Тест на день металлурга: Угадай металл по описанию

Пояснение:

Речь идёт о меди. Этот металл известен человечеству с глубокой древности. Именно благодаря сочетанию таких свойств, как высокая электропроводность (вторая после серебра), хорошая теплопроводность, пластичность и стойкость к коррозии, медь стала незаменимым материалом в электротехнике и энергетике. Из неё делают не только провода, но и обмотки электродвигателей и трансформаторов, теплообменники в системах охлаждения и отопления. Её сплавы — бронза (с оловом) и латунь (с цинком) — также имеют широчайшее применение в машиностроении, сантехнике и искусстве.

Пояснение:

«Крылатым металлом» по праву называют алюминий. Его главное достоинство — низкая плотность (почти в три раза легче стали) в сочетании с достаточной прочностью (особенно в сплавах, таких как дюралюминий) и высокой коррозионной стойкостью. На воздухе он мгновенно покрывается тончайшей, но очень прочной оксидной плёнкой, которая защищает его от дальнейшего разрушения. Именно эти свойства сделали алюминий незаменимым материалом для строительства самолётов, ракет и спутников. Кроме того, он широко используется в строительстве, автомобилестроении и для производства упаковки.

Пояснение:

Самым тугоплавким металлом является вольфрам. Его температура плавления составляет 3422 °C. Именно это уникальное свойство позволило использовать его для изготовления спиралей в лампах накаливания: при прохождении тока тонкая вольфрамовая нить раскаляется до яркого свечения, но не плавится. Кроме того, вольфрам очень твёрд и плотен. Его карбид (в сплаве с кобальтом) известен под маркой «победит» и является одним из самых твёрдых материалов, используемых для изготовления режущих инструментов, буровых коронок и бронебойных сердечников.

Пояснение:

Единственным металлом, остающимся жидким при комнатной температуре, является ртуть. Её температура плавления составляет –38,8 °C. Это тяжёлая серебристо-белая жидкость, обладающая высоким поверхностным натяжением. Благодаря равномерному расширению при нагревании ртуть долгое время была основным рабочим веществом в термометрах. Её способность растворять другие металлы (образуя амальгамы) использовалась в прошлом для золочения и добычи золота. Однако из-за чрезвычайной токсичности самой ртути и особенно её паров применение этого металла сегодня строго ограничено.

Пояснение:

Для получения нержавеющей стали ключевой легирующей добавкой является хром. При содержании хрома более 12-13% на поверхности стали образуется тончайшая, но очень прочная и химически инертная плёнка оксида хрома. Эта плёнка самовосстанавливается при повреждении и надёжно защищает основной металл от воздействия кислорода и влаги, то есть от ржавчины. Для улучшения свойств нержавеющей стали (например, для повышения её пластичности и кислотостойкости) в неё часто добавляют и другие элементы, в первую очередь никель, но именно хром является главным «борцом с коррозией».

Пояснение:

Речь идёт о свинце. Это тяжёлый (плотность 11,34 г/см³), мягкий и ковкий металл серого цвета. Одно из важнейших его свойств — способность эффективно поглощать гамма- и рентгеновское излучение. Это связано с большой атомной массой и высокой плотностью электронов в его атомах. Поэтому свинцовые пластины, кирпичи и «свинцовое стекло» являются незаменимыми материалами для создания радиационной защиты. Кроме того, свинец массово используется в производстве свинцово-кислотных аккумуляторов, которые стоят в большинстве автомобилей.

Пояснение:

Основой всей современной цивилизации является железо. Это самый распространённый металл в земной коре и, безусловно, самый используемый человечеством. В чистом виде оно применяется редко, но его сплавы — чугун (с содержанием углерода более 2,14%) и сталь (менее 2,14% углерода) — являются главными конструкционными материалами. Из них делают всё: от рельсов и каркасов зданий до автомобилей, кораблей и бытовой техники. Дешевизна, прочность и возможность получать материалы с широчайшим спектром свойств путём легирования делают железо абсолютно незаменимым.

Пояснение:

Правильный ответ — серебро. Этот благородный металл белого цвета является абсолютным чемпионом среди всех металлов по электро- и теплопроводности при нормальных условиях. Именно поэтому оно используется для изготовления самых ответственных электрических контактов в точной аппаратуре. Кроме того, серебро с древности известно своими обеззараживающими свойствами. Его ионы подавляют жизнедеятельность многих бактерий и микроорганизмов, поэтому его применяют для очистки воды, в медицине (например, в бактерицидных пластырях) и при изготовлении столовых приборов.

Пояснение:

Такими уникальными свойствами обладает титан. Он почти в два раза легче стали, но не уступает ей по прочности. Его исключительная коррозионная стойкость (в том числе в морской воде и в биологических средах) обусловлена прочной оксидной плёнкой. Важнейшим свойством титана является его биоинертность — он не вызывает реакции отторжения в организме человека. Это сделало его идеальным материалом для изготовления эндопротезов (тазобедренных, коленных суставов), зубных имплантатов, костных пластин и хирургических инструментов. В технике же он незаменим в авиа- и ракетостроении.

Пояснение:

Это литий — самый лёгкий из всех металлов (его плотность почти в два раза меньше плотности воды). Будучи щелочным металлом, он очень химически активен. Именно его уникальные электрохимические свойства — высокий электродный потенциал и малая атомная масса — сделали его идеальным материалом для анодов в химических источниках тока. Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы сегодня доминируют в портативной электронике и всё шире применяются в электромобилях, так как позволяют запасать большое количество энергии при малом весе и объёме.

