Металлы

Мета́ллы (от лат. metallum — шахта, рудник) — группа элементов в виде простых веществ, обладающих характерными металлическими свойствами, такими, как высокие тепло- и электропроводность, положительный температурный коэффициент сопротивления, высокая пластичность, ковкость и металлический блеск.

Источник: Википедия

Упоминания в литературе

Однако существуют и металлографические способы для определения фосфора в железе (травление шлифов реактивами Стэда, Оберхофера). Использование метода специального травления в применении к коллекции ананьинского железа показало, что фосфор в металле практически отсутствует. В пользу этого наблюдения говорит и повышенная мягкость структурных составляющих железа (микротвердость феррита колеблется в пределах 105–143 кг/мм2), тогда как в металле с высоким содержанием фосфора микротвердость обычно достигает 254–350 кг/мм2. Низкое содержание фосфора способствовало науглероживанию железа уже в ходе сыродутного процесса (как известно, фосфор препятствует распространению углерода в феррите). Именно поэтому среди предметов из ананьинских памятников мы почти не фиксируем чисто железных предметов – в большинстве случаев это неравномерно науглероженная сырцовая сталь.

В. И. Завьялов, История кузнечного ремесла финно-угорских народов Поволжья и Предуралья: К проблеме этнокультурных взаимодействий, 2009

Если атомы двух металлов мало отличаются по размерам (не более 13 %) и имеют одинаковые кристаллические решетки, то между ними образуются непрерывные твердые растворы. Это означает, что при любой концентрации компонентов структура сплава – твердый раствор. Пример такого взаимодействия – сплавы золота и серебра. Между этими двумя металлами существует неограниченная растворимость в твердом состоянии. Если атомы двух металлов значительно отличаются по размерам и металлы имеют разные кристаллические решетки, то они растворимы друг в друге ограниченно. Это значит, что твердый раствор существует только до определенной концентрации второго компонента. При увеличении концентрации выше растворимости образуется химическое соединение.

В. Б. Лившиц, Материалы для ювелирных изделий, 2012

Но когда взрываются большие звезды, в космосе появляется нечто новое. Распавшиеся небесные тела усеивают космическое пространство всеми элементами, из которых они состояли. Углерод, кислород, азот, фосфор и сера – основные ингредиенты живой материи – появляются в изобилии. Магний, кремний, железо, алюминий и кальций, входящие в состав горных пород, из которых преимущественно и состоят планеты типа Земли, тоже имеются в достаточном количестве. Но в невообразимом поле энергии, порождаемом взрывающимися звездами, все эти элементы в процессе ядерного синтеза создают самые невероятные комбинации – в результате формируется вся Периодическая таблица, т. е. первичные 26 элементов образуют множество других. Именно тогда рождаются такие редкие элементы, как драгоценные металлы – серебро и золото, утилитарные вещества медь и цинк, ядовитые мышьяк и ртуть, радиоактивные уран и плутоний. Более того, эти элементы в космическом пространстве соединяются и взаимодействуют друг с другом во все новых и новых химических реакциях.

Роберт Хейзен, История Земли. От звездной пыли – к живой планете. Первые 4 500 000 000 лет, 2012

На основании этих наблюдений и изменений Кавендиш сделал разумный (но, как показало дальнейшее развитие химии, ошибочный) вывод о том, что негорючий воздух является составной частью цинка, железа или олова, той составной частью, которая высвобождается под воздействием кислот. Возможно, он подозревал, что «воздух», выделяющийся из металлов, представляет собой чистый флогистон, огнетворный элемент, который, как предполагалось в то время многими химиками, существует во всех горючих веществах.

Аркадий Курамшин, Жизнь замечательных устройств, 2018

Этот объективно существующий фактор сыграл для «решения природой задачи» – перехода неживого вещества в живое – решающую роль. Следует напомнить, что в клетках организмов содержится около 70–75 % и более воды. Ион металла, находясь в водном растворе, не безразличен к своему окружению. Он вступает во взаимодействия с молекулами воды и образует соединения, в которых на один ион приходится от 4 до 8 и более молекул воды. Химия утверждает, что молекулы многих соединений, например, аммиака, а также воды образуют с ионами металлов разнообразные соединения. Оказывается, что комплексообразование представляет собой одно из самых распространенных явлений в природе. Характерно, что некоторые ионы – Al3+, Zn2+, Mg2+, Na+, OH- и др. приводят к упорядочению структуры воды вблизи иона, а K+, I-, NO3-, Cl- – к ее разрыхлению. Растворение органических веществ может влиять на структуру воды в еще большей степени. Например, углеводороды настолько способствуют упорядочению структуры воды, что она при нормальной «комнатной» температуре в местах контакта с большой органической молекулой превращается в маленькие «айсберги», которые получили свое название по имени их открывателя – «айсберги Франка – Эванса» (Лебедев и др., 1974, с. 102–103). Следует отметить, что из-за структурных сдвигов в воде, обусловленных неорганическими и органическими веществами, меняются ее физико-химические свойства – растворимость, вязкость и т. д.

