Цветных металлов, особенности применения и обработки

Под цветными металлами подразумевается распространенное сырье, которое применяется при изготовлении металлопроката, разнообразных металлических изделий и конструкций. Все цветные металлы условно можно разделить на несколько групп:

· легкие: алюминий, магний, титан, литий, бериллий и т.д. Отличаются невысоким показателем плотности (не более 5000 кг/куб.м);

· тугоплавкие: молибден, вольфрам, ниобий, тантал и др. Плавятся при температуре более +1539 градусов;

· легкоплавкие: олово, ртуть, цинк, галлий, свинец, цезий, рубидий и пр. Обладают невысокой температурой плавления;

· урановые. Сюда относятся актиниды, применяемые в атомной технике;

· благородные: серебро, золото, металлы платиновой группы. Отличаются высокой стойкостью к коррозии;

· щелочные:литий, калий, натрий и др. в настоящий момент они не имеют применения в свободном виде (за исключением отдельных случаев, к примеру, когда они в ядерных реакторах играют роль теплоносителей);

· редкоземельные: лантан, скандий, иттрий, лантаниды. Используются как присадки к сплавам иных элементов.

2 вопрос

Композиция (от лат. composito) — составление, расположение, построение; структура художественного произведения, обусловленная его содержанием, характером и назначением.
Создание композиции из лоскутов ткани — это выбор орнаментальной и колористической темы, рисунка, сюжета, определение габаритных и внутренних размеров произведения, а также взаиморасположение его частей.
Орнаментальная композиция — это составление, построение, структура узора.
К элементам орнаментальной композиции и одновременно ее выразительным средствам относятся: точка, пятно, линия, цвет, фактура. Эти элементы (средства) композиции в произведении преобразуются в орнаментальные мотивы.
Говоря о закономерностях орнаментальных композиций, прежде всего нужно сказать о пропорциях. Пропорции определяют другие закономерности построения орнаментальных композиций (имеются в виду ритм, пластика, симметрия и асимметрия, статика и динамика).

Орна́мент (лат. ornamentum — украшение) — узор, основанный на повторе и чередовании составляющих егоэлементов; предназначается для украшения различных предметов (утварь, орудия и оружие, текстильные изделия, мебель, книги и так далее), архитектурных сооружений (как извне, так и в интерьере), произведений пластических искусств (главным образом прикладных), у первобытных народов также самого человеческого тела (раскраска, татуировка).

Орнамент связанный с поверхностью, которую он украшает и зрительно организует, как правило, выявляет или акцентирует архитектонику предмета, на который он нанесён. Орнамент либо оперирует отвлечёнными формами, либо стилизует реальные мотивы.

Законы орнаментальной композиции:
1. Закон пропорциональности в орнаментальной композиции заключается в установлении соразмерности частей в отношении целого и одна к другой. Пропорциональные отношения площадей рисунка и фона, размеров орнаментальных мотивов и их составных частей, линейных характеристик орнаментальных форм и т.п. определяют выразительность композиции.
2. Закон соподчинения – звучание выразительных средств орнаментальной композиции обеспечивается выделением из их числа главных и подчинения им второстепенных. Закон соподчинения в штучных композициях трансформируется в закон доминанты (господствующей идеи): когда в композиции отчетливо выделяется один или несколько орнаментальных мотивов по размерам, форме, фактуре и цвету.
3. Закон трехкомпонентности, смысл которого заключается в том, что для убедительного выражения сложного и разнообразного движения орнаментальных мотивов необходимо показать в композиции три фазы этого движения (три разных размера, три разных интервала, между мотивами) и периодически их повторять. Число»три» является тем минимальным числом, которое позволяет достаточно четко определить разнообразие какого-либо явления.
4. Закон контраста – взаимодействие контрастных элементов взаимно усиливает и обостряет их противоположные свойства, а взаимодействие родственных элементов смягчает и нивелирует их качества. Правило группирования следует из закона контраста. Оно формируется следующим образом: части, подобные размерам, форме, цвету и близкие по расстоянию, имеют тенденцию к зрительному объединению в одно целое.
5. Закон орнаментального контрапункта – построение орнаментальных мотивов возможно из ряда замкнутых элементов путем соединения их в целостный орнаментальный образ.
6. Закон простоты – максимальной убедительности и выразительности орнаментального образа следует добиваться минимальными средствами при максимальном определении подробностей

