Металлургийн салбар нь хүн бүрийн амьдралд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг, учир нь өдөр бүр төрөл бүрийн металл бүтээгдэхүүнтэй тулгардаг. Мөн тэдгээр нь хайлуулах замаар олж авсан янз бүрийн хайлшаар хийгдсэн байдаг. Эдгээр материалыг үйлдвэрлэхэд дор хаяж хоёр металлыг ашигладаг бөгөөд шинж чанарыг сайжруулахын тулд тусгай нэмэлтийг ашигладаг. Энэ нийтлэлд хэд хэдэн төмөр-никель хайлш, тэдгээрийн шинж чанар, хэрэглээг авч үзэх болно.
Төмрийн шинж чанарын тухай
Цэвэр төмөр мөнгөлөг саарал өнгөтэй, уян хатан, уян хатан байдаг. Байгальд байдаг уугуул ембүү нь тод металл гялбаа, мэдэгдэхүйц хатуулагтай байдаг. Материалын өндөр ба цахилгаан дамжуулах чанарт чөлөөт электронуудын тусламжтайгаар гүйдлийг хялбархан дамжуулдаг. Металл нь дундаж галд тэсвэртэй, +1539 градусын температурт зөөлөрч, ферросоронзон шинж чанараа алддаг. Энэ нь химийн идэвхтэй элемент юм. Хэвийн температурт энэ нь амархан урвалд ордог бөгөөд халах үед эдгээр шинж чанарууд нэмэгддэг. Агаарт энэ нь оксидын хальсаар бүрхэгдсэн бөгөөд энэ нь урвалыг үргэлжлүүлэхээс сэргийлдэг. Чийглэг орчинд байх үедзэв гарч ирэх бөгөөд энэ нь зэврэлтээс хамгаалахаа больсон. Гэсэн хэдий ч төмөр болон түүний хайлшийг өргөн ашигладаг.
Бага түүх
Инвар нь төмөр, никелийн хайлш бөгөөд 36% хайлш агуулсан нэмэлт юм. Үүнийг 1896 онд физикч Чарльз Гийом Францад анх нээжээ. Энэ үед тэрээр маш үнэтэй цагаан алт-иридиум хайлшаар хийгдсэн масс, уртын хэмжүүрийн стандартад зориулагдсан хямд металл хайхаар ажиллаж байв. Энэхүү нээлтийн ачаар эрдэмтэн 1920 онд физикийн салбарт Нобелийн шагнал хүртжээ.
"Инвар" гэдэг үг нь латинаар өөрчлөгддөггүй гэсэн утгатай. Энэ нь төмрийн никель хайлшийн дулааны тэлэлтийн коэффициент нь өргөн температурт -80-аас 100 хэм хүртэл тогтмол хэвээр байна гэсэн үг юм. Энэ хайлш нь өөр хэд хэдэн нэртэй байдаг: нилвар, вакодил, нило-хайлш, радиометал. Invar нь Arcelor Mittal ган группын эзэмшдэг Imphy Alloys Inc.-ийн худалдааны тэмдэг юм.
Төмөр-никелийн хайлш
Төмрийн шинж чанарыг сайжруулахын тулд төрөл бүрийн нэмэлтүүдийг ашиглан хайлш гаргаж авдаг. Эрдэмтэд металлын термодинамик шинж чанарыг харгалзан төмрийн никель хайлшийг олж авахад хэцүү биш гэж үздэг. Гэвч амьдрал дээр тэд асуудалтай тулгарсан. Металлуудын харилцан үйлчлэлийн явцад никельтэй төмрийн хайлш үйлдвэрлэх явцад хажуугийн исэлдэлтийн процессын үр дүнд хоёр валент байдлаас төмөр нь гурвалсан төлөвт шилждэг.
