ความก้าวหน้าด้านวัสดุโลหะ

- Mar 16, 2018-

โลหะวิทยาหมายถึงกระบวนการและกระบวนการแยกสารประกอบโลหะหรือโลหะจากแร่และใช้วิธีการต่างๆในการทำวัสดุโลหะที่มีคุณสมบัติบางอย่าง เทคโนโลยีโลหการรวมถึงโลหะการบำบัดน้ำและ electrometallurgy

Pyrometallurgy หมายถึงแร่ธาตุบางชนิดหรือทั้งหมดในแร่หรือเข้มข้นที่อุณหภูมิสูงหลังจากผ่านการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและทางเคมีหลายรูปแบบเพื่อสร้างสารประกอบหรือสารละลายอื่นในรูปแบบอื่นการเติมคุณค่าในผลิตภัณฑ์ของเหลวที่เป็นของแข็งหรือของแข็งจะช่วยในการสกัด โลหะจากสิ่งสกปรกและสิ่งสกปรกอื่น ๆ Hydrometallurgy ทำขึ้นเพื่อสกัดโลหะเป็นไอออนบางชนิดลงในรูปแบบของสารละลาย (ไอออนบวกหรือแอนไอออนที่ซับซ้อน) เพื่อขจัดสิ่งสกปรกเหล่านี้ออกจากสารละลายหลังจากผ่านวิธีการเช่นการเปลี่ยนการลดผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าที่สกัดจากกระบวนการโลหะเหลวเหลว Electrometallurgical ส่วนใหญ่รวมถึงไฟฟ้าเคมีไฟฟ้าสองด้านของโลหะโลหการและโลหะวิทยาไฟฟ้าหมายถึงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานความร้อนสำหรับวิธีการถลุงโลหะเคมีไฟฟ้ารวมทั้ง electrolysis และผลิตภัณฑ์ไฟฟ้า electrolysis สารละลายโลหะในการที่มีตกตะกอนโลหะเกลือในการแก้ปัญหาหรือละลาย สามารถรวมอยู่ในประเภทโลหะเปียก; เป็นที่รู้จักกันในชื่อ electrolysis เกลือหลอมเหลวไม่เพียง แต่ใช้เคมีไฟฟ้า แต่ยังใช้พลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานความร้อนเพื่อให้ความร้อนเกลือโลหะเข้าสู่การละลายก็ยังสามารถรวมอยู่ในประเภท pyrometallurgy

วัสดุที่มีการขยายกว้างตามองค์ประกอบทางเคมีของวัสดุที่สามารถแบ่งออกเป็นวัสดุโลหะ, อนินทรีวัสดุที่ไม่ใช่โลหะวัสดุพอลิเมอและวัสดุคอมโพสิต; ตามการใช้วัสดุสามารถแบ่งออกเป็นวัสดุโครงสร้างและวัสดุการทำงาน วัสดุโลหะที่เสนอในหลักสูตรนี้หมายถึงการใช้โลหะเพื่อแก้ปัญหาวัสดุ เมื่อพูดถึงโลหะขอบเขตจะ จำกัด เฉพาะวัสดุโลหะ

