Hướng dẫn học vẽ đơn giản

Kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất

Bài viết tìm hiểu về vấn đề nhiệt độ nóng chảy của kim loại và trả lời cụ thể câu hỏi: Kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất ? Trong danh sách những kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất thì đứng đầu bảng là Thuỷ Ngân . Tính đến thời điểm này, kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất chính là thủy ngân. Với nhiệt độ nóng chảy là – 38,830C.
Thủy ngân (水銀, dịch nghĩa Hán-Việt là “nước bạc”)[1] là nguyên tố hóa học có ký hiệu Hg và số nguyên tử 80. Nó trước đây có tên hydrargyrum (/haɪˈdrɑːrdʒərəm/ hy-Drar-jər-əm). Là một nguyên tố khối nặng màu bạc, thủy ngân là nguyên tố kim loại duy nhất ở dạng lỏng ở điều kiện tiêu chuẩn về nhiệt độ và áp suất; yếu tố duy nhất khác là chất lỏng trong các điều kiện này là halogen bromua, mặc dù các kim loại như xêzi, galli và rubidi tan chảy ngay trên nhiệt độ phòng.
Thủy ngân xuất hiện trong các khoáng vật trên toàn thế giới chủ yếu ở dạng chu sa (thủy ngân II sulfide). Các vermillion màu đỏ son có được bằng cách nghiền chu sa tự nhiên hoặc sulfide thủy ngân tổng hợp.
Thủy ngân được sử dụng trong nhiệt kế, áp kế, áp suất kế, huyết áp kế, van phao, công tắc thủy ngân, rơle thủy ngân, đèn huỳnh quang và các thiết bị khác, mặc dù những lo ngại về độc tính của nguyên tố này đã dẫn đến nhiệt kế thủy ngân và máy đo huyết áp bị loại bỏ trong môi trường lâm sàng. lựa chọn thay thế bằng rượu hoặc galinstan trong các nhiệt kế thủy tinh và thermistor – hoặc công cụ điện tử hồng ngoại dựa trên. Tương tự như vậy, đồng hồ đo áp suất cơ học và cảm biến đo biến dạng điện tử đã thay thế máy đo huyết áp thủy ngân.
Thủy ngân vẫn được sử dụng trong các ứng dụng nghiên cứu khoa học và trong amalgam để phục hồi răng ở một số địa phương. Nó cũng được sử dụng trong đèn huỳnh quang. Điện truyền qua hơi thủy ngân trong đèn huỳnh quang tạo ra tia cực tím sóng ngắn, sau đó làm cho phosphor trong ống đèn phát huỳnh quang, tạo ra ánh sáng nhìn thấy được.
Nhiễm độc thủy ngân có thể xảy ra do tiếp xúc với các dạng thủy ngân tan trong nước (như chloride thủy ngân hoặc methylmercury), do hít phải hơi thủy ngân hoặc ăn bất kỳ dạng thủy ngân nào.
>> Tham khảo thêm: Kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao nhất

Tìm hiểu về kim loại – Định Ngĩa wiki

Trong hóa học, kim loại (chữ Hán là 金類, tiếng Hy Lạp là metallon) là nguyên tố có thể tạo ra các ion dương (cation) và có các liên kết kim loại, và đôi khi người ta cho rằng nó tương tự như là cation trong đám mây các điện tử. Các kim loại là một trong ba nhóm các nguyên tố được phân biệt bởi độ ion hóa và các thuộc tính liên kết của chúng, cùng với các á kim và các phi kim. Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố, đường chéo vẽ từ bo (B) tới poloni (Po) chia tách các kim loại với các phi kim. Các nguyên tố trên đường này là các á kim, đôi khi còn gọi là bán kim loại; các nguyên tố ở bên trái của đường này là kim loại; các nguyên tố ở góc trên bên phải đường này là các phi kim.
Các phi kim phổ biến hơn các kim loại trong tự nhiên, nhưng các kim loại chiếm phần lớn vị trí trong bảng tuần hoàn, khoảng 80 % các nguyên tố là kim loại. Một số kim loại được biết đến nhiều nhất là nhôm, đồng, vàng, sắt, chì, bạc, titan, urani và kẽm.
Các thù hình của kim loại có xu hướng có ánh kim, dễ kéo, dễ dát mỏng và là chất dẫn điện và nhiệt tốt, trong khi đó các phi kim nói chung là dễ vỡ (đối với phi kim ở trạng thái rắn), không có ánh kim, và là chất dẫn nhiệt và điện kém.

