процесса. В первом случае вещество поглощает энергию извне, а во втором -отдает в окружающую среду.
различные температуры плавления определяют области применения различных твердых тел в быту, технике. Из тугоплавких металлов изготавливают жаропрочные конструкции в самолетах и ракетах, атомных реакторах и электротехнике.
3. Изложение нового материала следует начать с демонстрации простейшего опыта. В прозрачном сосуде с водой плавают кусочки льда, и сосуд плотно закрыт крышкой.
Очевидно, что температура смеси примерно равна О °С. То есть возможна такая ситуация, когда вещество одновременно находится в твердом, жидком и газообразном состоянии.
Любое вещество, состоящее из атомов или молекул, может находиться в одном из трех агрегатных состояний: а) твердом; б) жидком или в) газообразном,
— Что же отличает одно агрегатное состояние вещества от другого?
—
Каковы особенности молекулярного строения газов, жидкостей и твердых тел? (Прежде
чем продолжить объяснение, желательно выслушать мнения учащихся. )
На примере моделей кристаллических решеток видно, что в твердом состоянии положение молекул упорядочено. Они не могут свободно перемещаться по телу.
Молекулы жидкости не имеют такой структуры в расположении, силы взаимодействия у них меньше, чем у молекул твердых тел, и поэтому даже под действием небольших внешних сил они легко перемещаются. Жидкости обладают текучестью.
Молекулы газа еще слабее связаны друг с другом, и поэтому перемещаются по всему объему с большими скоростями. При этом они часто сталкиваются друг с другом. Это можно наблюдать на примере распространения запаха духов по комнате.
Делается вывод: во-первых, в разных агрегатных состояниях расположение атомов и молекул различно; во-вторых, внутренняя энергия одинаковых масс твердого тела, жидкости и газа при одинаковых температурах различна.
В ознакомительном плане можно рассказать учащимся об аморфных телах,
которые обладают свойствами твердых тел (прочность, хрупкость, твердость) и
свойствами жидкостей (текучесть, не сохраняют формы с течением времени).
4. Процесс перехода вида «твердое вещество —* жидкость —» газ» связан с увеличением внутренней энергии. Значит, в таких превращениях вещество поглощает тепло, и кинетическая энергия движения молекул возрастает, то есть:U> 0.
А в переходе вида «газ —* жидкость —* твердое вещество» процесс перехода идет с выделением тепла. При этом скорость молекул и внутренняя энергия уменьшаются, то есть: U< 0.
Иногда бывает так, что вещество из данного агрегатного состояния сразу переходит в иное, минуя жидкую фазу. Процесс перехода из твердого состояния в газообразное называется сублимацией или возгонкой. Сублимирует кусочек льда в морозный день. Сырое белье замерзает на ветру в мороз, а через сутки становится сухим — ледяная корка исчезает. Также сублимирует угольная кислота в брикетах. Вообще любое тело в твердом состоянии, если оно имеет запах, сублимирует.
Процесс перехода вещества из твердого состояния в жидкое называется плавлением. Оно идет с поглощением тепла.
Процесс превращения жидкости в пар называется парообразованием. Это тоже требует количества теплоты извне.
Процесс превращения жидкости в твердое тело называется кристаллизацией. При этом вещество часть тепла отдает в окружающую среду.
Процесс превращения пара в жидкость называется конденсацией.
Очень интересным процессом является процесс, обратный сублимации, —десублимация. При этом вещество из газообразного состояния сразу переходит в жидкую фазу.
Таким образом, есть шесть процессов, которые определяют варианты перехода вещества из одного агрегатного состояния в другое : плавление, кристаллизация, парообразование, конденсация, сублимация, десублимация.
Домашнее задание
1. § 13 учебника; вопросы и задания к параграфу.
2. Сборник задач В. И. Лукашика, № 1012, 1013.
Плавление и отвердевание кристаллических тел
Похожие презентации:
Влияния состава и размера зерна аустенита на температуру фазового превращения и физико-механические свойства сплавов
Газовая хроматография
Геофизические исследования скважин
Искусственные алмазы
Трансформаторы тока и напряжения
Транзисторы
Воздушные и кабельные линии электропередач
Создание транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса
Магнитные аномалии
Нанотехнологии
Плавление и отвердевание
кристаллических тел
2.

3. Агрегатные состояния вещества
В зависимости от условий одно и то же вещество можетнаходиться, в твердом жидком и газообразном состоянии.
Например: лед, вода и пар.
При переходе вещества из одного агрегатного состояния в
другое:
молекулы не изменяются;
изменяется взаимное расположение и характер движения
молекул;
изменяется потенциальная энергия взаимодействия молекул;
• при
одинаковой
температуре
средняя
кинетическая энергия
в
твердом,
жидком
и
газообразном
состоянии
одинакова.
4. Твердое вещество
КристаллическоеМолекулы
Аморфное
Молекулы
расположены
расположены
упорядоченно,
беспорядочно,
нет
образуют
кристаллической
кристаллическую
решетки.
решетку
Например:
стекло,
Например:
канифоль,
сера,
алюминий,
сталь,
парафин, воск и т.п.
алмаз,
поваренная
соль, графит и т.

9. Кристаллы горного хрусталя
10. Кристаллы горного хрусталя
11. Кристаллы золота
12. Кристаллы серебра
13. Кристалл висмута
16. Как вырастить кристалл ?
