Характеристика структури та будови матеріалів

б) за даними промислових підприємств, до 30...40 % інструменту передчасно виходять з ладу через мікро- і макроруйнування: відколів, вифарбовувань, поломок. Плазмове зміцнення сприяє підвищенню тріщиностійкості швидкорізальної сталі. При виконанні комплексного зміцнення за режимами, що включають фінішну об'ємну відпустку, випадки руйнування зміцненого інструменту практично не спостерігаються;

в) метал зміцненої зони з високодисперсною структурою і високою в'язкістю руйнування не схильний до утворення шліфувальних тріщин і разупрочненію при заточуванні і перешліфовуванні, що дозволяє понизити припуски на шліфовку і тим самим збільшити економію швидкорізальної сталі;

г) при механічній обробці м'яких пластичних металів зміцненим інструментом в значно меншій мірі має місце ефект налипання оброблюваного матеріалу на робочі поверхні інструменту (освіта т.з. наросту).

Плазмове поверхневе зміцнення ефективно для підвищення властивостей не тільки інструментальних сталей, а і спечених твердих сплавів.

В цілому, підвищення експлуатаційних властивостей швидкорізальних сталей і спечених твердих сплавів і якісних показників процесу різання сприяють також підвищенню стабільності стійкості зміцненого інструменту. Так, базова стійкість різців за даними промислових підприємств звичайно коливається в межах ?50%, що пов'язано з відхиленнями від стандартних режимів об'ємної термообробки інструменту, порушеннями вимог до заточування, неправильним вибором режимів різання, незадовільним станом верстатного парку. Застосування плазмового зміцнення дозволяє понизити розкид показників стійкості інструменту до меж ?20%.

Як показали проведені дослідження теплових процесів, фазових і структурних перетворень, експлуатаційних властивостей сталей і сплавів (твердості, трещиностойкості, зносостійкості, теплостійкості), спосіб плазмового поверхневого зміцнення має ряд переваг в порівнянні з відомими методами:

- можливість отримання на поверхні виробу зміцненого шару завглибшки до 5 мм при одноразовій або багатократній обробці, як без оплавлення поверхні, так і з оплавленням, що значно перевершує такі способи, як лазерне і електронно-променеве зміцнення, хіміко-термічну обробку, осадження покриттів вакуумними і іонними методами;

- можливість отримання в зміцненому шарі швидкості охолоджування близько 105 ?С/с і високодисперсних гартівних структур з твердістю до HV 1100 на сталях і чавунах і до HV 1700 на спечених твердих сплавах, що знаходиться на рівні, що досягається при лазерному і електронно-променевому зміцненні і значно перевершує такі способи, як гарт струмами високої частоти, об'ємний пічний гарт;

- підвищення зносостійкості зміцнених матеріалів в 1,5.5 разів залежить від їх хімічного складу, умов тертя і технології обробки;

- можливість використання в комплексі з об'ємним гартом або відновним наплавленням при практично будь-якому поєднанні операцій;

- можливість регулювання в широких межах трещиностойкості зміцнених виробів при різних технологічних варіантах зміцнення, а також при використанні спільно з попереднім наплавленням або пічною термічною обробкою;

- можливість локального зміцнення ділянок робочої поверхні виробів, що найбільш зношуються;

- збереження необхідної шорсткості робочої поверхні при зміцненні без оплавлення; високі економічні показники завдяки низькій вартості, простоті і доступності устаткування, високої продуктивності процесу;

- можливість заміни дорогих інструментальних матеріалів на менш леговані і дефіцитні;

- висока культура виробництва, можливість автоматизації процесу обробки.

Фотохімічні процеси

Фотохімічні процеси відбуваються під дією світло або спричиняються ним. Типи фотохімічних реакцй:

1. Процеси,які поглинаючи світло протикають самостійно.

2. Процеси для яких потрібно підводити світову енергію

3. Фотокаталітичні протікають в природі

Світло поглинає каталізатор і прискорюють процес.

Лазерні процеси

У 1960 році був створений перший лазер чи квантовий генератор (Басов і Прохоров) Властивості лазера:

- Монохроматичний(одноколірний)

- Розповсюджується паралельним пучком

- Він несе з собою велику енергію

За допомогою спеціальних оптичних пристроїв лазерний промінь фокусує на поверхні. В місті його дії температура в декілька тисяч градусів і великий тиск. Концентрація на стільки висока що відбуваєжться миттєве расповсюдження і випаровується матеріал. Механічна дія відсутня, що дає можливість обробляти дуже малі і тонкі вироби, крихкі матеріали скло, каміння в одночас лазери обробляють кераміку, пластмасу, гуму, тверді сплави. Застосовується в медицині, біології, телебаченні, виробництві.

Ультразвукові процеси

Ультразвук використовується в гідроакустиці медицині, очищення від забруднень, дрібних деталей складної конфігурації. При обслуговуванні ультразвукової апаратури потрібно дотримувати всі правила техніки безпеки.

Використання засобів безпеки:

- Індивідуальні засоби захисту

- Герметизація обладнення

- Автоматизація процесів

- Дистанційне керування процесом

Обробляють: пластмас, полімерні плівки, синтетичні тканини, крихкі деталі (скло). Використовують в біології, в медицині, для мікромасажу тканин.

39. Сплави - макроскопічні однорідні системи, що складаються з двох або більше металів (рідше - металів і неметалів) з характерними металічними властивостями. Багато сплавів (напр., бронза, сталь, чавун) були відомі в далекій давнині й уже тоді мали велике практичне застосування. Техн. значення металевих сплавів пояснюється тим, що багато їх властивостей (міцність, твердість, електричний опір) набагато вище, ніж у чистих металів, які входять до їх складу.

Властивості

Фізичні властивості металів проявляються при дії фізичних явищ, які діючи на метал, не змінюють його складу. Наприклад, при нагріванні метал розплавляється, але його склад залишається попереднім.

Густина (solidity, strength) - величина, яка дорівнює відношенню маси металу до займаного ним об'єму. Наприклад, густина заліза дорівнює 7800 кг/м3, алюмінію 2700 кг/м3, свинцю 11300 кг/м3.

Кольором називається здатність металів відбивати світлові промені, що на них попадають. Промені світла, відбиті від різних металів, діють на органи зору по-різному, що створює відчуття того чи іншого кольору. Наприклад, мідь має рожево-червоний колір, алюміній - білий.

Теплопровідністю (heat/thermalconductivity) називають здатність металів проводити тепло. Чим більша теплопровідність, тим швидше тепло поширюється по металу при його нагріванні і віддається ним при охолодженні. Високу теплопровідність мають мідь та алюміній. Залізо, сталь, чавун проводять тепло в 4-6 разів гірше, ніж мідь.

