Страница 183 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

Некоторые металлы встречаются в природе в самородном состоянии, большинство же — в виде различных соединений. Тем не менее и те и другие получают посредством физических и химических процессов, которые в совокупности называют металлургией. Что представляет собой эта отрасль науки и производства?

Металлургия — это область науки и техники, а также отрасль промышленности, которая охватывает процессы получения металлов из руд или других видов сырья, а также процессы, связанные с изменением их химического состава, структуры и свойств для создания сплавов и готовых изделий.

Металлургия как отрасль науки (металловедение)
В научном аспекте металлургия изучает фундаментальные принципы, лежащие в основе поведения металлов. Ключевые направления исследований включают:
- Физику и химию металлов: изучение их термодинамических, электрических, магнитных и химических свойств.
- Структуру металлов: анализ кристаллического строения на атомном уровне, а также микро- и макроструктуры (зерен, фаз, дефектов), которая напрямую влияет на свойства материала.
- Связь «состав-структура-свойства»: установление закономерностей, как изменение химического состава (легирование) и методов обработки (термической, механической) влияет на внутреннюю структуру и, как следствие, на конечные эксплуатационные характеристики (прочность, пластичность, твердость, коррозионную стойкость).
- Создание новых материалов: разработка сплавов и композитов с заранее заданными свойствами для удовлетворения потребностей высокотехнологичных отраслей.

Металлургия как отрасль производства
В производственном смысле металлургия представляет собой сложный технологический комплекс, который условно можно разделить на следующие этапы:
1. Подготовка сырья: добыча руды и её обогащение (повышение концентрации полезных элементов).
2. Извлечение металла (производство чернового металла): это основной этап, который реализуется различными методами в зависимости от типа металла и сырья.
- Пирометаллургия (высокотемпературные процессы): основной метод для черной металлургии (выплавка чугуна в доменной печи и стали в конвертере или электропечи).
- Гидрометаллургия (химические процессы в водных растворах): применяется для извлечения цветных и редких металлов, таких как медь, цинк, золото, уран.
- Электрометаллургия (использование электричества): ключевой метод для производства химически активных металлов, таких как алюминий, магний, титан, путем электролиза.
3. Рафинирование: очистка чернового металла от примесей для получения продукта необходимой чистоты.
4. Производство сплавов и обработка металлов: легирование металлов для получения сплавов с улучшенными свойствами и придание им необходимой формы и размеров (прокатка, ковка, штамповка, литьё).

Всю металлургическую промышленность принято делить на две крупные подотрасли:
- Черная металлургия: производство железа, стали и их сплавов. Является основой для строительства, машиностроения и транспорта.
- Цветная металлургия: производство всех остальных металлов (алюминия, меди, никеля, титана, золота, серебра и др.), которые незаменимы в электротехнике, авиакосмической отрасли и электронике.

Ответ: Металлургия — это комплексная отрасль науки и производства, которая охватывает все стадии от извлечения металлов из природных руд до создания на их основе функциональных материалов и изделий. Как наука она изучает строение и свойства металлов, а как производство — обеспечивает все сферы человеческой деятельности, от строительства и машиностроения до высоких технологий, необходимыми металлическими материалами.