Materiale metalice

Materiale metalice

Clasificări, proprietăți, utilizări

Disciplina: Educație tehnologică și aplicații Clasa: a VII-a

Competența specifică vizată: 1.2 Rezolvarea de probleme în realizarea unui produs folosind simboluri și termeni specifici tehnologiilor și achiziții din matematică și științe Compararea diferitelor tipuri de materiale care alcătuiesc un produs din punctul de vedere al proprietăților fizice, chimice, mecanice, tehnologice și al domeniilor de utilizare

4. Utilizarea materialelor metalice

3. Proprietățile materialelor metalice

2. Clasificarea materialelor metalice

1. Ce sunt metalele?

Index

Ce știm despre metale?

Aplicația 1Utilizați aplicația „Mentimeter” (www.menti.com) și cunoștințele voastre anterioare pentru a răspunde la această întrebare. Veți folosi codul 31061495.

Ce sunt metalele?

Aplicația 2Identificați metalele în tabelul periodic al elementelor din următoarea pagină. Numele fiecărui element chimic se va afișa prin plasarea cursorului pe simbolul acestuia.

Actinide

Lantanide

Gaze nobile

Halogeni

Metaloide (semimetale)

Nemetale

Metale

TABELUL PERIODIC AL ELEMENTRLOR CHIMICE

No

Yb

Md

Tm

Fm

Er

Es

Ho

Cf

Dy

Bk

Tb

Cm

Gd

Am

Eu

Pu

Sm

Np

Pm

Nd

Pa

Pr

Th

Ce

Ac

La

He

Ar

Ne

Og

Rn

Xe

Kr

Cl

Ts

At

Br

Lv

Po

Te

Se

Mc

Bi

Sb

As

Si

Fl

Pb

Sn

Ge

Al

Nh

Tl

In

Ga

Cn

Hg

Cd

Zn

Rg

Au

Ag

Cu

Ds

Pt

Pd

Ni

Mt

Ir

Rh

Co

Hs

Os

Ru

Fe

Bh

Re

Tc

Mn

Sg

Mo

Cr

Db

Ta

Nb

Rf

Hf

Zr

Ti

Actinide

Lantanide

Sc

Ubn

Ra

Ba

Sr

Ca

Mg

Be

Uue

Fr

Cs

Rb

Na

Li

Mc

Bi

Fl

Pb

Nh

Tl

Cn

Hg

Rg

Au

Ds

Pt

Mt

Ir

Hs

Os

Bh

Re

Sg

Db

Ta

Rf

Hf

Al

In

Ga

Cd

Zn

Ag

Cu

Pd

Ni

Rh

Co

Ru

Fe

Tc

Mn

Mo

Cr

Nb

Zr

Ti

Sc

Ra

Fr

Ba

Sr

Ca

Mg

Be

Cs

Rb

Na

Li

Metale

TABELUL PERIODIC AL ELEMENTELOR CHIMICE

Lv

Sn

Ce sunt metalele?

Analizând tabelul periodic al elementelor chimice, este ușor de observat că metalele predomină.

Sursa imaginii: amazon.com

Ce sunt metalele?

Metalele sunt elemente chimice cu o mare răspândire în scoarța terestră.

Sursa imaginii: DAVID MACK / Getty Images

Minereurile

De regulă, metalele nu se găsesc în natură în stare pură, ci combinate cu alte materiale sau impurități, formând minereurile. Minereurile sunt roci naturale, care se găsesc în scoarța pământului.

Minereu de fier. Sursa: wikipedia

Extragerea metalelor

Metalele se obțin din minereuri, prin diferite procedee (topire, turnare etc.), ele reprezentând produsul final al industriei extractive și metalurgice

Aliajele metalice

Prin combinarea a două sau mai multe elemente chimice (metale și nemetale), metalul fiind în proporția cea mai mare, se obțin aliaje metalice.

Fierul și aliajele sale

Fierul se extrage din minereuri feroase, oxizi sau carbonați de fier. Nu se utilizează în stare pură, ci doar aliat cu carbonul. În funcție de cantitatea de carbon din aliaj, se obțin fonte (2,11-6,67% carbon) sau oțeluri (sub 2,11% carbon)Fontele se obțin prin topirea minereului de fier cu cocs metalurgic și fondanți într-un cuptor special, denumit furnal.Oțelurile sunt aliaje obținute prin topire din fontă brută (în cuptoare electrice, convertizoare, cuptoare Siemens-Martin), cu reducerea conținutului de carbon.

Producerea oțelului

Vizionați filmul și răspundeți la următoarea întrebare:

Aluminiul și aliajele sale

Aluminiul se extrage din bauxită, nu se folosește în stare pură, ci doar aliat cu alte metale.Duraluminiul este un aliaj al aluminiului cu cuprul și cu mici cantități de magneziu.Siluminurile sunt aliaje aluminiului cu siliciu (3-25%) și cu alte elemente de aliere.

Cuprul și aliajele sale

Cuprul se extrage din minereuri precum calcozina (sulfura de cupru), calcopirita sau criscolul (ferosulfura de cupru), cupritul (oxidul cupros) și malachitul și azuritul .Bronzul este un aliaj de cupru cu staniu. Uneori poate conține și mici cantități de aluminiu, plumb, mangan, nichel etc.Alama este un aliaj de cupru și zinc în diverse proporții.