Теплоємність (thermal/heatcapacity) визначає кількість тепла, необхідного для нагрівання металу на 10. Низьку теплоємність мають платина і свинець. Теплоємність сталі і чавуну майже в 4 рази вище теплоємності свинцю.

Плавлення (melting) - це процес переходу металу з твердого стану в рідкий. Метали із високою температурою плавлення вважають тугоплавкими (вольфрам, хром, платина), а метали з низькою температурою плавлення належать до легкоплавких (олово, свинець). Наприклад, температура плавлення заліза-15390, міді-1083, олова-2319, вуглецевої сталі - 1420-1520 0С.

Теплове (термічне) розширення означає здатність металу, що нагрівається, збільшувати свої розміри.

Електропровідністю називають здатність металу проводити електричний струм. Хорошими провідниками струму є срібло, мідь, алюміній. Деякі метали і сплави (ніхром) чинять електричному струму великий опір.

Б) Хімічні властивості. Це - здатність металів і сплавів взаємодіяти з навколишнім середовищем, вступати в хімічні сполучення, розчинятися, кородувати, чинити опір дії агресивних середовищ. Найбільш важливі з них - це окислення на повітрі, кислотостійкість, лугостійкість, жароміцність.

В) Механічні властивості пов'язані з поняттям про навантаження, деформацію та напруження. Від механічних властивостей металу залежить його поведінка при деформації і руйнуванні під дією зовнішніх сил конструкцій чи деталей. Цим властивостям буде детально розглянуто далі, бо саме їм приділена основна увага в цьому розділі.

Міцність (durability) - це властивість металів, не руйнуючись, чинити опір дії прикладених зовнішніх сил. Міцність металів характеризується умовною величиною - межею міцності. Межею міцності є навантаження , яке прикладене до зразка в момент розриву, віднесене до площі поперечного перерізу зразка:

Пружність (resilience) - здатність металів змінювати свою форму під дією зовнішніх сил і відновлювати її після припинення дії цих сил; Відношення навантаження, при якому зразок починає мати залишкові подовження, до площини його поперечного перерізу називається межею пружності. Наприклад, межа пружності сталі до 300; міді 25;свинцю 2,5МПа.

Пластичність (plasticity) - здатність металів, не руйнуючись, змінювати під дією зовнішніх сил свою форму, після припинення дії сил. Сталь у значній мірі пластична, а при нагріванні її пластичність зростає. Цю властивість використовують при одержанні виробів шляхом прокату та кування.

Втомлюваність (tiredness) - зміна механічних і фізичних властивостей матеріалів під дією сил, циклічно змінюються під час напружень та деформацій. В умовах дії таких навантажень в працюючих деталях утворюються і розвиваються тріщини, які приводять до повного руйнування деталей. Подібні руйнування небезпечні тим, що можуть проходити під дією напруг значно менших границь міцності і текучості.

Крихкість (fragile) - властивість металу руйнуватись відразу після дії прикладених до нього сил, не показуючи жодних ознак деформації (чавун).

Твердість (hardness) - здатність металу чинити опір вдавленню в нього іншого, більш твердого матеріалу. Чавун і сталь мають високу твердість, свинець - низьку. Для перевірки твердості металів існує три методи випробування, названих за іменами їх винахідників - Бринеля, Роквелла, Віккерса:

- випробування за способом Бринеля полягає в тому, що в поверхню зразка металу, під певним навантаженням, вдавлюють сталеву загартовану кульку діаметром 2,5; 5,0; 10 мм. Після вдавлювання зразка на поверхні лишається відбиток кульки. За допомогою спеціального мікроскопа вимірюється діаметр відбитка, а відтак визначається число твердості НВ: відношення прикладеного до кульки навантаження до площини поверхні відбитка називається числом твердості за Бринелем НВ. Числа твердості за Бринелем НВ для вуглецевої сталі - 1300-2800, міді - 300. свинець - 30-80 МПа,

- випробування зразка за способом Роквела (HR) полягає у тому, що за допомогою преса в поверхню зразка вдавлюють алмазний конус з кутом при вершині 1200. Твердість визначається глибиною вдавлення конуса,

- випробування за способом Віккерса (HV) застосовують для вимірювання твердості на невеликих ділянках термічно оброблених металів. В зразок металу за допомогою пресса вдавлюють правильну чотиригранну алмазну піраміду з кутом при вершині 1360.

Ударна в'язкість - здатність металів не руйнуватись при дії на них ударних навантажень. Ударна в'язкість визначається за допомогою маятникового копра. Зразок стандартної форми встановлюють в опорах і руйнують падаючим з висоти вантажем.

Г)Технологічні властивості визначають здатність металів отримувати ту чи іншу обробку. До технологічних властивостей металів належать: обробка різанням, ковкість, рідкотекучість, усадка, зварюваність.

Ковкістю (malleable) називається здатність металів, не руйнуючись, приймати потрібну форму під дією зовнішніх сил. Сталь у нагрітому стані має хорошу ковкість.

Рідко текучістю (seldom-fluidity) називається здатність розплавлених металів заповнювати ливарні форми. Високу рідкотекучість має сірий чавун, низьку - мідь.

Усадкою (shrinkage) називається здатність розплавлених металів зменшувати свій об'єм при охолодженні. Ця властивість має значення в ливарній справі. Моделі виливків виготовляють з урахуванням усадки, тобто більших розмірів ніж розміри виливка. Крім того, усадка призводить до утворення тріщин у виливках. Найменшу усадку мають сірий чавун, цинкові і алюмінієві сплави.

Обробка різанням - це здатність металів піддаватися дії різальних інструментів. Зважаючи на меншу твердість, деякі кольорові метали легше обробляти різанням, ніж чорні

Зварюваністю називається здатність металів міцно з'єднуватися шляхом розплавлення місця з'єднання. Добре зварюються сталі з низьким вмістом вуглецю. Чавун і сплави кольорових металів зварюються значно складніше.

39. Метали і сплави. Властивості металів. Чавун. Сталь. Кольорові метали і сплави на їх основі. Колір і твердість ювелірних виробів

Стамль чи кримця (рос. Сталь; англ. Steel; нім. Stahl) -- сплав заліза з вуглецем, який містить до 2,14 % вуглецю і домішками (кремній, марганець, сірка, фосфорта гази).