Фото 2Фото 1
Кристалл
медного
купороса . Вес
1,5 кг
Монокристаллы
хромокалиевых
квасцов
–
великолепные
октаэдры
с
гладкими
гранями
Фото 3
монокристалл
KCr(SO4)2·12h3O
17. Кристаллизация гипосульфита
18. Плавление и кристаллизация
Тверд. телоt
t
о
о
плавления
кристаллизации
Жидкое тело
const
const
t
o
плавления
t
о
кристаллизации
Плавление- процесс
перехода вещества из
твердого состояния в
жидкое.
Разрушается
кристаллическая решетка
U в нутреняя.. энергия
Тело получает теплоту:
Кристаллизация
(отвердевание)
–
переход вещества из
жидкого состояния в
твердое.
Восстанавливается
кристаллическая решетка
U внутренняя.

U Q 0
Тело отдает теплоту:
При плавлении вся
U Q 0
теплота идет на
При образовании
разрушение
кристаллической решетки
кристаллической решетки.
При этом Eк . м олекул const
Eк . м олекул const , а
, а E p. молекул
E p. молекул
фильм
24. График плавления и отвердевания кристаллических тел
Qобщее Qнагр.т.т Qплав Qнагр.ж.Qобщее Qохл.ж Qкристал. Qохл.т.т.
25. Удельная теплота плавления
Удельная теплота плавления — количество теплоты,необходимое для плавления 1 кг твердого
кристаллического вещества при температуре плавления:
Дж
кг
Qпл ав ления Q
плавления m
m
Из закона сохранения энергии следует, что
Qкристаллизации m
26. Плавление аморфных тел
28. Температура плавления газов
ГелийВодород
Неон
Кислород
Азот
Аргон
Углекислый газ
-272,15 оС
-259 оС
-248,6 оС
-219 оС
-210 оС
-189,4 оС
-56,6 °С
1.

легкоплавкий?
2. Какой из металлов самый тугоплавкий?
3.Какой из двух металлов алюминий или медь, вы бы
выбрали, чтобы изготовить посуду годную для
расплавления в ней другого металла?
4.Какой из кусков стальной или вольфрамовый
останется
твердым,
если
будет
брошен
в
расплавленное железо?
5.Будет ли плавиться чугунная деталь, брошенная в
расплавленную медь?
6.Олово переведено из одного состояния в другое. Так
что внутренняя энергия уменьшилась. Затвердело оно
или расплавилось?
Литьё в песчаные формы
Литьё в песчаные формы — дешёвый, самый грубый, но самый массовый (до
75-80 % по массе получаемых в мире отливок) вид литья. Новым направлением
технологии литья в песчаные формы является применение вакуумируемых
форм из сухого песка без связующего.
ЛИТЬЕ В ПЕСЧАНЫЕ ФОРМЫ, метод литья металлов и сплавов, при котором
расплавленный металл заливается в форму, сделанную из плотно
утрамбованного песка.

собой, песок смешивают с глиной, водой и другими связующими веществами.
Этот метод применяется для литья из стали, меди, бронзы и алюминия.
[править] Литьё в кокиль
Литьё металлов в кокиль — более качественный способ. Изготавливается
кокиль — разборная форма (чаще всего металлическая), в которую
производится литьё. После застывания и охлаждения, кокиль раскрывается и из
него извлекается изделие. Затем кокиль можно повторно использовать для
отливки такой же детали.
English Русский Правила
Огнеупорный материал
Ежемесячная техническая подсказка от Тони ХансенSignUp | Нет отслеживания ! Нет объявлений ! Вот почему эта страница загружается быстро! |
Весь глоссарий
200 меш |325 меш |3D-дизайн |3D-принтер |3D-слайсер |3D-печать на глине |3D-печать |Абразионная керамика |Кислотные оксиды |Агломерация |Щелочные |Щелочноземельные |Аморфные | пористость |Шаровая мельница |Бамбуковая глазурь |Основная глазурь |Основное покрытие для окунания глазури |Основные оксиды |Периодический рецепт |Биск |Битовое изображение |Черная сердцевина |Выкрашивание красок |Смешивание блендером |Волдыри |Вздутие |Влучение |Костяной фарфор |Борат |Боровый синий |Борная фритта |Боросиликат |Разрушающая глазурь |Нанесение глазури кистью |Прокаливание |Расчетное тепловое расширение |Свечение |Выгорание углерода |Глазурь с углеродной ловушкой |Номера CAS |Отливка-отсадка |Селадоновая глазурь |Керамика |Керамическое связующее |Керамические наклейки |Керамическая глазурь |Керамическая глазурь Дефекты |Керамическая краска |Керамический материал |Окись керамики |Скольжение керамики |Керамическое пятно |Керамическая плитка |Керамика |Характеризация |Химический анализ |Цветность |Глина |Глиняная масса |Пористость глиняной массы |Глина для печей и обогревателей |Жесткость глины |Коэффициент Тер mal Расширение |Кодовая нумерация |Гончарная керамика |Коллоид |Краситель |Конус 1 |Конус 5 |Конус 6 |Конусная пластинка |Красная медь |Кордиерит Керамика |Кракл глазурь |Ползание |Крэйзинг |Кристобалит |Кристобалит Инверсия |Тигель |Кристаллические глазури |Кристаллизация | Cuerda Seca |Маркировка