* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

157 МЕТАЛЛУРГИЯ—МЕТАЛЛЫ 158 Лит.: В е к е т о в Н. Н., Исследования над явлениями вытеснения одних элементов другими, Харьков, 1865; Е л ю ­ т и н В. П . [и др ], Производство ферросплавов, 2 изд., М., 1957; М е е р с о н Г , А , З е л и к м а н А Н., Металлургия редких металлов, М, 1955, Основы металлургии, под ред. Н. С. Грейвера [и д р . ) , т. 3, М . 1962; М у р а ч . Н H . В е , рятин У . Д . , Внепечная металлотермия, М , , 1956, З е ­ л и к м а н А. Н., Металлургия редкоземельных металлов тория и урана, М., 1961; П а з у х и н В. А , Ф и ш е р А Я , Вакуум в металлургии, М., 1956; К р е с т о в н и к о в А Н., В л а д и м и р о в Л. П Г у л я н и ц к и й Б. С , Ф и ш е р А. Я . , Справочник по расчетам равновесий металлургических реакций, М., 1963; E l l i n g n a m Н. I , Т . , J , Soc Cnem, Ind., 1944, 63, № Ъ, 125; D a u t z e n b e r g W . , Z. Erzbergbau mid Metalniiittenwesen, 1950, 3, № 10, 341. А. Я. Фишер, ч s в 5 М Е Т А Л Л У Р Г И Я — наука о промышленном полу­ чении металлов из природного сырья. Долгое время М. считалась искусством выплавлять металлы из р у д . Лишь в 19 в. М., под влиянием развития химии, стала превращаться в н а у к у , что завершилось в начале 20 в., гл. о б р . благодаря широкому внедрению в М. физич. химии и химич. термодинамики. Современная М. охватывает: 1) все технич. про­ цессы подготовки металлич. р у д к металлургич. об­ работке (см. Измельчение, Обогащение полезных иско­ паемых, Флотация); 2) собственно металлургич. обра­ ботку и х , к-рая производится либо сухим путем, при высоких темп-pax (см. Пирометаллургия), либо мокрым путем (см. Гидрометаллургия); 3) очистку металлов от вредных примесей (см. Рафинирование металлов); 4) науку о металлич. сплавах, изучающую зависимости их свойств от состава и строения ( м е ­ т а л л о в е д е н и е ) ; 5) термич. и химико-термич. обработку металлов и сплавов, имеющую цель — повышение их механич. свойств, химия, стойкости и др. (см. Термическая обработка металлов). Особые виды металлургич. процессов составляют: 1) электро­ металлургия; в ней электрич. энергия используется либо как источник тепла (электротермия), либо для восстановления металлов из водных р-ров или рас­ плавленных сред (см. Гальванотехника и Электрохи­ мия); 2) алюминотермия (восстановление металлич. окислов алюминием) и металлотермия (восстановле­ ние и х магнием, кальцием и др.); 3) порошковая метал­ лургия. О способах получения отдельных металлов см, соответствующие статьи. МЕТАЛЛЫ. Содержание: Введение 157 Кристаллическая структура 158 Тепловые свойства 161 Электрические и магнитные свойства . . . . , . . 1 6 1 Механические свойства 163 Действие излучения 164 Окисление 165 Металлические фазы сложного состава 166 Металлы как важнейшие материалы современной тех­ ники . . ..167 Металлы — вещества, основной отличительной осо­ бенностью которых в конденсированном состоянии является наличие свободных, не связанных с опреде­ ленными атомами, электронов, способных переме­ щаться по всему объему тела. Эта особенность м е ­ т а л л и ч е с к о г о с о с т о я н и я вещества опре­ деляет собою всю совокупность свойств М. Введение. В атомах элементов, образующих М., внешние, валентные, электроны удерживаются значи­ тельно слабее, чем в атомах других — «неметаллич.» элементов. Это обстоятельство приводит к тому, что при конденсации из парообразного состояния валент­ ные электроны таких элементов утрачивают связь с отдельными атомами, обобществляются и удержи­ вают положительные ионы в сближенном состоянии. Связь атомов в твердом или жидком М., так н а з . м ет а л л и ч е с к а я с в я з ь , основанная на обобще­ ствлении наружных электронов, является одним из видов