За вмістом вуглецю сталі поділяють на дві групи:

· м'яка сталь, або технічне залізо (містить до 0,3 % вуглецю)

· тверда сталь (містить від 0,3 до 2,14 % вуглецю)

Чавумн -- сплав заліза з вуглецем, який може містити від 2,14 до 4,3% вуглецю і

Чисте залізо має обмежене застосування. В техніці зазвичай використовують сплави заліза з вуглецем, які поділяють на сталі і чавуни. Сталі містять до 2% вуглецю, а чавуни -- від 2,14 до 4% вуглецю і навіть більше.

Кольоромві метамли -- це промислова назва всіх металів, крім заліза. Властивості кольорових металів визначаються особливістю їхньої атомноїбудови. Установлена чітко виражена періодична залежність багатьох властивостей елементів від їхнього атомного номера.

Мідь та її сплави

Мідь - метал червоного, в зламі рожевого кольору. Мідь належить до металів, відомим з глибокої давнини.

Технічно чиста мідь володіє високою пластичністю і корозійною стійкістю, високою електропровідністю і теплопровідністю (100% чиста мідь-еталон, то 65%-алюміній, 17% залізо), а також стійкістю проти атмосферної корозії. Дозволяє використовувати її в якості покрівельного матеріалу відповідальних будівель.

Температура плавлення міді 1083 ° С. Кристалічна решітка ГЦК. Щільність міді 8,94 г / см 3. Завдяки високій пластичності мідь добре обробляється тиском (з міді можна зробити фольгу товщиною 0,02 мм), погано різанням.

На властивості міді великий вплив мають домішки: всі, крім срібла та берилію погіршують електропровідність.

Вартість чистої міді постійно підвищується, а світові запаси мідної руди, за різними оцінками, виснажаться в найближчі 10-30 років.

Мідь маркують буквою М, після якої стоїть цифра. Чим більше цифра, тим більше в ній домішок. Найвища марка М00 - 99,99% міді, М4 - 99% міді.

У таблиці 1 міститься інформація за марками міді в залежності від чистоти згідно з ГОСТ 859-78.

Після позначення марки вказують спосіб виготовлення міді: к-катодна, б - безкиснева, р - раскисленная. Мідь вогневого рафінування не позначається.

М00к - технічно чиста катодна мідь, що містить не менше 99,99% міді і срібла.

МОЗ - технічно чиста мідь вогневого рафінування, містить не менше 99,5% міді.

1.1 Сплави міді

У техніці застосовують 2 великі групи мідних сплавів: латуні та бронзи.

1.1.1 Латуні

Латуні - сплави міді з цинком (до 50% Zn) і невеликими добавками алюмінію, кремнію, свинцю, нікелю, марганцю (ГОСТ 15527-70, ГОСТ 17711-80). Мідні сплави, призначені для виготовлення деталей методами лиття, називають ливарними, а сплави, призначені для виготовлення деталей пластичним деформуванням - сплавами, оброблюваними тиском.

Латуні дешевше міді і перевершують її по міцності, в'язкості і корозійної стійкості. Володіють хорошими ливарні властивості.

Латуні, застосовуються в основному для виготовлення деталей штампуванням, витяжкою, розкочуванням, гнуття, тобто процесами, які вимагають високої пластичності матеріалу заготовки. З латуні виготовляються гільзи різних боєприпасів.

У залежності від числа компонентів розрізняють прості (подвійні) і спеціальні (багатокомпонентні) латуні.

Прості латуні містять тільки Cu і Zn.

Спеціальні латуні містять від 1 до 8% різних легуючих елементів (Л.Е.), що підвищують механічні властивості і корозійну стійкість.

Al, Mn, Ni підвищують механічні властивості і корозійну стійкість латуней. Свинець покращує оброблюваність різанням. Крем'янисті латуні мають гарну жидкотекучестью і зварюваністю.

1.1.2 Бронзи

Бронзи - це сплави міді з оловом (4-33% Sn), свинцем (до 30% Pb), алюмінієм (5-11% AL), кремнієм (4-5% Si), сурмою, фосфором та іншими елементами.

Бронзи - це будь-мідний сплав, крім латуні. Це сплави міді, в яких цинк не є основним легирующим елементом. Загальною характеристикою бронз є висока корозійна стійкість і антифрикційні (від анти-і лат. Frictio-тертя). Бронзи відрізняються високою корозійною стійкістю і антифрикційними властивостями. З них виготовляють вкладиші підшипників ковзання, вінці черв'ячних зубчастих коліс і інші деталі.

Високі ливарні властивості деяких бронз дозволяють використовувати їх для виготовлення художніх виробів, пам'ятників, дзвонів.

За хімічним складом поділяються на олов'яні бронзи і без олов'яні (спеціальні). композиційний матеріал термічний непродовольчий

Олов'яні бронзи мають високі механічні, ливарними, антифрикційними властивостями, корозійною стійкістю, оброблюваністю різанням, але мають обмежене застосування через дефіцитності і дорожнечі олова.

Спеціальні бронзи не тільки служать замінниками олов'яних бронз, а й у ряді випадків перевершують їх за своїми механічними, антикорозійним і технологічним властивостям:

Алюмінієві бронзи - 5-11% алюмінію. Мають більш високі механічні та антифрикційні властивості, ніж в олов'яних бронз, але ливарні властивості - нижче. Для підвищення механічних і антикорозійних властивостей вводять залізо, марганець, нікель (наприклад, БрАЖ9-4). З цих бронз виготовляють різні втулки, що направляють, дрібні відповідальні деталі.

Берилієві бронзи містять 1,8-2,3% берилію відрізняються високою твердістю, зносостійкістю і пружністю (наприклад, БрБ2, БрБМН1, 7). Їх застосовують для пружин в приладах, які працюють в агресивному середовищі.

Крем'янисті бронзи - 3-4% кремнію, леговані нікелем, марганцем, цинком за механічними властивостями наближаються до сталей.

Свинцюваті бронзи містять 30% свинцю, є хорошими антифрикційними сплавами і йдуть на виготовлення підшипників ковзання.

Мідні сплави позначають початковими буквами їх назви (Бр або Л), після чого слідують перші літери назв основних елементів, що утворять сплав, і цифри, що вказують кількість елементу у відсотках.

Приклади:

· БрА9Мц2Л - бронза, що містить 9% алюмінію, 2% Mn, решта Cu («Л» вказує, що сплав ливарний);

· ЛЦ40Мц3Ж - латунь, що містить 40% Zn, 3% Mn, ~ l% Fe, решта Cu;

· Бр0Ф8 ,0-0, 3 - бронза містить 8% олова і 0,3% фосфору;

· ЛАМш77-2-0, 05 - латунь містить 77% Cu, 2% Al, 0,055 миш'яку, решта Zn (у позначенні латуні, призначеної для обробки тиском, перше число вказує на вміст міді).