столовых приборов |Разложение |Дефлокуляция |Деоксилидрация |Digitalfire Foresight |Digitalfire Insight |Справочная библиотека Digitalfire |Глазурь с ямочками |Глазурь погружением |Глазурь погружением |Мойка в посудомоечной машине |Доломитовый матовый |Обжиг методом капельного замачивания |Сушка трещин |Эффективность сушки | Усадка при высыхании |Дунтинг |Пылепрессование |Фаянс |Высолы |Инкапсулированная морилка |Ангоб |Эвтектика |Быстровоспламеняющиеся глазури |Жировая глазурь |Полевошпатовые глазури |Оклеивающий агент |Огнеупорный кирпич |Фейерверк |Прочность при обжиге |График обжига |Усадка при обжиге |Пламенные изделия |Флокуляция |Флокуляция |Жидкие глазури расплава |Флюс |Безопасно для пищевых продуктов |Подошвенное кольцо |Метод формования |Соотношения формул |Вес формулы |Фритта |Fritware |Функциональность |Паспорта безопасности GHS |Стекло и кристаллическая глазурь |Стеклокерамическая глазурь es |Пузырьки глазури |Химия глазури |Сжатие глазури |Стойкость глазури |Подгонка глазури |Гелеобразование глазури |Нанесение глазури |Наслоение глазури |Смешивание глазури |Рецепты глазури |Усадка глазури |Толщина глазури |Глобально согласованные таблицы данных |Глянцевая глазурь |Прочность зеленого цвета |Grog |Глазурь из пушечной бронзы |Ручки |Высокотемпературная глазурь |Горячее прессование |Вырезанное украшение |Промышленная глина |Струйная печать |Остекление только внутри |Insight-Live |Интерфейс |Железно-красная глазурь |Посуда из яшмы |Отсадка |Каки |Контроллер печи |Печь Обжиг |Печные дымы |Система вентиляции печи |Промывка печи |Коварский металл |Ламинирование |Выщелачивание |Свинец в керамической глазури |Твердая кожа |Известковое напыление |Limit Formula |Limit Recipe |Liner Glaze |Liner glaze |LOI |Низкотемпературная глазурь |Lustre Colors |Майолика |Мраморность |Замена материала |Матовая глазурь |Зрелость |Максимальная плотность |МДТ |Механизм |Среднетемпературная глазурь |Текучесть расплава |Температура плавления |Оксиды металлов |Металлические глазури |Микроорганизмы |Микроволновая безопасность |Минеральная фаза |Минералогия |Мокко гла zes |Твердость по шкале Мооса |Моль% |Монокоттура |Мозаичная плитка |Крапчатая |Кристаллы муллита |Самородная глина |Безоксидная керамика |Масляная глазурь |После огневого остекления |Замутнитель |Непрозрачность |Посуда |Надглазурь |Окислительный обжиг |Формула оксида |Взаимодействие оксидов |Оксидная система |Ориентация частиц |Распределение частиц по размерам |Размеры частиц |PCE |Проницаемость |Фазовая диаграмма |Фазовое разделение |Физические испытания |Пинхолинг |Глины Plainsman |Гипсовая бита |Гипсовый стол |Пластилин |Пластичность |Выщипывание |Фарфор |Фарфоровый керамогранит |Заливка Глазурование |Обработка порошка |Осаждение |Первичная глина |Примитивный обжиг |Пропан |Пропеллерный смеситель |Pugmill |Пирокерамика |Пирометрический конус |Кварцевая инверсия |Раку |Реактивные глазури |Редукционный обжиг |Уменьшение спекл | |Огнеупорные керамические покрытия |Репрезентативный образец |Вдыхаемый кристаллический кремнезем |Посуда для ресторанов |Реология |Рутиловая глазурь |Солевой обжиг |Сантехнические изделия |Скульптура |Вторичная глина |Шино глазури |Дрожь |Сито |Ситовой шейкер |Соотношение диоксида кремния:глинозема |Шелкография | Спекание | Гашение | Шликерное литье | Шликерное литье | Шликер | Шлам | Шлам | Обработка шлама | Шлам вверх | Замачивание | Растворимые красители | Растворимые соли | Удельный вес | Расщепление | Напыление глазури | Пятно среднее | Керамическая посуда | Stull Chart | Сульфатная пена | Сульфаты | Поверхность Площадь |Поверхностное натяжение |Подвеска |Топперная глина |Tenmoku |Terra Cotta |Terra Sigilatta |Испытательная печь |Теоретический материал |Теплопроводность |Тепловой удар |Термопара |Тиксотропия |Бросок |Тони Хансен |Токсичность |Торговля людьми |Прозрачность |Прозрачная глазурь |Триаксиальная глазурь Смешивание |Ultimate Particles |Подглазурная обработка |Формула единства |Upwork |Разнообразие |Вязкость |Стекловидность |Витрификация |Летучие вещества |Деформация |Вода в керамике |Копение в воде |Растворимость в воде |Расклинивание |Отбеливание являются |Древесная зола Глазурь |Дровяной обжиг |Zero3 |Zero4 |Zeta Potential
В керамической промышленности огнеупорными материалами являются те материалы, которые могут выдерживать высокие температуры без деформации или плавления. Огнеупоры используются для строительства и отделки печей.