Trên bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học 

Trong các kim loại thì thủy ngân ở trạng thái lỏng.

 
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba La * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Ac ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Uuq Uup Lv Uus Uuo
* Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Kim loại nhẹ < 5 g/cm³ Kim loại nặng < 10 g/cm³ Kim loại nặng > 10 g/cm³

Thuộc tính vật lý 

Các kim loại có những đặc trưng sau: chúng thông thường có ánh kim, có khối lượng riêng tương đối lớn, dễ kéo dài và dát mỏng[1], thông thường có điểm nóng chảy cao, cứng, có khả năng dẫn nhiệt và điện tốt[2]. Các thuộc tính này chủ yếu là do mỗi nguyên tử chỉ có liên kết lỏng lẻo với các điện tử ở lớp ngoài cùng của nó (các điện tử hóa trị); vì thế các điện tử hóa trị tạo ra một lớp mây xung quanh các ion kim loại. Phần lớn các kim loại về mặt hóa học là ổn định, với ngoại lệ đáng kể là các kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ, chúng nằm ở tận cùng bên trái trong bảng tuần hoàn và có độ hoạt động hóa học rất mạnh. Nói chung kim loại là những nguyên tố mà nguyên tử của nó dễ nhường electron hóa trị để trở thành ion dương. Nguyên tử kim loại không thể nhận thêm electron, vì thế không bao giờ trở thành ion âm.
Hầu hết kim loại ở thể rắn tại nhiệt độ tiêu chuẩn (0 C), trừ thuỷ ngân (Hg)và Copernixi (Cn) là ở thể lỏng ở nhiệt độ phòng. Trong tự nhiên,chỉ có một số ít kim loại như vàng,platin,…tồn tại ở dạng tự do,hầu hết các kim loại còn tồn tại ở dạng hợp chất.

Hợp kim 

Đọc bài chính về Hợp kim

Mẫu hợp kim Babit cấu tạo gồm thiếc, antimon, đồng, được dùng trong ổ trượt để giảm ma sát

Hợp kim là hỗn hợp hai hay nhiều nguyên tố mà trong đó có một kim loại là thành phần chính. Phần lớn các kim loại tinh khiết hoặc là quá mềm, giòn, hoặc phản ứng hóa học quá mạnh và không có ứng dụng thực tiễn. Kết hợp các kim loại với những tỉ lệ khác nhau tạo ra hợp kim nhằm thay đổi các đặc tính của kim loại tinh khiết và tạo ra các đặc tính mong muốn. Mục đích chính của việc tạo thành hợp kim là giảm độ giòn, tăng độ cứng, giảm thiểu sự ăn mòn, hoặc có khi nhằm tạo ra màu sắc hay ánh kim mong muốn. Một số ví dụ của hợp kim là thép, gang (sắt và carbon), đồng thau (đồng và kẽm), đồng thiếc (đồng và thiếc) và hợp kim Đura (nhôm và đồng). Một số hợp kim được đặc biệt thiết kế cho một số ứng dụng với yêu cầu rất khắt khe, như máy bay phản lực, có thể chứa trên 10 nguyên tố.

