Файл: Материала, пример маркировки с указанием нормативного документа по которому он изготавливается, расшифровку буквенно цифрового обозначения.docx

Йод

3.1. Йод - это двумерный полупроводник с шириной запрещенной зоны 1,3 эВ (125 кДж / моль): это полупроводник в плоскости своих кристаллических слоев и диэлектрик в перпендикулярном направлении.

3.2.В зависимости от способа получения и применения йод выпускают двух марок:
А - для производства синтетического каучука, лекарственных средств, редких металлов;

Б – для производства йодистых солеей

По физико-химическим показателям технический йод должен соответствовать нормам, указанным в таблице 5.

Таблица 5. (ГОСТ 545-76 Группа Л11 [12])

Наименование показателя	Норма для марок
	А ОКП 21 1291 0100 08	Б ОКП 21 1291 0200 05
1. Массовая доля йода, %, не менее	99	97
2. Массовая доля хлорида и бромида, %, не более	0,01	0,015
3. Массовая доля органических веществ, %,не более	0,08	0,2
4. Массовая доля остатка при прокаливании, %, не более	0,05	0,15
5. Массовая доля воды, %, не более	0,8	Не нормируется

3.3. Химическая активность йода ниже, чем у других галогенов. Йод взаимодействует с большинством металлов и с некоторыми неметаллами. Йод не взаимодействует непосредственно с благородными металлами, инертными газами, кислородом, азотом, углеродом. Соединения йода с некоторыми из этих элементов могут быть получены косвенным путем. С большинством элементов йод образует йодиды, при взаимодействии с галогенами образуются соединения положительно поляризованного йода. Йодиды щелочных и щелочноземельных элементов - солеобразные соединения, хорошо растворимые в воде. Йодиды тяжелых металлов более ковалентны. В отличие от легких галогенов йод стабилизирует низшие степени окисления у элементов с переменной валентностью. Не существует йодидов трехвалентного железа и четырехвалентного марганца. Это связано с большим радиусом йодид-иона и недостаточной окислительной активностью йода.

---

Йодиды неметаллических элементов - вещества с молекулярной структурой и преимущественно ковалентными связями, обладающие кислотным характером. Эти вещества в природе существовать не могут, так как легко разлагаются водой (гидролизуются). Специальными методами могут быть получены соединения, содержащие катион одновалентного йода. Однако они также неустойчивы и легко гидролизуются.

Насыщенные органические соединения не взаимодействуют с йодом, так как энергия связи углерод - водород больше энергии связи углерод-йод. Йод способен присоединяться к кратным углерод - углеродным связям. Степень ненасыщенности вещества можно характеризовать йодным числом, то есть количеством йода, присоединяющегося к единице массы органического соединения. Йод способен замещать водород в активных ароматических системах (толуол, фенол, анилин, нафталин), однако реакция идет труднее, чем для хлора и брома. [8]

3.4. Йод используют в производстве ламп накаливания, работающих по Йодовольфрамовому циклу. Йод соединяется с частичками вольфрама, испарившегося со спирали лампы, образует соединение WI2, которое, попав на нагретую спираль, разлагается. Вольфрам при этом вновь возвращается на спираль, а Йод опять соединяется с испарившемся вольфрамом. Йод как бы заботится о сохранении вольфрамовой спирали и тем самым значительно увеличивает время работы лампы.

Как и в металлах, электрический ток в йоде связан с дрейфом носителей заряда. Но если в металлах наличие свободных электронов обсуловлено самой природой металлической связи, то появление носителей заряда в йоде зависит от степени чистоты материала и температуры. Полупроводниковые свойства проявляют 12 химических элементов, находящихся в средней части периодической системы Менделеева. Йод – элемент VIIА подгруппы. В твердом состоянии он обладает полупроводниковыми свойствами, в нем реализуются р-связи. Элементы IVА подгруппы — углерод (алмаз), кремний, германий, олово; элементы VА подгруппы — фосфор, мышьяк, сурьма и висмут; элементы VIА подгруппы — сера, селен, теллур;

Все они являются p-элементами, в атомах которых постепенно заполняются электронами p-орбитали, однако из 12 элементарных полупроводниковых элементов приборное применение имеют только три — кремний, германий и селен.