Детали
Термин «огнеупорный» относится к материалу, который не плавится при нормальной температуре в печи, или к способности материала выдерживать тепло без деформации или плавления (в рассматриваемой отрасли). В керамике первыми встречающимися огнеупорами обычно являются печные полки и огнеупоры. Многие природные глины и минералы также являются огнеупорными. Высокоочищенный оксид алюминия и оксид циркония являются сверхтугоплавкими. Даже обычные частицы кварца плавятся намного выше обычных температур традиционной печи для обжига керамики. Некоторые материалы обладают высокой огнеупорностью при отдельном обжиге, но при смешивании с другими они превращаются в флюсы (например, карбонат кальция, доломит, тальк). При обжиге огнеупорных материалов отдельные частицы не плавятся, а сплавляются друг с другом в точках контакта в виде соединения, называемого спеканием (при котором стеклообразование незначительно или отсутствует). Плавление частиц может происходить при относительно низких температурах, чтобы придать изделию достаточную эксплуатационную прочность. Но по мере того, как материал обжигается намного сильнее, частицы все больше упаковываются вместе, и может быть достигнута очень высокая прочность при обжиге. Типичные глиняные тела содержат как тугоплавкие частицы (формирующие скелет), так и плавящиеся частицы (заполняющие промежутки между ними).
В то время как многие цветные оксиды металлов плавятся очень активно, хром и рутил, например, очень тугоплавки (например, даже при смешивании 50% с фриттой с высоким содержанием буры они не текут на конусе 6). Морилки представляют собой расплавленные смеси металлических красок и стабилизаторов и должны быть достаточно тугоплавкими, чтобы суспендировать в расплаве глазури, не растворяясь в нем.
Шамоты часто упоминаются при обсуждении огнеупоров (здесь показаны изображения обожженных пробных стержней). Эти глины стабильны при высоких температурах, потому что они имеют низкий уровень обычных плавящихся оксидов (таких как K 2 O, Na 2 O, CaO, MgO), часто это просто крупноизмельченные комовые глины. Эти материалы популярны, потому что они сочетают в себе практичный огнеупорный характер, высокую пластичность, возможность добавления шамота и низкую цену. Интересно, что обычный каолин намного чище и поэтому более тугоплавкий (хотя и не такой пластичный).
Высокотехнологичные огнеупорные материалы с высокой степенью обработки многих видов используются для изготовления деталей, необходимых в самых разных отраслях обрабатывающей промышленности. Различные огнеупоры обладают различными свойствами (например, низкая диэлектрическая прочность, высокая прочность на растяжение или сжатие, низкое тепловое расширение, низкая или высокая теплопроводность, низкая или высокая плотность и т. д.). Хотя существуют определенные сплавы металлов, которые могут выдерживать температуру более 2000°C, существуют распространенные керамические оксиды, которые легко превышают эту температуру. Глинозем и диоксид циркония являются «золотым стандартом» керамических оксидов, технологии были разработаны и разрабатываются, чтобы превратить их в бесчисленное множество огнеупорных продуктов. Безоксидная керамика идет еще дальше. Например, в Томском государственном университете России разрабатывается керамика, чьи многослойные слои (на основе карбида гафния, диборида циркония и оксида циркония) могут выдерживать температуры свыше 3000°С!
Если вам нужно построить печь или печь, полезно знать об ассортименте доступных огнеупорных материалов (вероятно, намного больше, чем есть на складе у вашего поставщика). Например, проверьте ссылку на книгу данных о продуктах Morgan Advanced Materials (у других компаний есть аналогичные руководства). Они производят волокна, доски, кирпичи, бетонные изделия, одеяла, войлок, бумагу, блоки и модули из различных материалов.
Выполняется удивительная работа по измельчению и смешиванию огнеупорных материалов с распределением частиц по размерам, обеспечивающим высокую плотность упаковки. Это обеспечивает минимальную усадку при обжиге и более высокую прочность при спекании. Для производства деталей с жесткими допусками по размерам были разработаны передовые методы обработки. А литье под давлением теперь можно производить для изготовления деталей с невероятной поверхностью, прочностью и термическими свойствами.
Сопутствующая информация
Различия в усадке при обжиге различных глин
Нажмите на изображение, чтобы увидеть его в полном размере
Пример различных материалов, смешанных в пропорции 75:25 с бентонитом volclay 325 и обожженных до конуса 9. Пластичность и усадка при высыхании сильно различаются. Материалы, обычно действующие как флюсы (например, доломит, тальк, карбонат кальция), здесь являются огнеупорными, потому что их обжигают в отсутствие материалов, с которыми они нормально реагируют.
IMCO 400 Шамотные прутки
Нажмите на изображение, чтобы увидеть его в полном размере.
Конус 10R вверху, 11 оксидирование и нисхождение внизу. Этот материал, хотя и называется «шамотом», является более мелкозернистым и гораздо более стекловидным, чем то, что обычно считается огнеупорным шамотом. Похож ли он на Lincoln Fireclay (из Калифорнии).
Лабораторные испытательные бруски шамотной глины Pine Lake
Нажмите на изображение, чтобы увидеть его в полном размере.
Обжиг до конуса 10R (сверху) и окисления 7,8,9,10 (снизу вверх). Огнеупорный материал.
Карбонат кальция и доломит являются огнеупорными при использовании в чистом виде
Нажмите на изображение, чтобы увидеть его в полном размере.
Примеры карбоната кальция (вверху) и доломита (оба смешаны с 25% бентонита, чтобы сделать их достаточно пластичными для изготовления тестовых стержней). Их обжигают до конуса 9. Оба бруска пористые и тугоплавкие, даже порошкообразные. Однако если смешать любой из них с другими керамическими минералами, они сильно взаимодействуют, превращаясь в флюсы.
