Keijo Västrik TTG 10.c 1. Fe2O3 - Raud (III) oksiid Nimetused igapäevaelus - rooste Nimetused tööstuses - hematiit, rooste (hüdratiseeritud raua oksiid), punane raua oksiid, sünteetiline magnemiit Leidumine looduses - on maakmineraal hematiit, leidub inimese veres Omadused - ferromagnetiline (magneetub välise magnetvälja toimel ehk loob oma sisese magnetvälja), tumepunase värvusega, kergesti hapete poolt mõjutatav Kasutamine - rauatööstuses (raua, terase ja erinevate sulamite valmistamiseks), metalliliste ehete ja läätsete poleerimine, kasutatakse pigmendina (ka kosmeetikas) Tähtsus - on üks kolmest põhilisest raua koostisesse kuuluvast oksiidist Saamine 1) Raud(III) oksiid on raua oksüdeerumise saaduseks. Seda saab valmistada laboris
.............................................3 2. NIKLI KRISTALLSTRUKTUUR...................................................................................................4 3. VIIDATUD ALLIKAD.....................................................................................................................6 2 1. NIKLI AATOM Nikkel (sümbol Ni) on ferromagnetiline keemiline element järjekorranumbriga 28. Nikkel paigutatakse keemiliste elementide perioodilisussüsteemis VIIIB rühma. Nikli aatommass on 59 ning järjenumber 28. Aatommass niklil on 58,69. Nikli keemistemperatuur on 2732.0 °C, sulamistemperatuur 1455 °C, tihedus 8,91 g/cm3, elektronvalem: 1s2 2s2p6 3s2p6d8 4s2. Massi järgi on nikkel Maal kuues element raua, hapniku, räni, magneesiumi ja väävli järel ning moodustab 1,8% Maa massist. Nikli aatom koosneb aatomituumast ja
- Kvartsresonaator e. kvarts (kvartsplaadike kahe metallplaadi vahel). Hea sageduse stabiilsus. Valmistatakse F= 2kHz... 200 MHz. - Piesokeraamiline filter. Ehitus ja tööpõhimõte (piesokristall) sama mis kvartsresonaatoris. Kasut. raadiote vahesagedusvõimendites ja mikrokontrollerite taktgeneraatorites. Kehvemad kui kvartsid. e) Trafod. Vahelduvpinge tõstmine/langetamine ja ahelate galvaaniline lahtisidestus. Liigitus: Toitetrafod. Kõrgsagedustel ka sobitustrafod. Südamik ferromagnetiline: madalal sag. 50 Hz teras, kõrg.sag. ferriit. Ülekandetegur (keerdude arvu suhe w1/w2=U1/U2; P1 P2) f) Infoesitusseadised Vaakumseadised: hõõglampindikaatorid, kineskoobid (25...30 kV!), magnetronid (2,4 GHz) Plasmaseadised: tärkindikaatorid, värvikuvarid Vedelkristallseadised e. LCD: eestvalgustusega (käekellad) ja tagantvalgustusega (kuvarid) Pooljuhtseadised (valgusdioodid e. LED, laserid) g) Pistmikud Seadmete omavaheliseks ühendamiseks
Puhas nikkel on plastne hästi töödeldav metall. Suur osa niklist (u. 15% kogu kasutatavast niklist) kasutatakse legeeriva elemendina terastes ja malmides, aga ka mitterauasulamites. Niklit kasutatakse ka puhta metallina ja ta on paljude tehnomaterjalide põhikomponent. Puhas nikkel on väga hea korrosioonikindlusega aluste ja hapete suhtes, seetõttu kasutatakse teda keemiatööstuse seadmeis ja toiduainetetööstuses (Kulu et al., 2001). Nikkel on ferromagnetiline keemiline element järjekorranumbriga 28. Nikli tihedus normaaltingimustel on 8,9 g/cm3. Nikli sulamistemperatuur on 1455 °C ja keemistemperatuur 2913 °C. (Wikipedia: Nikkel) 2.3. KASUTAMINE Niklit kasutatakse sageli õhukese lehena süsinikterasest pleki katmisel aga ka elektrolüütpindena paljude teiste metalsete materjalide puhul (nikeldamisel) (Kulu et al., 2001). Nikkel ei korrodeeru ja on kergesti töödeldav, seetõttu omab ta tähtsat positsiooni