---

3.5. Физические свойства. Плотность Йода 4,94 г/см3, tпл113,5 °С, tкип184,35 °С. Молекула жидкого и газообразного Йода состоит из двух атомов (I2). Заметная диссоциация I2 2I - наблюдается выше 700 °С, а также при действии света. Уже при обычной температуре Йод испаряется, обра­зуя резко пахнущий фиолетовый пар.

При слабом нагревании Йод возгоняется, оседая в виде блестящих тонких пластинок; этот процесс служит для очистки Йода в лабораториях и в промышленности. Йод малорастворим в воде. При комнатной температуре в 100 г воды растворяется около 0,03 г йода, с повышением температуры растворимость йода несколько увеличивается. Гораздо лучше йод растворяется в органических растворителях. В глицерине растворимость йода составляет 0,97 г йода, в четыреххлористом углероде - 2,9 г, в спирте, эфире и сероуглероде - около 20 г йода на 100 г растворителя. При растворении йода в бескислородных органических растворителях (четыреххлористый углерод, сероуглерод, бензол) образуются фиолетовые растворы; с кислородсодержащими растворителями йод дает растворы, имеющие бурую окраску. В фиолетовых растворах йод находится в виде молекул I2, в бурых - в виде неустойчивых соединений со слабыми донорно-акцепторными связями. Йод хорошо растворяется в водных растворах йодидов, при этом образуется комплексный трийодид-ион, находящийся в равновесии с исходными веществами и продуктами гидролиза. Трийодид-ион участвует в химических реакциях как эквимолярная смесь молекулярного йода и йодид-иона.

Атом йода обладает очень легко поляризуемой электронной оболочкой. Катионы большинства элементов способны глубоко проникать в электронную оболочку йода, вызывая значительную ее деформацию. Вследствие этого соединения йода обладают более ковалентным характером, чем аналогичные соединения остальных галогенов. Высокая поляризуемость приводит к возможности существования структур с положительным концом диполя на атоме йода. [1.3.]

4. 1   2   3   4

---

Технически чистое железо (низкоуглеродистая сталь)

4.1.Железо представляет собой магнитомягкий материал, свойства которого сильно зависят от содержания примесей.

Технически чистое железо содержит не более 0,1 % углерода, серы, марганца и других примесей и обладает сравнительно малым удельным электрическим сопротивлением, что ограничивает его применение. Используется оно в основном для магнитопроводов постоянных магнитных потоков. Магнитные свойства железа сильно зависят от его чистоты и способа обработки.

Для сплавов выпускаемых на территории стран СНГ, а также согласно установленных правил ГОСТ маркировка сталей производится следующим образом:

буква стоящая перед названием марки указывает группу к которой относится сплав, (всего три группы А, Б, В, группа «А» не указывается при маркировке);

«Ст» или «сталь», указывает, что сплав является обыкновенным;

первая цифра в марке указывает номер по ГОСТ, число от 0 до 6;

степень раскисления указывается следующими сокращениями: «сп», «пс», «кп» (в случае сталей «А» группы обозначение «сп» не указывается и принимается таковым по умолчанию);

следующая цифра — № категории стали, согласно ГОСТ от 0 до 6. Первая категория не указывается в обозначении;

если в маркировке указано тире между первой и второй цифрой, это означает, что к стали не предъявлялись требования по степени раскисления;

Марка низкоуглеродистой стали в зависимости от своего состава имеет отдельные назначения в промышленности. К данному типу сплава относят 05 кп, 08, 10, 10 пс, которые активно используются для производства шайб, прокладок и других малонагруженных элементов конструкций и машин. В зависимости от того, какая марка низкоуглеродистой стали, сплав находит применение в разных отраслях. Так, высокую устойчивость перед статической водородной усталостью демонстрируют:

20;

ВМСтЗсп;

С75;

APS 10M4;

18X1ПМФ.