คุณสมบัติของวัสดุโลหะโดยทั่วไปแบ่งออกเป็นสองประเภทคือสมรรถนะของกระบวนการและสมรรถนะการใช้งาน ประสิทธิภาพกระบวนการที่เรียกว่าหมายถึงประสิทธิภาพของวัสดุโลหะในกระบวนการแปรรูปและการผลิต สมรรถนะของกระบวนการของวัสดุโลหะจะเป็นตัวกำหนดความสามารถในการปรับตัวของมันในกระบวนการผลิต เนื่องจากสภาวะการแปรรูปที่แตกต่างกันประสิทธิภาพการทำงานของกระบวนการที่ต้องใช้แตกต่างกันเช่นประสิทธิภาพในการหล่อหลอมความสามารถในการเชื่อม, ความอ่อนล้าได้ประสิทธิภาพการทำความร้อนความสามารถในการแปรรูปและอื่น ๆ สมรรถนะหมายถึงสมรรถนะของชิ้นส่วนเครื่องจักรกลภายใต้สภาวะการใช้งานรวมถึงสมบัติทางกลสมบัติทางกายภาพและสมบัติทางเคมี ประสิทธิภาพของวัสดุโลหะกำหนดช่วงการใช้งานและอายุการใช้งาน สมบัติเชิงกลของวัสดุโลหะเป็นสมบัติของวัสดุซึ่งเป็นพื้นฐานหลักในการออกแบบและเลือกชิ้นส่วน คุณสมบัติการโหลดที่แตกต่างกัน (เช่นการยืด, การบีบอัด, แรงบิด, แรงกระแทก, การบรรจุแบบเป็นวงกลมเป็นต้น) สมบัติทางกลที่จำเป็นสำหรับวัสดุโลหะก็จะแตกต่างกัน สมบัติเชิงกลทั่วไป ได้แก่ ความแข็งแรงความยืดหยุ่นความแข็งความเหนียวทนต่อแรงกระแทกและความเมื่อยล้า

ระหว่างอะตอมในการผสมผสานวัสดุและการจัดการในระดับใหญ่จะกำหนดคุณสมบัติของวัสดุมหภาคการเชื่อมต่อระหว่างอะตอมคือพันธะไอออนิกและพันธะโควาเลนต์พันธะโลหะพันธะโมเลกุลและพันธะไฮโดรเจน ในการก่อตัวของข้อบกพร่องของผลึกโลหะในโครงสร้างผลึกยังเป็นผลมาจากการเติบโตของผลึกการประมวลผลการเชื่อมโยงแต่ละครั้งเช่นการจัดเรียงอะตอมภายในของคริสตัลที่เบี่ยงเบนจากที่ตั้งที่เหมาะหรือการจัดเรียงของพื้นที่วุ่นวาย

ด้วยการพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการปฏิบัติงานจำนวนมากไม่สามารถตอบสนองความต้องการของวัสดุองค์ประกอบเดียวดังนั้นวัสดุส่วนใหญ่จะประกอบด้วยความหลากหลายขององค์ประกอบองค์ประกอบที่แตกต่างกันผสมผสานเข้ากับวัสดุใหม่เนื่องจากปฏิสัมพันธ์ทางกายภาพและทางเคมีระหว่างองค์ประกอบ, การก่อตัวของโครงสร้างผลึกและสามารถเป็นองค์ประกอบระยะเฟสหมายถึงวัสดุที่มีโครงสร้างเดียวกันองค์ประกอบและประสิทธิภาพการทำงานอยู่ในส่วนที่แยกต่างหากของอินเตอร์เฟซพร้อมกับวัสดุทั้งหมดจำนวนเฟสขนาด ฯลฯ ด้วย องค์ประกอบทางเคมี, เทคโนโลยีการเตรียมการและการเปลี่ยนแปลงอื่น ๆ ปัจจัยที่มีอิทธิพลของโครงสร้างเฟสคือองค์ประกอบอิเล็คโตเรียล, ปัจจัยขนาดอะตอม, ความเข้มข้นของอิเล็กตรอน