У нескладних за складом латунях вказують тільки вміст у сплаві міді:

· Л96 - латунь містить 96% Cu і ~ 4% Zn (томпак);

· Лб3 - латунь що містить 63% Cu і 37% Zn.

Висока вартість міді і сплавів на її основі призвела в 20 столітті до пошуку матеріалів для їх заміни. В даний час їх успішно замінюють пластиками, композиційними матеріалами.

2. Алюміній і його сплави

Алюміній - метал сріблясто-білого кольору. Температура плавлення 650 ° С. Алюміній має кристалічну ГЦК грати. Алюміній має електричну провідність, складовою 65% електричної провідності міді. Алюміній займає 3 місце з поширення в земній корі після кисню і кремнію. Алюміній стійкий проти атмосферної корозії завдяки утворенню на його поверхні щільної окисної плівки. Найбільш важливою особливістю алюмінію є низька щільність - 2,7 г / см 3 проти 7,8 г / см 3для заліза і 8,94 г / см 3 для міді. Має хорошу тепло-і електропровідність. Добре обробляється тиском.

Маркується літерою А і цифрою, що вказує на вміст алюмінію. Алюміній особливої ??чистоти має марку А999 - вміст Al в цій марці 99,999%. Алюміній високої чистоти - А99, А95 містять Al 99,99% і 99,95% відповідно. Технічний алюміній - А85, А8, А7 і ін

Застосовується в електропромисловості для виготовлення провідників струму, в харчовій і хімічній промисловості. Алюміній не стійкий у кислому і лужному середовищі, тому алюмінієвий посуд не використовується для маринадів, солінь, кисломолочних продуктів. Застосовується як розкислювача при виробництві сталі, для алітірованія деталей з метою підвищення їх жаростійкості. У чистому вигляді застосовується рідко через низьку міцності - 50 МПа.

Деформуємі алюмінієві сплави

У залежності від можливості термічного зміцнення деформуються алюмінієві сплави поділяються на не зміцнюється і зміцнюється термічною обробкою.

До сплавів, неупрочняемим т / о відносяться сплави Al c Mn (АМц1), і сплави Al c Mg (Aмг 2, АМг3). Цифра - умовний номер марки.

Ці сплави добре зварюються, мають високі пластичні властивості і корозійною стійкістю, але невисокою міцністю, зміцнюють ці сплави нагартовка. Сплавиданої групи знайшли застосування в якості листового матеріалу, що використовується для виготовлення складних за формою виробів, одержуваних холодної та гарячої штампуванням і прокаткою. Вироби, одержувані глибокої витяжкою, заклепки, рами і т.д.

Сплави, зміцнюється т / о, широко застосовуються в машинобудуванні, особливо в літакобудуванні, тому що володіють малою питомою вагою при досить високих механічних властивостях. До них відносяться:

Дуралюмина - основні легуючі компоненти - мідь і магній:

Д1 - лопаті повітряних гвинтів, Д16 - обшивки, шпангоути, лонжерони літаків, Д17 - основний заклепувальний сплав.

Високоміцні сплави - В95, В96 поряд з міддю і магнієм містять ще значна кількість цинку. Застосовують для високонавантажених конструкцій.

Сплави підвищеної пластичності та корозійної стійкості - АВ, АД31, АД33. Лопаті вертольотів, штамповані і ковані деталі складної конфігурації.

Ливарні алюмінієві сплави

Найбільш широко поширені сплави системи Al-Si-силуміни.

Силумін має поєднання високих ливарних і механічних властивостей, мала питома вага. Типовий силумін сплав АЛ2 (АК12) містить 10-13% Si, Піддається загартуванню і старіння (АК7 (АЛ9), АК9 (АЛ4).

3. Цинк і його сплави

Цинк - в'язкий метал голубувато-сірого кольору. Метал з невеликою температурою плавлення (419 градусів С) і високою щільністю (7,1 г / см 3). Міцність цинку низька (150 МПа) при високій пластичності.

Цинк застосовують для гарячого та гальванічного оцинкування сталевих листів, у поліграфічній промисловості, для виготовлення гальванічних елементів. Його використовують як добавку в сплави, в першу чергу в сплави міді (латуні і т.д.), і як основу для цинкових сплавів, а також як друкарський метал.

У залежності від чистоти цинк ділиться на марки ЦВ00 (99,997% Zn), ЦВ0 (99,995% Zn), ЦВ (99,99% Zn), Ц0А (99,98% Zn), Ц0 (99,975% Zn), Ц1 (99 , 95% Zn), Ц2 (98,7% Zn), ЦЗ (97,5% Zn).

Цинкові сплави широко застосовуються в машинобудуванні і поділяються на сплави для лиття під тиском, в кокіль, для відцентрового лиття та на антифрикційні сплави. Основними легуючими компонентами цинкових сплавів є алюміній, мідь і магній. Відлиття з цинкових сплавів легко поліруються і сприймають гальванічні покриття.

Склад, властивості та застосування деяких цинкових сплавів:

· ЦА4 містить 3.9-4.3% Al, 0,03-0,06% Mg, тимчасовий опір 250-300 МПа, пластичність 3-6%, твердість 70-90HB). Застосовується при литті під тиском деталей, до яких пред'являються вимоги стабільності розмірів та механічних властивостей.

· ЦАМ10-5Л містить 9,0-12,4% Al, 4,0-5,5% Cu, 0,03-0,06% Mg, тимчасовий опір не менше 250 МПа, пластичність не менше 0,4%, твердість - не менш 100HB. З сплаву виготовляють підшипники і втулки металообробних верстатів, пресів, що працюють під тиском до 200-10000 Па.

· ЦАМ9-1.5 містить 9,0-11,0% Al, 1,0-2,0% Cu, 0,03-0,06% Mg, тимчасовий опір не менше 250 МПа, пластичність не менше 1%, твердість не менш 90HB. Сплав застосовують для виготовлення різних вузлів тертя і підшипників рухомого складу.

4. Магній та його сплави

Магній - метал сріблясто-білого кольору. Температура плавлення магнію 650 ° С. Кристалічна решітка гексагональна. Відрізняється низькою щільністю (1,74 г / см 3), хорошою оброблюваністю різанням, здатністю сприймати ударні і гасити вібраційні навантаження.

У залежності від вмісту домішок встановлені наступні марки магнію: Мг96 (99,96% Mg), Мг95 (99,95% Mg), Мг90 (99,90% Mg), магній високої чистоти (99,9999% Mg).

