Lý thuyết KHTN 9 Bài 18: Giới thiệu về hợp kim - Chân trời sáng tạo

Haylamdo biên soạn tóm tắt lý thuyết Khoa học tự nhiên 9 Bài 18: Giới thiệu về hợp kim sách Chân trời sáng tạo hay nhất, ngắn gọn sẽ giúp học sinh lớp 9 nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn KHTN 9.

Lý thuyết KHTN 9 Bài 18: Giới thiệu về hợp kim - Chân trời sáng tạo

1. Hợp kim

a. Khái niệm hợp kim

- Phần lớn các vật dụng bằng kim loại được chế tạo từ hợp kim.

- Một số hợp kim có độ cứng, độ bền, khả năng chống ăn mòn cao hơn so với kim loại tạo nên chúng nên được sử dụng phổ biến.

Ví dụ: hợp kim đồng thau được chế tạo từ đồng và kẽm, có độ cứng lớn hơn, khả năng chống ăn mòn tốt hơn so với hai kim loại ban đầu.

- Hợp kim là vật liệu kim loại có chứa ít nhất một kim loại cơ bản và một số kim loại hoặc phi kim khác.

2. Một số hợp kim phổ biến

Gang, thép và hợp kim nhôm là các hợp kim phổ biến có thành phần, tính chất đặc trưng với nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống và sản xuất.

3. Sản xuất gang, thép

a. Các giai đoạn cơ bản của quá trình sản xuất gang

- Nguyên liệu: quặng sắt (thường là quặng hematite, thành phần chính là Fe₂O₃), than cốc, không khí nóng, phụ liệu như đá vôi (chứa CaCO₃),…

- Quá trình sản xuất gang xảy ra theo các giai đoạn chính:

+ Than cốc bị đốt cháy, phản ứng tạo carbon monoxide:

$\begin{array}{c}C+O_2\stackrel{t^{°}}{\to }C{O}_2\\ C+C{O}_2\stackrel{t^{°}}{\to }2CO\end{array}$

+ Phản ứng của carbon monoxide với oxide của sắt:

$3CO+F{e}_2{O}_3\stackrel{t^{°}}{\to }2Fe+3C{O}_2$

Sắt nóng chảy hoà tan một lượng nhỏ carbon và một số nguyên tố khác tạo thành gang lỏng chảy xuống nồi lò và được đưa ra ngoài qua cửa tháo gang.

+ Quá trình tạo xỉ:

$CaC{O}_3\stackrel{t^{°}}{\to }CaO+C{O}_2$

$CaO+Si{O}_2\stackrel{t^{°}}{\to }CaSi{O}_3$

Xỉ nóng chảy nhẹ hơn gang nên nổi trên bề mặt và được đưa ra ngoài ở cửa tháo xỉ. Khí tạo thành trong lò cao được thoát ra ở phía trên gần miệng lò.

b. Quá trình sản xuất thép

- Thép là một loại hợp kim của sắt với carbon, nhưng trong thép hàm lượng carbon nhỏ hơn 2%.

- Nguyên liệu chính: Gang (hoặc thép phế liệu) và khí oxygen.

- Quá trình sản xuất thép: Oxygen được thổi vào lò để phản ứng với một phần tạp chất (C, S, Si, Mn,…) trong gang. Các oxide tạo thành ở dạng khí (CO_2, SO₂,…) sẽ thoát ra theo khí thải, còn các oxide ở dạng rắn (SiO₂, MnO₂,…) sẽ tạo xỉ và tách ra ngoài.