Koobalti esineb ka merepõhja raua- ja mangaankonkretsioonides. Koos raua ja nikliga esineb teda ka meteoriitides. Nime sai algselt Saksa kaevurite käest,kes kutsusid teda kobaldiks, mis tähendab paharetti. aatomi ehitus: Koobalt paikneb VIIIB rühmas. Aatomimass Ar(Co)=58,933 ja maasiarv A=59. Järjenumber tabelis Z=27. Koobalti aatomi tuumas on 27 prootonit ja 32 neutronit. füüsikalised omadused: Koobalt on hõbevalge värvusega raskmetall. Koobalt on ferromagnetiline ning ka suure kõvaduse ja tugevusega metall. Tema tihedus =8,900g/cm3. Koobalt on sulamistemperatuuriga 1495oC ja keemistemperatuuriga 2927oC. Tüüpolekuna on koobalt tahke 25oC juures. keemilised omadused: 1. metall+hapnik=oksiid 2Co+O2=2Co 2. metall+ hape=sool+vesinik Co+2HCl=CoCl2+H2 Co+H2SO4=CoSO4+H2 3. metall+sool=uus metall+uus sool Co+2KCl=CoCl2+2K 4. metall+mittemetall=sool Co+2Cl=CoCl2 ühendid: Kasulik radioaktiivne isotoop on koobalt-60, seda kasutatakse kiiritusravis,
Rööpmeteras sisaldab 0,9 1,6% Mangaani. Toodetakse ka Ni- vaba roostevaba terast, mis sisaldab kroomi ja mangaani ( 14% Cr, 15% Mn). Sulamil manganiin (12% Mn, 85% Cu, 3% Ni) on suur elektritakistus, mis I sõltu temperatuurist, seepärast tehakse sellset sulamist elektrimõõteriistadele takisteid. Kuna aga manganiini takistus sõltub rõhust (seejuures lineaarselt), kasutatakse manganiini elektrilistes manomeetrites. Mangaani sulam vase ja alumiiniumiga (14% Mn, 76% Cu, 10% Al) on ferromagnetiline, kuigi ükski koostismetall ferromagnetiline ei ole. Intermetalliline ühend MnBi on tugev püsimagnet. Mangaaniga kaetakse veel ka korrodeeruvaid metalle. Mangaandioksiidi kasutatakse näiteks värvuseta klaasi tootmises ja keemilises analüüsis, kaaliumpermanganaati (KMnO4) oksüdeerijana ja antiseptikumina. Rodoniit on hästi poleeritav ning kasutatakse sageli vooderdamisel. (2, 3, 5, 6) 7. Biotoime Mangaan kuulub biometallide hulka. Täpsed analüüsid näitavad, et Mn-ühendeid laidub
Kõige enam koobaltit saadakse siiski vase ja nikli kaevandamise kõrvalproduktina. Maailma suurimad koobalti tootjad on vasekaevandused Kongo Demokraatlikus Vabariigis. Kongo DV koobalti toodang moodustab umbes 53% maailma toodangust ning ennustuste kohaselt see tulevikus ka välisriikide investeeringute abil kasvab[3]. 4 3. Omadused Füüsikalised omadused Koobalt on tahke, ferromagnetiline, hõbevalge metall. Ta püsib magnetilisena kõrgeima temperatuurini (Curie punkt temperatuuril 1121°C) kõikidest magnetilistest elementidest. Koobalti tihedus normaaltingimustel on 8,9 g/cm3, sulamistemperatuur on 1495 °C ning keemistemperatuur on 2927 °C. Koobalti kõvadus Mohsi skaalal on 5. Metallina on koobalt hea elektri- ja soojusjuht[4]. Keemilised omadused Koobalt on toatemperatuuril püsiv ning kõrgemal temperatuuril kattub oksiidikihiga.