Орнамент (от лат. ornamentium — украшение) — узор, состоящий из ритмически упорядоченных элементов и предназначенный для украшения различных предметов (утвари, оружия, мебели, одежды и т.д.), сооружений архитектуры, предметов декоративно-прикладного искусства. Орнаменты подразделяются на следующие виды: технический, символический, геометрический, растительный, каллиграфический, фантастический, астральный, пейзажный, животный, предметный
Характерной особенностью любого орнамента является его неразрывная связь с материалом, с общим направлением развития искусства в определенный промежуток времени. Его специфика выражается не только в единстве изображения с проектируемым изделием, его назначением, но и находит свое отображение в композиционном построении орнамента.
Рассуждая об основах орнаментации изделий декоративного искусства, вначале необходимо обращать внимание на эстетику изображения, на особенности его композиционного решения.
Композиция (от лат. сотроsitio) — это составление, построение, структура художественного произведения, обусловленные его содержанием, характером и назначением.
Орнаментальная композиция означает составление, построение, структуру узора, пластически завершенную, определяемую образным содержанием, характером и назначением.
Композицию нельзя рассматривать в отрыве от времени, от стиля эпохи. Нужно освоить теоретический и практический опыт прошлых поколений, чтобы понять логику развития художественной формы в соответствии с духом сегодняшнего дня.Ряд правил композиции остаются едиными и обязательными для всех видов изобразительного творчества. Это правила симметрии, устанавливающие закон гармонии пропорций, частей и целого; правила статики и динамики (покоя и движения в пластическом решении композиции); правила ритма — закономерного чередования больших и малых форм; и ряд других.
Композиция — это язык художественного произведения.
Образы орнаментального искусства могут передаваться на условном символическом языке или же сами представлять собой символы, способные выразить эмоционально-смысловое и образное содержание. К выразительным средствам орнаментальной композиции относятся точка, пятно, линия, цвет, фактура. Все они являются в то же время элементами композиции.

3 вопрос

Парк 28 героев-панфиловцев расположен в самом сердце города. Парк известен Мемориалом славы, включающем в себя памятник, вечный огонь, площадь и Аллею Памяти, где установлено 28 гранитных памятников с именами 28 героев- панфиловцев, погибших в битве за Москву в период Второй Мировой Войны.

3 билет

1 вопрос

Алюминий — самый распространенный на Земле металл — называют летающим металлом. Из него, вернее из его сплавов, самый известный из которых дуралюмин (сплав алюминия с медью, магнием и марганцем), делают фюзеляжи и крылья самолетов. Из сплавов алюминия была изготовлена оболочка нашего первого в мире искусственного спутника Земли.

Алюминий широко применяют в различных отраслях промышленности и в строительстве. Многие детали самых разных машин, перекрытия, наружная облицовка и оконные рамы высотных зданий, аппаратура для производства кислот и многих органических веществ, резервуары для хранения жидкого кислорода, моторные и весельные лодки, посуда, мебель — все это делается из алюминия.

Во Франции построен целиком алюминиевый океанский лайнер длиной свыше 300 м. Не только его корпус, но и внутренние переборки, стены кают, даже мебель — алюминиевые.

Медь имеет самую высокую (после серебра) электрическую проводимость. Из нее делают обмотки трансформаторов и генераторов, линии электропередачи (ЛЭП), электрические провода внутри машин и зданий и многие другие электротехнические изделия, а также коррозионностойкую химическую аппаратуру. Широко используют в технике и медные сплавы — латунь, бронзу и др.

Металл серебристо-белого цвета — магний химически очень активен. Если магний сильно нагреть, он ослепительно вспыхивает, давая яркое белое пламя. Раньше такой вспышкой магния пользовались при фотографировании.

Однако сплавы магния не только не загораются с повышением температуры, но остаются твердыми даже при таком нагреве, когда сталь плавится и течет. Поэтому из сплавов магния делают детали самолетов и двигателей, которые работают при очень высокой температуре. Применяются магниевые сплавы и в космических ракетах.

Еще большую роль играет в технике т и-т а н. Он почти вдвое тяжелее алюминия, зато в 6 раз прочнее его. Поэтому титановые детали можно делать очень тонкими, и они будут легче и прочнее алюминиевых. Кроме того, титан — чрезвычайно тугоплавкий металл. Его температура плавления 1668° С — выше, чем у стали. Поэтому самолеты из титановых сплавов достигли скоростей, в 2 и 3 раза превышающих скорость звука: их обшивка не плавится при больших температурах, образующихся при трении об атмосферу. Уникальна химическая стойкость титана. Химическое оборудование из титановых сплавов служит во много раз дольше, чем из нержавеющей стали.