Разница между керамическим и спеченным
Нажмите на изображение, чтобы увидеть его в полном размере
Верхний обожженный стержень изготовлен из полупрозрачного фарфора (из каолина, кремнезема и полевого шпата). Он имеет нулевую пористость и является очень твердым и прочным при комнатной температуре (поскольку волокнистые кристаллы муллита образовались вокруг зерен кварца и каолинита, а силикатное стекло полевого шпата затекло внутрь, чтобы надежно скрепить матрицу). Вот что значит стекловидное. Но он имеет высокую усадку при обжиге, плохую устойчивость к тепловому удару и небольшую стабильность при температурах выше красного каления. Нижний стержень состоит из силиката циркония и 3% связующего (VeeGum), все, что скрепляет его, — это спекшиеся связи между плотно упакованными частицами (стеклообразование отсутствует). При этом он удивительно прочный, его невозможно поцарапать металлом. Он имеет низкую усадку при обжиге, низкое тепловое расширение и сохраняет свою прочность и твердость при очень высоких температурах.
Разница в характере обжига каолина и комовой глины на конусе 10R
Нажмите на изображение, чтобы увидеть его в полном размере.
Верхний — EP Kaolin, нижний — Old Hickory M23 Ball Clay (эти материалы типичны для соответствующих типов). Эти материалы имеют низкое содержание щелочи (особенно каолин), отсутствие флюса означает, что теоретически они представляют собой высокоогнеупорные смеси SiO 2 и Al 2 O 3 . Интересно, что хотя каолин имеет гораздо больший предельный размер частиц, но и усыхает гораздо больше (всего 23% против 14%). Это тем более неожиданно, поскольку, учитывая, что он имеет меньшую усадку при высыхании, и должен быть более огнеупорным. Кроме того, каолин имеет пористость 0,5% по сравнению с 1,5% шаровой глины. Теоретически каолин должен иметь гораздо более высокую пористость? Более того, обе эти величины неожиданно низкие. Это можно частично объяснить упаковкой частиц, достигаемой из-за мелкого размера частиц. Несмотря на эти наблюдения, их огнеупорная природа в конечном итоге подтверждается тем фактом, что оба они могут обжигаться намного выше, и они будут лишь медленно уплотняться до нулевой пористости.
Почему не следует наносить чистую морилку поверх глазури
Нажмите на картинку для полного размера
Слева чистое синее пятно, справа зеленое. Очевидно, что зеленый гораздо более огнеупорный. С другой стороны, зелень просто лежит на поверхности в виде сухого нерасплавленного слоя. Для этого типа работы морилки необходимо смешать с похожим на глазурь рецептом совместимой химии (средой), чтобы создать хороший цвет, пригодный для окрашивания. Синий мощный, он должен составлять всего 5-10% от общего количества рецепта. Его среда должна иметь более жесткий расплав (поэтому кобальт плавит его до желаемой степени текучести расплава). Требуется более высокий процент зелени, возможно, в два раза. Это среда требует гораздо большей текучести расплава, так как краситель тугоплавкий. Конечно, только повторное тестирование позволит получить их в самый раз. Необходимо также ознакомиться с рекомендациями производителя красителей по химической совместимости (поскольку некоторые красители не приобретут свой цвет, если их глазуровочная среда не имеет совместимого химического состава). И, чтобы быть как можно более поддающимся окрашиванию, используйте смесь раствора смолы и воды (например, 2 части воды на одну часть раствора смолы).
Моя первая полка для печи из циркопакса
Нажмите на картинку для полного размера
Толщина 5 мм (по сравнению с 17 мм у кордиеритового). Он весит 650 граммов (против 1700 граммов). Он будет работать при любой температуре, которую может выдержать моя тестовая печь, и намного выше этой. Он сделан из суспензии тела I (80% Zircopax Plus, 16,5% 60-80 молохитового грога, 3,5% Veegum T). Корпус пластичен, легко скручивается и имеет усадку при высыхании 4,2% при содержании воды 15,3%. Полка немного покоробилась во время сушки (надо было сушить между листами гипсокартона). Обжиг по конусу 4 дал усадку 1%. Обратите внимание на этот конус на полке: он не застрял, несмотря на то, что не использовалась смывка для печи! Циркопакс супер огнеупорный! Это связано спеканием, поэтому чем выше температура, которую вы можете обжигать, тем прочнее он будет. Хотя было бы очень сложно изготовить полные 18 или 22-дюймовые полки для больших печей, меньшие, предназначенные для «сетевого соединения», позволили бы более плотную загрузку посуды с гораздо более низким соотношением веса полки к посуде (особенно с использованием моего собственного легкого посты). Как и глинозем, он не обладает термостойкостью кордиерита, неравномерный нагрев может привести к его растрескиванию.
Мини-полка для самодельной печи из оксида алюминия (толщина 5 мм)
Нажмите на картинку для полного размера
Изготовлен из 96,5% прокаленного оксида алюминия и 3,5% Veegum (для придания пластичности при формовании). На конусе 6, без предварительного обжига до более высокой температуры, ломтик толщиной 5 мм может поддерживать такую деталь. Чем больше пролет, тем выше должен быть предварительный обжиг, чтобы получить необходимую горячую прочность. Это просто типичный спеченный оксид алюминия, он не обладает такой термостойкостью, как полностью кристаллизованный таблитчатый оксид алюминия.
Как соотносятся оксиды металлов по степени плавления?
Нажмите на изображение, чтобы увидеть его в полном размере.
Оксиды металлов с 50% феррофритт 3134 в тиглях с конусом 6ox. Хром и рутил не плавятся, медь и кобальт чрезвычайно активны в плавке. Кобальт и медь кристаллизовались при охлаждении, марганец образовал радужное стекло.
Бросьте Zircopax на гончарный круг. Просто добавьте VeeGum.
