מתכות

1. מתכות מאת - עדי לישה כיתה - ה'2

2. מתכות - רקע • המתכות הן שם כולל לקבוצה גדולה מאד של חומרים בעלי מאפיינים פיסיקאליים וכימיים דומים • את היסודות בטבלה המחזורית מחלקים לשתי קבוצות עיקריות מתכות ואל-מתכות • המתכות הנפוצות ביותר הן ברזל, אלומיניום, סידן, נתרן, אשלגן ומגנזיום. • חפצים רבים העשויים מתכות, או תערובות של מספר מתכות מוכרים מחיי היום-יום: סירי אלומיניום במטבח, תכשיטים העשויים כסף או זהב, תיל הנחושת שבמערכות החשמל, כלי רכב, ועוד.

3. סגסוגות • מרבית המתכות המשמשות אותנו בחיי היום-יום אינן מתכות טהורות אלא תערובות של מספר מתכות • דוגמאות לסגסוגות שימושיות: • פלדה • ארד • פליז • תכשיטי זהב

4. פלדה • פלדה היא סגסוגת, המורכבת ברובה מן המתכתברזל, ומכילה ריכוז נמוך של האל-מתכתפחמן • לעתים מוסיפים לסגסוגת הפלדה יסודות אחרים, כמו צורן, מגנזיום, מנגן, כרום וניקל • בעזרת שינוי של שיעורי תוספות אלה, אפשר להפיק סוגים שונים של פלדות בעלות תכונות מיוחדות, כמו: קשיות, גמישות, עמידות בפני חום ועוד • סוגיהּ‏ השונים של הפלדה מצטיינים בחוזקה ובגמישות רבה • פלדה משמשת לייצור מוצרים רבים: מכוניות, גשרים, מסמרים, קפיצים, להבים של סכינים, כלי עבודה, מחטים וכדומה

5. דוגמאותלמוצריפלדה

6. ארד • ארד(ברונזה בלעז) היא סגסוגת של נחושת בתוספת בדיל להקשיה • כיוון שנדיר למצוא עפרות נחושת ובדיל בסמיכות זו לזו, היה ייצור הארד קשור לסחר בין אזורים שונים • הברונזה הומצאה לפני כ-5,300 שנים על ידי אנשי תקופת הברונזה • באותה תקופה יצר האדם כלי עבודה, כלי נשק ושריון ממתכת זו

7. מוצרי ארד

8. פליז • פליזהיאסגסוגתהמורכבת מהיסודות נחושתואבץ. • צבעהמשתנה מאדום, בריכוזי אבץ נמוכים ועד לצהובבריכוזי אבץ גבוהים • פעם השתמשו בה ליציקהשלתותחים, ידיות לדלתותוחפצי נוי כגון אהילים אופמוטות. היום משתמשים בה בעיקר לחפצי נוי .

9. מוצרי פליז

10. תכשיטי זהב • זהב טהור אינו מתאים להכנת תכשיטים מאחר שהוא חומר רך ולכן לא ישמור על צורתו לאורך ימים. • נהוג לערבב בזהב מתכות נוספות כדוגמת כסף ונחושת לקבלת מסגים קשים יותר מן הזהב אך בעלי הצבע והברק של הזהב.

11. דוגמאות לתכשיטי זהב

12. עיבוד מתכות-ממתכת טהורה למוצר • לוקחים את גוש המתכת ומחממים אותו בטמפרטורה המתאימה עד שהוא הופך לנוזל-ניתך • יוצקים את הנוזל שיצא לתבנית בצורה שאנו רוצים • מקררים את הנוזל בתוך התבנית עד שהוא מתקרר-מתמצק,קופא • מוציאים את המתכת הקפואה מהתבנית ויוצא לנו מתכת בצורה של התבנית למשל-אם שמנו את המתכת בתבנית בצורת מסמר אז יצא לנו מתכת בצורת מסמר.

13. הפקת מתכת מעפרת מתכת • מפוררים את עופרת המתכת • מתיכים את פירורי העופרות בתוך תנורי היתוך • כשהסלע הפך לנוזל המתכת נוזלית,היא מצתברת בתחתית התנור ומעליה צפים שאר חלקי העפרה • לאחר קירור התנור בתחתית התנור נמצא גוש מתכת טהורה • את הסיגים שאינם מתכת מסלקים

14. תכונות המתכות • ברזל-מוצק,צבע אפור כהה כסוף,מעט מבריק,צליל חד ונמוך,קשה לכיפוף,כבד מאלומיניום,ניתן לריקוע,מוליך חשמל טוב,מוליך חום בינוני • בדיל-מוצק,צבע כסוף,מעט מאוד מבריק,צליל עמום,ניתן לכיפוף,כובד בינוני,ניתן לריקוע,מוליך טוב חשמל,מוליך חום בינוני • חמרן,אלומיניום-מוצק,צבע לבן אפור כסוף,מבריק מאוד,צליל מתכתי מאוד חד גבוה,קשה לכיפוף,כובד קל,ניתן לריקוע,מוליך חשמל טוב,מוליך חום בינוני • נחושת-מוצק,צבע ורוד זהב,מבריק מאוד,צליל חד נמוך,קשה לכיפוף,כבדה מברזל,ניתנת לריקוע,מוליכה חשמל טוב מאוד,מוליכה חום בינוני • עופרת-מוצק,צבע אפור כהה,קצת מאוד ברק,צליל עמום,קשה לכיפוף,כבדה מאוד,ניתנת לריקוע,מוליך חשמל טוב,מוליך חום בינוני • כספית-נוזלית,צבע כסוף,מבריקה מאוד,כבדה,לא ניתנת לריקוע,מוליכה חשמל

15. נקודות התכה של מתכות • כספית-38 מעלות מתחת לאפס • בדיל-232 מעלות צלסיוס • עופרת-327 מעלות צלסיוס • אלומיניום,חמרן-660 מעלות צלסיוס • כסף-960 מעלות צלסיוס • זהב-1,063 מעלות צלסיוס • נחושת-1,083 מעלות צלסיוס • ברזל-1,535 מעלות צלסיוס • טונגסטן-3,422 מעלות צלסיוס