Все большее применение в промышленности находит ртуть. Все знают ртутные термометры. Но ртуть входит и в состав некоторых лекарств, употребляется в горном деле («гремучая ртуть» в детонаторах), в электротехнике, в химической промышленности.

Разнообразие свойств цветных металлов обусловило и разные методы их получения.

Как и черные металлы, цветные получают из рудного концентрата: предварительно обогащенной руды (см. Обогащение полезных ископаемых). Но здесь процесс обогащения сложнее, поскольку в рудах всегда присутствуют и «посторонние» элементы, от которых необходимо избавляться. В первую очередь это сера, железо и кислород.

Сначала из руды путем «обмена» удаляют серу: место серы временно должен занять другой элемент. Обычно «заменителем» оказывается кислород. Делают это при обжиге руды: при высокой температуре металлы «соглашаются» расстаться с серой и принять на ее место кислород. Теперь перед металлургами новое соединение — оксид: соединение металла с кислородом. Иногда серу вытесняют не кислородом, а хлором. Тогда концентрат не обжигают, а хлорируют. Затем необходимо освободить металл от кислорода или хлора. С этим процессом — восстановлением металла — вы можете познакомиться в статье Доменная печь. При высоких температурах в расплав вводят углерод, водород или кремний. Кислород покидает металл и соединяется с этими элементами. Также и для хлора подбирают элементы, которые он «любит»: например, титан или цирконий освобождают от хлора с помощью магния.

Сложность получения цветных металлов хорошо видна на примере меди. Ее плавят в печах, напоминающих мартеновские (см. Мартеновская печь). Но выходит из печей не чистая медь, а так называемый штейн — сплав меди с железом, серой, серебром, золотом, цинком и другими элементами. Этих примесей в штейне 70—80%. Затем штейн заливают в конвертор и продувают через него воздух, в результате чего выжигаются остатки серы и удаляется железо. Занимает этот процесс часы, а не минуты, как в конверторе для переработки чугуна. Штейн превращается в черновую медь, которая содержит всего 1—2% примесей. Но и это слишком много.

Следующая стадия — очистка меди от примесей — огневое рафинирование. Выжигаются последние остатки серы и некоторых других элементов. Зато часть меди вновь окисляется. Чтобы освободить медь от кислорода, в ванну с расплавом погружают деревянные жерди, словно «дразнят» медь. Расплав при этом бурлит и фыркает. Эта операция так и называется — дразнение. Потом в печь забрасывают древесный уголь, который окончательно отбирает от меди кислород. Теперь примесей уже только десятые доли процента, и среди них золото и серебро.

С этим можно было бы мириться. Но электротехнике нужна очень чистая медь. Поэтому в дело вступает электролиз (см. Электрохимические методы обработки). Пластину очищаемой меди — анод — помещают в электролитическую ванну с раствором серной кислоты и медного купороса. Катодом служит лист чистой меди. Электрический ток переносит на катод только медь. Золото, платина и серебро опускаются на дно ванны, а другие примеси остаются в растворе. С помощью электролиза получают и многие другие цветные металлы. В первую очередь алюминий.

Получать алюминий тоже очень сложно. Его рудный концентрат — глинозем (оксид алюминия) плавится при 2050° С (это почти в 2 раза выше температуры плавления меди), да еще не отдает кислород углероду. Поэтому, чтобы снизить температуру плавки, приходится растворять глинозем в расплавленном криолите — минерале, в состав которого входят алюминий, натрий и фтор. Точка плавления этого раствора ниже 1000° С, а с такой температурой уже можно работать.

В электролитической ванне молекулы глинозема распадаются на составные части — ионы алюминия и кислорода. Электрический ток разносит их в разные стороны. Алюминий осаждается на катод, которым является угольное дно самой ванны. Отсюда его потом и собирают.

Так же с помощью электролиза получают титан, магний, кальций, бериллий и другие металлы, разлагая их соединения с хлором. Хлористые соли этих металлов нагревают до 500—700° С и заливают в ванну с электролитом.