Нажмите на картинку для полного размера
Эти тигли брошены из смеси 97% Zircopax (силикат циркония) и 3% Veegum T. Консистенция материала хороша для раскатывания и изготовления плитки, но он недостаточно пластичен, чтобы набрасывать очень тонко (поэтому в следующий раз я бы попробовал 4% Veegum). Обезвоживание гипсового бита занимает много времени. Но это не то, что я мог бы сделать из любого другого материала. Они невероятно огнеупорны (обожженные до конуса 10, они выглядят как бисквитный фарфор). Однако у меня были смешанные результаты по устойчивости к тепловому удару.
Можно ли делать вещи из циркопакса? Да.
Нажмите на изображение, чтобы увидеть его в полном размере.
Всего 3% Veegum пластифицирует Zircopax (силикат циркония) в достаточной степени, чтобы вы могли формовать все, что захотите. Он даже более чувствителен к пластификаторам, чем кальцинированный глинозем, при высыхании он очень плотный, а усадка довольно низкая. Циркон очень тугоплавкий (имеет очень высокую температуру плавления) и имеет низкое тепловое расширение, поэтому он полезен для изготовления многих вещей (однако низкое тепловое расширение не обязательно означает, что он может хорошо выдерживать тепловой удар). Конечно, вам понадобится печь, способная работать при гораздо более высоких температурах, чем обычно для керамики или фарфора, чтобы хорошо их спекать.
Каждое пятно Мейсона имеет свою индивидуальность для окрашивания тела
Нажмите на изображение, чтобы увидеть его в полном размере.
Эти красители Мейсона делают фарфор более огнеупорным, а некоторые — более тугоплавкими (например, 6385, 6226). Некоторые не проявляют желаемого цвета (например, 6006 розовый, это только глазурь). Некоторым нужна более высокая концентрация (например, 6121, 6385). Некоторым нужна более низкая концентрация (например, 6134). Некоторые не дают однородного цвета (например, 6385). В технических паспортах от производителя красителей обычно указывается, какие из их красителей подходят для тела. Но вы должны проверить концентрации, необходимые для получения желаемого цвета, и какие корректировки фарфора необходимы, чтобы компенсировать степень его витрификации в ответ на воздействие красителя.
Наполовину полка для электрической печи стоит 500 долларов!
Коснитесь изображения, чтобы увидеть его в полном размере.
Полка Advancer из карбида кремния с нитридным связующим имеет ширину 26 дюймов (толщиной 1/4 дюйма) и весит 9 фунтов. Они невероятно долговечны и прочны. Однако есть предостережения к их использованию. Они могут действовать как электрический проводник, поэтому не должны контактировать с элементами и не должны использоваться в печах с незакрепленными элементами, выступающими из канавок. Хранить их необходимо в сухом месте, чтобы не допустить проникновения влаги (которая может вызвать паровой взрыв при нагреве). У компании есть рекомендуемый график сушки, если полки действительно впитывают влагу (нанесение смывки не считается длительным воздействием и допустимо).
Ссылки
Коды типов | Огнеупорный Материалы, плавящиеся при высоких температурах. Они обычно используются для изготовления печного кирпича, мебели и т. д. или для керамики, которая должна выдерживать высокие температуры во время эксплуатации. |
---|---|
Материалы | кордиерит |
Материалы | Циркон |
Материалы | стеатит |
Материалы | Кальцинированный глинозем |
Глоссарий | Неоксидная керамика |
Глоссарий | Огнеупорный кирпич В керамической промышленности это кирпичи, используемые для строительства печей. ![]() |
Глоссарий | Кордиерит Керамика В керамической промышленности кордиерит представляет собой искусственный огнеупорный кристаллический материал с чрезвычайно низким тепловым расширением. |
Глоссарий | Спекание Процесс уплотнения, происходящий в печи для обжига керамики. С повышением температуры частицы упаковываются все плотнее и плотнее, все больше и больше связываясь в более прочную и прочную матрицу. |
Глоссарий | Флюс Благодаря флюсам мы можем обжигать глиняные тела и глазури в обычных печах, они заставляют глазури плавиться, а тела стекловаться при более низких температурах. |
Глоссарий | Шамот В керамической промышленности глины, устойчивые к деформации и плавлению при высоких температурах, называются шамотными. ![]() |
Глоссарий | Керамический Керамические материалы являются одними из самых твердых и термостойких материалов. Керамика охватывает спектр от древней терракоты до современных высокотехнологичных материалов. |
URL-адреса | http://www.morganadvancedmaterials.com/media/4145/2016-product-data-book-pdf-version.pdf Книга данных Morgan Advanced Materials Product Data Book |
URL-адреса | Как сделать небольшую электродуговую печь |
Минералы | стеатит |
Автор Тони Хансен Следуйте за мной по |
Расскажите нам, как улучшить эту страницу
Или задайте вопрос, и мы изменим эту страницу, чтобы лучше ответить на него.
Адрес электронной почты
Имя
Субъект
Сообщение
Сообщение Введите это, чтобы доказать, что вы не робот, или Обновить
Оставьте следующее пустым
https://digitalfire.com, все права защищены
Политика конфиденциальности
10 самых распространенных тугоплавких металлов, которые вы можете найти сейчас
10 самых распространенных тугоплавких металлов, которые вы можете найти сейчас
0 Комментарий админ
Просмотры сообщений: 3,948
« Тугоплавкий металл » — это термин, который используется для описания группы металлических элементов. Эти металлические элементы имеют исключительно высокие температуры плавления и устойчивы к износу, коррозии и деформации. В этой статье мы рассмотрим топ-10 распространенные тугоплавкие металлы , которые можно найти на рынке уже сейчас.
