Metale is 'n soort materiale wat sedert antieke tye deur die mens gebruik is. Hierdie groep stowwe is baie talryk, maar hulle het almal algemene fisiese eienskappe, wat gewoonlik metaaleienskappe genoem word.
Die hardheid onder hulle is algemeen, maar nie deurslaggewend nie. Meer spesifiek is ander wat die sagste metaal besit. Hierdie eienskappe word bepaal deur die eienaardighede van hul struktuur op molekulêre vlak.
Eienskappe van metale
Yster en sy legerings (staal, gietyster), koper, aluminium… Die gebruik van hierdie materiale het deurbrake in wetenskaplike en tegnologiese vooruitgang in verskillende stadiums van die ontwikkeling van die beskawing beteken. Elkeen van hierdie metale het eienskappe wat dit 'n unieke praktiese waarde gee. Algemene kenmerke vir hulle is hoë termiese en elektriese geleidingsvermoë, plastisiteit - die vermoë om integriteit te handhaaf tydens vervorming, metaalglans.
Die damastlem wat deur ysterwapens sny en die sagste metaal, waarop spore van die geringste impak oorbly, het 'n soortgelyke interne struktuur. Dit is gebaseer op 'n kristalrooster, by die nodusse waarvan atome ispositiewe en neutrale lading, waartussen daar 'n "elektrongas" is - deeltjies wat die buitenste skil van atome verlaat het as gevolg van 'n verswakking van die binding met die kern. 'n Spesiale metaalbinding tussen positiewe ione wat by die nodusse van die kristalrooster geleë is, word uitgevoer as gevolg van die aantrekkingskragte wat in die "elektrongas" ontstaan. Die hardheid, digtheid, smeltpunt van die metaal hang af van die konsentrasie van hierdie "gas".
Evalueringskriteria
Die antwoord op die vraag watter metaal die sagste is, sal altyd die onderwerp van bespreking wees, tensy daar ooreengekom word oor die evalueringskriteria en die konsep van sagtheid self omskryf word. Die mening oor hierdie eienskap van die materiaal sal anders wees vir spesialiste in verskillende industrieë. 'n Metallurg kan sagtheid verstaan as verhoogde smeebaarheid, 'n neiging om vervorming van skuurmateriale te aanvaar, ens.
Vir materiaalwetenskaplikes is dit belangrik om objektief verskillende eienskappe van stowwe te kan vergelyk. Sagheid moes ook algemeen aanvaarde evalueringskriteria gehad het. Die sagste metaal ter wêreld behoort algemeen erkende aanwysers te hê wat sy "rekord"-eienskappe bewys. Daar is verskeie metodes wat daarop gemik is om die sagtheid van verskillende materiale te meet.
Meetmetodes
Die meeste van die gesertifiseerde metodes vir die meet van hardheid is gebaseer op die kontakaksie op die materiaal wat getoets word, gemeet met presisie-instrumente, vanaf 'n harder liggaam wat 'n inspringer genoem word. Afhangende van die tipe indenter en die metodes van meting, is daar verskeie hoofmetodes:
- Brinell-metode. Die deursnee van die afdruk wat deur 'n metaalbal gelaat word wanneer dit in die oppervlak van die toetsstof gedruk word, word bepaal.
- Rockwell-metode. Die diepte van inkeping in die oppervlak van 'n bal of diamantkeël word gemeet.
- Vickers-metode. Die area van die afdruk wat deur 'n diamant-tetraëdriese piramide gelaat word, word bepaal.
- Shore-hardheid. Daar is skale vir baie harde en baie sagte materiale - die diepte van onderdompeling van 'n spesiale naald of die hoogte van terugslag vanaf die oppervlak van 'n spesiale doelskieter word gemeet.
Mohs-hardheidskaal
Hierdie skaal vir die bepaling van die relatiewe hardheid van minerale en metale is aan die begin van die 19de eeu deur die Duitser Friedrich Moos voorgestel. Dit is gebaseer op die krapmetode, waar 'n harder monster 'n merk op 'n sagter een laat, en is baie gerieflik om uit te vind watter metaal die sagste is. Met betrekking tot 10 verwysingsminerale, waaraan 'n voorwaardelike hardheidsindeks toegeken word, word 'n plek in die skaal en 'n digitale indeks vir die getoetste stof bepaal. Die sagste verwysingsmineraal is talk. Dit het 'n Mohs-hardheid van 1, en die hardste een, diamant, is 10.
Evaluering van hardheid op die Mohs-skaal is gebaseer op die beginsel "sagter - harder". Dit is moontlik om presies te bepaal hoeveel keer, byvoorbeeld, aluminium, wat 'n indeks op die Mohs-skaal van 2,75 het, sagter is as wolfram (6,0), net met meetresultate wat op ander metodes gebaseer is. Maar om die sagste metaal in die periodieke tabel te bepaal, is hierdie tabel genoeg.
Die sagste is alkalimetale
Van die Mohs mineralogiese skaal kan gesien word dat die sagste stowwe is wat met alkalimetale verband hou. Selfs kwik, bekend vir baie van die vloeistof van 'n termometer, het 'n hardheid-indeks van 1.5. Sagter as dit is verskeie stowwe met soortgelyke fisiese, meganiese en chemiese eienskappe: litium (0.6 op die Mohs-skaal), natrium (0.5), kalium (0, 4), rubidium (0, 3). Die sagste metaal is sesium, wat 'n Mohs-hardheidskaal van 0,2 het.
Die fisiese en chemiese eienskappe van alkalimetale word bepaal deur hul elektroniese konfigurasie. Dit verskil net effens van die struktuur van inerte gasse. 'n Elektron wat op 'n eksterne energievlak geleë is, het mobiliteit, wat hoë chemiese aktiwiteit bepaal. Die sagste metale word gekenmerk deur 'n spesiale wisselvalligheid, dit is moeilik om te ontgin en onveranderd te bewaar. Hulle het gewelddadige chemiese interaksies met lug, water, suurstof.
Item 55
Die naam "cesium" kom van die Latynse caesius - "hemelblou": in die spektrum wat deur 'n baie warm stof vrygestel word, is twee helderblou strepe in die infrarooi reeks sigbaar. In sy suiwer vorm weerkaats dit lig goed, lyk soos liggoud en het 'n silwergeel kleur. Sesium is die sagste metaal ter wêreld, met 'n Brinell-hardheidsindeks van 0.15 MN/m2 (0.015 kgf/cm2). Smeltpunt: +28.5°C, dus onder normale toestande, by kamertemperatuur, is sesium in 'n semi-vloeibare toestand.
Dis skaarsduur en uiters reaktiewe metaal. In elektronika, radio-ingenieurswese en hoë-tegnologie chemiese industrie word sesium en legerings wat daarop gegrond is toenemend gebruik en die behoefte daaraan groei voortdurend. Die chemiese aktiwiteit daarvan, die vermoë om verbindings met die hoogste elektriese geleidingsvermoë te vorm, is in aanvraag. Sesium is 'n belangrike komponent in die vervaardiging van spesiale optiese toestelle, lampe met unieke eienskappe en ander hoë-tegnologie produkte. Terselfdertyd is sagtheid nie die mees gesogte kwaliteit daarvan nie.
