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合金性质汇总.txt
2020-05-25 | 阅:  转:  |  分享 
  
Q1为什么合金的硬度比组成它的各组分金属的硬度要大?



正因为合金内原子的大小不一,排列没有纯金属那样整齐,所以减少了原子之间的相对移动,使得合金的硬度比组成它的各组分金属的硬度要大.



Q2为什么合金比各个的成分的熔点低?



请解释一下:“因为合金内原子的大小不一,排列没有纯金属那样整齐,使得合金内原子(与电子)之间的相互作用力减小,金属键弱了.所以合金的熔点一般比各成分的金属低。”



排列不整齐和原子距离(或者说是原子间的作用力)有什么关系?

当不同原子在一起的时候由于原子半径不一,不能使金属内部结构排列整齐,使得原子(与电子)之间的相互作用力减小.金属键弱了.



可以自己理解为破环结构稳定性。纯金属(非金属)在加热的时候原子和电子会吸收能量表现出化学活性的加强,同时还有物理变化。当在金属中进入了某些金属(非金属)时候,由于原子的性质不一样,引起能量吸收的整体性的不同步,相互作用力减小,让合金的熔点比组成它的各组分金属低.





Q3合金的熔点一定比各个的成分的熔点都低吗?



不一定

合金是人们需要它有怎样的性质,

就制造出有相应性质的合金。

有的合金熔点比组成它的金属都低,有的则更高。



金属与合金的高考内容:

金属的熔沸点高低、硬度、密度大小的比较规律:



在金属晶体中,金属离子半径越小,阳离子电荷数越高,其金属键也就越强,金属的熔沸点也就越高,硬度、密度越大。



高中考试中,一般合金的熔点比各成分金属低。

1、钠钾合金常温是液态,比金属钠、金属钾低。

2、炼得的生铁,属于合金,其熔点比纯铁低。

这是高中会考到的。

实际上合金的种类很多,很难说。

在高中的化学教科书上说的是合金的熔点比组成它的各物质的熔点都要低,但硬度比它们都高。





参考资料:



合金的熔点比各成分高还是低?



要看这个问题出现在哪里

1.中学化学:

合金的熔点比组成它的各物质的熔点都要低,但硬度比它们都高

2.大学化学:

答案是不一定,因为:合金一般有三种类型:

(1)低共熔混合物(2)金属固溶体(3)金属化合物

其中(1)的熔点比组成它的各物质的熔点都要低,但硬度比它们都高;

(2)熔点和硬度比组成它的各物质都高;

(3)又分两种:正常价化合物和电子化合物,其中,正常价化合物的熔点和硬度比组成它的各物质都高;大多数金属化合物是电子化合物。它们以金属键相结合,故不遵守化合价规则。其特征是化合物中价电子数与原子数之比有一定值。每一比值都对应着一定的晶格类型。



合金概述:



将两种或两种以上的金属(或金属跟非金属)熔合而成的具有金属特性的物质叫做合金。合金比它的成分金属具有许多优良的物理、化学或机械加工性能。如硬铝(含2.2—4.9%Cu、0.2—1.8%Mg、0.3—0.9%Mn、少量的硅,其余是铝),有良好的机械性能、强度大又便于加工,而且密度小,可作轻型结构材料。目前世界各国生产的铝约有60%以上用于制造合金。铝的合金主要是在铝中加入铜、镁、锌、锰、硅等元素,有时还加入铬、钛、铍等元素。许多合金的熔点比它的成分金属的熔点要低。如铝硅合金(除铝外还含有4.0—13%的硅,0.2—1.5%的镁,0.5—8%的铜,0.1—0.9%的锰)的熔点比各成分金属的熔点都低。又如锡的熔点为231.9℃,铅的熔点为327.5℃,锡和铅按2∶1组成的合金熔点为180℃,比锡或铅的熔点都低,这种合金就是通常用的焊锡。又比如做保险丝材料的“伍德合金”,是锡、铋、镉、铅按1∶4∶1∶2质量比组成的合金,熔点仅67℃,比水的沸点还低。因此,当电路上电流过大、电线发热到70℃左右,保险丝即可熔化,自动切断电路,保证用电安全。现在使用相当广泛的高压锅易熔片,也是一种低熔点合金。当高压锅压力阀通路被堵,锅内压力增加,温度升高到熔片的熔点时,易熔片熔化通路打开,于是锅内减压、降温、从而保证了使用安全。但是组成上述低熔点合金的成分金属的熔点都在二、三百度以上。

合金的硬度一般比组成合金的成分金属的硬度大。由铝或镁制成的轻合金往往比铝或镁的硬度要大得多。有时制成合金后,其硬度增大的程度是惊人的,例如在铜里加入1%的铍制成的铜合金,其硬度要比纯铜大7倍!



合金是混合物还是化合物?