химич. связи. Наличие свободных электронов определнет собою высокую электро- и теплопровод­ ность М., положительный температурный коэфф. электросопротивления, хорошую отражательную спо­ собность к световому излучению (блеск и непрозрач­ ность), высокую пластичность, термоэлектронную эмиссию (т, е. способность испускать электроны п р и нагревании), магнитные свойства и т. д . Между металлич. и ковалентной связью имеется сходство, т. к, оба типа связи основаны на обобще­ ствлении валентных электронов. Однако ковалентная связь соединяет только два соседних атома, общиеэлектроны все время пребывают в непосредственной близости от соединяемых атомов и прочно с ними свя­ заны. При металлич. связи все атомы, присутствую­ щие в данном теле, участвуют в обобществлении в а ­ лентных электронов. В связи с этим ковалентная связь между атомами в твердом теле практически н а допускает взаимного смещения атомов без разрыва, связей, т. е. без разрушения тела, тогда как металлич. связь позволяет осуществлять довольно значительные взаимные смещения атомов без нарушения связи* Этим объясняется, в частности, хрупкость кристал­ лов с ковалентной связью между атомами и высокая пластичность М. Прочность металлич. связи определяется из значе­ ний теплот сублимации. Т е п л о т а с у б л и м а ­ ц и и М., т. е. энергия, к-рую н у ж н о затратить для разделения твердого металлич. тела на изолирован­ ные атомы, обычно очень велика; она изменяется в пределах от ок. 19 ккал/г-атом для цезия до ок. 210 ккал/г-атом для вольфрама. Особенно прочна связь в тяжелых М., соответствующих переходным элементам^ что обусловливает высокие темп-ры плавления и кипе­ ния этих М. и их большую механич. прочность. Вместа с тем высокие значения теплот сублимации указывают,, что твердые М.— весьма устойчивые тела, к-рым в. обычных условиях свойственно очень малое давлениепара. Атомные теплоемкости М. (за исключением обла­ сти низких темп-р) очень близки к 3R кал/г-атом-град& (закон Дюлонга и Пти); при сопоставлении со значе­ нием средней энергии гармонич. колебаний, даваемым, кинетич. теорией, это показывает, что основными, видами движения атомов в М. являются классич. г а р ­ монич. колебания в трех измерениях, В жидком состоянии М. полностью сохраняют свои электрич., оптич. и тепловые свойства; взаимное расположение ближайших соседних ионов, т. н. ближний порядок, в металлич. жидкости с о х р а н я е т с я примерно таким ж е , каким он был в твердом М. (вбли­ зи темп-ры плавления). Кристаллическая структура. В твердом С О С Т О Я Н И Й большинство М. имеет высоко симметричную кристал­ лич. структуру (с большим координационным числом) одного из трех типов: кубич. объемноцентрированную(все щелочные М., а также (З-титан, ванадий, хром,, а-железо и д р . ) , кубич. гранецентрированную (алю­ миний, медь, серебро, золото, у ~ ° » (З-кобальт^. никель, палладий, платина и др.) и плотную гексаго­ нальную (бериллий, магний, кадмий, цинк, а-титан> а-кобальт и д р . ) . Кристаллич. решетка М. может рас­ сматриваться как система правильно р а с п о л о ж е н н ы х в пространстве положительных ионов и перемещаю­ щихся среди них свободных электронов. Связь элек­ тронов со всей системой кристалла характеризуется т. н. работой выхода электрона» Она может быть измерена при термоэлектронной эмиссии или фотоэффекте. Работа выхода электрона для М. имеет обычно малые значения (2—5 эв), она з н а ч и ­ тельно меньше, чем энергия ионизации (см. Иониза­ ции потенциал) изолированного атома М . , ч т о указы­ вает на возрастание кинетич. энергии электронов п р и образовании кристаллич. решетки М. Схематический квантовомеханич. анализ проблемы образования кристаллич. структуры М. показывает, что по крайней мере при низких темп-pax металж е л е з