Ю. А. Ижко, Современное состояние биосферы и экологическая политика, 2007

Сварка этих видов сталей затруднена по ряду причин. В процессе сварки происходит частичное выгорание легирующих примесей и углерода. Вследствие малой теплопроводности возможен перегрев свариваемого металла. Эти стали отличает повышенная склонность к образованию закалочных структур, а больший, чем у низкоуглеродистых сталей, коэффициент линейного расширения может вызвать значительные деформации и напряжения, связанные с тепловым влиянием дуги. Причем, чем больше в стали углерода и легирующих примесей, тем сильнее проявляются эти свойства. Для устранения влияния перечисленных причин на качество сварного соединения рекомендуется:

И. В. Мельников, Cварка легированных сталей, 2012

Рассмотрены особенности электрохимической коррозии алюминия и его сплавов в различных условиях и средах. При оценке коррозионной стойкости алюминиевых сплавов следует оперировать совокупностью основных электрохимических характеристик – ток растворения, потенциалы пробоя и коррозии. Показана возможность защиты алюминия в кислых средах при использовании катионов металлов, способных контактно осаждаться на его поверхности с высоким перенапряжением выделения водорода.

Коллектив авторов, 100-летию академика П.А. Кирпичникова. Научная сессия (5-8 февраля 2013 г.), 2013

Углекислый газ, подаваемый в зону дуги, не является нейтральным, так как под действием высокой температуры он диссоциируется на оксид углерода и свободный кислород. При этом происходит частичное окисление расплавленного металла сварочной ванны и, как следствие, металл шва получается пористым с низкими механическими свойствами. Для уменьшения окислительного действия свободного кислорода применяют электродную проволоку с повышенным содержанием раскисляющих примесей (марганца, кремния). Шов получается беспористый, с хорошими механическими свойствами.

И. В. Мельников, Теxнология дуговой сварки в защитных газах, 2012

Цитата: «А вообще, очистка полония и выделение его из смеси с другими металлами для современной техники не представляет особо трудной задачи. Существуют разные способы выделения полония, в частности электрохимический, когда металлический полоний выделяют на платиновом или золотом катоде, а затем отделяют возгонкой. У. Корлисс, Д. Харви, в книге «Источники энергии на радиоактивных изотопах», в качестве одного из достоинств полония-210 упоминают доступность этого изотопа. В этой оке книге говорится, что висмут и получаемый из него полоний легко разделяются методами ионного обмена».

Д. Г. Гаев, Александр Литвиненко и Полоний-210. Чисто английское убийство или полураспад лжи, 2016

Полоний – один из самых опасных радиоэлементов. Эксперименты с ним требуют соблюдения строжайших мер безопасности. Исследователь должен быть надежно защищен от попадания даже малейших следов этого элемента в дыхательные пути, в пищеварительный тракт. Недопустим также контакт полония или его химических соединений с кожей. Несмотря на все эти трудности, были изучены как физические, так и химические свойства полония и его соединений. Полоний – мягкий серебристо-серый металл, похожий на свинец, с температурой плавления 254 °С. Это тяжелый металл, его плотность близка к 9,5 г/см3 – почти как у серебра. Плотность полония подсчитана не непосредственным измерением, а путем рентгенографического определения параметров кристаллической решетки. Это – следствие высокой радиоактивности, которая не позволяет получать значительные количества компактного металла. Известно, что препараты радия (t1/2 = 1600 лет) у Марии Кюри светились в темноте. Что уж говорить о полонии-210! Он не только светится, но и очень сильно нагревается за счет поглощения собственных α-частиц, несущих огромную энергию. Ведь при равных массах полоний в тысячи раз активнее радия. Кусочек полония размером с наперсток выделяет около 2 кВт тепловой энергии.

И. А. Леенсон, Занимательная химия для детей и взрослых, 2013

Химические элементы используются человечеством в зависимости от хозяйственной ценности по отношению к материальным потребностям; доступностью извлечения и способности элементов концентрироваться в земной коре. Например, алюминий и титан практически не использовались до начала XX в., так как технология извлечения их из минерального сырья была сложной и дорогой для того уровня развития техники. Тогда как руды других металлов образуют месторождения с большими запасами и широко использовались еще в древности.