Пояснение:

Классической бронзой называют сплав меди с оловом. Человек научился получать этот сплав несколько тысяч лет назад, и это стало таким важным шагом в развитии цивилизации, что целая историческая эпоха получила название «бронзовый век». Добавление олова к меди значительно увеличивает её твёрдость и прочность, при этом сплав сохраняет хорошую коррозионную стойкость и отличные литейные качества. Это позволяло изготавливать из бронзы долговечное оружие, орудия труда, украшения, а позже — сложные художественные изделия, такие как статуи и колокола, способные служить веками.

Пояснение:

Такими свойствами обладает натрий. Это очень активный щелочной металл, который легко режется ножом. Его важнейшее применение в технике — использование в качестве жидкого теплоносителя в ядерных реакторах на быстрых нейтронах (например, на Белоярской АЭС). Натрий обладает высокой теплопроводностью и теплоёмкостью, а также подходящими ядерно-физическими свойствами. Расплавленный натрий циркулирует в первом контуре реактора, отбирая тепло от активной зоны и передавая его через теплообменник второму контуру, где также может использоваться натрий или вода.

Пояснение:

Речь идёт о золоте. Его уникальное сочетание свойств — высочайшая коррозионная стойкость (оно не окисляется на воздухе и не боится большинства кислот) и отличная электропроводность — делает его незаменимым в микроэлектронике. Тончайшим слоем золота покрывают контакты в разъёмах, выводы микросхем и другие ответственные элементы в компьютерах, смартфонах и космической аппаратуре. Такое покрытие гарантирует надёжный электрический контакт на протяжении десятилетий, так как на нём не образуется плёнка оксидов или сульфидов, которая могла бы увеличить сопротивление.

Пояснение:

Для защиты стали от ржавчины широко применяется цинк. При горячем цинковании стальное изделие погружают в ванну с расплавленным цинком. Цинк не только создаёт механический барьер, но и обеспечивает электрохимическую (протекторную) защиту. Поскольку цинк является более активным металлом, чем железо, в присутствии влаги он будет корродировать первым, «жертвуя» собой и сохраняя стальную основу целой, даже если покрытие будет поцарапано. Оцинкованный стальной лист — один из самых массовых материалов в строительстве (профнастил, металлочерепица) и автомобилестроении.

Пояснение:

Таким металлом является магний. Он почти на треть легче алюминия и является самым лёгким из всех широко используемых конструкционных металлов. Его характерное свойство — способность гореть на воздухе ослепительно-ярким белым пламенем с выделением большого количества тепла и ультрафиолета. Эта особенность использовалась в фотографии (магниевые вспышки), а также в военной технике — в осветительных и сигнальных ракетах, трассирующих пулях и зажигательных бомбах. В мирных целях магниевые сплавы применяются в авиа- и автомобилестроении для изготовления лёгких деталей.

Пояснение:

Уникальной температурой плавления (всего 29,76 °C), которая ниже нормальной температуры человеческого тела, обладает галлий. Если взять кусочек твёрдого галлия в руку, он через некоторое время превратится в серебристую каплю, похожую на ртуть, но, в отличие от неё, нетоксичную. При этом температура кипения у галлия очень высокая (2204 °C), что обеспечивает ему самый большой температурный диапазон существования в жидком виде. Это свойство используется в высокотемпературных термометрах. Основное же применение галлия (в виде его соединений) — в полупроводниковой технике (светодиоды, микросхемы).

Пояснение:

Основным «горючим» для атомной энергетики является уран, а точнее, его изотоп уран-235. В активной зоне ядерного реактора ядра урана-235 при поглощении нейтрона делятся, выделяя огромное количество энергии и новые нейтроны, которые, в свою очередь, вызывают деление следующих ядер. Так поддерживается цепная ядерная реакция, а выделяющееся тепло используется для получения пара и выработки электроэнергии. Природный уран состоит в основном из изотопа уран-238, а доля делящегося урана-235 в нём мала (около 0,7%), поэтому для использования в АЭС его специально обогащают.

Пояснение:

Правильный ответ — палладий. Этот металл, наряду с платиной и родием, обладает уникальными каталитическими свойствами, то есть способностью ускорять химические реакции, не расходуясь при этом. В автомобильных каталитических нейтрализаторах на сотовую керамическую структуру нанесён тончайший слой этих металлов. Проходя через катализатор, токсичные компоненты выхлопных газов (угарный газ, оксиды азота, несгоревшие углеводороды) вступают в реакцию и превращаются в безвредные вещества — углекислый газ, азот и воду. Россия является крупнейшим в мире производителем палладия.

Пояснение:

Речь идёт о хроме, а процесс нанесения покрытия называется хромированием. Хром — очень твёрдый металл с красивым голубовато-белым блеском. Нанесённый на поверхность другого металла (обычно стали или её сплавов) тонкий слой хрома придаёт изделию сразу несколько важных свойств: высокую твёрдость и износостойкость, отличную защиту от коррозии и привлекательный зеркальный внешний вид. Именно поэтому хромирование так широко применяется для отделки деталей автомобилей и мотоциклов, сантехнических изделий, ручного инструмента и многих других предметов.

Пояснение:

Самым плотным (имеющим наибольшую массу в единице объёма) из всех химических элементов является осмий. Его плотность составляет 22,59 г/см³, что почти вдвое больше плотности свинца и незначительно превышает плотность иридия. Это означает, что шарик из осмия размером с теннисный мяч весил бы около 5,5 килограммов. Осмий — очень твёрдый, хрупкий и тугоплавкий металл платиновой группы. Из-за его высокой твёрдости и износостойкости его сплавы используют для изготовления самых ответственных деталей, подверженных трению, например, опор в точных измерительных приборах.