СПЛАВЫ металлов

Перейти к: навигация, поиск

СПЛАВЫ металлов (син. металлические сплавы) — макроскопически однородные твердые или жидкие системы, состоящие из двух или более металлов, а также металлов и неметаллов.

Более высокие технические качества С. по сравнению с чистыми металлами, возможность получать С. с заранее заданными свойствами являются основой их широкого применения в различных областях науки и техники, в т. ч. в медицине и мед. технике. Более 5 тыс. различных С. используют при изготовлении медицинских приборов, хирургических инструментов (см. Хирургический инструментарий), зубных протезов (см.) и др.

Свойства С. металлов зависят от их состава, внутреннего строения и обработки (механической, термической и др.).

С. обычно имеют болое низкую температуру плавления по сравнению с техмпературой плавления образующих их компонентов. Температура плавления С. металлов зависит от количественного соотношения этих металлов в С. Микрокристаллическую смесь металлов, взятых в определенных соотношениях, имеющую наиболее низкую температуру плавления по сравнению с температурами плавления смесей тех же металлов, но в других соотношениях, называют эвтектической смесью или просто эвтектикой (греч. eutektos легко плавящийся), а температуру, при к-рой плавится или кристаллизуется эвтектика,— эвтектической температурой. Эвтектика, представляющая собой механическую смесь микрокристаллов разных металлов, подобно индивидуальному хим. соединению имеет определенный состав и постоянную температуру плавления.

С. могут состоять только из металлов, напр, латунь (сплав меди с цинком), бронза (сплав олова с медью), дуралюмин (сплав алюминия — св. 90%, магния — 0,4— 2,4%, меди — 3—5% и марганца — 0,3—1%); могут содержать металлы с небольшим содержанием неметаллов, напр, чугун (сплав железа, содержащий обычно более 2% углерода), сталь (сплав железа, содержащий менее 2% углерода); специальные стали содержат в своем составе несколько различных элементов, а нержавеющая сталь, не поддающаяся коррозии, используемая в медицине для изготовления зубных протезов и хирургического инструментария, содержит не менее 12% хрома.

Гигиена труда

Сплавы металлов получают, применяя сплавление элементарных веществ, выплавку непосредственно из руд, электролиз расплавов и растворов, диффузию, методы порошковой металлургии и др. Для этого используют такое же оборудование, как в черной и цветной металлургии (см.) и машиностроении (см. Машиностроительная промышленность). Производство сплавов металлов сопряжено с расходованием большого количества топлива и электроэнергии, в результате чего в производственную среду поступают значительные избытки конвекционного и лучистого тепла, обусловливающие специфический микроклимат горячих цехов (см.). Многие виды оборудования и технологические операции при производстве С. являются источниками интенсивного шума (см.) и вибрации (см.). Сжигание топлива, химико-механические, химико-термические и другие способы обработки сплавов металлов сопровождаются выделением в воздушную среду разнообразных газообразных вредных веществ, аэрозолей самих сплавов или входящих в их состав металлов (см. Аэрозоли). При измельчении, использовании порошкообразных материалов, абразивной зачистке изделий из сплавов и других процессах с использованием или получением продуктов механического разрушения С. образуются аэрозоли дезинтеграции. При конденсации паров металлов, выделяющихся во время плавки, при огневой зачистке и других высокотемпературных воздействиях на С. металлов, образуются так наз. аэрозоли конденсации. При осуществлении санитарного контроля за окружающей средой в производственных помещениях необходимо учитывать, что содержание в воздухе аэрозолей конденсации нек-рых металлов может оказаться значительным, хотя сами металлы в сплавах находятся в небольших количествах. Это обусловлено различной скоростью испарения отдельных металлов из расплава. Температура плавления оксидов многих металлов значительно ниже температуры плавления самого металла, вследствие чего при окислении сплавов металлов происходит интенсивное выделение в воздушную среду аэрозоля конденсации оксидов металлов, входящих в сплав. В связи с этим по гигиеническим соображениям предпочтительнее те процессы и оборудование, к-рые максимально предотвращают окисление сплавов и их компонентов (напр., получение С. в атмосфере инертных газов, защитные смеси и др.). При гигиенической оценке технологических процессов необходимо также учитывать снижение скорости испарения металлов при повышении давления и ее увеличение в вакууме (напр., скорость испарения бериллия в вакууме увеличивается в 43 раза). В сплаве многие металлы в меньшей степени проявляют свои токсические свойства. Благодаря этому аэрозоли дезинтеграции обладают более низкой токсичностью, чем аэрозоли конденсации тех же сплавов. Чрезвычайно высокая дисперсность аэрозолей конденсации еще более усугубляет их токсическое воздействие на организм за счет повышенной растворимости и более глубокого проникновения частиц в органы дыхания. Поэтому вместо высокотемпературной обработки С., способствующей образованию аэрозолей конденсации, предпочтительна механическая обработка. Более высокая токсичность аэрозолей конденсации металлов по сравнению с аэрозолями дезинтеграции учитывается при нормировании их содержания в воздухе производственных помещений. Повышенные концентрации аэрозолей сплавов металлов, в индивидуальном состоянии не обладающих выраженными токсическими свойствами, могут оказывать неблагоприятное воздействие на органы дыхания и вызывать хрон. заболевания слизистой оболочки верхних дыхательных путей, пылевые бронхиты (см.), пневмокониозы (см.). Следует учитывать также, что соли металлов более токсичны, чем их оксиды. Это характерно для умеренно токсичных (титан, цинк и др.) и менее характерно для более токсичных (ванадий, ртуть, свинец и др.) металлов. Поэтому особого внимания требуют те операции и стадии технологического процесса получения С., при к-рых возможно образование солей металлов, напр., при взаимодействии сплавов металлов с флюсами в плавильном агрегате и др.

Меры профилактики направлены на оздоровление условий труда при получении и обработке С. металлов, а также на предотвращение их неблагоприятного влияния на организм. Это достигается автоматизацией работ, внедрением комплексной механизации и дистанционного управления, оборудованием герметизированных укрытий и использованием эффективной местной приточно-вытяжной вентиляции (см.), а также использованием средств индивидуальной защиты. Рабочие подлежат обязательным периодическим медицинским осмотрам (см. Медицинский осмотр).

См. также Металлургия, гигиена труда.



Библиография: Актуальные вопросы гигиены труда в черной металлургии, под ред. А. А. Каспарова и Ю. Г. Широкова, М., 1981; 3 л о б и н с к и й Б. М., И о ф- ф е В. Г. и 3 л о б и н с к и й В. Б. Воспламеняемость и токсичность металлов и сплавов, М., 1972; Лев и н а Э. Н. Общая токсикология металлов, Л., 1972; М а ц а к В. Г. и X о ц я н о в Л. К. Гигиеническое значение скорости испарения и давления пара токсических веществ, применяемых в производстве, М., 1959; Полинг Л. Общая химия, пер. с англ., М., 1974; Рощин А. В. Токсикология металлов и профилактика профессиональных отравлений, Журн. Всесоюз. хим. об-ва им. Менделеева, т. 19, № 2, с. 186, 1974.


Источник: Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е издание

Рекомендуемые статьи