обычные тугоплавкие металлы
обычные тугоплавкие металлы – 1. Вольфрам История вольфрамаИстория вольфрама восходит к 17 веку. В то время горняки в горах Угри в Саксонии, Германия, заметили, что часть руды мешает восстановлению касситерита и образует шлак. Горняки дали этой руде некоторые немецкие прозвища: «wolfert», «wolfram».
В 1783 году братья Хусейн Де Луяр и Фаусту Де Луяр также извлекли вольфрамовую кислоту из вольфрамита. В том же году они впервые получили вольфрамовый порошок восстановлением триоксида вольфрама углеродом.
Вольфрам
Свойства и применение вольфрамаТемпература плавления вольфрама самая высокая среди всех металлических элементов. Плотность (19,3 г/см³) очень высокая, что близко к золоту, твердость вольфрама тоже очень высокая. Например, твердость карбида вольфрама близка к твердости алмаза.
Кроме того, вольфрам также обладает хорошей электро- и теплопроводностью, малым коэффициентом расширения и другими характеристиками, поэтому он широко используется в сплавах, электронике, химии и других областях, из которых карбид вольфрама является крупнейшей потребительской областью.
, хотя Молибден был обнаружен в стадии. Например, в 14 веке в Японии для изготовления сабли использовалась молибденсодержащая сталь.
В 1778 году шведский химик Шелер обнаружил, что азотная кислота не реагирует с графитом, но после реакции с молибденитом получается белый порошок. Вдохновленный Шелером, в 1781 году шведский Йеллм использовал «метод восстановления углерода», чтобы выделить новый металл из этого белого порошка, и назвал металл «молибден».
Молибден
Свойства и применение Он имеет небольшой коэффициент расширения, большую электропроводность и хорошую теплопроводность. Он не реагирует с соляной кислотой, плавиковой кислотой и щелочными растворами при нормальной температуре, а растворяется только в азотной кислоте, царской водке или концентрированной серной кислоте.
Таким образом, молибден и его сплавы имеют широкий спектр применения и хорошие перспективы в таких важных секторах, как металлургия, сельское хозяйство, электроэнергетика, химическая промышленность, охрана окружающей среды и аэрокосмическая промышленность, и стали важным сырьем и незаменимым стратегическим веществом в национальной экономика.
Распространенные тугоплавкие металлы – 3. Рений История Ренийатомный вес 190 в природе не обнаружен.
В 1925 году немецкие химики Вальтер Ноддак, Ида Ноддак и Отто Берг обнаружили этот элемент с помощью рентгеновских лучей в платине и ниобите. Этот элемент был назван рением в честь рейнского имени Рейн. Позднее они нашли рений также в кремне-бериллиевом иттрии и молибдените. В 1928 году они извлекли 1 грамм рения из 660 килограммов молибденита.
Рений
Свойства и применение РенийРений — редкий тугоплавкий металл. Он не только обладает хорошей пластичностью, механическими свойствами и сопротивлением ползучести, но также обладает хорошей износостойкостью и коррозионной стойкостью. Он может поддерживать хорошую химию для большинства газов, кроме кислорода.
Рений и его сплавы широко используются в аэрокосмической, электронной, нефтехимической и других областях. Согласно данным, опубликованным Геологической службой США в 2013 году, суперсплавы являются крупнейшей областью потребления рения, на которую приходится около 80% общего потребления рения, а катализаторы являются второй по величине областью потребления рения.
Распространенные тугоплавкие металлы – 4. Ниобий История В 1846 году немецкий химик Генрих Розе проанализировал различные руды тантала и тория. Он открыл, что помимо тантала есть еще один элемент, очень близкий к танталу, и назвал этот элемент ниобием.
Ниобий взят от греческого мифологического персонажа Ниоба, потому что название тантала происходит от Танталоса в греческой мифологии, а Ниоба является дочерью Танталоса, что может лучше показать сходство между танталом и ниобием.
Ниобий
Свойства и применение При нормальной температуре ниобий не вступает в реакцию с воздухом и не окисляется полностью при нагревании в кислороде. Ниобий может напрямую соединяться с серой, азотом и углеродом при высоких температурах. Ниобий не реагирует с неорганическими кислотами и основаниями, не растворяется в царской водке, но растворяется в плавиковой кислоте.Благодаря своей хорошей сверхпроводимости, высокой температуре плавления, коррозионной стойкости и износостойкости ниобий широко используется в стали, сверхпроводящих материалах, аэрокосмической, атомной энергетике и других областях.
Распространенные тугоплавкие металлы – 5. Тантал История Тантал (ниобиевая танталовая руда). Он назвал элемент танталом (Tantalum) в честь Тантала, сына бога Зевса в греческой мифологии.
Тантал
Свойства и применение коррозия и большая диэлектрическая проницаемость поверхностной оксидной пленки.Таким образом, тантал имеет важное применение в высокотехнологичных областях, таких как электроника, металлургия, сталь, химическая промышленность, твердый сплав, атомная энергия, сверхпроводящие технологии, автомобильная электроника, аэрокосмическая промышленность, медицина и научные исследования.
Распространенные тугоплавкие металлы — 6. Титан История титанаВ 1791 году титан был найден в Корнуолле, Англия, как титансодержащий минерал. Первооткрывателем был преподобный Уильям Грегор, минералист-любитель из Англии. В 1795 году немецкий химик Клаппротт обнаружил этот оксид при анализе красного рутила из Венгрии.