Үүний үр дүнд хайлшийн гарц буурч, зарим физик шинж чанар мууддаг. Энэ асуудлыг шийдэхийн тулд электролитэд амин болон органик хүчлүүдийг нэмж, төмрийн төмрөөр бага уусдаг нэгдлүүдийг үүсгэдэг. Үүнтэй холбоотойгоор тунадасны уян хатан чанар сайжирч, жигд хуваарилахын тулд электролитийг холино. Үүссэн төмөр, никелийн хайлшийг инвар гэж нэрлэдэг.
Инвар хайлшны хэрэглээ
Дулааны тэлэлтийн бага коэффициент нь үүнийг үйлдвэрлэлд ашиглах боломжийг олгодог:
- хэрэгслийн хэсгүүд;
- геодезийн ажилд зориулсан соронзон хальс ба утас;
- Лазер тулгуур бүтэц;
- цагны хөдөлгөөний хэсгүүд, хронометрийн дүүжин;
- цувисан бүтээгдэхүүн: халуун цувисан баар ба хуудас, хүйтэн цувисан тууз, үл үзэгдэх хоолой, хуурамч баар.
Бат бөх чанарыг нэмэгдүүлэхийн тулд төмөр-никель хайлшийг хүйтэн хуванцар деформаци хийж, дараа нь бага температурт дулааны боловсруулалт хийдэг. Агаар мандлын хэвийн нөхцөлд зэврэлтэнд илүү тэсвэртэй байхын тулд түүний гадаргууг өнгөлж, хэрэв бүтээгдэхүүнийг түрэмгий орчинд ашиглахаар төлөвлөж байгаа бол хамгаалалтын давхарга тавьдаг. Инварын зэврэлтээс хамгаалах шинж чанар нь найрлагад нь ойролцоогоор 12% хром нэмэхэд нэмэгдэх бөгөөд 100 градус хүртэл халаахад уян хатан чанараа тогтмол хадгалдаг.
Соронзон хайлш
Эдгээр хайлшийг цахилгаан инженерчлэлд өргөн ашигладаг. Тэдгээрийг байнгын соронз, трансформаторын цөм,цахилгаан хэмжих хэрэгсэл, цахилгаан соронзон. Хүмүүс төмрийг соронзон шинж чанартай гэдгийг эртнээс мэддэг байсан бөгөөд үүний үр дүнд энэ нь олон төрлийн хэрэглээтэй байдаг.
Никель болон бусад металлуудад ижил шинж чанартай байдгийг хожим нь олж мэдсэн. Төмөр, никелийн соронзон хайлшаар хийсэн бүтээгдэхүүн нь гаднах соронзон орон байхгүй үед өөрийн соронзон орныг хадгалах чадвартай байдаг. Түүгээр ч барахгүй энэ хувийн талбар нь бусад соронзон биетүүдэд дахин нөлөөлөх чадвартай.
Никель, кобальт ба тэдгээрийн хайлш
Кобальт ба никель нь төмрийн дэд бүлгийн элементүүд юм. Гурван элемент бүгд ижил төстэй шинж чанартай боловч мэдэгдэхүйц ялгаа байдаг. Хоёр металл хоёулаа төмрөөс илүү нягт, төмрөөс хамаагүй хатуу, бат бөх байдаг. Тэд химийн хувьд бага идэвхтэй, зэврэлтэнд тэсвэртэй байдаг. Үүнээс гадна металлыг хийн зэврэлтэнд илүү тэсвэртэй байдгаараа үнэлдэг.