合金可以分为三种类型:(1)金属固溶体:这是一种金属均匀地分布在另一种金属内形成的复合体,是固态溶液。固溶体只有一种晶格类型。像黄铜(67%Cu,33%Zn)、银与金的合金都是金属固溶体。



(2)金属互化物:金属与金属之间生成的化合物。其组成有的是固定不变的,如铜化锌(ZnCu)、碳化铁(Fe3C)等;有的是可变的,如铜锡合金就有Cu5Sn、Cu31Sn8、Cu3Sn等多种不同组成。金属互化物不能用通常的化合价来解释。



(3)机械混合物:其晶体由两种或两种以上的晶体结构混合而成,每一小晶体中只有一种金属。同前两类合金不同,机械混合物的组成是非均一的。钢、生铁、青铜等属这一类合金。



从以上介绍可以看出,笼统地说合金是混合物或化合物都是不合适的。



合金分类(详细资料):



在熔化状态时金属可以相互溶解或相互混合,形成合金。金属与其些非金属也可以形成合金,例如生铁就是铁和碳的合金。故合金可认为是具将金属特性的多种元素的混合物。

合金比纯金用具有许多更优良的性能因此合金的研究具有极大的实际意义。合金的性质与化学组成和内部结构有密切的关系。合金的给构较纯金属复杂得多,一般有以下三种基本类型:



一、低共熔混合物

低共熔合金是两种金属的非均匀混合物,它的熔点总比任一纯金属的熔点要低。纯铋的熔点(544K),纯的熔点(594K)。铋镉合金的最低熔化温度是413K。这个温度称为最低共熔温度,而组成对应这一温度的合金称为低共熔混合物。

在显微镜下观看低故熔混合物时。可以看出它是由铋与镉的极细微的晶体互相紧密混合而成的。组成与低共熔混合物不同的铋镉合金有铋或镉的颗粒晶体,它们散布在低共熔混合物的整体中。

又如焊锡是锡、铅之低熔合金。纯铅在600K熔化,纯锡在505K熔化,含63%锡之低共熔混合物则在454K熔融。



二、金属固溶体

固溶体具有一种均匀的组织。它是合金组成物态固态下彼此相互溶解而形成的晶体,称为固溶体(固态溶液)。固溶体中被溶组成物(溶质)可以有限地或无限地溶于基体组成物(溶剂)的晶格中。根据溶质原子在晶体中所处的位置,固溶体分为置换固溶体、间充固溶体和缺位固溶体。

在置换固溶体中,溶剂金属保持其原有晶格,溶质金属原子取代了晶格内若干位置。一般说来,当两种金属的结构型式相同,原子半径相差很小,原子的价电子结构和电负性相近时,则这两种金属可以按任意的比例形成置换固溶体,例如Cu和Au、W和Mo等合金即属于这种类型。当两种金属元素上述性质相差较大时,则只能形成部分互溶置换固溶体,或不能形成置换固溶体,通常当两种金属原了的半径差大于15%时,就不能形成完全互溶的置换固溶体;当原子半径差大于25时,则不能形成置换固溶体。

在间隙固溶体中,溶质原子分布在溶剂原子晶格的间隙中。只有当溶质原子半径很小时(如C、B、N、H等)才能形成,例如C溶入γ—Fe中所形成的间隙固溶体称为奥氏体。间隙固溶体一般具有与原金属相似的导电性和金属光泽,但它们的熔点和硬度比纯金属高。这是因为除了原来的金属键以外,加入的非金属元素与金原元素形成了部分共价键,因而增加了原子间的结合力,此外,空间利用率的提高也起了一定的作用。

缺位固溶体都是化合物,只是其中有一成分按照定组成定律来说是过量的,这过剩的原子占据着化合物晶格的正常位置,而另一成分的原子在晶格中占据的位置却有一部分空起来了,也就形成了缺位。例如在氧化亚铁的晶体结构中,氧原子在晶格中占有正常位置,晶格中有些铁原子的位置空起来、形成了空位。由于这种缺位,使氧化亚铁实际组成在Fe0.84O和Fe0.95O之间。



三、金属化合物

当两种金属元素的电负性、电子层结构和原子半径差别较大时,则易形成金属化合物(或称金属互化物)。它又分为两类:“正常价”的化合物和电子化合物。“正常价”的化合物其化学键介于离子键和金属键之间。由于键的这种性质,所以“正常价”化合物的导电性和导热性比各组分金属低,而熔点和硬度却比各组分金属高,如Mg2Pb就是这样。

大多数金属化合物是电子化合物。它们以金属键相结合,故不遵守化合价规则。其特征是化合物中价电子数与原子数之比有一定值。每一比值都对应着一定的晶格类型。

电子化合物由周期表中第一族、过渡金属和第二、三、四等族的金属所形成。

合金的性质主要决定于它的组成和内部结构。其内部结构与成分金属的性质、各成分用量之比和制备合金时的条件有密切关系。

一般说来,除密度以外,合金的性质并不是它的各成分金属性质的总和。多数合金的熔点低于组成它的任何一种成分金属的熔点。合金的硬度一般比各成分金属的硬度都大,例如在铜里加1%的铍所生成的合金的硬度比纯铜大7倍。合金的导电性和导热性比纯金属也低得多。

有些合金与组成它的金属在化学性质上也表现出很大的不同,例如铁容易与酸反应,如果在普通钢里加入25%左右的铬和少量的镍,就不容易跟酸反应了,这种钢称为耐酸钢。



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