Однако цветные металлы можно получать и без нагрева — с помощью жидкости. Есть целая отрасль — гидрометаллургия (см. Металлургия). Металл переводят в раствор с помощью химического растворителя — воды или растворов кислот, щелочей и солей.

Из раствора чистый металл извлекают разными способами. В одних случаях с помощью электролиза (см. Электрический ток), в других прибегают к обменным химическим реакциям, но тоже в электролизной ванне. Суть их в том, что анодом служит какой-либо другой металл, который отдает в раствор свои ионы. А из раствора извлекают ионы нужного металла. Так получают, например, цинк.

В рудных концентратах цветных металлов присутствует ряд элементов. Поэтому у нас есть комбинаты, получающие из концентрата (его называют комплексным или полиметаллическим) около 20 химических элементов. Их последовательно извлекают из раствора каждый раз особым реактивом. Для 'этого применяют и о н и т ы — особые синтетические смолы. Они обладают избирательной способностью: погруженные в соответствующий раствор, Забирают из него только один элемент, скажем ионы золота. Иониты значительно ускоряют и удешевляют получение металлов. С их помощью выгодно даже извлекать драгоценные металлы из морской воды.

В последнее время все большее распространение получило бактериальное выщелачивание. Некоторые виды бактерий растворяют в воде определенные металлы или их соединения, а также вредные примеси (например, мышьяк).

Так называемые тионовые бактерии растворяют медь, уран, цинк, кобальт, марганец и др. Для растворения и извлечения золота применяют гетеротрофные бактерии, выделенные из рудниковых вод золотоносных приисков.

Аппаратура для бактериального выщелачивания очень проста. Это дает возможность резко снизить себестоимость полезных ископаемых и значительно увеличить их добычу за счет использования бедных руд и отвалов из отходов обогащения руды, шлаков и др.

2 вопрос

Раппо́рт (франц. rapport, от rapporter — приносить обратно) — базовый элемент орнамента, часть узора, повторяющаяся многократно на ткани, трикотаже, вышивке, ковре, обоях и т. д. Также, наименьшее число нитей, бисера и т. п. при изготовлении узора, после которого повторяется порядок их взаимного перекрытия^[1].

Раппорт переплетения[править | править вики-текст]

Число нитей основы, после которого начинают повторяться в прежнем порядке все предыдущие переплетенияосновных нитей, называется основным раппортом. Аналогично определённый раппорт для уточных нитей называется уточным раппортом. Прямоугольник, составленный из основных и уточных нитей, число которых равно соответствующим раппорт, называется раппортом переплетения ткани.

В вязании — повторяющаяся часть рисунка. Раппорт для каждого узора имеет определённое число петель по ширине и определённое число рядов по высоте. На схемах раппорт обычно выделяют, а в тексте начало и конец раппорта обозначают звёздочками (*…*). Петли для симметрии рисунка указывают до и после раппорта. Это значит, что сначала провязывают петли, указанные до раппорта, затем повторяют комбинацию петель раппорта столько раз, сколько она умещается целиком до конца ряда и, наконец, провязывают петли, указанные после раппорта. Число петель ряда должно быть кратным числу петель раппорта, а петли для симметрии узора указывают дополнительно. Две крайние петли в число петель, образующих рисунок, не входят; их следует учитывать только при наборе петель.

Раппорт в шитье — повторяющаяся часть рисунка на ткани, трикотажном полотне, вышивке и т. п. Бывает различной величины — от 1,5-2 см до 40-45 см. Большой раппорт требует дополнительного расхода ткани (минимум на его величину). Если раппорт чётко выражен, то при раскрое необходимо так укладывать выкройки, чтобы центральный фрагмент рисунка находился посредине крупных деталей (спинки, полочки), а горизонтальный уровень рисунка был одинаков по всему изделию и совпадал с уровнем рисунка на крупных втачных деталях.

Раппорт в плетении — повторяющаяся часть узлов макраме, отраженная на схеме, причем цвета нитей одного и того же раппорта в зависимости от количества раппортов может меняться.

4 билет

1 вопрос

Латунь Главные составляющие – медь и цинк – используются в пропорциях 70 % и 30 % соответственно. Латунь — двойной или многокомпонентный сплав на основе меди, где основным элементом является цинк (не является легирующим компонентом), иногда с добавлением олова (меньшим, чем цинка, иначе получится традиционная оловянная бронза) Технические латуни состоят на 48–50 % из цинка.

