Технології. 6 клас. Ходзицька

§ 5. Метали та їхні властивості

  • 1. Які ви знаєте метали?
  • 2. Чим метал відрізняється від деревини?

Метали навколо нас

Як часто ми, маючи на увазі метали, говоримо такі слова, як алюміній, залізо, мідь та інші? Насправді в назві «метал» поєднано багато різних видів металів і сплавів. Що ж тоді таке метал?

Метал (від грецького μέταλλον, що перекладається як «шахта, кар’єр, метал») — це матеріал, який у свіжоприготовленому, відполірованому або розламаному вигляді блищить і відносно добре проводить електрику та тепло (мал. 5.1).

Мал. 5.1. Металеві труби

Сучасне життя стало б неможливим без використання металів. Стільки різних і необхідних у нашому житті виробів виготовляють саме з металів! Розгляньте на с. 27 схему 1 «Метали» і згадайте, які вироби, виготовлені з металу, ви знаєте.

Схема 1. Метали

Виготовлення цих виробів стало можливим завдяки властивостям, що мають метали. Вони досить тверді, пружні, міцні. А ще в нагрітому стані вони стають в’язкими та пластичними. Тобто як за звичайних умов, так і при нагріванні можуть деформуватися без руйнування. Тому більшість металів можна кувати, витягати в дріт, прокатувати, карбувати тощо.

Варто зазначити, що золото — найпластичніший із-поміж металів. Із нього навіть виробляють тонку фольгу.

Цікаві факти

Золото в чистому вигляді без домішок таке м'яке, що його можна подряпати нігтем. Тому в ювелірних виробах золото завжди сплавляють із міддю або сріблом.

Проба, виражена тризначним числом, демонструє вагу чистого золота в грамах, що є в кілограмі сплаву. Найвища проба метричної системи — 999. Вона означає, що кілограм сплаву містить 999 г чистого золота і тільки 1 г домішок. Метрична система ділить золото на 999, 958, 750, 585, 583 і 375 пробу.

А ще метали — гарні провідники електричного струму. Тому й електричні шнури та дроти виготовляють переважно з металів (мал. 5.2).

Мал. 5.2. Електричні шнури й дроти виготовляють переважно з металів та сплавів

Висока теплопровідність металів може бути як перевагою, так і недоліком, залежно від того, де використовують метал. Ви самі можете пояснити це на прикладі кухонної каструлі, корпус та ручки якої виготовлені з металу.

Звідки береться метал?

Чи відомо вам, що більшість металів отримують із руд, які видобувають із землі? Потім із них виготовляють метали.

З історії ви вже знаєте, що в давні часи людство не знало про метали й використовувало інші матеріали. Відкриття металів уплинуло на життя суспільства, тим самим поділивши його розвиток на «доісторичну» (кам’яна доба) та «історичну» епохи. Видобуток руд забезпечив людство принципово новими матеріалами. Виявилось, що вони мають властивості, яких немає в інших матеріалах. Це дозволило не лише ефективно вдосконалювати наявні знаряддя, але й створювати їхні численні нові типи, що відкрило можливості для технічного прогресу.

Сьогодні людству відомо багато різних металів. У техніці найбільшого застосування набули залізо, алюміній, мідь, свинець, цинк, олово, нікель. Вони ще мають назву «технічні метали».

Цікаві факти

Найтвердішим металом на Землі є хром. Цей блакитно-білий метал був відкритий 1766 року.

Найбільш м'якими металами є алюміній, срібло та мідь. Завдяки своїй м'якості вони знайшли широке застосування в різних галузях, таких, як електроапаратобудування.

Золото, яке протягом століть було найдорогоціннішим металом, має ще одну цікаву властивість: це найбільш пластичний метал на Землі, що має до того ж чудову тягучість і ковкість. Окрім того, золото не окислюється за нормальної температури (для цього його треба нагріти до 100 °С), має високу теплопровідність. Напевно, усі ці фізичні характеристики роблять справжнє золото таким цінним.

Ртуть — унікальний метал. Адже він єдиний із металів, що має рідку форму. До того ж у природних умовах ртуті у твердому вигляді не існує, оскільки її температура плавлення -38 °С, тобто у твердому стані вона може існувати в місцях, де просто-таки дуже холодно. А за кімнатної температури 18 °С ртуть починає випаровуватися. Варто зазначити, що ртуть — дуже отруйна речовина, до якої в жодному разі не можна торкатися.

Вольфрам цікавий тим, що це найбільш тугоплавкий метал у світі. Щоб він почав плавитися, потрібна температура 3420 °С. Саме із цієї причини в електричних лампочках нитки розжарювання, що приймають основний тепловий удар, виготовлені з вольфраму.