Tính chất hóa học 

Phần lớn các kim loại hoạt động hóa học khá mạnh, phản ứng với oxi trong không khí để tạo thành oxit sau một khoảng thời gian khác nhau (ví dụ như sắt bị rỉ suốt mấy năm nhưng kali bùng cháy chỉ trong vài giây). Kim loại kiềm phải ứng mãnh liệt nhất, kế tiếp là kim loại kiềm thổ. Ví dụ:

 (Natri oxit)
 (Calci oxit)
 (Nhôm oxit)

Những kim loại chuyển tiếp bị oxy hóa trong thời gian dài hơn (như sắt, đồng, chì, niken). Một số khác, như paladi, bạch kim hay vàng, không hề phản ứng. Một số kim loại hình thành một lớp màng oxit vững chắc trên bề mặt của chúng khiến phân tử oxi không thể xuyên qua được làm cho chúng vẫn giữ được ánh kim và tính dẫn điện tốt qua hàng thập kỷ (như nhôm, một số loại thép và titan). Các oxit của kim loại mang thuộc tính base (trái ngược với các oxit phi kim, vốn mang tính axit).
Sơn hay phủ một lớp oxit lên kim loại là một cách khá hiệu quả nhằm ngăn ngừa sự ăn mòn. Tuy nhiên, phải chọn một kim loại hoạt động mạnh hơn trong dãy điện hóa kim loại để phủ lên, đặc biệt khi lớp phủ có thể bị mẻ. Nước và hai kim loại tạo nên một pin điện hóa, và nếu lớp phủ kém hoạt động hơn vật phủ thì lớp phủ thực ra sẽ đẩy nhanh sự ăn mòn.

Tác dụng với phi kim 

Kim loại (trừ Pt và Au) tác dụng với oxi sinh ra oxit base hoặc oxit lưỡng tính. Với kim loại đa hóa trị như Fe, Cr, Cu… thì tác dụng với halogen sẽ oxy hóa kim loại lên số oxy hóa cao. Kim loại (trừ Pt và Au) tác dụng với lưu huỳnh sinh ra muối sulfide.

Phân loại 

Kim loại cơ bản 

Trong hóa học, cụm từ “kim loại cơ bản” được dùng để ám chỉ các kim loại bị oxy hóa hoặc ăn mòn khá dễ dàng và phản ứng khác nhau với axit clohidric loãng để tạo ra hydro. Một số ví dụ là sắt, niken, chì và kẽm. Đồng được xem là một kim loại cơ bản khi nó bị oxy hóa khá dễ dàng, mặc dù nó không phản ứng với HCl. Thông thường, cụm từ này trái nghĩa với kim loại hiếm. Ngoài ra có hai loại khác: kim loại đen và kim loại màu. Trong giả kim thuật, kim loại cơ bản là một kim loại thông dụng và rẻ tiền, đối lập với kim loại quý như vàng hay bạc. Suốt một thời gian dài, mục tiêu của các nhà giả kim thuật là tạo ra kim loại quý (thể loại gồm phần lớn kim loại màu) từ kim loại cơ bản.

Kim loại đen

Gồm sắt, titan, crôm, và nhiều kim loại đen khác. Kim loại đen là kim loại màu đen, có nguồn gốc từ hai trăm triệu năm trước. Nhà địa lý học (có bản ghi: nhà bác học) Lê Quý Đôn tìm thấy nó năm 1743, lúc ông 17 tuổi. Ông cùng cha là Lê Trọng Thứ đi tìm cổ vật.

Kim loại màu 

Gồm bạc, vàng, đồng, kẽm, và nhiều kim loại màu khác. Kim loại màu là kim loại có các màu như màu vàng, màu ghi (bạc), đồng,…. Kim loại màu không có màu đen như kim loại đen

Kim loại đúc nên đồ vật

Trong ngành đúc tiền xưa, các đồng xu được định giá bằng lượng kim loại quý mà chúng chứa. Kim loại này được gọi tắt là kim loại đúc.

Dãy điện hóa chuẩn của kim loại 

Dãy điện hóa chuẩn của kim loại là dãy những cặp oxy hóa-khử của kim loại được sắp xếp theo chiều thế điện cực chuẩn (E0Mn+/M (V)) của các cặp oxy hóa-khử tăng dần. Dưới đây là dãy điện hóa của một số kim loại thông dụng.