Томпа́к (фр. tombac, от малайск. tambaga — медь) — разновидность латуни с содержанием меди 88—97 % и цинкадо 10 %. Обладает высокой пластичностью, антикоррозионным и антифрикционными свойствами. Сплавы меди с содержанием цинка 10—30 % называют полутомпаками.

2 вопрос

В изобразительном искусстве симметрия достигается таким расположением объектов, что одна часть композиции, как будто являются зеркальным отражением другой. Ось симметрии проходит через геометрический центр. Симметричная композиция служит для передачи покоя, устойчивости, надежности, иногда, величества.

Симметрия - это самый простой способ добиться равновесия в композиции. Однако, не единственный. В изобразительном искусстве симметрия является одним из средств построения художественной формы. Симметрия обычно присутствует в любой орнаментальной композиции, это одна из форм проявления ритмического начала в орнаменте. Симметричные композиции — статичны и уравновешенны. В асимметричной композиции элементы произведения могут быть расположены самым разнообразным способом в зависимости от замысла. Асимметричные композиции не содержит оси или точки симметрии, однако нельзя думать, что асимметричность снимает проблему уравновешенности. Скорее наоборот, в асимметричных композициях авторы уделяют особое внимание уравновешенности.

Но равновесие в асимметричной композиции может и совсем отсутствовать, если смысловой центр находится ближе к краю.

Асимметричные произведения динамичны.

3 вопрос

Памятник Абаю Кунанбаеву был установлен на площади Абая в Алма-Ате в 1960 году. Авторы: скульпторХ. И. Наурызбаев, архитектор И. И. Белоцерковский.

Общая высота монумента — 13 м. Скульптура отлита из бронзы. Форма постамента — трапециевидная, выполнена из красного гранита. Фигура Абая — в движении. В левой согнутой руке он держит книгу, а правой придерживает полы накинутого на плечи чапана. Голова мыслителя выполнена объёмно. Лицу придано выражение задумчивости, взгляд устремлён в будущее. Философскую настроенность поэта, незаурядность его личности подчёркивает монументальность фигуры, цельность пластического решения памятника^[1].

5 билет

1 вопрос

Чернь или ниелло (итал. niello, от лат. nigellus, уменьшит. от niger — чёрный) — смесьсульфидов серебра, свинца и меди, с помощью которой украшают изделия из металлов, главным образом из серебра. Измельченная чернь наносится на гравированную поверхность металла, предмет подвергается обжигу, после чего на нём выявляют чёрный или тёмно-серый рисунок, прочно сплавленный с основой. Сущность чернения серебра заключается в нанесении по поверхность драгоценного металла легкоплавкого сплава черного цвета, состоящего из сульфидов различных металлов. В состав сплава входят сульфиды: серебра, меди, свинца, серы. Иногда свинец заменяют оловом. Перед тем как отделывать серебро, сплав черни нагревают в муфельной печи, оплавляют его, потом измельчают и превращают в мелкий порошок. Перед тем как чернить изделие, его заранее подготавливают. Сначала на него нанося выгравированные узоры. Потом на серебряное изделие наноситься порошок черни. После чего изделие обжигается в печи, до расплавления самой черни. При нагревании под действием высокой температуры чернь расплавляется, оставляя на поверхности металла черные линии. Поверхность серебра приобретает рельефность и изысканность. После чернения изделие полируют. При этом отполированные выпуклые части изделия выглядят как светлые, а вогнутые темными. Так выполняется техника чернения серебра. Чернь очень красива и на высокопробном золоте, и на серебре. На меди, низкопробном серебре, латуни чернь крошится и отпадает. Наносят чернь как сухим, так и мокрым способом. При сухом — поверхность смачивают необходимым раствором и наносят порошок черни тончайшего помола. Осторожно просушивают, обжигают в муфеле (300—400° С). При мокром способе состав накладывают в виде сметанообразной кашицы, разведенной водой. Смесь кисточкой или шпателем густо и плотно наносят в углубления. Ждут испарения воды. После, при накаливании в муфеле, чернь размягчается, расплавляется, затекает в рисунок и покрывает предмет. Это знак вынимать предмет из печки. Небольшие украшения можно расплавлять паяльным пистолетом. Приток тепла концентрируют на основном металле, и нагревать его лучше с обратной стороны. Когда масса расплавляется, нагрев завершают.

2 вопрос