ในกระบวนการของการแข็งตัวและตกผลึกของวัสดุการเปลี่ยนแปลงของของเหลวของวัสดุไปเป็นของแข็งคือขั้นตอนการเปลี่ยนขั้นพื้นฐานโดยที่ทฤษฎีการแข็งตัวของโลหะบริสุทธิ์เป็นพื้นฐานของทฤษฎีการทำให้แข็งตัว X-ray โลหะเหลวกล่าวว่าโลหะเหลวระหว่างอะตอมใกล้เคียงมีโครงสร้างผลึกใกล้เคียงกับกฎการจัดเรียง แต่ข้อตกลงนี้กับผลึกความสม่ำเสมอของการไม่สามารถขยายไปยังระยะทางไกลได้ ดังนั้นในช่วงของเหลวช่วงเล็ก ๆ กลุ่มเล็ก ๆ ที่มีการสัมผัสใกล้ชิดและการจัดเรียงอะตอมตามปกติซึ่งเรียกว่าคำสั่งสั้น ๆ หรือระยะสั้น การศึกษายังแสดงให้เห็นว่ากลุ่มที่สั่งซื้อในระยะสั้นของโลหะเหลวไม่ได้รับการแก้ไขและไม่เปลี่ยนรูป แต่มีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา ความร้อนของอะตอมที่อุณหภูมิสูงจะรุนแรงและกลุ่มที่ได้รับคำสั่งในช่วงสั้นสามารถรักษาได้ในระยะเวลาสั้น ๆ ในขณะที่กลุ่มอะตอมที่สั่งซื้อช่วงสั้น ๆ จะปรากฏขึ้นพร้อม ๆ กัน นี่คือความสมดุลระหว่างความวุ่นวายอะตอม ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าโครงสร้างหรือความผันผวนของโลหะเหลว กลุ่มที่กระเพื่อมช่วงสั้น ๆ กลุ่มที่มีระเบียบเหล่านี้เป็นเงื่อนไขสำหรับการสร้างนิวเคลียสซึ่งพัฒนาโดยกลุ่มที่ได้รับคำสั่งในช่วงสั้น ๆ ในโลหะเหลวที่เย็นเมื่อนิวเคลียสก่อตัวขึ้นคริสตัลจะโตขึ้น วิธีการหลักของคริสตัลนิวเคลียสและคริสตัลเติบโตขึ้นมาพร้อมกับโครงสร้างของเหลวและของแข็งแบบสองเฟสและการกระจายอุณหภูมิในของเหลว - ของแข็งเฟสสองเฟสด้านหน้า, การแข็งตัวของโลหะหลังจากเสร็จสิ้นการองค์กรขึ้นอยู่กับกระบวนการสร้างนิวเคลียสและการเจริญเติบโตสองผลึก นิวเคลียสของจำนวนเงินที่ตัดสินใจเท่าใดให้เมล็ดหรือน้ำหนักเมล็ดคริสตัลเติบโตขึ้นส่วนใหญ่มีผลต่อรูปแบบองค์กร วิทยาศาสตร์วัสดุแบบดั้งเดิมมีกฎหมายทั่วไปต่อไปนี้: กฎหมายของโครงสร้าง crystallographic ข้อบกพร่องของวัสดุและความแข็งแรงการแตกหักวัสดุหลักการการเปลี่ยนเฟสการเสียรูปและการแตกหักของกฎความแข็งแรงของวัสดุของหลักการ (การเสริมสร้างความเข้มแข็งของการเสริมสร้างเม็ดสีดีเฟสที่สอง การเสริมแรงการเปลี่ยนเฟสการทำให้เกิดความเค็มในเฟสแก้วความหยาบของเมล็ดข้าวโดยการศึกษาและเข้าใจกฎเหล่านี้จะมีการควบคุมคุณสมบัติของวัสดุ

ในกระบวนการของโลหะมีการเชื่อมโยงหลายหลักการและกระบวนการของแต่ละลิงก์และอภิปรายเกี่ยวกับอิทธิพลของการเตรียมวัสดุ

การอบแห้ง: แม้จะมีความชื้นจากวัตถุดิบอุณหภูมิในการอบแห้งจะอยู่ที่ 400-600 ℃โดยทั่วไป การย่างเป็นกระบวนการโลหะที่แร่หรือเข้มข้นถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดหลอมละลายและเกิดขึ้นในขั้นตอนการออกซิเดชันการลดหรือการเปลี่ยนแปลงทางเคมีอื่น ๆ วัตถุประสงค์คือเพื่อเปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมีของวัตถุที่สกัดจากวัตถุดิบเพื่อให้เป็นไปตามความต้องการของการหลอม ตามบรรยากาศที่แตกต่างกันของกระบวนการคั่วมันสามารถแบ่งออกเป็นออกซิไดซ์คั่วลดย่างคั่วคลอรีนคั่วและอื่น ๆ การกลั่นเป็นกระบวนการย่อยสลายแร่ธาตุของคาร์บอเนตหรือไฮดรอกไซด์ในอากาศการขจัดคาร์บอนไดออกไซด์หรือน้ำและกลายเป็นออกไซด์ การเผาและเม็ดเป็นวิธีหลักในการทำแร่ผงโดยการผสมผสานผงต่างๆและความร้อนที่คั่วบดเป็นก้อนที่มีรูพรุนหรือวัสดุทรงกลม ในกระบวนการข้างต้นการเปลี่ยนแปลงทางเคมีเช่นการเกิดออกซิเดชันและการลดลงเกิดขึ้นและพันธบัตรระหว่างอะตอมมีการเปลี่ยนแปลงส่งผลต่อคุณสมบัติและคุณสมบัติของวัสดุ