Титан, обнаруженный Грегором и Крапротом, представлял собой порошкообразный диоксид титана, а не металлический титан. Не было до 1910, американский химик Хантер впервые восстановил TiCl натрием для получения титана с чистотой 99,9%.
Титан
Свойства и применение титанового сплава
Титан — важный конструкционный металл, разработанный в 1950-х годах. Титановый сплав имеет низкую плотность, высокую удельную прочность, хорошую коррозионную стойкость, низкую теплопроводность, нетоксичность и немагнитность, свариваемость и хорошую биосовместимость, и широко используется в авиации, аэрокосмической, химической, нефтяной, электроэнергетической, медицинской, строительные и спортивные товары.
Многие страны мира осознали важность материалов из титановых сплавов, последовательно исследовали и разрабатывали их и получили практическое применение.
Обычные тугоплавкие металлы – 7. Хром История хрома В 1766 году компания Lehman из Германии проанализировала сибирскую руду и определила, что она содержит свинец. Эта руда была классифицирована как сибирский красный свинец.
В 1797 году французского химика Николя Луи Воклена привлекла ярко-красная руда, которую также добывали в Сибирском золотом руднике, и в этой руде был обнаружен новый элемент, а именно хром, и в следующем году он использовал восстановление углерода для получения металлический хром.
Хром
Свойства и применение и коррозионная стойкость. Распространенные тугоплавкие металлы – 8. Цирконий История ЦирконийЦирконий назван в честь циркона, который веками использовался людьми в качестве украшений. Циркон также упоминается в Библии, где его называют одним из 12 драгоценных камней, которые носил первосвященник Израиля.
Открытие и добыча циркония в основном приписываются двум химикам, немецкому химику Мартину Генриху Клапроту и шведскому химику Йонсу Якобу Берцелиусу. Эти два химика внесли выдающийся вклад в открытие и очистку циркония.
В 1789 году немецкий химик Мартин доказал, что циркон не является алмазом, прояснив неправильное понимание циркона. Он нагрел циркон с реакционноспособным соединением, гидроксидом натрия, и обнаружил, что они реагируют с образованием оксида. Мартин считает, что этот оксид содержит новый элемент. Он назвал новый оксид циркония. Спустя 35 лет, в 1824 году, шведский химик Йонс Якоб Берцелиус впервые получил чистый цирконий.
Цирконий
Свойства и применение ЦирконийС древних времен цирконий считался драгоценным камнем из-за его яркого цвета и блеска и играл декоративную роль в жизни человека. С углублением знаний людей о цирконии применение циркония становится все более и более распространенным. Возможно, большинство людей относительно плохо знакомы с цирконием, но он проник во все аспекты нашей жизни.
Например, цирконий незаменим в окружающих зданиях, керамике , ножах, украшениях и т. д., которые необходимы в быту, и даже в военной и атомной энергетике.
нашел этот элемент.
В ознаменование места открытия элемента, столицы Дании Копенгагена, его назвали гафнием (от латинского названия Копенгагена Hafnia), а символом элемента стал Hf.
Гафний
Свойства и применение гафнияГафний может реагировать с воздухом с образованием защитного слоя оксидной пленки. При температуре 500-750°С оксидная пленка теряет защитное действие, а при нагревании соединяется с кислородом и азотом с образованием оксидов и нитридов. При температуре выше 800°С гафний быстро окисляется с образованием HfO2.
Обладает хорошими антикоррозионными свойствами, не реагирует с разбавленной соляной кислотой, разбавленной серной кислотой и сильным раствором щелочи, но растворяется в плавиковой кислоте и царской водке.
Гафний обладает отличными характеристиками сварки, обработки, высокой термостойкостью и коррозионной стойкостью, поэтому он стал важным материалом в атомной энергетике. Рений обладает такими свойствами, как пластичность, стойкость к окислению и устойчивость к высоким температурам. Это также хороший сплав и используется во многих сплавах.
Распространенные тугоплавкие металлы – 10. Ванадий История возникновения Из-за ярких цветов это соединение было названо ванадием в честь прекрасной богини Ванадис из греческой мифологии.В 1867 году британский химик Роско использовал водород для восстановления хлорида ванадия (VCl3) и впервые получил металлический ванадий.
Ванадий
Свойства и применение Ванадий Ванадий является важным легирующим элементом и в основном используется в сталелитейной промышленности. Ванадийсодержащая сталь обладает превосходными характеристиками, такими как высокая прочность, высокая ударная вязкость и хорошая износостойкость.
Поэтому он широко используется в машиностроении, автомобилестроении, судостроении, железнодорожной, авиационной, мостовой, электронной и оборонной промышленности. Черная металлургия использует самую высокую долю ванадия, достигающую 85%. Спрос металлургической промышленности напрямую влияет на конъюнктуру рынка ванадия. Около 10% ванадия используется для производства титановых сплавов, необходимых для аэрокосмической промышленности. Ванадий можно использовать в качестве стабилизатора и усилителя для титановых сплавов, благодаря чему титановые сплавы обладают хорошей пластичностью и пластичностью.
Кроме того, ванадий в основном используется в качестве катализатора и красителя в химической промышленности. Ванадий также используется в производстве перезаряжаемых водородных батарей или ванадиевых окислительно-восстановительных батарей.
Заключение Спасибо, что прочитали нашу статью, и мы надеемся, что она может быть вам полезна. Если вы хотите узнать больше о распространенных тугоплавких металлах , вы можете посетить Advanced Refractory Metals (ARM) для получения дополнительной информации.