У сучасній промисловості для виготовлення техніки та інших виробів стали популярними сплави металів, які відіграють велику роль, оскільки зазвичай вони мають вищі й кращі функціональні (механічні, електричні та ін.) і технологічні властивості, ніж їхні складові — чисті метали. Найбільш популярними сплавами вважають сталь і чавун (сплави заліза з вуглецем), бронзу (сплав міді з оловом) та дюралюміній (сплав алюмінію та інших металів). Одні й ті ж самі елементи можуть утворювати різні за властивостями сплави. Ви звернули увагу на те, що сталь і чавун складаються з однакових компонентів — заліза й вуглецю. Чому ж тоді вони та їхні властивості різні? Усе просто! Чавун містить більше, ніж сталь, вуглецю, а сталь має вищі, ніж чавун, механічні властивості.

Металевими сплавами називають речовини, які складаються з двох і більше компонентів, а одним із них обов’язково повинен бути метал. Аби отримати сплав, необхідно нагріти метал до рідкого стану.

Як із руди, яку добули з надр землі, отримують метал? Добування металів із руд — завдання металургії. Від руди до металу — довгий шлях і багато різних технологічних операцій, про які ви дізнаєтеся на уроках хімії в старших класах.

Листовий метал, який ви всі бачили, виготовляють на металургійних заводах. Нагрітий злиток металу проходить через багато пар валків, які поступово стискають його й перетворюють на лист.

Випускають листовий метал різноманітного призначення. Це покрівельна сталь, жерсть тощо.

Розгляньмо асортимент виробів із металу.

Тонколистовий метал — це листовий метал, товщина якого менше ніж 2 мм.

Покрівельна сталь — це тонкі листи товщиною 0,5-0,8 мм. Існує чорна жерсть (без захисного покриття) і оцинкована покрівельна сталь (покрита шаром цинку). Покрівельну сталь використовують для виготовлення відер, дахів будинків (мал. 5.3), водостічних труб та ін.

Мал. 5.3. Покрівельна сталь

Жерсть — це холоднокатана сталь у вигляді тонкої стрічки або листів товщиною 0,2-0,5 мм. Особливо тонка жерсть має товщину 0,08-0,1 мм. Жерсть, поверхню якої покрито шаром олова, називається білою жерстю. З неї виготовляють бляшанки (мал. 5.4), коробки для харчових продуктів, дитячі іграшки тощо.

Мал. 5.4. Бляшанки для консервів

Фольга — тонкий листовий метал, товщина якого становить 0,02-0,1 мм. Її виготовляють із різних металів та сплавів. Використовують в електротехнічній промисловості, для пакування харчових продуктів (мал. 5.5) та в іншій побутовій діяльності. Вона легко обробляється, прокатується. Із неї виготовляють посуд, меблі тощо.

Мал. 5.5. Фольга для пакування харчових продуктів

Дріт отримують переважно з м’якої або твердої сталі, міді, алюмінію. Зауважимо, що дріт, виготовлений із твердої сталі, пружний та твердий, тому різати ножицями його не можна. Для роботи з таким дротом його спочатку нагрівають на вогні, а потім повільно охолоджують — відпускають.

Дріт із м’якої сталі менш пружний і легко гнеться. Такий дріт можна різати ножицями. Дріт, виготовлений з алюмінію або міді, широко застосовують у техніці. Він добре проводить струм, легко гнеться, але його краще не розтягувати. За товщиною є дроти, тонші за волосину, а є товсті, до 8 мм у діаметрі.

Із дроту роблять цвяхи, електричні дроти, струни (мал. 5.6), пружини, ланцюжки тощо.

Мал. 5.6. Гітарні струни часто виготовляють із дроту

Залежно від призначення виробу, обирають різні види тонколистового металу та дроту.

Ключові слова: жерсть, фольга, покрівельна сталь, дріт, тонколистовий метал.

Контрольні запитання

  • 1. Що таке метал?
  • 2. Назвіть види металів.
  • 3. Чим відрізняється фольга від жерсті?
  • 4. Який дріт не можна різати ножицями? Чому?
  • 5. Які вироби виготовляють із дроту?
  • 6. Погляньте навколо себе. Які металеві вироби ви бачите? Яке їхнє призначення?

Робота в парах / групах

Поміркуйте й поясніть, чому:

  • а) у холодну погоду металеві ручки дверей на дотик здаються холоднішими за дерев'яні чи пластмасові;
  • б) опалювальні радіатори виготовляють передовсім із міді, алюмінію та сталі (див. мал. поруч).

Опалювальні радіатори часто виготовляють із алюмінію



Підтримати сайт і наші Збройні Сили можна за посиланням на Buy Me a Coffee.