Clasificarea metalelor și aliajelor metalice

Clasificarea materialelor metalice

Aplicația 3Scanați codul QR al aplicației sau accesați linkul https://wordwall.net/resource/33894217. Grupați elementele chimice enumerate în metale feroase și metale neferoase. După rezolvarea exercițiului, realizați o captură cu rezultatul obținut și adăugați imaginea la portofoliul vostru electronic.

Proprietățile materialelor metalice

Proprietățile fizice ale materialelor metalice sunt însușiri care determină comportarea metalelor în mediul înconjurător. Astfel de proprietăți sunt:

• luciul (capacitatea materialului de a reflecta lumina);
• culoarea;
• densitatea (masa unității de volum);
• magnetismul (capacitatea materialului de a exercita forțe de atracție sau respingere în prezența unui câmp magnetic);
• conductibilitatea electrică (capacitatea materialului de a de a permite transportul sarcinilor electrice atunci când este plasat într-un câmp electric);
• conductibilitatea termică (capacitatea materialului de a transmite prin masa sa căldura);
• fuzibilitatea (proprietatea materialelor de a trece din stare solidă în stare lichidă, sub acțiunea căldurii, la o anumită temperatură, numită temperatură de topire).

Proprietățile materialelor metalice

Proprietățile chimice ale materialelor metalice sunt însușiri care determină comportarea metalelor în mediul chimic. Astfel de proprietăți sunt:

• rezistența la coroziune (proprietatea materialelor de a rezista deteriorării suprafeței cauzate de reacții chimice);
• refractaritatea (proprietatea materialelor de a rezista la temperaturi înalte, fără să se înmoaie sau să se topească).

Proprietățile materialelor metalice

Proprietățile mecanice determină comportarea metalelor sub acţiunea forţelor exterioare. Astfel de proprietăți sunt:

• elasticitatea (proprietatea de a-și schimba forma sub acțiunea unei forțe exterioare și de a reveni la forma inițială după ce aceasta încetează);
• plasticitatea (proprietatea de a-și schimba forma sub acțiunea unei forțe exterioare și de a nu reveni la forma inițială după ce aceasta încetează);
• duritatea (proprietatea metalului de a se opune pătrunderii unui corp străin care tinde să îi deformeze suprafața);

• rezistența la oboseală (proprietatea metalului de a se opune ruperii sau deformării, la solicitări repetate);
• reziliența (proprietatea metalelor de a rezista la șocuri).

Proprietățile materialelor metalice

Proprietățile tehnologice determină comportarea metalelor în timpul prelucrării lor. Astfel de proprietăți sunt:

• fluiditatea (proprietatea de a-și schimba forma sub acțiunea unei forțe exterioare și de a reveni la forma inițială după ce aceasta încetează);
• maleabilitatea (capacitatea unui metal de a fi tras în foi prin comprimare la o temperatură inferioară punctului de topire);
• ductilitatea (proprietatea materialelor de a putea fi trase în fire subțiri);

• sudabilitatea (proprietatea materialelor metalice de a se îmbina prin topire sau presare);
• forjabilitatea (pproprietatea materialelor de a se deforma plastic, la cald sau la rece, prin lovire sau presare).

Aplicația 4Scanați codul QR al aplicației sau accesați linkul https://wordwall.net/resource/33896224. Utilizați diverse surse de informare cu privire la proprietățile materialelor metalice pentru a descoperi câteva dintre „recordurile” acestora, prin rezolvarea unui joc de cuvinte. După rezolvarea exercițiului, realizați o captură cu rezultatul obținut și adăugați imaginea la portofoliul vostru electronic.

Utilizarea materialelor metalice

Proprietățile materialelor metalice determină și utilitatea acestora în diferite domenii.Pe lângă proprietăți, alegerea materialelor metalice va avea în vedere și alte criterii, cum ar fi răspândirea acestora în scoarța terestră, complexitatea proceselor de extragere și elaborare, impactul asupra mediului etc.

Utilizarea materialelor metalice - exemple

Aluminiul este metalul cu cea mare răspândire în scoarța terestră, are o densitate mică (este ușor), este maleabil, are o rezistență mare la coroziune, este un bun conductor electric și termic etc. Datorită acestor calități, aluminiul și aliajele sale au o gamă largă de utilizări, de la banala folie de aluminiu la construcția aeronavelor.

Utilizarea materialelor metalice - exemple

Wolframul are un punct de topire foarte ridicat, iar ductilitatea sa în stare pură îl „recomandă” pentru utilizarea filamentelor becurilor.

Utilizarea materialelor metalice - exemple

Titanul este un metal non-toxic și o bună raspândire în natură. Are o densitate mică, dar este foarte dur și rezistent la coroziune, fiind des utilizat în aliaje puternice și ușoare, pentru industria aerospațială, industria chimică, la construcția de automobile, la proteze medicale, implanturi ortopedice, instrumente și pile dentare, implanturi dentare, bijuterii, telefoane mobile și în alte aplicații.

Aplicația 6Scanați codul QR al aplicației sau accesați linkul https://wordwall.net/resource/33875537. Citiți cu atenție definițiile, utilizați diverse surse de informare cu privire la proprietățile și utilizările materialelor metalice și rezolvați anagramele, plasând literele în ordinea potrivită. După rezolvarea exercițiului, realizați o captură cu rezultatul obținut și adăugați imaginea la portofoliul vostru electronic.