Кобальт, никель хоёрын сул тал нь өндөр хоруу чанар, төмрөөс хамаагүй үнэтэй байдаг. Тэд нүүрстөрөгчийн ган, төмрөөр хийсэн бүтээгдэхүүнийг зэврэлтээс хамгаалах гаднах бүрээсийг цахилгаан химийн урвалаар олж авдаг. Мөн тэдгээр нь хүч чадал, хатуулаг шаарддаг эд анги, эд анги үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг. Коинвар, инвар, супермаллой, пермаллой, маллой гэж нэрлэгддэг төмөр, никель, кобальтын хайлшийн онцгой ач холбогдлыг тэмдэглэх нь зүйтэй. Тэдний гол давуу тал нь өндөрт оршдогсоронзон шинж чанарууд. Эдгээр хайлшийг янз бүрийн цахилгаан соронзон төхөөрөмжүүдийн соронзон хэлхээг үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Аллой Ковар
Холимог нь маш сайн механик шинж чанартай металлуудаас бүрддэг. Тэдгээрийг боловсруулахад хялбар, өнхрөх, тонших, хуурамчаар үйлдэх, тамгалах зэрэгт амархан өртдөг. Кобальт, никель, төмрийн хайлшийг өөрөөр ковар гэж нэрлэдэг. Химийн элементүүдийн сайн сонгосон хослол нь материалыг маш сайн шинж чанартай болгодог. Энэ хайлш нь дулаан дамжуулалт сайтай, цахилгаан эсэргүүцлийн өндөр коэффициенттэй, температурын өргөн хүрээнд тэгтэй ойролцоо шугаман тэлэлтийн индекстэй байдаг. Цорын ганц сул тал нь нойтон орчинд зэврэлтэнд тэсвэртэй байдаг тул мөнгөн хамгаалалтын бүрхүүлийг ихэвчлэн ашигладаг. Коварыг үйлдвэрлэлд өргөнөөр ашигладаг:
- хоолой, соронзон хальс ба утас;
- конденсатор;
- хэмжих хэрэгслийн тоног төхөөрөмжийн кейс;
- радио электроникийн дэлгэрэнгүй;
- цахилгаан вакуум үйлдвэрлэлийн тохиолдол.
Хайлш нь үнэтэй кобальт, никель агуулсан тул материалын өртгийг нэмэгдүүлдэг ч сайн гүйцэтгэлтэй, удаан эдэлгээтэй байх нь анхны хөрөнгө оруулалтыг хамардаг.
Ални хайлш
Alni нь төмөр-никель-хөнгөн цагааны соронзон хайлшийн бүлгийн нэр юм. Хөнгөн цагаан, никелийн агууламж тодорхой хязгаарт нэмэгдэх тусам индукцийн үлдэгдэл буурч, албадлагын хүч нэмэгддэг. Хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг хайлш нь хөнгөн цагааны 11-ээс18%, никель - 20-34%. Ийм хайлшийн гол шинж чанар нь цахилгаан дамжуулах чанар, дулаан дамжуулалт, уян хатан чанар юм. Эдгээр нь бүгд сайн гагнуураар тодорхойлогддог.
Соронзон үйлдвэрлэлд хайлш хэрэглэхийн тулд тэдгээрийг кобальт, зэсээр хайлуулдаг. Энэ тохиолдолд материал нь хатуулаг, хэврэг байдлыг олж авдаг бөгөөд бүдүүн ширхэгтэй бүтэцтэй байдаг. Alni хайлшийг 1000 хэмээс дээш өндөр температурт удаан хугацаагаар ажилладаг хийн турбин, тийрэлтэт хөдөлгүүрийн эд ангиудын бүтцийн материал болгон ашигладаг бөгөөд металыг гэмтээхгүй.
Дүгнэлт
Орчин үеийн үйлдвэрлэлд өргөн хэрэглэгддэг бүх металууд нь хайлш юм. Жишээлбэл, дэлхийн бараг бүх төмрийг төмөр, ган үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Үүнийг хайлш нь олж авсан металаас илүү сайн шинж чанартай байдагтай холбон тайлбарлаж болно. Үйлдвэрийн үйлдвэрлэсэн хайлш нь тэдний хувьд нийтлэг шинж чанартай байдаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй: бат бөх, хатуулаг, уян хатан чанар, уян хатан чанар. Мөн төмөр-никель нь соронзон шинж чанартай бөгөөд нэмэлт хайлшийн тусламжтайгаар үйлдвэрлэлийн явцад нэмэгддэг.
