Глава 41: Словарь терминов

Изучая мир металлов, ты встретишь множество специальных терминов. Этот словарь поможет тебе разобраться в металлургической терминологии и лучше понимать научные тексты и статьи о металлах.

А

Аддитивные технологии — технологии 3D-печати, при которых изделие создаётся путём послойного наращивания материала (в отличие от субтрактивных технологий, где материал удаляется).

Адсорбция — процесс поглощения газов, паров или растворённых веществ поверхностью твёрдого тела. В металлургии важен для очистки газов и поверхностей металлов.

Аккумулятор — устройство для накопления и хранения электрической энергии с помощью обратимых химических реакций. Многие типы аккумуляторов содержат металлы (литий, никель, кобальт).

Активность металла — способность металла вступать в химические реакции, особенно с кислородом и кислотами. Активные металлы (натрий, магний) легко окисляются, благородные (золото, платина) — нет.

Алхимия — предшественница современной химии, существовавшая в Средневековье. Алхимики пытались превратить обычные металлы в золото и найти «философский камень».

Сплав — материал, состоящий из двух или более металлов или металла и неметалла, сплавленных вместе. Обычно сплавы имеют лучшие свойства, чем чистые металлы.

Алюминий — лёгкий серебристый металл, третий по распространённости элемент в земной коре. Не ржавеет благодаря защитной оксидной плёнке.

Амальгама — сплав металла с ртутью. Ранее использовалась в стоматологии для пломб, сейчас заменена на более безопасные материалы.

Анодирование — процесс создания защитной оксидной плёнки на поверхности металлов (особенно алюминия) электрохимическим способом.

Атом — наименьшая частица химического элемента, сохраняющая его химические свойства. Состоит из ядра (протоны и нейтроны) и электронной оболочки.

Б

Биметалл — материал, состоящий из двух слоёв разных металлов, прочно соединённых между собой. Используется в термометрах, реле, монетах.

Биометаллургия — область металлургии, использующая живые организмы (бактерии, грибы) для извлечения металлов из руд или переработки отходов.

Благородные металлы — группа металлов, устойчивых к коррозии и окислению: золото, серебро, платина и её спутники. Не реагируют с большинством кислот.

Бронза — сплав меди с оловом (и другими металлами). Один из первых сплавов, освоенных человечеством. Дал название целой исторической эпохе — бронзовому веку.

Блюминг — прокатный стан для первоначальной обработки стальных слитков. Превращает слитки в заготовки для дальнейшей прокатки.

В

Валентность — способность атома образовывать определённое количество химических связей. Влияет на то, какие соединения может образовать металл.

Висмут — тяжёлый металл с низкой температурой плавления. Используется в легкоплавких сплавах, медицине, косметике.

Восстановление — химический процесс отнятия кислорода от соединения или присоединения электронов. Основа получения металлов из руд.

Вольфрам — металл с самой высокой температурой плавления (3422°C). Используется в лампах накаливания, режущих инструментах, военной технике.

Выплавка — процесс получения металла из руды путём нагревания в печах. Один из основных способов металлургического производства.

Г

Гальванизация — процесс нанесения тонкого слоя одного металла на поверхность другого с помощью электролиза. Защищает от коррозии и улучшает внешний вид.

Галлий — металл, плавящийся от тепла рук (температура плавления 29,8°C). Используется в электронике, термометрах, специальных сплавах.

Графен — двумерная модификация углерода толщиной в один атом. Самый прочный известный материал, перспективен для электроники будущего.

Горячая обработка — деформирование металла при высокой температуре. Требует меньше усилий, но даёт менее точные размеры, чем холодная обработка.

Д

Дамаск — старинная сталь с характерным узором на поверхности. Производилась в Дамаске, отличалась высоким качеством и красотой.

Деформация — изменение формы и размеров тела под действием внешних сил. В металлургии используется для придания изделиям нужной формы.

Диффузия — процесс самопроизвольного перемешивания веществ. В металлах атомы могут перемещаться, изменяя состав и свойства сплава.

Доменная печь — высокая печь для выплавки чугуна из железной руды. Может достигать высоты 40 метров и работать непрерывно годами.

Дюралюминий — высокопрочный сплав алюминия с медью, магнием и марганцем. Широко используется в авиации и космонавтике.

Е

Евтектика — сплав, имеющий самую низкую температуру плавления среди всех возможных сочетаний данных компонентов. Кристаллизуется при постоянной температуре.

Естественное старение — медленные изменения в структуре сплава при обычной температуре, приводящие к изменению свойств.

Ж

Железо — четвёртый по распространённости элемент в земной коре, основа современной цивилизации. В чистом виде мягкое, в сплавах может быть очень прочным.

Жаропрочность — способность материала сохранять прочность при высоких температурах. Важное свойство для авиационных и космических материалов.

Жидкая сталь — расплавленная сталь, готовая для разливки в изложницы или формы. Температура жидкой стали около 1600°C.

З

Закалка — быстрое охлаждение нагретого металла для получения твёрдой структуры. Делает сталь твёрдой, но хрупкой.

Золото — благородный металл жёлтого цвета, не подверженный коррозии. Символ богатства и власти, используется в ювелирных изделиях и электронике.

Зернистость — размер кристаллических зёрен в металле. Мелкие зёрна обычно дают лучшие механические свойства.

И

Индий — мягкий серебристый металл, используемый в электронике (сенсорные экраны), припоях, специальных сплавах.

Ионизация — процесс образования ионов — атомов или молекул с электрическим зарядом. Важен для понимания электрохимических процессов в металлургии.

Искусственное старение — ускоренные изменения в структуре сплава при повышенной температуре для улучшения свойств.

К

Катализатор — вещество, ускоряющее химические реакции, но само не расходующееся. Многие катализаторы содержат металлы платиновой группы.

Ковка — обработка металла давлением в нагретом состоянии. Позволяет изменить форму и улучшить структуру металла.

Кобальт — твёрдый ферромагнитный металл. Используется в суперсплавах, магнитах, батареях электромобилей.

Коррозия — разрушение металлов под действием окружающей среды. Ржавление железа — самый известный пример коррозии.

Кристаллическая решётка — упорядоченное расположение атомов в кристалле. Определяет многие свойства металла.

Кучное выщелачивание — способ извлечения металлов из руды с помощью растворов реагентов. Экологически более чистый, чем плавка.

Л

Латунь — сплав меди с цинком. Легко обрабатывается, устойчив к коррозии, красив. Используется в декоративных изделиях, музыкальных инструментах.

Легирование — добавление в металл небольших количеств других элементов для улучшения свойств. Легированная сталь прочнее обычной.

Литий — самый лёгкий металл. Основа современных аккумуляторов для телефонов, ноутбуков, электромобилей.

Литьё — получение изделий путём заливки расплавленного металла в форму. Один из древнейших способов обработки металлов.

М

Магний — лёгкий серебристо-белый металл, ярко горящий на воздухе. Используется в авиации, пиротехнике, медицине.

Мартенсит — очень твёрдая структура стали, получаемая при быстром охлаждении. Назван в честь немецкого металловеда Мартенса.

Медь — красноватый металл, один из первых, освоенных человеком. Отличный проводник электричества, основа многих сплавов.

Металлическая связь — тип химической связи, характерный для металлов. Объясняет их особые свойства: электропроводность, ковкость, блеск.

Металлургия — наука и технология получения металлов из руд и их обработки. Включает чёрную (железо, сталь) и цветную металлургию.

Модуль упругости — мера жёсткости материала, показывает, насколько он деформируется под нагрузкой.

Н

Наклёп — упрочнение металла при холодной деформации. Металл становится твёрже, но более хрупким.

Нанотрубки — цилиндрические структуры из углерода диаметром в несколько нанометров. Обладают уникальными свойствами.

Никель — серебристо-белый металл, устойчивый к коррозии. Используется в монетах, батареях, нержавеющей стали.

Нитинол — сплав никеля с титаном, обладающий эффектом памяти формы. Используется в медицине, робототехнике.

Нормализация — вид термообработки стали для получения однородной структуры и снятия внутренних напряжений.

О

Обогащение руды — процесс увеличения содержания полезного металла в руде путём удаления пустой породы.

Окисление — химическая реакция соединения с кислородом. Противоположность восстановления.

Олово — мягкий серебристо-белый металл. Используется для покрытий (лужение), в припоях, сплавах.

Отжиг — нагрев металла с последующим медленным охлаждением для снятия напряжений и получения мягкой структуры.

Отпуск — нагрев закалённой стали до умеренной температуры для снижения хрупкости при сохранении твёрдости.

П

Пайка — соединение металлических деталей с помощью расплавленного припоя. Припой плавится при более низкой температуре, чем соединяемые металлы.

Пассивация — образование на поверхности металла тонкой защитной плёнки, предотвращающей коррозию.

Платина — благородный металл серебристо-белого цвета. Очень устойчив к коррозии, используется в ювелирных изделиях, катализаторах, медицине.

Пластичность — способность металла изменять форму под нагрузкой без разрушения. Важное свойство для обработки давлением.

Прокатка — обработка металла путём пропускания между вращающимися валками. Позволяет получить листы, прутки, профили.

Прочность — способность материала сопротивляться разрушению под нагрузкой. Измеряется в мегапаскалях (МПа).

Р

Рафинирование — очистка металла от примесей для получения высокой чистоты. Особенно важно для драгоценных металлов.

Редкоземельные элементы — группа из 17 металлов со схожими свойствами. Критически важны для современной электроники.

Рекристаллизация — образование новых зёрен в деформированном металле при нагреве. Восстанавливает пластичность.