K+/K Ba2+/Ba Ca2+/Ca Na+/Na Mg2+/Mg Al3+/Al Zn2+/Zn Fe2+/Fe Ni2+/Ni Sn2+/Sn Pb2+/Pb H+/H2 Cu2+/Cu Ag1+/Ag Au3+/Au
-2,295 -2,886 -2,714 -2,37 -1,66 -0,76 -0,44 -0,23 -0,14 -0,13 0,00 +0,34 +0,80 +1,50

Tồn tại trong tự nhiên 

Sắt là thành phần chính của lõi Trái Đất. Trong lớp vỏ Trái Đất, lượng kim loại nhỏ hơn phi kim, hầu hết các kim loại có dạng hợp chất trong các khoáng sản, quặng; một số kim loại tồn tại ở dạng nguyên chất (kim loại quý) như vàng, bạc, đồng, platin,…

Kim loại có điểm nóng chảy thấp nhất

Rất nhiều lần người ta cho rằng kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao. Nhưng bạn có biết rằng kim loại tạo nên một nửa số nguyên tố là chất lỏng ở nhiệt độ phòng?
Kim loại có thể có một loạt các điểm nóng chảy, và bạn có thể ngạc nhiên khi biết tất cả các cách mà điểm nóng chảy thấp hữu ích.
Điểm nóng chảy của vật liệu chủ yếu liên quan đến độ bền của liên kết. Vật liệu có liên kết yếu hơn giữa các nguyên tử sẽ có nhiệt độ nóng chảy thấp. Tuy nhiên, các yếu tố khác – chẳng hạn như cấu trúc tinh thể, trọng lượng nguyên tử và cấu trúc electron – cũng có thể ảnh hưởng đến điểm nóng chảy.
Dưới đây là 15 kim loại có điểm nóng chảy thấp nhất; hãy tiếp tục đọc và bạn sẽ thấy tất cả những cách mà những kim loại này hữu ích!

15 kim loại có điểm nóng chảy thấp nhất: Thủy ngân, Franxi, Cesium, Gali, Rubidi, Kali, Natri, Indium, Lithium, Thiếc, Polonium, Bismuth, Thallium, Cadmium và Chì.
Chúng tôi cũng tạo ra một danh sách các kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao nhất .

Kim khí Điểm nóng chảy ( o C) Cấu trúc tinh thể
Thủy ngân (Hg) -39 Hình thoi *
Francium ** (Fr) 27 Không xác định, BCC ***
Cesium (Cs) 28 Khối ở giữa thân
Gali (Ga) 30 Orthorhombic
Rubidi (Rb) 40 Khối ở giữa thân
Kali (K) 63 Khối ở giữa thân
Natri (Na) 98 Khối ở giữa thân
Indium (Trong) 157 Tetragonal tập trung vào cơ thể
Lithium (Li) 180 Khối ở giữa thân
Tin (Sn) 232 Diamond Tetragonal
Polonium ** (Po) 254 Khối đơn giản
Bismuth (Bi) 271 Hình thoi
Thallium (Tl) 304 Đóng gói hình lục giác
Cadmium (Cd) 321 Đóng gói hình lục giác
Chì (Pb) 327 Mặt trung tâm khối
* Chất lỏng ở nhiệt độ phòng, ** Phóng xạ, *** Theo tính toán DFT.
 

Điều gì làm cho một số kim loại có điểm nóng chảy thấp?

Câu trả lời đơn giản là: năng lượng liên kết thấp .
Một chất rắn có thể được hình dung như một nhóm các nguyên tử liên kết với nhau dao động qua lại, nhưng nhìn chung vẫn ở cùng một vị trí.

Sự rung động của các nguyên tử – động năng của chúng – là cái mà chúng ta thường gọi là “nhiệt độ”. Nhiệt độ cao hơn có nghĩa là các nguyên tử dao động nhanh hơn. Tại một số điểm, chúng rung động nhanh đến mức có thể phá vỡ liên kết của chúng và trượt qua nhau.
Mỗi nguyên tử có một dao động khác nhau, vì vậy ngay cả ở trạng thái rắn, một số nguyên tử có thể tạm thời phá vỡ liên kết của chúng và di chuyển qua vật liệu. Hiện tượng này được gọi là “sự khuếch tán”.
 