Puudusteks on • väike ülekoormatavus, • suur omatarve, • mittelineaarne skaala. Elektromagnetilised mõõteriistad Elektromagnetilistes mõõteriistades läbib mõõdetav vool liikumatu mähise, tekitades sellega magnetvälja. Selle tulemusena hakkab pehmest ferromagnetilisest materjalist südamikule mõjuma jõud, kutsudes esile selle liikumise, mille suurus sõltub mõõdetava voolu suurusest. Elektromagnetilise mõõteriista põhielemendid Liikuv ferromagnetiline südamik kinnitatakse ekstsentriliselt osutiga ühisele teljele. Vastumomendi tekitamiseks kasutatakse spiraalvedru. Võnkumiste summutamiseks on mõõteriistas vedelik- või õhksummutid. Elektromagnetilised mõõteriistad on tundlikud väliste magnetväljade suhtes. Nende mõju vähendamiseks kasutatakse ekraneerimist või süsteemi muutmist astaatiliseks. Ekraneerimisel ümbritsetakse mõõteosa suure magnetilise läbitavusega materjalist (nt permalloi) kaitsekestaga.
Magnetelektriline mõõtemehanism Eeldused mehanismi tööks: 1. Peab olema magnetväli. 2. Peab olema vooluga juhe. Kui magnetjõujooned on suunatud vasaku käe peopessa ja voolu suund juhtmes ühtib väljasirutatud sõrmede suunaga, siis näitab kõrvalesirutatud pöial mõjuva jõu suunda. Magnetelektrilise mehanismi liikuva osa pöörlemine toimub püsimagneti magnetvälja ja voolumagnetvälja vastastikuse mõju tulemusena (töötamis põhimõte). Poolusekingad ja ferromagnetiline südamik on vajalikud selleks, et õhupilus oleks radiaalne ühtlaselt jaotatud magnetväli. Raamiga ühisele teljele on kinnitatud vastumomendi vedru ja osuti koos tasakaalustamise raskustega. Vool juhitakse raamimähisesse läbi spiraal vedrude. Õhupilus olevaid raamikülgi, millele mõju pöördemomenti tekitavad jõud nimetatakse aktiivkülgedeks. Ühele aktiivküljele mõjuv jõud F= B*l*w*I B - magneetiline induktsioon õhupilus T (Tesla) l - aktiivkülje pikkus (m)
0,01%. Temperatuuridel 0...911 °C esineb -ferriit, 1392...1539 °C-ferriit. Ferriiti iseloomustab: ruumkesendatud kuupvõre (K8), väike tugevus ja kõvadus, suur plastsus. - ferriidi puhul on süsiniku lahustuvus -rauas väga väike: temperatuuril 727 C 0,02%, toatemperatuuril 0,01%. Ferriit on sitke ja hästi deformeeritav nii külmalt kui kuumalt, tema kõvadus toatemperatuuril on 60...90 HB. Kuni 768 °C-ni on ferriit ferromagnetiline. - ferriidi puhul on maksimaalne süsiniku lahustuvus 0,1%. Ta ei esine süsinikterase struktuuris sellistel temperatuuridel, millel terast termotöödeldakse või kasutatakse, seetõttu pakub tema olemasolu vähe huvi. Austeniit (A) (austenite) on samuti raua ja süsiniku tardlahus, mis moodustub, kui süsiniku aatomid on asetunud -raua tahkkesendatud kuupvõre aatomitevahelistesse tühikutesse. Kuna
A R , seda väiksemaks jääb ampermeetrist põhjustatud viga. Ampermeetri piirkonna laiendamiseks kasutatakse · sunti alalisvoolu korral; · voolutrafot vahelduvvoolu korral. Kui alalisvoolu mõõtmisel vool ületab ampermeetri nimivoolu ( n I > I ), siis kasutatakse sunti, mis ühendatakse ampermeetriga rööbiti. Vahelduvvoolu mõõtmisel laiendatakse ampermeetri mõõtepiirkonda voolutrafo abil, millel on ferromagnetiline südamik ja kaks mähist. Voolutrafod võivad olla · laboratoorsed; · tööstuslikud. Voolutrafo primaarmähis keerdude arvuga w1 ühendatakse mõõdetavasse ahelasse, sekundaarmähisega, millel on w2 keerdu, ühendatakse aga ampermeeter, mille nimipiirkond võrdub voolutrafo sekundaarvooluga (tavaliselt 5 A). voolutrafo ülekandetegur. 27. Takistuse mõõtmine. Takistust võib kaudselt määrata ampermeetri ja voltmeetri abil. Takistus voltmeetri ja ampermeetri näitude kaudu:
Alalisvoolu mõõtmisel on levinuimaks magnetoelektrilised ampermeetrid, kuid sobivad on kõik ampermeetrid. Vahelduvvoolu mõõtmiseks ei sobi aga magnetoelektrilin ampermeeter. Kui alalisvoolu mõõtmisel vool ületab ampermeetri nimivoolu ( n I > I ), siis kasutatakse sunti, mis ühendatakse ampermeetriga rööbiti. Vahelduvvoolu mõõtmisel laiendatakse ampermeetri mõõtepiirkonda voolutrafo abil, millel on ferromagnetiline südamik ja kaks mähist. 27. Takistuse mõõtmine - Takistust võib kaudselt määrata ampermeetri ja voltmeetri abil. U R= V Takistus voltmeetri ja ampermeetri näitude kaudu: I A .Takistuse leidmiseks Ohmi seaduse järgi tuleb tegelikult pinge takisti klemmidel UR jagama vooluga läbi U R= R takisti I : I R
temperatuurivahemikus 0...911 °C. Kuna tühikute mõõtmed on tunduvalt väiksemad süsinikuaatomite läbimõõdust, on süsiniku lahustuvus α -rauas äärmiselt väike: temperatuuril 727 °C 0,02%, toatemperatuuril ainult 0,01%. Ferriit on sitke ja hästi deformeeritav nii kuumalt kui ka külmalt. Tema kõvadus toatemperatuuril on 60...90 HB. Külmdeformeerimisel kalestub ferriit nagu puhtad metallidki ja tema kõvadus kasvab märgatavalt. Ferriit on ferromagnetiline kuni 768 °C. Austeniit (A) on raua ja süsiniku tardlahus; süsinikuaatomid on asetunud γ-raua tahkkesendatud kuupvõre aatomitevahelistesse tühikutesse. Tühikute mõõtmed võrreldes ruumkesendatud kuupvõrega on suuremad, millest tuleneb süsiniku palju suurem lahustuvus γ-rauas võrreldes α-rauaga - kuni 2,14% temperatuuril 1147 °C. Kuigi austeniit pole stabiilne alla 727 °C, võib ta säilida kiirel jahutamisel suure
magnetväljaga piirkonna poole. Välisesse magnetvälja B asetatud paramagnetilises aines tekib magnetiline dipoolmoment, mis on samapidine välise magnetvälja B suunale. Kui magnetväli on ebaühtlane, siis paramagnetiline aine tõmmatakse väiksema magnetvälja piirkonnast suurema magnetväljaga piirkonna poole. Välisesse magnetvälja B asetatud ferromagnetilises aines tekib suur magnetiline dipoolmoment, mis on samapidine välise magnetvälja B suunale. Kui magnetväli on ebaühtlane, siis ferromagnetiline aine tõmmatakse väiksema magnetvälja piirkonnast suurema magnetväljaga piirkonna poole. Hüsterees. Ferromagnetilisest ainest keha koosneb kristallvõrest, mis on aine ulatuses korrapärane. Loomulikus olekus koosneb selline kristall teatud arvust magnetilistest deemonitest. Need on aatomi piirkonnad, kus dipoolide joondumine on täielik. Kuid deemonid ei ole omavahel joondunud. Need deemonid tasakaalustavad üksteist ja sellepärast on aatom tervikuna magnetiliste omadusteta
Faasid rauasüsinikusulamites: ferriit, tsementiit, austeniit. Nende olemus ja omadused. - Ferriit (F) - süsiniku tardlahus α-rauas, mis moodustub süsiniku aatomite paigutumisel α-raua ruumkesendatud kuupvõre tühikutesse. Ferriiti iseloomustab: ruumkesendatud kuupvõre (K8) , väike tugevus ja kõvadus , suur plastsus. Ferriit on sitke ja hästi deformeeritav nii külmalt kui kuumalt, tema kõvadus toatemperatuuril on 60...90 HB. Kuni 768 °C-ni on ferriit ferromagnetiline. δ-ferriidi puhul on maksimaalne süsiniku lahustuvus 0,1%. Ta ei esine süsinikterase struktuuris sellistel temperatuuridel, millel terast termotöödeldakse või kasutatakse, seetõttu pakub tema olemasolu vähe huvi. Austeniit (A) on samuti raua ja süsiniku tardlahus, mis moodustub, kui süsiniku aatomid on asetunud γ- raua tahkkesendatud kuupvõre aatomitevahelistesse tühikutesse. Austeniit pole stabiilne temperatuuridel alla 727 °C