Е. Е. Григорьева, Экология городской среды, 2015

Азот является вредной примесью стали, так как, повышая прочность и твердость, он вместе с этим значительно снижает пластичность и вязкость металла. Устраняют влияние азота на качество сварного шва хорошей защитой зоны дуги от атмосферного воздуха. Кроме того, применяют сварочные материалы, содержащие алюминий, титан и другие элементы, которые образуют нитриды, выходящие в шлак или менее снижающие качество шва.

И. В. Мельников, Металлургические процессы при сварке, 2012

Образование сварочных аэрозолей (СА). При дуговой сварке, вследствие влияния на основной металл и материал электрода тепла дуги, возникает их плавление и частичное выпаривание. Пары материалов электрода и сварочной ванны, которые образуются при высокой температуре, выделяются в воздух окружающей среды. Воздух имеет более низкую температуру, поэтому пары, конденсируются в мелкодисперсные частицы, которые за счет аэродинамических сил продолжительное время могут находиться во взвешенном состоянии, образуя СА. Химический состав и интенсивность выделения СА зависят от характера переноса электродного металла в сварочную ванну.

В. Г. Лупачев, Безопасность труда при производстве сварочных работ, 2008

Электрический метод является одновременно диспергационным и конденсационным. Его используют для приготовления коллоидных растворов благородных металлов, для чего к двум электродам из благородного металла, погруженным в жидкость, подводят электрическое напряжение. Электроды вначале замыкают под жидкостью, затем отводят один от другого. В результате имеет место образование электрической дуги, как следствие, повышается температура, происходит испарение металла. Затем в результате перепада температур происходит образование кристаллов металла коллоидной степени дисперсности.

Е. С. Оробейко, Коллоидная химия. Шпаргалка, 2009

Для чеканных работ используют как цветные, так и черные металлы. Одним из основных свойств металла для данных работ является его пластичность – способность изменяться под действием внешних сил без разрушения и давать остаточную деформацию.

И. В. Мельников, Художественная обработка металла. Чеканка, 2013

Как и все благородные металлы, серебро в обычных условиях не подвержено воздействию воздуха, воды, а так же каких-либо других факторов, которые обычно приводят к быстрой коррозии и окислению «обычных» металлов. Кроме того, серебро достаточно редко встречается в земной коре и обладает еще рядом замечательных свойств, что относит его к разряду драгоценных металлов.

Юрий Константинов, Лечение серебром. Драгоценное лекарство от ста недугов, 2018

Химический состав межзвездного газа довольно хорошо исследован. Он сходен с химическим составом наружных слоев звезд главной последовательности. Преобладают атомы водорода и гелия, атомов металлов сравнительно немного. В довольно заметных количествах присутствуют простейшие молекулярные соединения (например, СО, CN). Возможно, что значительная часть межзвездного газа находится в форме молекулярного водорода. Развитие внеатмосферной астрономии открыло возможность наблюдения линий молекулярного водорода в далекой ультрафиолетовой части спектра.

И. С. Шкловский, Вселенная, жизнь, разум, 2006

При склеивании металлов синтетическими клеями образуется так называемая ионно-дипольная связь. Возникает она между ионами металлов и полярными молекулами полимеров, например, содержащих группы CN в феноло-акрилонитрильных клеях или сложно-эфирные группировки в поливинилацетатном и полиметилмета-крилатном клеях. Эта связь образуется как при взаимодействии клея с поверхностными окисными пленками, так и на границе с чистыми неокисленными поверхностями металлов. Силы ионно-дипольного взаимодействия убывают с увеличением расстояния между частицами слабее, чем водородные связи, и поэтому обеспечивают высокую адгезию.

З. И. Сафина, Технология склеивания изделий из композиционных материалов, 2014

В зависимости от причин возникновения их можно разделить на две группы. К первой группе относятся дефекты, связанные с металлургическими и тепловыми явлениями, происходящими в процессе образования, формирования и кристаллизации сварочной ванны и остывания сварного соединения: горячие и холодные трещины в металле шва и околошовной зоне, поры, шлаковые включения, неблагоприятные изменения свойств металла шва и зоны термического влияния.