การละลายคือการชี้ไปที่จะจัดการแร่ที่ดีหรือวัสดุอื่น ๆ ผ่านปฏิกิริยา REDOX ที่อุณหภูมิสูงโลหะและสิ่งสกปรกในการแยกแร่ออกเป็นสองชั้นของเหลวเป็นกระบวนการของโลหะเหลวและตะกรันเรียกว่าการหลอม สภาพการหลอมสามารถแบ่งออกเป็นการถลุงลดการถลุงด้านหลอมเหลวออกซิเดชั่นและอื่น ๆ การกลั่นคือการประมวลผลการถลุงโลหะหยาบที่มีสารปนเปื้อนเพียงเล็กน้อยเพื่อเพิ่มความบริสุทธิ์ ถลุงเป็นสาระสำคัญของการเกิดออกซิเดชันที่ทำจากการถลุงด้านเคลือบด้านบนโดยทั่วไปในตัวแปลงด้วยความช่วยเหลือของอากาศที่อุดมด้วยออกซิเจนในการเป่าออกซิเจนในอากาศหรือเหล็กออกไซด์ซัลเฟอร์และสิ่งสกปรกอื่น ๆ องค์ประกอบหรือตะกรันหรือระเหยด้วย ส่วนสำคัญของการแยกโลหะและโลหะ การกลั่นหมายถึงวิธีการแยกชิ้นส่วนของวัสดุถลุงโดยใช้ลักษณะของสารระเหยต่างๆของสารต่างๆในอุณหภูมิที่กำหนดภายใต้สภาวะความร้อนโดยอ้อม การชะล้างที่เรียกว่าเป็นวัสดุที่เป็นของแข็งเพื่อของเหลวในตัวทำละลายให้โลหะมีค่าหนึ่งหรือหลายชนิดในวัสดุแข็งละลายในสารละลายตะกรันและ gangue และโลหะหลักบางส่วนเข้าทำโลหะสกัดและ gangue และการแยกสิ่งสกปรกออก .

ใส่อิเล็กโทรดสองขั้วแคโทดและขั้วบวกเข้าไปในกระแสไฟฟ้าตรงปฏิกิริยา REDOX ในอิเล็กโทรไลต์ในน้ำกระบวนการนี้เรียกว่าสารละลายอิเลคโตรไลต์ เนื่องจาก anodes ต่างๆมีขั้วบวกที่ละลายน้ำได้และเป็นขั้วบวกที่ไม่ละลายน้ำ ก่อนเรียกว่า electrolytic refining และหลังเป็น electrolytic deposition electrolysis electrolysis เกลือจะใช้เป็นกระบวนการ electrolyte electrolysis ส่วนใหญ่ใช้ในการแยกโลหะเบา เนื่องจากกิจกรรมทางเคมีของโลหะเหล่านี้มีค่าสูงมากและการอิเล็กโทรลิซิสของโลหะเหล่านี้ไม่ใช่โลหะ

โลหะเป็นสารตั้งต้นเพื่อวิทยาศาสตร์วัสดุจากมุมมองของโลหะดูวิธีการแก้ปัญหาของวัสดุศาสตร์เป็นกระบวนการในการตรวจสอบย้อนกลับกล้องจุลทรรศน์มากขึ้นจะง่ายต่อการควบคุมลักษณะเช่นการจัดทำท่อโลหะ ultrafine ทางชีวภาพ การเตรียมวัสดุวัสดุโลหะจะเป็นแนวคิดใหม่สำหรับการพัฒนาวิทยาศาสตร์วัสดุ