-(-Fe2O3,care reprezinta modificatia cubica a oxidului feric,se obtine prin
dehidratarea lenta a Fe(OH)3.Pastrat mai mult timp la temperatura ordinara,forma
(-Fe2O3 trece in forma (-Fe2O3.Aceasta trecere se face mult mai usor la 500 C.De mentionat ca forma ( prezinta propeietatea magnetice ca si Fe4O3.
Fierul
Fierul este un metal de culoare cenusie, relativ greu (7860 kg/m3),moale (duritate 60..70 HB),cu rezistenta mecanica medie (Rm=200..250 N/mm2) plasticitate buna(As=50%) si rezilienta buna (KCU=200..250 J/cm2).Temperatura de topire a fierului este de 1539 C si cea de fierbere de 2880 C.
La tempertura ambianta, fierul are reteaua cristalina de tipul cub cu volum centrat si este feromagnetic. Prin incalzire la 910 C, fierul isi modifica reteaua cristalina din cub cu volum centrat in cub cu fete centrate, iar la 1400 C reteaua fierului devine iarasi cubica cu volum centrat. Acest fenomen de modificare a tipului de retea cristalina la acelasi metal poarta numele de polimorfism (mai multe forme cristaline), iar fiecare dintre starile cristaline prezentate se numeste modificatie polimorfica.
Fierul are trei modificatii polimorfice, existente in trei domenii de temperatura
diferite si care se trasnforma una in cealalta, atit la racire cit si la incalzire
Temperaturile de transformare dintr-o stare in alta sint notate cu litere si anume A3=910 C si A4=1400 C.
Fierul isi pierde feromagnetismul cind este incalzit la 770 C (punctul Curie),
devenind paramagnetic.
Fier -Carbon
Carbonul este un element nemetalic. Se gaseste in natura sub forma cristalina, ca diamant sau ca grafit. El se comporta fata de fier in mod diferit, in functie de temperatura. In fierul lichid, carbonul se dizolva usor, formind solutii lichide.
In aliajele fier-carbon solidificate, carbonul se gaseste fie dizolvat in fier (solutii solide), fie legat de aceasta in compusul definit Fe3C numit cementina, care are
o retea cristalina complicata si corespunde aliajului cu 6,67% C, fie ca atare, sub foma de grafit.
Elaborarea aliajelor feroase
Aliajele feroase se obtin din minereuri de fier, care contin fierul sub forma de oxizi sau carbonati: hematitul si limonitul (Fe2O3), magnetitul (Fe3O4) si (FeCO3).Continutul de fier din aceste minereuri este de 30-60%, iar sterilul lor este silicios (SiO2) sau silicoaluminos (SiO2,Al2O3).
Procesul de baza in obtinerea aliajelor il reprezinta reducerea oxizilor de fier din minereu cu ajutorul cocsului si al oxidului de carbon, la temperaturaturi foarte inalte, intr-un cuptor inalt de tip special numit furnal.
In furnal se introduc: minereu (care contine fier); cocs (care indeplineste mai multe roluri: este combustibillul necesar obtinerii temperaturilor inalte, contribuie la formarea oxidului de carbon care este agentul reducator de baza al oxizilor de fier, reduce direct la o parte din oxizi si carbureaza fierul topit transformandu-l in fonta topita); fondanti (materiale auxiliare necesare pentru a usura topirea sterilului si a-l indeparta sub forma de zgura; pentru sterilul silicios se foloseste calcarul, iar pentru cel silicoaluminos calcarul si dolomita): aer incalzit in instalatii speciale numite caupere (necesar arderi cocsului combustibil).
In urma reactilor care au loc in furnal intre materialele incarcate rezulta urmatoarele produse:
Fonta topita (numita si fonta bruta sau fonta de prima fuziune, care este produsul principal al furnalului);
Zgura topita;
Gaze de furnal (care se folosesc partial pentru preincalzirea aerului in caupere, partial in alte scopuri in cadrul combinatului siderurgic).
Caracteristici Generale
O incadrare precisa a turor elementelor existente in categoria de metal sau nemetal nu este posibila, doarece exista o serie de elemente la care structura invelisului electronic, despre care s-a aratat ca este sediul proprietatilor fizico-chimice ale elementelor respective, permite comportarea acestora in unele cazuri similar metalelor tipice, iar in altele- asemanator nemetalelor.
Aceste elemente, care se manifesta proprietati intermediare intre cele doua categorii poarta numele de semimetale si dupa cum este normal, se afla amplasate in sistemul periodic la granita dintre elementele metalice si cele nemetalice.
Metalele se gasesc atit in stare nativa, cit sub forma de compusi, functie de activitatea lor chimica.
In stare nativa se afla un numar mic de metale (aur, argint, mercur, etc.)
a caror activitate este mai mica decit a hidrogenului, marea majoritate a elementelor existand sub forma de compusi minerali: oxizi, silicati, sulfati, cloruri, carbonati, etc.
Compusi minerali, mineralele, a caror compozitie procentuala contine un procent ridicat de unul sau mai multe metale sint cunoscuti sub numele de minereuri si sint utilizati pentru extractia acestor elemente.In cazul minereurilor complexe, formate din metale si nemetale, se efectueaza o valoricare complexa a acestora.
In conditii normale, metalele sint solide, singura exceptie fiind mercurul care este lichid. Datorita fortei mici de atractie dintre electronii periferici ai atomilor metalelor si nucleelor acestora, este posibila desprinderea electonilor de stratul exterior sub forma de electroni mobili, care nu apartin unui anumit atom, ci intregului metal, ceea ce genereaza formarea benzilor de energie, la fiecare nivel al acestor benzi coexistind doi electronui spin antiparalel.
Caracterul metalic al unui element este cu atit mai pregnant, cu cit numarul electronilor mobili este mai mare, acesta manifestandu-se insa, numai atit tinp cit elementul respectiv se afla in stare solida sau lichida, dar disparind in stare gazoasa.
Proprietati Fizice
Metalele sint opace, chiar in strat subtire, opacitatea determinata de electronii mobili care nu transmit mai departe vibratile undelor luminoase.
In stare compacta metalele prezinta luciu metalic, aceasta
datorindu-se proprietatii de a reflecta razele de lumina ce cad pe suprafata lor. Cele mai multe metale reflecta aproape total radiatiile spectrului, indiferent de lungimea de unda, din care cauza sint colorate in alb-argintiu sau cenusiu in diferite nuante. Singurele exceptiei sint cuprul, care absoarbe lumina verde, ceea ce-I confera o culoare roscat-aramie, ceriul si aurul, care datorita capacitatii de a absorbi lumina albastra au culoare galbena.