“Tan chảy” là khi hầu hết các liên kết bị phá vỡ. Trong chất rắn kết tinh như kim loại, tất cả các liên kết đều có cùng độ dài và độ bền – vì vậy có một điểm chính xác mà hầu như tất cả các nguyên tử đều thu được đủ nhiệt năng để phá vỡ liên kết của chúng. Càng cần nhiều năng lượng để đạt được điểm đó, nhiệt độ nóng chảy càng cao.

Phỏng theo: Vật liệu siêu mạnh, siêu mô-đun

Vậy khi nào thì các nguyên tử đạt tới điểm này?

Rõ ràng, yếu tố rõ ràng nhất là độ bền liên kết trực tiếp . Đây là biểu đồ của độ bền liên kết (biểu diễn bằng entanpi của sự hình thành) so với điểm nóng chảy.

Dữ liệu được thu thập từ: Bảng năng lượng phân ly trái phiếu

Bây giờ, có một số đặc tính khác ảnh hưởng đến điểm nóng chảy, nhưng sẽ không được xem xét trong entanpi của sự hình thành hoặc năng lượng phân ly liên kết. Ví dụ: có bao nhiêu liên kết bao quanh nguyên tử?
Nói chung, chúng tôi cho rằng hầu hết các hiệu ứng từ liên kết là kết quả của các nguyên tử lân cận gần nhất, hoặc các nguyên tử trực tiếp “chạm” vào nó. (Mặc dù cũng có tác động từ các nguyên tử gần đó – ví dụ, nếu bạn tạo ra các hạt nano chỉ với một vài nguyên tử hoàn toàn, các liên kết sẽ ít hơn bình thường và hạt nano sẽ có điểm nóng chảy thấp hơn so với vật liệu dạng khối).
 
Cấu trúc tinh thể của một phần tử xác định độ dài liên kết và số lượng lân cận gần nhất (còn được gọi là “số phối trí”). Điều này ảnh hưởng đến độ bền liên kết theo cách không bị thu giữ bởi năng lượng phân ly liên kết, mà được phản ánh ở điểm nóng chảy.

Đó là lý do tại sao các nguyên tố có điểm nóng chảy cao có xu hướng có cấu trúc tinh thể với độ đóng gói cao: FCC, HCP hoặc BCC. Mặt khác, các nguyên tố có điểm nóng chảy thấp có xu hướng có cấu trúc tinh thể với sự đóng gói thấp hơn.
Tất nhiên, vẫn có những kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp với cấu trúc tinh thể FCC, HCP hoặc BCC, vì đây là những cấu trúc ổn định nhất.

Hợp kim điểm nóng chảy thấp

Mặc dù không có hợp kim nào có điểm nóng chảy đặc biệt cao, bởi vì hợp kim dẫn đến nhiệt độ nóng chảy thấp hơn một trong hai nguyên tố riêng lẻ, có nhiều hợp kim hữu ích có điểm nóng chảy thấp, chẳng hạn như chất hàn, hợp kim dễ chảy và hỗn hống.
Khi kết hợp hai yếu tố, một điểm cực kỳ chung được gọi là điểm eutectic. Điểm eutectic có một vài đặc tính gọn gàng nhưng điều quan trọng là nó có nhiệt độ nóng chảy thấp.
Đây là biểu đồ về điểm nóng chảy của hợp kim chì và thiếc: bạn có thể thấy rằng điểm nóng chảy thấp nhất là khoảng 75% thiếc và 25% chì. Đây là điểm eutectic đối với hợp kim nhị phân chì-thiếc.

Tất nhiên, bạn có thể có một hợp kim với nhiều hơn 2 nguyên tố cơ bản. Tùy thuộc vào hệ thống hợp kim, có thể có nhiều điểm eutectic (điều này rất khó hình dung, vì bạn sẽ cần nhiều hơn 2 kích thước để vẽ nó).
Hợp kim dễ chảy là hợp kim được thiết kế có chủ đích để có nhiệt độ nóng chảy thấp. Chúng thường được cấu tạo chủ yếu bởi Bi, Pb và Sn.

