Ттит-11 с\п тобының студенті Төкен Нұртас Қорғасынды сурьмадан қандай қасиеттері бойынша ажыратуға болады?

Металдар мен қорытпалардың кристалдану теориясы. Д.И. Менделеев таблицасындағы элементтердің 4/5 бөлігі металдар. Бұлардың барлығы жер қойнауынан алынады. Қоғам игілігі үшін жер қойнауынан техника мен өндіріске өте қажет материалдар мен органикалық заттар және металдар өндіріледі. Осы игіліктердің ішінде металдар ерекше орын алады.

Металдар тек таза түрінде емес, әр түрлі қорытпалар түрінде де көп пайдаланылады. Себебі, қорытпалардың таза металдарға қарағанда механикалық және технологиялық қасиеттері әлдеқайда жоғары болып келеді. Бүгінгі кезде өндіріс пен техникада 12000-нан астам қорытпалар пайдалануда.

Қорытпалар деп жеке химиялық элементтер (темір, мырыш, сурьма, алтын, күміс, т.б.) емес, олардың бірнеше металдың немесе металдар мен металл емес элементтердің қосылыстарынан құралған күрделі заттарды айтады.

Орыс ғалымы Чернов Д.К. 1878 жылы балқытылған металдың кристалдану процесіндегі негізгі ерекшеліктерін ашты. Ол металл құймаларының ішкі құрылысы біркелкі болмай, түйіршекті болатынын және ол түйіршіктердің кристалдану жағдайына байланысты әр түрлі форма мен мөлшерде ірілі-уақты болып келетінін анықтады.

Металл қорытпаларының қасиеттері осы түйіршіктердің мөлшері мен формаларына тікелей байланысты екенін, сондай-ақ қорытпаның ішкі құрылысында белгілі бір температурада өзгерістер болатынын және осыған орай оның қасиетінің де айрықша өзгеріске ұшырайтынын көрсетті. Бұл температурада аумалы кезең (кризистік температура немесе кризистік нүкте) кризистік температурасы деп аталады. Черновтың бұл ашқан заңдылығы болат өндіру ісінде теңдесі жоқ, маңызды ғылыми жаңалықтардың бірі болып саналуына байланысты, қазіргі кездегі өнеркәсіптерде кеңінен пайдаланылуда.

Негізінде металдардың кристалдануы олардың кризистік температурасына байланысты болады, сондықтан сұйық металдар мен қорытпалардың кристалдану процесін «термопара» көмегімен бақылай отырып, олардың салқындау қисығынан кризистік нүктелерді анықтайды. Мысалы қорғасын мен сурьма металдарының кристалдану процестерінің басталуы мен аяқталуы бір температурада жүреді. Ал қорытпалардың кристалдану процестерінің басталуы мен аяқталуы әр түрлі температурада өтіп, бірте-бірте төмендейді.

Екі компонентті құраушылар санынан тұратын күй мен диаграммасын термоэлектр пирометрі көмегімен құру үшін, алдын-ала таза металдар мен әр түрлі мөлшерде алынған қорытпалардың салқындау қисықтарын салу қажет. Сол металдар мен қорытындылардың кристалдану процестері қалай өтетінін көрсететін қисықтардан алынған кризистік температуралық мәліметтерді пайдаланып, зерттеліп отырған қорғасын-сурьма металдары қосындысының күй диаграммасын құруға болады. Әр түрлі қорытпалар мен таза металдардың салқындау қисыған және күй диаграммасын құру жөніндегі алынған тәжірибиелік мәліметтердің дұрыс екенін тексеріп түсіндіру үшін, Гиббстің фазалар ережесін қолданады.

Гиббстің фазалар ережесі c=k-f+2 формуласымен анықталады, мұндағы c – еркіндік дәреже саны, k – құраушылар (компонент), f – фазалар саны, 2 – тепе-теңдік жағдайындағы сыртқы факторлардың құбылмалы саны (температура және қысым). Жүйенің еркіндік дәреже саны (с) компоненттер саны (k) мен фазалар санының (f) айырымына 2-ні қосқанға тең. Дегенмен, металдар мен қорытпалардағы айнымалы процестері тұрақты қысымда (p-const) өтетіні белгілі. Сондықтан фазалар ережесі негізінде c=k-f+1 формуласымен өрнектеледі.

Pb-Sb қорытпасының күй диаграммасын құру тәртібі 2.1-суретте көрсетілген. Ең алдымен горизонталь абциссалар осі бойына қорғасын мен сурьманың %-тік мөлшерін жазады. Диаграмманың шеткі ординаттары (мөлшерлі 10%) таза қорғасын немесе таза сурьма мөлшерін көрсетеді (1-5 сызықтар). Содан соң шеткі сол жақтағы ординатында қорғасын металының балқу температурасы (3270С), ал оң жақтағы ординатында – сурьма металының балқу температурасы (6310С) белгіленуі қажет. Ал таза металдардың аралығындағы сандар түзілген қорытпаның компоненттері ара қатынасын көрсетеді (суретте А-мен Pb, И-мен Sb белгіленген).

Термоэлектр пирометр қондырғысы. Металдар мен қорытпалардың кризистік температурасын термоэлектр пирометрімен анықтауға болады (2.3-сурет). Пирометр негізгі екі бөлімнен құрылады: I термопара,  II электр қозғалыс күшін немесе электрдің әлсіз тоғын өлшеуіштер (гальвонометр немесе вольтметр). Термопара жұмысының шарты мынадай. Екі түрлі металдан жасалған сымның бір ұшын қосып пісірсе (3-нүкте), термопараның ыстық жапсырмасы пайда болады. 1 және 2 сымның, 4 және 5 сымдарымен қосылған термопараның суық жапсырмасы деп аталады (t0 нүктелері). Термопараның ыстық жапсырмасы температурасы өлшенетін ортаға бастырылған кезде суық жапсырма температурасы өлшенетін ортаға батырылған кезде суық жапсырма мен ыстық жапсырманың арасында температуралар немесе потенциалдар айырымы түзіледі.

Ыстық жапсырманы қыздырған кезде тізбекте термоэлектр тоғы пайда болуы мүмкін. Ал бұл тоқтың күші тұрақты болса, термоэлектр тоғының мөлшерін Ом заңымен анықтауға болады. Тізбектегі пайда болған тоқтың мөлшері гальвонометрмен жазылып белгіленеді. Тұрақты магнит және қозғалмалы катушка гальвонометрде орналасқан. Гальвонометр стрелкасының қозғалысына қарай қорытпалардың кристалдану процестерін бақылауға болады.