В тот момент, когда человечество научилось получать металлы из руды и обрабатывать их, начался новый виток технического прогресса, который продолжается до сих пор. Если до появления пластмассы в далеком 1835 году основными прочными материалами, которые были доступны людям, являлись металлы и древесина, то сейчас к списку добавились пластики. Тем не менее, невозможно представить себе область, где не использовались бы металлы и их сплавы. Можно сказать, что прогресс в его существующем виде стал возможен именно благодаря им.
Вполне понятно, что физические и химические свойства металлов были очень хорошо изучены. Сейчас с основными из них знаком каждый человек. В данной работе мы подробно рассмотрим общие физические свойства металлов. Однако чтобы не путать два термина, приведем краткий список того, что именно понимается под химическими свойствами.
Прежде всего, это способность металлов вступать во взаимодействие с газами, водой и другими веществами. Сюда же можно отнести растворяемость. Все это определяет окисляемость, коррозийную стойкость и пр.
Физические свойства металлов представлены электропроводностью, плотностью, магнитной проницаемостью, теплоемкостью, а также окраской, пластичностью и пр. Полный список довольно велик, поэтому здесь не приводится. Перечислим лишь основные физические свойства металлов.
Представим ситуацию: зима, холодно. На улице две лавочки – деревянная и металлическая. Какая из них более холодная? Даже ребенок знает, что металлическая. Однако температура воздуха одинакова, следовательно, понятие «холодная» в данном случае неприменимо. Что же вызывает ощущение холода? Физические свойства металлов. В частности, теплопроводность и теплоемкость. Благодаря особенностям строения атомарной кристаллической решетки, металлы намного быстрее потребляют тепловую энергию, при этом равномерно прогреваясь. Данное свойство позволяет легко выполнять соединения путем сварки или пайки.
Известно, что для плавки некоторых металлов нужны высокие температуры, а другие можно расплавить буквально в руках. К примеру, металл натрий переходит в жидкую форму уже при 100 градусах (немногим меньше), поэтому почувствовать себя металлургом может каждый желающий. Его противоположность – вольфрам (из него изготавливают нити накаливания в лампах), который плавится при 3400 градусах.
Разумеется, физические свойства металлов этим не исчерпываются. Представим, что необходимо сделать и установить металлическую дверь. Точная подгонка габаритов без «запаса» приведет к тому, что в жаркое время года из-за линейного температурного расширения дверь невозможно будет закрыть (или открыть). Соответственно, со снижением температуры габариты изделия немного уменьшатся на коэффициент F. Все эти моменты необходимо учитывать.
Огромное значение металлы имеют для электротехники. Из них выполняется практически все: от проводников до корпусов электрического оборудования. Для производства проводов используют медь и алюминий, так как именно они оказывают наименьшее сопротивление прохождению заряженных частиц. Стоит отметить, что лучшие характеристики у золота и серебра, однако из-за высокой стоимости данных металлов они используются ограниченно. Взаимосвязанное свойство – это электрическое сопротивление. Из данных материалов изготавливают нагревательные спирали, нити накаливания и пр. Представители данной группы металлов – это вольфрам и нихром (сплав).
Один из важнейших элементов электроцепей – это катушка индуктивности. Достаточно внести в нее сердечник из магнитомягкого материала, как режим работы кардинальным образом меняется. Это происходит из-за намагничивания металла.
Получить от изделия требуемые характеристики можно лишь в том случае, если знать физические свойства используемого металла.