Ртуть — единственный металл, жидкий при комнатной температуре. Токсична, использование ограничено.

Руда — горная порода, содержащая металлы в количествах, достаточных для промышленной добычи.

С

Сварка — процесс неразъёмного соединения металлов путём их местного нагрева или деформации. Основа современного машиностроения.

Свинец — тяжёлый серо-синий металл. Токсичен, но всё ещё используется в аккумуляторах, защите от радиации.

Серебро — благородный металл белого цвета, лучший проводник электричества. Используется в ювелирных изделиях, фотографии, электронике.

Спекание — процесс соединения порошковых материалов при нагреве без расплавления. Основа порошковой металлургии.

Сталь — сплав железа с углеродом (до 2%). Основной конструкционный материал современности.

Сублимация — переход вещества из твёрдого состояния в газообразное, минуя жидкое. Некоторые металлы могут сублимировать.

Суперсплавы — высокопрочные сплавы на основе никеля, кобальта или железа. Используются в авиационных двигателях.

Т

Титан — лёгкий прочный металл серебристого цвета. Не корродирует, биосовместим. Используется в авиации, медицине, спорте.

Текучесть — способность расплавленного металла заполнять форму. Важна для качественного литья.

Термообработка — изменение свойств металлов путём нагрева и охлаждения по определённым режимам.

Твёрдость — сопротивление материала вдавливанию или царапанию. Измеряется по различным шкалам (Бринелля, Роквелла, Виккерса).

У

Углеродистая сталь — сталь, в которой углерод — основной легирующий элемент. Чем больше углерода, тем тверже сталь.

Ультразвуковая сварка — соединение металлов с помощью ультразвуковых колебаний. Не требует высокой температуры.

Уран — радиоактивный металл, используемый в ядерной энергетике. Требует особых мер безопасности при обращении.

Усталость металла — постепенное разрушение под действием циклических нагрузок. Причина многих аварий.

Усадка — уменьшение размеров металла при охлаждении. Учитывается при проектировании литейных форм.

Ф

Фазовый переход — изменение агрегатного состояния или кристаллической структуры вещества. В металлах влияет на свойства.

Ферромагнетизм — свойство некоторых металлов (железо, никель, кобальт) сильно намагничиваться в магнитном поле.

Флотация — способ обогащения руды, основанный на различной смачиваемости минералов. Широко используется в горной промышленности.

Фольга — очень тонкий лист металла (обычно алюминия). Используется в упаковке, изоляции, декоре.

Х

Хладноломкость — повышенная хрупкость металла при низких температурах. Особенно опасна для конструкций в северных условиях.

Холодная обработка — деформирование металла при комнатной температуре. Даёт точные размеры, но требует больших усилий.

Хром — твёрдый блестящий металл. Основной компонент нержавеющей стали, используется для декоративных покрытий.

Хрупкость — склонность материала к разрушению без заметной пластической деформации. Противоположность вязкости.

Ц

Цветные металлы — все металлы, кроме железа и его сплавов. Включают медь, алюминий, цинк, никель и другие.

Цинк — синевато-серый металл. Используется для защитных покрытий (цинкование), в сплавах, батареях.

Циркулярная экономика — модель экономики, основанная на многократном использовании ресурсов. Важна для устойчивого развития металлургии.

Ч

Чугун — сплав железа с углеродом (более 2%). Хрупкий, но легко льётся. Используется для литых деталей.

Чистота металла — содержание основного элемента в металле. Высокочистые металлы нужны для электроники.

Ш

Шлак — побочный продукт металлургических процессов, состоящий в основном из оксидов. Может использоваться в строительстве.

Штамповка — формообразование изделий из листового металла путём деформирования в штампах.

Щ

Щёлочные металлы — группа очень активных металлов: литий, натрий, калий и др. Энергично реагируют с водой.

Э

Электрометаллургия — получение и обработка металлов с использованием электричества. Включает электролиз, электродуговую плавку.

Электролиз — разложение соединений электрическим током. Используется для получения чистых металлов и покрытий.

Электропроводность — способность материала проводить электрический ток. Одно из характерных свойств металлов.

Эвтектика — см. Евтектика.

Ю

Ювелирные сплавы — специальные сплавы драгоценных металлов для изготовления украшений. Часто содержат медь для прочности.

Я

Ядро атома — центральная часть атома, содержащая протоны и нейтроны. Определяет химические свойства элемента.

---

Заключение к словарю

Этот словарь содержит основные термины, которые помогут тебе лучше понимать мир металлов. Металлургия — обширная наука, и здесь приведены лишь самые важные понятия.

По мере изучения металлов ты будешь встречать новые термины. Не бойся их искать в специальных справочниках и научных источниках — каждое новое понятие приблизит тебя к пониманию удивительного мира металлов!

Помни: знание терминологии — это ключ к пониманию любой науки. Изучай, запоминай, применяй — и мир металлов откроется тебе во всей красе!