Следующие марки низкоуглеродистой стали применяются как цементируемые:

10;

15;

20.

При изготовлении зубчатых колес с последующей цементацией применяют:

Ст20;

Ст20Г.

Сплавы: используеются как шихтовая заготовка и выпускаются в виде прутков различного размера. Такая шихтовая добавка применяются в процессе выплавки специальных сплавов для изготовления отдельных деталей и спец проката.

ЭП620;

ЭП355;

Для создания сварных конструкций используют такие марки низкоуглеродистой стали:

Ст0;

Ст1сп;

Ст1пс;

Ст1кп;

Ст2сп;

Ст2пс;

Ст2кл;

Ст3сп;

СТ3кл (ГОСТ 380);

сталь 10;

сталь 15;

сталь 20 (ГОСТ 1050);

S235-S295;

P235-P295 (EN 10025, EN 10027-1, EN 10028-2)

4.2. В зависимости от способа изготовления чистого железа различают железо электролитическое и карбонильное. Электролитическое железо применяется в постоянных полях, когда требуется большая индукция насыщения. Карбонильное железо используется, главным образом, в виде порошка для изготовления сердечников в высокочастотной электротехнике.

Листовые электротехнические стали изготавливаются из кремнистых сталей с содержанием углерода менее 0,05% и кремния от 0,7 до 4,8%.

По способу прокатки электротехнические листовые стали делятся на обычные (горячекатаные), которые имеют изотропные свойства, и на текстурованные (холоднокатаные), которые имеют магнитную текстуру, вследствие чего они являются анизотропными.

По содержанию кремния электротехнические листовые стали делятся на:

- стали с содержанием кремния от 0,7 до 1,8%. Используются для изготовления деталей электрических машин, работающих в постоянном магнитном поле;

- стали с содержанием кремния от 1,8 до 2,8%. Используются в электрических машинах переменного тока;

- стали с содержанием кремния от 2,8 до 4,8%. Используются, главным образом, для изготовления магнитопроводов трансформаторов.

Свойства и область применения сплавов с высокой начальной магнитной проницаемостью (пермаллои), с постоянной магнитной проницаемостью (перминвары) и с большой магнитной индукцией насыщения (пермендюры).

К материалам с высокой начальной проницаемостью относится группа сплавов железа и никеля с содержанием никеля от 35 до 80%, известных под названием пермаллои. Наряду с совершенно чистым железом это наиболее ярко выраженные магнитомягкие материалы вообще. Сплав супермаллой с приблизительным составом 79% Ni, 15% Fе, 5% Мо, 0,5% Мn имеет максимальную относительную проницаемость до 2 10⁶ при незначительной коэрцитивной силе H_с=0,2 А/м.

Недостатками сплавов типа пермаллоя являются их относительно высокая стоимость (содержат дефицитные металлы), необходимость сложной термообработки и сильная зависимость свойств от механических воздействий.

Материалы с постоянной магнитной проницаемостью отличаются узкой петлей гистерезиса. Самым известным материалом с постоянной магнитной проницаемостью является перминвар (состав: 45% Ni, 29,4% Fе, 25% Со и 0,6% Mn). Сплав подвергают отжигу при 1000 °С, после чего выдерживают при 400 - 500 °С и медленно охлаждают. Перминвар имеет небольшую коэрцитивную силу, начальная магнитная проницаемость перминвара равна 300 и сохраняет постоянное значение в интервале напряженности поля до 250 А/м при индукции 0,1 Тл. Перминвар недостаточно стабилен в магнитном отношении, чувствителен к влиянию температуры и механическим напряжениям. Более удовлетворительной стабильностью магнитной проницаемости отличается сплав, именуемый изопермом, в состав которого входят железо, никель и алюминий или медь. Изоперм имеет магнитную проницаемость 30-80, которая мало изменяется в поле напряженностью до нескольких сот ампер на метр.