Tên hợp kim nóng chảy thấp Bi Pb Sn Đĩa CD Trong Ga Melting
Point
Cerrobend 50% 26,7% 13,3% 10% 70 o C
Cerrolow 117 44,7% 22,6% 8,3% 5,3% 19,1% 47 o C
Cerrolow 174 57% 17% 26% 79 o C
Lĩnh vực 32% 17% 51% 62 o C
Galinstan 10% 21,5% 68,5% -19 o C
Harper’s 44% 25% 25% 6% 75 o C
Lichtenberg’s 50% 30% 20% 92 o C
Lipowitz’s 50% 27% 13% 10% 80 o C
Newton’s 50% 20% 30% 96 o C
Rose’s 50% 25% 25% 98 o C
Gỗ 50% 25% 12,5% 12,5% 71 o C
Thành phần hóa học được trình bày theo phần trăm khối lượng (% trọng lượng)

Những người lính có thể được coi là một tập hợp con của các hợp kim nóng chảy. Tôi sẽ mở rộng thêm về anh ấy trong phần phụ ứng dụng, nhưng chất hàn được sử dụng để nối các vật liệu lại với nhau – hơi giống như hàn tinh vi. Trong quá khứ, các chất hàn được làm từ chì , nhưng khi các nhà khoa học phát hiện ra rằng chì là một mối nguy hiểm cho sức khỏe, các chất hàn không chì (thường sử dụng bismuth, indium và / hoặc thiếc) đã thay thế phần lớn các chất hàn có chì.
Hỗn hống là một loại hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp độc hại khác. Hỗn hống là (là) hợp kim dựa trên thủy ngân được sử dụng trong nha khoa. Hiện nay chúng rất hiếm, mặc dù một số hợp kim dựa trên thủy ngân được sử dụng trong các quá trình hóa học.

Tính chất mong muốn của vật liệu có điểm nóng chảy thấp?

Tất nhiên, các kim loại có điểm nóng chảy thấp có thể được sử dụng giống như các kim loại khác trong các tình huống mà điểm nóng chảy không quan trọng, vì vậy các đặc tính thông thường như độ bền, độ dẻo, độ dẫn điện, v.v. sẽ hữu ích tùy thuộc vào ứng dụng.

Nhưng nếu bạn đang chọn một kim loại đặc biệt vì nó có nhiệt độ nóng chảy thấp, có thể có một số đặc tính liên quan mà bạn cũng muốn:

Enthalpy of Fusion
Thay đổi âm lượng
Dẫn nhiệt
Ổn định chu kỳ
Nhiệt dung
Độc tính
Khả năng thấm ướt
Sự khuếch tán
Corrosion and Oxidation Resistance
Flammability
Phóng xạ

Các ứng dụng phổ biến của kim loại điểm nóng chảy thấp

Kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp có thể có giá trị vì nhiều lý do: chúng rẻ để xử lý (vì chi phí lớn trong quá trình xử lý thường là nhiệt), chúng có thể được sử dụng để nấu chảy và nối các vật lại với nhau (hàn), chúng có thể được sử dụng như một van an toàn nhiệt độ (nếu cầu chì nóng và tan chảy, nó sẽ tắt máy), chúng thường có độ khuếch tán cao có thể làm cho chúng trở nên lý tưởng để ràng buộc trong in 3D và chúng hữu ích cho các ứng dụng yêu cầu kim loại lỏng, vì chúng cần ít năng lượng hơn để trở thành chất lỏng.