И. В. Мельников, Контроль качества сварки, 2012

Металл применяют как припой при пайке металлов, так как он хорошо смачивает рабочие поверхности. Золото незаменимо и в оборонной отрасли: из него делают мишени для ядерных исследований, используют в качестве покрытия зеркал, предназначенных для работы в дальнем диапазоне инфракрасных лучей, применяют для оболочки нейтронной бомбы. Гальваническое золочение металлов позволяет исключить процессы коррозии, а тонкие пластины из мягких сплавов золота важны в области исследований сверхвысокого вакуума.

Юрий Константинов, Лечение золотом болезней сердца, радикулита, бронхита, хронической усталости…, 2017

Электрохимическая коррозия происходит чаще всего от воздействия растворов электролитов. В воде это: соли, кислоты, щелочи. Вода в природе, технике, быту, вне зависимости от того, речная она, водопроводная, грунтовая, атмосферные осадки и т.д. – всегда является раствором электролита и вызывает электрохимическую коррозию. Поэтому различные металлические конструкции и изделия из металлов и их сплавов подвергаются главным образом электрохимической коррозии.

И. В. Мельников, Художественная обработка металла. Коррозия и термическая обработка, 2013

В основном металлы и сплавы жестяницких изделий изменяют свойства под действием химически активных сред и обычных атмосферных условий – происходит их коррозия – процесс разрушения материала вследствие взаимодействия их с активной средой.

И. В. Мельников, Жестяницкие работы. Выбор материалов, 2013

Алюминий в чистом виде редко применяется в кузовах автомобилей, в некоторых случаях используются легкие сплавы. Легкие сплавы плавятся при температуре не более 700°С (алюминий при 658°С), однако в нормальном состоянии они покрыты пленкой окиси алюминия, которая плавится при температуре 2000°С. Окись алюминия в виде пленки покрывает присадочный металл и поверхность свариваемых листов, препятствуя тем самым созданию однородного расплава металла. Использование для сварки восстановительных газов не дает эффекта, необходимо применять специальный флюс.

И. В. Мельников, Сварка, пайка и виды соединений, 2012

При анализе катионов металлов в медицинской и биологической практике широко используют атомно-абсорбционной спектроскопию, плазменную фотометрию, ионоэксклюзионную распределительную хроматографию, ионометрию. Эти методы обладают высокой чувствительностью и точностью, не требуют сложной подготовки проб к анализу, позволяют определять ионы металлов при наличии смеси элементов. Эти современные методы используются во всем мире для анализа незначительных примесей металлов в различных объектах.

М. А. Краснова, Полный справочник санитарного врача, 2013

Опираясь на расчеты и особенности озер Дон-Жуан, Магади и Натрон, можно предположить, что архейский СаCl2-океан был кислым (рН = 5,5) и позднее стал щелочным. Это очевидно не так. Моделирование континентального стока, исходя из доступного для выветривания ряда горных пород и бескислородного состава атмосферы, показывает, что в океане катионы Fe2+, которые к тому же поступали из гидротермальных источников, должны были преобладать над Са2+, тем более над Mg2+ и Na+. Кроме того, с суши в больших объемах выносился бикарбонат (НСО3–). Бикарбонат быстро нейтрализовал ионы Са2+, Mg2+ и Na+, что и способствовало образованию обильных карбонатов этих металлов. Так, благодаря закисному железу, которое оставалось в растворе, и карбонатно-бикарбонатному буферу океаническая среда поддерживалась ближе к нейтральной (рН = 5,7–6,9). Это не исключало появления отдельных кислых водоемов вблизи вулканически активных островов.

Андрей Журавлев, Сотворение Земли. Как живые организмы создали наш мир, 2018

Спрашивается, зачем же котлу коррозионная стойкость, ведь в качестве теплоносителя в нем циркулирует вода или химически инертный антифриз? Ну вода-то тоже не совсем безопасна для металла, особенно когда в ней растворен кислород, а это – обычное явление в так называемых открытых системах отопления. Но куда большая угроза исходит от дымовых газов, которые даже в идеальном случае состоят из двух компонентов угольной кислоты – Н2О и СО2. Для котла совсем не страшно, если оба компонента находятся в газовой фазе, но стоит воде перейти в жидкую фазу, как в ней растворяется углекислый газ – и кислота готова.

С. В. Зотов, Твердотопливный котел в вашем доме, 2010

В качестве загрязняющих веществ, опасных для здоровья населения, рассматриваются диоксид азота, оксид углерода, частицы РМ10 (с диаметром менее 10 мкм) и РМ2,5 (с диаметром менее 2,5 мкм), а также черный дым, бензол, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) и металлы, в том числе свинец. Выхлопные газы являются источником выбросов около 30 % мелкодисперсных твердых частиц, а другие выбросы от автотранспорта (например, дорожная пыль и износ тормозных колодок) являются наиболее важным источником пыли – твердых частиц большего диаметра (РМ10)[1]. От размера частиц непосредственно зависит степень вреда, наносимого здоровью человека. Чем меньше размер частицы, тем проще и глубже она попадает в дыхательные пути и тем хуже влияет на здоровье.

Т. А. Малинина, Перспективы экологизации налоговой системы Российской Федерации, 2015

Химические процессы изменяют строение элементарных частиц, из которых состоит данное вещество, в результате чего получаются новые вещества с новыми химическими и физическими свойствами. К основным химическим сварочно-металлургическим процессам относятся химические реакции взаимодействия свариваемого металла с газами, покрытиями и флюсами.

И. В. Мельников, Общие сведения о сварке, сварных соединениях и швах, 2012

Поделочным материалом в производстве ножей служили железо, сырцовая и высокоуглеродистая сталь. И железо, и сырцовая сталь характеризуются сильной загрязненностью шлаковыми включениями (рис. 2, В). Однако кузнецы не стремились улучшать качество металла основы клинка с помощью длительной проковки, а сосредотачивали свое внимание на изготовлении качественного лезвия, на которое шла, как правило, высокоуглеродистая сталь (рис. 3, В—Г). Отличительной чертой сырцовой стали, т. е. стали, полученной в ходе металлургического процесса, было крайне неравномерное содержание и распределение углерода. В отличие от сырцовой сталь с высоким содержанием углерода получали с помощью специального приема, заключающегося в дополнительном науглероживании заготовок в герметически закрытых сосудах с углеродосодержащим материалом (древесный уголь, кость и т. п.). Такая сталь очень ценилась, ею дорожили и использовали только на ответственные (рабочие) части орудий.

Н. Н. Терехова, Русское кузнечное ремесло в золотоордынский период и эпоху Московского государства, -1

Данная система эволюционировала так, чтобы была возможна регуляция транспорта этих ионов, однако она не всегда работает безошибочно. Ионные каналы, точно регулирующие поступление неорганических или органических ионов в клетку, случайно могут пропускать и вредные токсичные ионы. Переносчики таких микроэлементов, как медь и цинк, не могут отличить эти необходимые для жизнедеятельности металлы от потенциально опасных, таких как кадмий, серебро или ртуть.

Алан Колок, Современные яды: Дозы, действие, последствия, 2016

Теперь я расскажу о том, как в современных условиях из сырья выделяют собственно биологически активные вещества. Подобно рудам металлов, мумие в естественном состоянии представляет собой сырье, из которого впоследствии получают концентрат. В первоначальный состав входит биологически активное вещество – собственно мумие. Его во много раз меньше, чем балласта. При технической обработке сырья с использованием водной вытяжки, фильтрования, центрифугирования и выпаривания балласт либо оседает, либо всплывает, затем удаляется.

Алевтина Корзунова, Природа, которая лечит: мумие, прополис и мед, 2013

Эта закономерность проявляется на всех уровнях Бытия, ее действие можно проследить повсеместно. Свойство атомов вступать в определенные связи неизбежно, закономерно реализуется образованием систем атомов – молекул, которые имеют уже иные свойства и образуют в свою очередь новые связи. Так молекулы воды соединяясь с оксидом серы, образует серную кислоту, та же в свою очередь, вступая в связь с металлами, образует соли, т. е. образует новые сущности, имеющие уже иные, чем у исходных компонентов свойства, а, следовательно, получившие способность в свою очередь образовывать уже совсем другие сущности.

Георгий Долин, Бытие. Краткий путеводитель, 2012

Среди элементов, которые входят в состав нашего тела, кальций занимает пятое место после четырех главных элементов: углерода, кислорода, водорода и азота. Название кальцию дано от латинского слова «calke», что в переводе означает «известь» или «мягкий камень». В чистом виде кальций – металл белого цвета, ковкий и довольно твердый. В наружной оболочке атома кальция находятся два валентных электрона, которые очень непрочно связаны с ядром, поэтому в чистом виде кальций в природе не найти. Чаще он встречается в виде карбоната, сульфата, фосфата кальция. Мрамор, известняк, мел – это карбонат кальция. Сталактиты и сталагмиты – тоже разновидность карбоната кальция. Нет в мире речки, моря или ручейка, где бы не были растворены соли кальция. Из известняка и других элементов сооружены египетские пирамиды, Великая китайская стена и белокаменная Москва.

И. А. Калюжнова, Остеопороз, -1