Магній хімічно активний метал, легко окислюється на повітрі. Чистий магній з-за низьких механічних властивостей (тимчасовий опір 100-190 МПа, відносне подовження 6-17%, твердість 30-40НВ) як конструкційний матеріал практично не застосовують. Його використовують в піротехніку, в хімічній промисловості для синтезу органічних сполук, в металургії різних металів і сплавів як розкислювач, відновник і легуючий елемент.

Сплави на основі магнію

Перевагою магнієвих сплавів є висока питома міцність. Межа міцності магнієвих сплавів досягає 250-400 МПа при щільності менше 2 грамів на кубічний сантиметр. Сплави в гарячому стані добре куються, прокочуються і пресуються. Магнієві сплави добре обробляються різанням (краще, чим стали, алюмінієві тамідні сплави), добре шліфуються і поліруються. Задовільно зварюються контактної і дугового зварювання в середовищі захисних газів.

До недоліків магнієвих сплавів поряд з низькою корозійною стійкістю і малим модулем пружності слід віднести погані ливарні властивості, схильність до газонасичення, окислювання і займання при їх приготуванні.

За механічними властивостями магнієві сплави поділяють на сплави невисокою і середньої міцності, високоміцні і жароміцні, по схильність до зміцнення за допомогою термічної обробки - на зміцнюється і неупрочняемие.

Деформуємі магнієві сплави. У сплавах МА1 і МА8 основним легирующим елементом є марганець. Термічною обробкою ці сплави не упрочняются, мають гарну корозійною стійкістю і здатністю до зварювання. Сплави МА2-1 і МА5 відносяться до системи Mg-Al-Zn-Mn. Алюміній і цинк підвищують міцність сплавів, надають хорошу технологічну пластичність, що дозволяє виготовляти з них ковані і штамповані деталі складної форми (крильчатки і жалюзі капота літака). Сплави системи Mg-Zn, додатково леговані цирконієм (МА14), кадмієм, рідкісноземельними металами (МА15, МА19 та ін) відносять до високоміцних магнієвим сплавам. Їх застосовують для незварюваний сильно навантажених деталей (обшивки літаків, деталей вантажопідйомних машин, автомобілів, ткацьких верстатів та ін.)

Ливарні магнієві сплави. Найбільше застосування знайшли сплави системи Mg-Al-Zn (МЛ5, МЛ6). Вони широко застосовуються в літакобудуванні (корпуси приладів, насосів, коробок передач, ліхтарі і двері кабін і т.д.), ракетній техніці (корпуси ракет, обтічники, паливні й кисневі баки, стабілізатори), конструкціях автомобілів, особливо гоночних (корпусу, колеса , помпи та ін), в приладобудуванні (корпуси і деталі приладів). Внаслідок малої здатності до поглинання теплових нейтронів магнієві сплави використовують в атомній техніці, а завдяки високій демпфирующей здібності - при виробництві кожухів для електронної апаратури.

Більш високими технологічними і механічними властивостями володіють сплави магнію з цинком і цирконієм (МЛ 12), а також сплави, додатково леговані кадмієм (МЛ8), рідкісноземельними металами (МЛ9, МЛ10). Дані сплави застосовують для навантажених деталей літаків і авіадвигунів (корпусів компресорів, картерів, ферм шасі, колонок управління та ін.)

Магнієві сплави піддаються таким видам термічної обробки: Т1 - старіння, Т2 - відпал, Т4 - гомогенізація і гарт на повітрі, Т6 - гомогенізація, гарт на повітрі і старіння, Т61 - гомогенізація, загартування у воду і старіння.

40. Дисперсні системи. Суспензії. Структуроутворення в дисперсних системах. Реодогічні властивості. Наведіть приклади суспензій

Систему, в якій дрібні частинки однієї або кількох речовин (дисперсної фази) рівномірно розподілені між частинками іншої (дисперсійного середовища), називають дисперсною. Процес подрібнення речовини називають диспергуванням.

Залежно від розмірів частинок дисперсної фази системи поділяють на гомогенні та гетерогенні. ^ Якщо диспергована речовина не має поверхні поділу із дисперсійним середовищем, то таку систему називають гомогенною. До таких систем належать істинні розчини (молекулярно-іонні системи). Розміри молекул і йонів менші за 1•10-9 м, тобто співмірні з молекулами розчинника, тому такі системи є гомогенними, термодинамічно стійкими, і до них поняття дисперсності не поширюється.

Система, в якій частинки диспергованої речовини мають розмір більший за 1•10-9 м і складають окрему фазу щодо диспесійного середовища, єгетерогенною. Саме гетерогенність є однією з характерних ознак дисперсних систем. Наявність міжфазової поверхні поділу спричинює особливу роль поверхневих явищ у характеристиці дисперсних систем.

Другою загальною ознакою будь-якої дисперсної системи є ступінь подрібнення частинок дисперсної фази або ступінь дисперсності. Дисперсність (D) - це величина, обернена розміру частинки диспергованої речовини (d або l):

де d - діаметр частинки кулястої форми; l - довжина ребра частинки кубічної форми. Отже, чим менший розмір частинок, тим більша дисперсність системи.

Із зменшенням розміру частинок збільшується їх питома поверхня. Питома поверхня (Sum) - це міжфазова поверхня (Sсум ) одиниці об'єму (V) або маси (т) дисперсної фази:

За великої поверхні дисперсних систем існує значний запас вільної поверхневої енергії G . Із термодинаміки відомо, що самочинно відбуваються процеси, які ведуть до зменшення запасу вільної енергії (ізобарного потенціалу) (?G < 0). Тому системи з великим запасом енергії Гіббса термодинамічно нестійкі і прагнуть до зменшення міжфазової поверхні шляхом агрегації (укрупнення) частинок дисперсної фази. Таким чином, дисперсні системи характеризуються лише відносною агрегативною стійкістю.

КЛАСИФІКАЦІЯ ТА ЗАГАЛЬНІ ВЛАСТИВОСТІ ДИСПЕРСНИХ СИСТЕМ

Дисперсні системи класифікують за такими ознаками:

1. за характером дисперсності;

2. за ступенем дисперсності (або за розмірами частинок дисперсної фази);

3. за агрегатним станом дисперсної фази і дисперсійного середовища;

4. за характером взаємодії між частинками дисперсної фази і дисперсійним середовищем:

5. за характером взаємодії між частинками дисперсної фази;

6. за формою частинок дисперсної фази (за топографічною ознакою).

1. За характером дисперсності. Дисперсні системи поділяють на монодисперсні, в яких всі частинки дисперсної фази мають однаковий ступінь дисперсності і полідисперсні. в яких частинки дисперсної фази мають різний ступінь дисперсності. Якщо останні системи є реальними, то монодисперсні - науковою абстракцією.

2. За ступенем дисперсності. Залежно від розмірів частинок дисперсної фази дисперсні системи поділяють на такі типи:

1) колоїдно-дисперсні або ультрамікрогетерогенні (високодисперсні) а= 10-9- 10-7м;

2) мікрогетерогенні (середньої дисперсності) а = 10-7-10-4м;

3) грубодисперсні а > 10-4м.

Колоїдний стан характеризується певним ступенем подрібнення матерії і його може набути за відповідних умов будь-яка речовина. Навіть таку класичну кристалічну речовину, як натрій хлорид, можна перевести в колоїдний стан у середовищі бензену.

Розміри частинок високодисперсних систем мають бактерії (d= (0,1-30)•10-6 м), віруси (d= (10-350)•10-9 м), частинки диму (d= (30-40)•10-9 м), пори вугілля(d= (1-10)•10-9 м), пори біологічних мембран (d= (0,35-0,8)•10-9 м) тощо.

В 1 см3 крові міститься близько 5 млн еритроцитів (їх розмір дорівнює приблизно 7•10-6 м). Якщо вважати, що загальний об'єм крові в організмі людини складає 5 дм3, то у всьому об'ємі крові, що циркулює в тілі, міститься 25 трильйонів еритроцитів і їх загальна поверхня досягає 3500 м2, що перевищує площу поверхні тіла приблизно у 2000 разів. Завдяки такій великій загальній поверхні еритроцити ефективно виконують свої фізіологічні функції.

У високодиспергованому стані речовина набуває особливих властивостей. Наприклад, цукор, борошно, вугілля у вигляді пилу, маючи велику поверхню контакту з киснем, можуть вибухнути. Саме тому лікарські речовини в колоїдному стані (наприклад, у вигляді аерозолю) часто виявляють кращу лікувальну дію, забезпечуючи великий контакт діючої речовини з ураженою поверхнею.

3. За агрегатним станом дисперсної фази і дисперсійного середовища. Залежно від агрегатного стану дисперсної фази і дисперсійного середовища (газоподібний - Г; рідкий - Р; твердий - Т) можна виділити 9 типів дисперсних систем (табл. 1). Звичайно систему скорочено записують у вигляді дробу, в якому чисельник вказує на агрегатний стан дисперсної фази, а знаменник -дисперсійного середовища.

Необхідною умовою утворення дисперсної системи є обмежена розчинність речовини дисперсної фази у дисперсійному середовищі. Гази характеризуються повною взаємною розчинністю, тобто відсутністю поверхні поділу, тому дисперсні системи типу Г/Г практично не утворюються. Лише атмосфера Землі може бути прикладом такої нестійкої системи, що утворюється за рахунок флуктуації густини повітряних мас.

Золі з газоподібним дисперсійним середовищем називають аерозолями; з рідким - ліозолями або просто золями; з твердим - солідозолями. У свою чергу, ліозолі поділяють на: гідрозолі, етерозолі, алкозолі, бензозолі тощо, у яких дисперсійним середовищем відповідно є вода, ефір (діетиловий етер), спирт, бензен.

Таблиця 1 Класифікація дисперсних систем за агрегатним станом дисперсної фази і дисперсійного середовища

Дисперсні системи з рідким або газоподібним дисперсійним середовищем, у якому частинки дисперсної фази можуть вільно переміщуватись, називаютьвільнодисперсними (емульсії, суспензії, ліозолі, аерозолі).

Системи з твердим дисперсійним середовищем, у якому частинки дисперсної фази не можуть вільно переміщуватись, називають зв'язанодисперсними(капілярно-поруваті тіла, полімерні плівки, гелі і драглі, тверді розчини).

4. 3а характером взаємодії між частинками дисперсної фази і дисперсійним середовищем (міжфазна взаємодія). Якщо частинки дисперсної фази змочуються дисперсійним середовищем, такі системи називають ліофільними (від грецького phileo - любов). Дисперсні системи, в яких частинки дисперсної фази не змочуються дисперсійним середовищем, називають ліофобними (від грецького phobos - страх).

Ліофобними є системи, в яких спорідненість дисперсної фази і дисперсійного середовища мала, а тому сили міжмолекулярної взаємодії на межі поділу фаз слабкі. Такі системи термодинамічно нестійкі і вимагають спеціальних методів стабілізації. До них належить більшість дисперсних систем - ліозолі, аерозолі, емульсії, піни. Ліофобні золі (у випадку води - гідрофобні) називають власне колоїдними розчинами. До них належать гідрозолі золота, срібла, ферум гідроксиду, аргентум хлориду тощо. Стійкість таких систем зумовлена, головним чином, однойменним зарядом частинок золю. Ліофобні системи називаютьміцелярними або суспензоїдами.

Ліофільними є системи, які характеризуються інтенсивною взаємодією речовин фази і середовища з утворенням сольватних (гідратних, у випадку води) оболонок із молекул дисперсійного середовища навколо частинок дисперсної фази. Тому такі системи утворюються самочинно і є термодинамічно стійкими, гомогенними. До них належать розчини високомолекулярних сполук, основними структурними одиницями яких є сильно гідратовані макромолекули ВМС. Прикладом таких систем є розчини білків, нуклеїнових кислот, мил, деяких глин, танінів, алкалоїдів у воді, каучуку в бензені, поліамідів у спирті тощо.

Розчини ВМС є, по суті, істинними молекулярними розчинами, проте відносно великі розміри макромолекул надають їм спільних властивостей із колоїдними системами. Тому розчини ВМС ще називають молекулярними колоїдами, на відміну від іншого класу - типових високодисперсних гетерогенних систем - суспензоїдів.

5. За характером взаємодії між самими частинками дисперсної. За цією ознакою дисперсні системи поділяються на вільнодисперсні безструктурні), в яких частинки дисперсної фази практично не контактують, з одною і вільно плавають в дисперсійному середовищі. З цього ясно, що за цієї ознакою можуть класифікуватись дисперсні системи з газовим або рідинним дисперсійним середовищем. Це аерозолі (дими, пил в газі, туман), і розбавлені ліозолі (розбавлені суспензії, емульсії, піни, колоїдні розчини).

При високій концентрації частинок дисперсної фази, останні можуть контактувати між собою, утворюючи просторові каркаси, подібно до бджоляної вощини, комірки, якої заповнені медом. Такі системи називають структурнодисперсними або зв'язанодисперсними. До них відносяться гелі капілярно-пористі тіла типу активованого вугілля, силікагелю, мембрани тощо.

6.За формою частинок дисперсної фази (за топографічною ознакою)

За цією ознакою всі дисперсні системи можна класифікувати на три класи:

а) Дисперсні системи, в яких частинки дисперсної фази володіють малими розмірами за трьома координатними напрямками (х, у, z), тобто частинки, які можна приблизно розглядати як сфери (кульки), кубики - і називають глобулярними.

б) Дисперсні системи, в яких частинки дисперсної фази можуть бути окремими листочками, лусочками, плівками, маючи за двома напрямкам великі розміри (довжину і ширину) і лише дуже малу товщину. Їх називають плівочними або пластинчастими (ламінарними) системами.

в) Дисперсні системи, в яких частинки дисперсної фази мають форм волокон, ниток, тобто характеризуються великою довжиною, але малою товщиною. Це волокнисті (фібрилярні системи).

Суспензія (від пізньолат. suspensio - підвішування) (англ. suspension, нім. Suspension f, Trьbe) -- дисперсна система з рідкимдисперсійним середовищем та твердою диспергованою (дисперсною) фазою, частинки якої достатньо великі, щоб протидіятиброунівському руху.

Суспензія має властивостi неньютонiвської рiдини та наближається до властивостей в'язкопластичних середовищ. Як правило, частинки дисперсної фази С. мають розмір понад 10-4 см і осідають (седиментують) під дією сили тяжіння. С., в якихседиментація дуже повільна внаслідок малої різниці густини дисперсної фази і дисперсійного середовища, іноді називають зависами. У концентрованих С. легко виникають дисперсні структури. Типові С. - пульпи, бурові промивні рідини, цементні розчини.

Тонкорозмелене вугiлля з водою утворює водовугiльну суспензiю (ВВС), яка з точки зору теплоенергетики у бiльшостi випадкiв квалiфiкується як водовугільне паливо (ВВП).

Суспензії використовують у будівельній технології, виробництві лакофарбових матеріалів, паперу тощо.

Суспензія є окремим випадком дисперсних систем і належить до класу "тверде тіло в рідині", прикладом яких є мул у воді. (Для порівняння: система "рідина в рідині" - емульсія, олія в воді; система "тверде тіло в газі", аерозоль - дим; система "рідина в газі",аерозоль - туман). Для твердої фази в суспензіях характерні розміри часток від 1 мкм до кількох міліметрів. При менших розмірах система зазвичай є колоїдним розчином (в граничному випадку - гомогенною системою, істинним розчином).

Мінеральна суспензія (водовугільна суспензія) - композиційна дисперсна система, яку утворено частинками твердого матеріалу у рідині (найчастіше воді), має властивості неньютонівської рідини та наближається до властивостей в'язкопластичого середовища.

Властивості суспензії

· Стійкість суспензії - здатність її зберігати задану густину у різних по висоті шарах. Безструктурні суспензії, застосовувані найчастіше в практиці гравітаційного збагачення, є вкрай нестійкими системами. В міру збільшення структуроутворення суспензії або підвищення вмісту в ній твердого підвищується і її стійкість.

Стійкість суспензії підвищується при додаванні в неї тонких класів обважнювача і рудних шламів. Іноді додають 1 - 3 % глинистих матеріалів або застосовують суміш порошків матеріалів різної густини (наприклад, суміш феросиліцію з магнетитом або з піротином).

Підвищення стійкості суспензій при одночасному зниженні їхньої в'язкості на 15 - 35 % може бути досягнуто застосуванням реагентів-пептизаторів, що знижують злипання частинок. Найбільш ефективні гексаметафосфат і триполіфосфат натрію. Реагенти-пептизатори застосовують при значному вмісті шламів в суспензіях і при збагаченні в суспензіях підвищеної густини (понад 2000 кг/м3). Вміст реагентів-пептизаторів у суспензії не повинен перевищувати 0,001 - 0,5 % від маси обважнювача.

Стійкість суспензії може бути підвищена при одночасному зниженні її в'язкості на 30 - 40 % за рахунок фізико-механічних впливів (наприклад, за рахунок коливань з частотою 5 - 8 Гц і амплітудою 6 - 10 мм).

41. Кам'яне вугілля. Хімічний склад, продукти переробки, їх застосування

Кам'янем вугімлля (англ. black, bitoumi-nous, mineral coal; нім. Stein-kohle) -- тверда горюча корисна копалина, один з видіввугілля викопного, проміжний між бурим вугіллям і антрацитом (Див. статтю: Класифікація вугілля).

Основним способом переробки кам'яного вугілля є коксування. Цей процес здійснюється на коксохімічних заводах, де вугільна шихта переробляється в спеціальних камерах при температурі до 1000--1200 °С. Камери відокремлені одна від одної опалювальними простінками, в каналах яких спалюють газоподібне паливо (коксовий або доменний газ) для підтримання високої температури. Кілька десятків таких камер утворюють батарею коксових печей. При нагріванні органічні речовини, що входять до складу кам'яного вугілля, зазнають складних хімічних перетворень, утворюючи леткі продукти, що збираються у газозбірнику. В камерах залишається кокс -- твердий пористий матеріал, що складається з вуглецю та золи. Після завершення коксування кокс подають до башти гасіння, де його зрошують водою. Кокс використовують у металургійній промисловості як відновник для добування заліза з руд.

При охолодженні летких продуктів конденсуються кам'яновугільна смола, аміачна вода і залишаються газоподібні речовини -- коксовий газ.

З кам'яновугільної смоли, вихід якої невисокий (до 4 %), фракціонуванням добувають велику кількість цінних органічних речовин: бензол [бензен] і його гомологи, фенол, нафталін [нафтален], антрацен та інші важливі продукти, які знаходять застосування у виробництві вітамінів, духмяних речовин, стимуляторів росту рослин, гербіцидів, барвників тощо.

Після фракціонування залишається чорна маса -- пек, який використовується у шляховому будівництві, для виготовлення електродів, кровельних матеріалів, лаків (пековий лак), незамінних при фарбуванні залізних та дерев'яних конструкцій.

В аміачній воді містяться аміак та солі амонію, їх вилучають з розчину і направляють на виробництво азотних добрив.

Коксовий газ після очищення у своєму складі містить 60 % водню, 25 % метане, 5 % оксиду вуглецю (II), 2 % етилену, 4 % азоту, 2 % оксиду вуглецю (IV), 2 % -- інших газів. Він використовується як паливо в промисловості, а також як хімічна сировина. З коксового газу, наприклад, виділяють водень для різних синтезів.

Таким чином, з вугілля, завдяки значній різноманітності його складу, можна добувати незрівнянно ширший асортимент продуктів, ніж з нафти і природного газу.