Chất hàn là cách sử dụng phổ biến nhất cho các hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp và bạn có thể coi chất hàn là một tập hợp con của các hợp kim nóng chảy. Lính được sử dụng đặc biệt để nối các vật lại với nhau – tương tự như súng bắn keo nóng. Lính được sử dụng trong đồ trang sức (vì kim loại trông giống nhau) và trong bảng mạch (để bảo vệ độ dẫn điện). Những người lính cũng có thể được sử dụng trong một cửa hàng máy móc để tạm thời “dán” một chi tiết khó xử lý vào vị trí trong khi làm việc trên nó. Ngày nay, vật hàn thường được làm bằng bitmut, indium và thiếc, nhưng chì được sử dụng là thành phần chính trong chất hàn.
Thiết bị an toàn là một cách sử dụng phổ biến khác cho các hợp kim nóng chảy thấp. Các thiết bị như vòi phun nước chữa cháy, nồi hơi và bình áp suất được gia nhiệt có thể có phích cắm làm bằng hợp kim dễ chảy. Phích cắm này sẽ nóng chảy ở nhiệt độ nhất định, làm giảm áp suất nguy hiểm hoặc kích hoạt hệ thống phun nước ngay cả khi không có điện. Những phích cắm an toàn này rất đáng tin cậy vì chúng sẽ không bị ảnh hưởng khi mất điện hoặc hỏng hóc cơ học, nhưng chúng cũng chỉ sử dụng một lần. (Chà, hy vọng chúng sẽ được sử dụng không thời gian). Các thiết bị an toàn thường được làm bằng gali và indium.
Liên kết là việc sử dụng cho các hợp kim có độ nóng chảy thấp phụ thuộc vào khả năng thấm ướt tốt. Nếu kim loại có thể bị hóa lỏng ở nhiệt độ thấp trong khi các bộ phận khác vẫn ở trạng thái rắn thì kim loại sẽ liên kết các bộ phận khác lại với nhau khi nguội. Liên kết tương tự như hàn, nhưng thuật ngữ “liên kết” thường được sử dụng khi bạn xem xét liên kết trên một diện tích bề mặt lớn, trong khi vật hàn thường có hình dạng như một sợi dây và được nấu chảy tại các điểm được chọn.
Lớp phủ là một cách để bảo vệ vật liệu này với vật liệu khác. Ví dụ, thép rất bền và có tính chất cơ học tuyệt vời, nhưng tính chất ăn mòn kém. Mặc dù điển hình là phủ thép bằng kẽm (thép mạ kẽm) hoặc sơn, các hợp kim nóng chảy thấp làm từ các nguyên tố như thiếc và gali cũng có thể được sử dụng làm lớp phủ chống ăn mòn cho các kim loại kết cấu.

Kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất là kim loại nào?

Trong cuộc sống, kim loại là một loại vật liệu không thể thiếu bởi những ứng dụng hữu ích và thiết yếu của chúng mà các loại vật liệu khác không thể thay thế. Liệu bạn có biết trong số vô vàn các loại kim loại khác nhau, đâu là kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất? Hay cùng tìm hiểu về kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất trong bài viết này nhé.
Kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất

Khái niệm kim loại

Kim loại là nguyên tố có thể tạo ra các ion dương (cation) và có các liên kết kim loại và đôi khi người ta cho rằng nó tương tự như là cation trong các đám mây điện tử.
Là liên kết hóa học hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa ion dương kim loại nằm ở các nút mạng tinh thể và các electron tự do di chuyển trong toàn bộ mạng lưới tinh thể kim loại.
Sự nóng chảy là sự chuyển từ thể rắn sang thể lỏng. Độ nóng chảy là nhiệt độ nóng chảy hay điểm nóng chảy/ hóa lỏng của một chất rắn là nhiệt độ mà khi đạt tới ngưỡng đó thì chất chuyển trạng thái từ rắn sang lỏng.

•    Tính chất của kim loại

– Kim loại có tính chất vật lí chung là dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt và có ánh kim.
– Các tính chất vật lí chung này là do các e tự do có trong mạng tinh thể kim loại gây ra.
Kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất

Một số tính chất vật lí khác

– Tỉ khối: của các kim loại rất khác nhau nhưng thường dao động từ 0,5 (Li) đến 22,6 (Os). Thường thì:
+ d < 5: kim loại nhẹ (K, Na, Mg, Al).
+ d > 5: kim loại nặng (Zn, Fe…).
Thường thì:
+ t < 10000C: kim loại dễ nóng chảy.
+ t > 15000C: kim loại khó nóng chảy (kim loại chịu nhiệt).
– Tính cứng: Biến đổi từ mềm đến rất cứng.
Tỷ khối, nhiệt độ nóng chảy và tính cứng của kim loại phụ thuộc vào nhiều yếu tố như kiểu mạng tinh thể; mật độ e; khối lượng mol của kim loại…

Kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất

Thật bất ngờ, đó chính là thủy ngân (Hg). Thủy ngân có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất là -38,83°C.
Thủy ngân là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn có ký hiệu Hg (từ tiếng Hy Lạp hydrargyrum, tức là thủy ngân (hay nước bạc) và số nguyên tử 80. Là một kim loại nặng có ánh bạc, thủy ngân là một nguyên tố kim loại được biết có dạng lỏng ở nhiệt độ thường. Thủy ngân được sử dụng trong các nhiệt kế, áp kế và các thiết bị khoa học khác.
•    Thuộc tính
–    Thủy ngân có tính dẫn nhiệt kém nhưng dẫn điện tốt.
–    Thủy ngân tạo ra hợp kim với phần lớn các kim loại, bao gồm vàng, nhôm và bạc, đồng nhưng không tạo với sắt. Do đó, người ta có thể chứa thủy ngân trong bình bằng sắt.
–    Thủy ngân rất độc, có thể gây chết người khi bị nhiễm độc qua đường hô hấp.
•    Một vài ứng dụng phổ biến của thủy ngân
–    Thủy ngân được sử dụng chủ yếu trong sản xuất các hóa chất,trong kỹ thuật điện và điện tử. Nó cũng được sử dụng trong một số nhiệt kế. Các ứng dụng khác là:
Máy đo huyết áp chứa thủy ngân (đã bị cấm ở một số nơi).
Thimerosal, một hợp chất hữu cơ được sử dụng như là chất khử trùng trong vaccin và mực xăm (Thimerosal in vaccines).
Phong vũ kế thủy ngân, bơm khuếch tán, tích điện kế thủy ngân và nhiều thiết bị phòng thí nghiệm khác. Là một chất lỏng với tỷ trọng rất cao, Hg được sử dụng để làm kín các chi tiết chuyển động của máy khuấy dùng trong kỹ thuật hóa học.
Điểm ba trạng thái của thủy ngân, -38,8344 °C, là điểm cố định được sử dụng như nhiệt độ tiêu chuẩn cho thang đo nhiệt độ quốc tế (ITS-90).
Trong một số đèn điện tử.
Hơi thủy ngân được sử dụng trong đèn hơi thủy ngân và một số đèn kiểu “đèn huỳnh quang” cho các mục đích quảng cáo. Màu sắc của các loại đèn này phụ thuộc vào khí nạp vào bóng.
Thủy ngân được sử dụng tách vàng và bạc trong các quặng sa khoáng.
Các ứng dụng khác: chuyển mach điện bằng thủy ngân, điện phân với cathode thủy ngân để sản xuất NaOH và clo, các điện cực trong một số dạng thiết bị điện tử, pin và chất xúc tác, thuốc diệt cỏ (ngừng sử dụng năm 1995), thuốc trừ sâu, hỗn hống nha khoa, pha chế thuốc và kính thiên văn gương lỏng.

Lời kết

Nhiều người nghĩ rằng hợp kim có điểm nóng chảy cao hữu ích hơn hợp kim có điểm nóng chảy thấp, nhưng tôi hy vọng bây giờ bạn biết không phải như vậy!
Kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp cực kỳ hữu ích vì nhiều lý do, mặc dù chúng cũng có xu hướng độc hại hoặc phóng xạ đáng tiếc. Các nguyên tố kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp có xu hướng có cấu trúc tinh thể không chặt chẽ, cũng như năng lượng liên kết thấp. 
Bằng cách sử dụng các điểm eutectic trong thành phần hợp kim, các kỹ sư đã có thể giảm điểm nóng chảy của một số hợp kim xuống dưới điểm nóng chảy của nguyên tố nguyên chất, thậm chí tạo ra gallinstan, một chất thay thế không độc hại cho thủy ngân ở dạng lỏng ở nhiệt độ phòng.
>> Tham khảo thêm: Kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao nhất là kim loại nào?

Rate this post

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *