Құймалар
Көптеген металдар балқытқанда оңай араласып, біртекті қоспа түзеді, ол салқындағанда құйма түзіледі. Ерте кезден-ақ адамдар таза металға қарағанда олардың құймаларының қасиеттері пайдалы екенін байқаған. Алғаш алынған мыстың құймасы - қола болатын. Оның атымен бүтіндей тарихи кезең - қола ғасыры аталды. Таза мыс тым жұмсақ. Сондықтан одан қаттылықты қажет ететін бұйымдар жасау қиынға соқты. Қола алу үшін мысқа қалайы қосады. Қола мыс пен қалайыға қарағанда қатты болады. Оның қаттылығы болаттың қаттылығына жуық. Одан ертеде пышақ, балта, қару-жарақ т.б. тұрмыстық бұйымдар жасалған.
Металдар таза күйінде өте аз қолданылады. Көбіне олардың орнына таза металдарда кездеспейтін қасиеттері бар металдардың құймалары қолданылады. Құймаларды алу балқыған күйінде металдардың бір-бірінде еруіне негізделген, олар құрамы жағынан қоспаларға да және химиялық қосылыстарға да ұқсайды.
Қоғам дамыған сайын , адамдар құрам бөліктерін өзгерту арқылы әртүрлі құймалар алуға болатынын түсінді. Техниканың әр түрлі саласына қажет материалдарға деген сұраныстың өсуі, таза металдың қолдану аясын тарылтып, қажетті қасиеттері бар құймаларды көп өндіруге әкеледі. Осы күнгі техникада 10000-нан астам құймалар қолданылады. Мұның өзін шегіне жетті деуге болмайды. Қажетті қасиеттері бар құймаларды іздеу күн тәртібінен ешқашан түскен емес.
Құймалар
Құймалар — қажетті қасиеттері бар, екі немесе одан да көп компоненттен түзілген, оның біреуі міндетті түрде металл болатын қосылыстар. Құйманың компонеті қасиеттері металға ұқсас бейметалл болуы да мүмкін, бірақ оның атомдарының радиустарының өлшемі әр-түрлі. (мысалы бор, көміртек, мышьяк, кремний).
Техникада құйманың әр түрлі қасиеттері қолданылады. Мысалы дәнекерлеу үшін балқу температурасы төмен металл қажет болса, ғарыштық зымырандардың сыртын қапауға қиын балқитын металдар керек. Ерекше құймалар электротехникада қолданылады. Кейде құймалардың электр тогын жақсы өткізуі қажет. Ал құйма қыздыру аспаптарында қолданылатын болса, онда оның кедергісі жоғары болуы қажет. Кез-келген металл өзара құйма түзе бермейді. Мысалы, тығыздықтарының әртүрлілігіне байланысты темір мен қорғасын немесе висмут балқытқанда бір-бірімен араласпайды.
Кейбір құймалардың қасиеттері, қолданылуы, құрамы
| Құйманың атауы | Құрамы, % (массасы бойынша) | Тән қасиеттері | Қолданылуы |
|---|---|---|---|
| Қола | Сu (80-90), Sn (10-20) | Жақсы құйылады | Машина жасау, көркемдеп құю |
| Жез | Cu (60-90), Zn (10-40) | Қаттылық | Машина жасау, тұрмыстық техника |
| Константан | Cu (58.5), Ni (40), Mn(1.5) | Электрлік кедергінің төменгі температуралық коэффициенті | Өлшеуіш аспаптардың бөлшектері |
| Мельхиор | Cu (70-80), Ni (20-30) | Әсемдік, жемірілуге тұрақтылық | Ыдыс-аяқ, машинаның бөлшектері, көркемөнер туындылары, дәл өлшегіш аспаптар |
| Нихром | Ni (70-80), Cr (20-30) | Жоғары электрлік кедергі | Қыздыру аспаптары |
| Баббиттер | Fe (67), Sn (15-17), Sb,Cu(2) | Беріктік, тозуға төзімділік | Машина жасау өндірісіндегі подшипниктер |
| Силумин | Al (86-89), Si (11-14) | Жеңілдік, беріктік | Құю, машина жасау өнеркәсібі |
| Нейзильбер | Cu (65), Zn (12-46), Ni (3-35) | Әсемдік, жемірілуге тұрақтылық | Ыдыс-аяқ, тиын |
| Томпак | Cu (>90), Zn (<10) | Жақсы құйылады | Машина жасау өнеркәсібі |
Металдардың қажет болатын қасиеттері
Металдың жиі қажет болатын қасиеттеріне: қаттылығы, беріктігі, жемірілуге тұрақтылығы, қалыпқа жақсы құйылғыштық жатады. Болат пен шойын техникалық темірден берік. Шойын – темірдің көміртекпен құймасы, оның да құйылғыштық қасиеті жоғары. Көптеген құймалар таза металдарға қарағанда берік, жемірілуге тұрақты, қатты болып келеді. Мысалы таза мыстың құйылғыштығы нашар, ал қола қалыпқа өте жақсы құйылады.
Мәскеуде Кремльдегі «Зеңбірек патшасы», «Қоңырау патшасы», Санкт-Петербургтегі I Петрге (Мыс салт атты) қойылған және басқа да көптеген тарихи ескерткіштер соның айқын дәлелі болып табылады. Қазақстан аумағынан да археологиялық қазба жұмыстарының нәтижесінде табылған, ертедегі қазақтар қолданған қола бұйымдар тарихи мұражайларда Алматыда және облыс орталықтарында сақталған.
Құймалардың түрлері
Құймалар металдардың өзара әрекеттесуінің сипаты, компоненттердің құрылысына, қасиеттеріне, процестің жүруіне, атом радиустарына мен кристалдық торларының және тағы басқа жағдайларға байланысты әр түрлі болуы мүмкін.
Механикалық қоспа
Кейбір құймалар салқындаған кезде механикалық қоспа түзеді, онда әрбір компонеттің кристалдары жеке күйінде кездеседі. Оған мысал ретінде Pb-Sb құймасын келтіруге болады. Бір-бірінде шексіз еритін атомның (ионының) радиусында айырмашылығы үлкен, кристалл торы әртүрлі металдар балқымасынан механикалық қоспа түзіледі. Әр металл жеке кристалданады. Третник – осындай құймалар қатарына жатады.
Интерметалидтер
Егер құйма түзетін металл өзара әрекеттесетін болса, онда салқындатқан кезде химиялық қосылыс – интерметалидтер түзіледі. Оған мысал ретінде магний-қорғасын құймасы жатады. Көптеген металдар бір-бірімен бірнеше қосылыс түзеді.
Қатты ерітінді
Сұйық металдар кез-келген мөлшерде араласады және салқандатқанда қатты орынбасу ерітіндісі түзіледі. Мұндай құйманы атомдарының радиусы шамалас және біртипті кристалдық торда орналасатын металл атомдары түзеді. Қатты орынбасу ерітінділері алтынды күміспен, мысты никельмен балқытқанда алынады.
Сонымен қатар, темірдің көміртекпен құймасы – болатты алуға болады. Балқыған металдар иондарының мөлшері және кристалдық торларының пішіндері сәйкес келгенде түзілетін құйма - қатты ерітінді деп аталады.
Дереккөздер
- Жалпы білім беретін мектептің жаратылыстану-математика бағытындағы 10-сыныбына арналған оқулық.