Застосуваня

Рівень матеріального добробуту суспільства в наш час визначається кількістю енергії, яка виробляється на душу населення. Опалення будинків, можливість використання швидкісного транспорту, випуск промислової продукції значною мірою залежать від доступності енергії. Енергетичні проблеми можуть стати реальним обмеженням для подальшого зростання матеріальної культури.

Нині ситуація загострилась у зв'язку з неправильними оцінками перспектив розвитку енергетики. По-перше, вважали, що поклади палива (вугілля, нафта, газ) невичерпні. По-друге, після введення в дію перших атомних реакторів було зроблено припущення, що атомна енергія в найближчий час замінить інші види енергії.

Ці передбачення виявилися необгрунтованими. За підрахунками вчених нафти на Землі достатньо лише на 40--50 років, природного газу -- на 30--40 років, запасів вугілля -- на 200-- 250 років. Стосовно вугілля, то його запасів достатньо на значно більший час. Але при існуючій технології видобутку вугілля доступною вважають лише одну чверть його світових запасів, а нові сучасніші технології поки що невідомі. Не простою справою виявилося і створення атомних реакторів, особливо якщо врахувати екологічні наслідки атомної енергетики. Достатньо яскравим прикладом цього є чорнобильська катастрофа.

Таким чином, проблеми енергетики пов'язані як з нестачею сировини, так і з неспроможністю суспільства добувати енергію економічно і екологічно раціональними способами.

Значна частина енергії виробляється тепер за рахунок хімічних процесів, а саме при спалюванні нафти, газу і вугілля. Проблеми перетворення світлової і теплової енергії в електричну також розв'язуються на основі хімічних процесів. Нарешті, сучасні установки для добування енергії вимагають створення нових конструктивних матеріалів і теплоносіїв. Це означає, що в розв'язанні проблеми енергетики чільне місце посідають хіміки.

Для розширення енерговиробництва використовують природні явища: сонячну радіацію, теплоту вод океанів і земних надр, силу течії річок, припливів і відпливів океанських течій, високих повітряних течій, теплоту мікробіологічної утилізації органічних відходів, фотосинтез, ланцюгові реакції поділу атомного ядра тощо. І хоча внесок нетрадиційних джерел енергії зростає, енергетичні світові потреби поки що задовольняються переважно спалюванням природних копалин, що містять вуглець.

На теплових електростанціях поряд з вугіллям доволі широко використовується природний газ, а також мазут -- продукт переробки нафти. Зрозуміло, що використання останніх скорочуватиметься, оскільки природний газ, продукти переробки нафти -- цінні речовини, щоб використовувати їх як котельне паливо.

Хім. Склад

Основні компоненти вугілля: органічна речовина, мінеральні домішки і волога. Маса органічної речовини становить 50-97% від загальної маси сухого вугілля. Хімічний склад органічної частини вугілля включає C, H, O, S, N та інші хімічні елементи. Переважає вуглець, на частку якого припадає 60-98% маси вугільної речовини. Мінеральні домішки розсіяні в органічній масі у вигляді кристалів, конкрецій, тонких прошарків і лінз. Найпоширеніші глинисті мінерали; вміст їх в середньому становить 60-80% від загальної маси неорганічного матеріалу. Підлегле значення мають карбонати, сульфіди заліза і кварц. У незначних кількостях містяться сульфіди кольорових і рідкісних металів, фосфати, сульфати, солі лужних металів. Відносний вміст мінеральних домішок в сухій речовині вугілля коливається в широких межах (зольність 50-60%). Волога вугілля в основному сорбційна, капілярна та порова, частково волога входить до складу органічної маси або міститься в кристалізаційних ґратках мінералів (пірогенетична волога). Масова частка сумарної вологи коливається від 60% в м'яких пухких до 16% в щільному бурому вугіллі, знижуючись до 6-10% в кам'яному вугіллі і антрацитах. Мінімальну вологість (до 4%) має середньометаморфізоване кам'яне вугілля. Величина цього показника -- один з основних параметрів класифікації бурого вугілля. Вища теплота згоряння сухого беззольного вугілля коливається в межах (МДж/кг): для бурих 25,5-32,6, для кам'яних 30,5-36,2 і для антрацитів 35,6-33,9. Нижча теплота згоряння в перерахунку на робоче паливо (МДж/кг): 6,1-18,8 для бурого вугілля, 22,0-22,5 для кам'яного вугілля і 20-26 для антрацитів.

До складу кам'яного вугілля входить волога від 3% до 12%, також міститься до 32% летких займистих речовин.

У хімічний склад кам'яного вугілля входить:

? вуглець від 75% до 93% (залежно від сорту, місця розташування),

? водень від 4% до 6%,

? кисень від 3% до 19%

? азот до 2,7%

42. Нафта. Склад, технологія і продукти переробки. Загальна характеристика і сфери застосування

Намфта -- горюча корисна копалина, складна суміш вуглеводнів різних класів з невеликою кількістю органічних кисневих, сірчистих і азотних сполук, що являє собою густу оліїсту рідину. Забарвлення в неї червоно-коричневе, буває жовто-зелене і чорне, іноді зустрічається безбарвна нафта.[2] Нафта має характерний запах, легша за воду, у воді нерозчинна.

Елементний склад, %: вуглець 80-88, водень 11-14,5, сірка 0,01-5, кисень 0,05-0,7, азот 0,01-0,6.

Густина -- 760-990 кг/мі

Теплота згоряння -- 43,7-46,2 МДж/кг.

Найважливіше джерело рідкого палива, мастил, сировина для синтетичних матеріалів тощо.

Продукти, одержувані з нафти, їх застосування

З нафти виділяють різноманітні продукти, що мають велике практичне значення. Спочатку від неї відокремлюють розчинені вуглеводні (переважно метан). Після відгонки летких вуглеводнів нафту нагрівають. Першими переходять у газоподібний стан і відганяються вуглеводні з невеликим числом атомів вуглецю в молекулі, що мають відносно низьку температуру кипіння. З підвищенням температури суміші переганяються вуглеводні з більш високою температурою кипіння. Таким чином можна зібрати окремі суміші (фракції) нафти. Найчастіше при такій перегонці одержують три основні фракції, які потім піддаються подальшому поділу. Основні фракції нафти наступні:

1. Фракція, що збирається від 400 до 2000 С, - газолінова фракція бензинів містить вуглеводні від С5Н12 до С11Н24. При подальшій перегонці виділеної фракції одержують: газолін (від 400 до 700 С), бензин (від 700 до 1200 С) - авіаційний, автомобільний і т.д.

2. Лігроїнова фракція, що збирається в межах від 1500 до 2500 С, містить вуглеводні від С8Н18 до С14Н30. Нафта застосовується як пальне для тракторів.

...