täpsusklassi mõõteriistadega. Elektrimõõteriista otstarbe märkimiseks kirjutatakse tingmärgi sisse mõõdetava suuruse ühiku tähis vastavalt tabelile. 21.Elektromagnetiline mehhanism Elektromagnetilise mõõtemehhanismi liikuv osa pöördub pooli läbiva voolu magnetvälja ja ferromagnetilise südamiku vastastikuse mõju tulemusena Ferromagnetiline südamik tõmbub pooli läbiva voolu toimel pooli sisse ja selle tulemusena liikuv osa koos osutiga pöördub Vastumomendi tekitab spiraalvedru Elektromagnetilise mehhanismi pöördemoment M = kI2 , milles I mähist läbiv vool k võrdetegur, mis oleneb pooli ja südamike kujust, nende vastastikusest asendist ja hälbest Elektromagnetilised mõõtemehhanismid on kõige lihtsamad ja töökindlamad
RAUD Füüsikalised omadused tihedus 7,87 g/cm3 sulamistemperatuur on 1535oC hea korrosioonikindlus läikiv, hallikasvalge keskmise kõvadusega metall plastiline võimaldab sepistamist ja valtsimist hea soojus- ja elektrijuht ferromagnetiline Keemilised omadused Keskmise aktiivsusega metall Reageerib hapnikuga: tavatingimustel reag. aeglaselt, kõrgemalt temp. oksüdeerub kiiremini. Reageerib veeauruga: kõrgel temperatuuril Reageerib mittemetallidega (sulfiidide, fosfiidide jne. teke) Reageerib hapetega: eralduvad gaasiline vesinik ja moodustub sool
Kuna tühikute mõõtmed on tunduvalt väiksemad süsinikuaatomite läbimõõdust (tühikute läbimõõt on 0,062 nm, süsinikuaatomi läbimõõt 0,154 nm), on süsiniku lahustuvus _-rauas äärmiselt väike: temperatuuril 727 °C 0,02%, toatemperatuuril ainult 0,01%. Ferriit on sitke ja hästi deformeeritav nii kuumalt kui ka külmalt. Tema kõvadus toatemperatuuril on 60...90 HB. Külmdeformeerimisel kalestub ferriit nagu puhtad metallidki ja tema kõvadus kasvab märgatavalt. Ferriit on ferromagnetiline kuni Curie temperatuurini, s.o. kuni 768 °C. /-ferriidi kristallivõre on ruumkesendatud kuupvõre nagu _-ferriidilgi, kuid kuna ta eksisteerib tunduvalt kõrgemal temperatuuril kui _-ferriit (temperatuurivahemikus 1392...1539 °C), siis maksimaalne süsiniku lahustuvus temas on 0,1%. Ta ei esine süsinikterase struktuuris sellistel temperatuuridel, millel terast termotöödeldakse või kasutatakse, mistõttu pakub väiksemat huvi.
on tunduvalt väiksemad süsiniku aatomite läbimõõdust (tühikute maksimaalne läbimõõt 0,062 nm, süsiniku aatomi läbimõõt 0,154 nm), on süsiniku lahustuvus -rauas äärmiselt väike: temperatuuril 727 °C 0.02%, toatemperatuuril ainult 0.01%. Feriit on sitke ja hästi deformeeritav nii kuumalt kui ka külmalt. Tema kõvadus toatemperatuuril on 60-90 HB. Külmdeformeerimisel kalestub ferriit nagu puhtad metallidki ja tema kõvadus kasvab märgatavalt. Ferriit on ferromagnetiline kuni Curie' temperatuurini 768°C. -ferriit kirstallvõre on ruumkesendatud kuupvõre nagu -feriidilgi, kuid kuna ta eksisteerib tunduvalt kõrgemal temperatuuril kui -feriit(temperatuuri vahemikus 1392°C...1539°C), siis maksimaalne süsiniku lahustuvus temas on 0,1%. Ta ei esine süsinikterase struktuuris sellistel temperatuuridel, millel terast termotöödeldakse või kasutatakse, mistõttu pakub väiksemat huvi.
annaabi.ee 
