Физические свойства.

Химические свойства.

Из химических свойств металлов наиболее важными в производстве ху-дожественных изделий являются растворение и окисление.

Растворение (разъедание) – способность металлов растворяться в силь-ных кислотах и едких щелочах. Наиболее часто в производстве употребляются серная, азотная и соляная кислоты, а также смесь азотной и соляной кислот – царская водка. Из щелочей широко применяется едкий натр и едкий калий.

Свойство металлов растворяться имеет очень широкое применение в са-мых различных областях производства художественных изделий. При этом оно иногда носит частичный характер (т.е. затрагивает только поверхностный слой металла), а иногда имеются случаи полного растворения металла и пере-хода его в раствор. Пример частичного растворения – травление изделий в ки-слотах для получения чистой поверхности или узора. Пример полного раство-рения металла является растворение цинка в соляной кислоте для приготовле-ния хлористого цинка, употребляемого в качестве флюса при пайке.

Окисление – способность металла соединяться с кислородом и образо-вывать окислы металлов. Обычно почти все металлы покрыты поверхностной окисной пленкой, представляющей из себя тончайший слой, состоящий из окислов. Скорость окисления у разных металлов неодинакова. Магний и алю-миний окисляются особенно быстро, бронза и латунь значительно медленнее, а золото и платина вообще не окисляются.

В одних случаях такое окисление и образование оксидной пленки на по-верхности весьма желательно, так как изделие при этом предохраняется от да-льнейшего окисления в глубину. В этом случае оксидная пленка является за-щитной, например, у алюминия и его сплавов. В других случаях это явление нежелательно, так как затрудняет пайку и сварку, если это необходимо по тех-нологическому процессу. Очень нежелательно образование окалины и на ста-льных изделиях.

Процесс окисления сказывается на внешнем виде художественного изде-лия, особенно если оно находится снаружи помещения и подвергается актив-ному воздействия окружающей среды. Часто можно увидеть памятники из ме-ди и ее сплавов (бронзы), покрытые налетом зеленого цвета. Иногда это добав-ляет определенный шарм художественному произведению, как бы намекая на его старину, и тем самым повышая его значимость для зрителя.

В этом пункте рассматриваются некоторые свойства, характеризующие собственно природу материалов и, в частности, металлов.

Цвет и блеск - эти два свойства, обуславливая в основном внешний вид металла, являются чрезвычайно важными для художников, так как характери-зуют художественно-эстетические достоинства металлов как материалов, из которых «изготавливаются» (а почему нет!) произведения искусства. Каждый металл обладает определенным присущим ему цветом, хотя большинство из них имеют довольно однообразную гамму серовато-белых, иногда серебрис-тых тонов. Исключение составляют два металла: золото, имеющее насыщен-ный желтый цвет и медь, имеющая сильный оранжево-красный цвет. При до-бавлении этих металлов в другие сплавы позволяет придать им гораздо более богатую палитру оттенков.

Иногда для обогащения цвета применяют не сам металл, а его окислы или другие химические соединения. Такой прием называется оксидированием или патинированием. Он позволяет получить очень разнообразные по силе и яркости тона и цвета металла и значительно расширить палитру художника.

Температура плавления - характеризует свойство металла быть в раз-ных агрегатных состояниях (твердом и жидком) и, в частности, температуру перехода из твердого состояния в жидкое. В долях от температуры плавления часто указывают температурный интервал обработки давлением металлов в тех или иных процессах.

Температуры плавления металлов и их сплавов очень сильно различают-ся. Например, наиболее тугоплавкий металл – вольфрам плавится при 3380⁰С, а один из легкоплавких металлов - ртуть имеет температуру плавления - 39⁰С (!), т.е. при комнатной температуре она находится в жидком состоянии.

По температурам плавления все металлы делятся на легкоплавкие (тем-пература плавления не превышает 700⁰С) и тугоплавкие (температура плавле-ния свыше 1900⁰С). В табл.1 приведена температура плавления ряда металлов.

Табл. 1. Температура плавления некоторых металлов (⁰С).

Плотность - свойство металла, определяющее количество массы метал-ла в единице объема. При расчетах процессов обработки металлов давлением в подавляющем большинстве случаев принимают, что плотность остается неизменной. В действительности обработка давлением, как правило, способст-вует увеличению плотности металла (уплотнению) из–за наличия в исходном (после плавки и литья) состоянии заготовки большого количества пор, рако-вин и других дефектов структуры.

По плотности все металлы разделяются на легкие и тяжелые. Легкими принято называть металлы с плотностью до 3 г/см³, а тяжелыми с плотностью от 6 г/см³ и выше. Данные по плотности различных металлов приведены в табл. 2.

Табл. 2. Плотность различных металлов и сплавов ( г/см³).

Теплопроводность - свойство металла передавать теплоту от более наг-ретых частей менее нагретым. Чем выше теплопроводность, тем быстрее и ра-вномернее прогревается весь объем металл при нагреве его в печи. Это облег-чает процесс деформирования и снижает вероятность образования дефектов.