Свойства стали можно значительно улучшить путем холодной прокатки, которая вызывает преимущественную ориентацию кри­сталлитов, и отжига в среде водорода при температуре 900…1000 °С, снимающего механические напряжения и способствующего укруп­нению кристаллических зерен, причем оси легкого намагничивания кристаллитов ориентируются вдоль направления проката; о такой стали, говорят, что она текстурованная, обладает ребровой текстурой. Магнитные свойства вдоль направления прокатки существенно выше.

Свойства низкоуглеродистой стали имеют ряд недостатков:

низкая прочность Те = 330…460 МПа, Сто,2 = 200…280МПа;

малая ударная вязкость;

очень чувствительная к механическому старению, так как при повторных нагрузках она чувствует концентрацию напряжения, поэтому из нее не изготавливают изделия, подвергающиеся повторным нагрузкам.

Пластичность и вязкость напротив —  высокие. Марки низкоуглеродистой стали иногда предназначаются для изготовления цементуемых изделий, которые нуждаются в дополнительной цементации для достижения необходимой твердости и придания им износоустойчивости посредством дальнейшей обработки. Изделия из такой стали достаточно хорошо свариваются и куются. [2]

Таблица 5. Свойства низкоуглеродистых качественных сталей. [1]

Марка стали	Массовая доля углерода, %	Температура нормализации, С (30 мин)	Механические свойтсва, не менее
			Предел прочности, σбМПа	Предел текучести, σтМПа	Относительное удлинение,%	НВ, не более
08	0,05-0,12	920	320	196	33	225
10	0,07-0,14	900	330	205	31
15	0,12-0,19	900	370	225	27
20	0,17-0,24	890	410	245	25
25	0,22-0,30	880	450	275	23

---

4.3. Это серебристо-белый, ковкий, легко намагничивающийся и размагничивающийся металл. При обычных условиях устойчиво к воздуху и воде. На поверхности металла образуется слой ржавчины. Слой ржавчины хрупок, порист, слабо пристает к металлу, поэтому он не предохраняет металл от дальнейшего ржавления. Химически чистое железо почти не подвергается коррозии. Железо хорошо растворяется в разбавленных кислотах - соляной и серной, вытесняя из последних водород; при этом образуются соли двухвалентного железа. Концентрированная H2SO4 на холоду не действует на железо. Щелочи на железо не действуют.

Чистое железо совершенно не изменяется на воздухе и не растворяется в кислотах. Обычное техническое железо, называемое иначе мягкой сталью, содержит в своем составе около 0 2 % углерода. Такое железо во влажном воздухе быстро покрывается рыхлой пленкой окиси ( ржавчина), не предохраняющей его от дальнейшего ржавления. В разбавленных кислотах оно легко растворяется. Процесс пассивирования железа называется оксидированием. (276-279с. [13]).

4.4. Технически чистое железо находит широкое применение в аппарате - и приборостроении в качестве сердечников и полюсных башмаков электромагнитов, магнитопроводов и деталей реле, измерительных приборов, мембран в телефонии, магнитных экранов и пр.  

Технически чистое железо содержит в себе некоторое количество примесей. При содержании углерода менее 0 1 % и выплавке в мартеновских или электрических печах сталь называют низкоуглеродистой электротехнической сталью. При особо низком содержании углерода и применении электрического или карбонильного процесса, а также при прямом восстановлении из особо чистых руд за материалом сохраняется название железо.

Промышленные сорта технического железа (типа армко), получаемые пирометаллургическим способом, отвечают чистоте 99,75—99,85% Fe. Удаление летучих металлических, а также неметаллических примесей (С, О, S, Р, N) возможно переплавкой железа в глубоком вакууме или отжигом в атмосфере сухого водорода. При индукционной плавке железа в вакууме из металла удаляются легколетучие примеси, скорость испарения которых возрастает от мышьяка к свинцу в следующей последовательности:

---