Inżynieria metali i technologie materiałowe

Znaczenie materiałów metalicznych w historycznych epokach rozwoju i we współczesnej technice i technologii STANISŁAW JAN SKRZYPEK, KAROL PRZYBYŁOWICZ XIX Literatura źródłowa i uzupełniająca XXXIII Przedmowa do wydania drugiego, zmienionego STANISŁAW J. SKRZYPEK, KAROL PRZYBYŁOWICZ XXXV Znaczenie metali w rozwoju ludzkości XXXV Podział metali XXXVI Przyszłość i trendy rozwojowe w inżynierii materiałów metalicznych XXXVII O literaturze przedmiotu XXXIX O książce XLI Podziękowania XLI 1. Fizyczne podstawy metaloznawstwa KAROL PRZYBYŁOWICZ, RAFAŁ DZIURKA 1 1.1. Budowa atomowa metali 1 1.1.1. Modele atomowe 1 1.1.2. Klasyfikacja metali 4 1.1.3. Wielkość atomu 5 1.1.4. Wiązania międzyatomowe 7 1.2. Podstawy termodynamiki stopów 9 1.2.1. Pdstawowe pojęcia termodynamiki stopów 9 1.2.2. Energia wewnętrzna – I zasada termodynamiki 10 1.2.3. Entalpia 11 1.2.4. Entropia 11 1.2.5. Entropia statystyczna 11 1.2.6. Energia swobodna 12 1.2.7. Entropia mieszania roztworów w kryształach 13 1.2.8. Energia swobodna faz stopu 15 1.2.9. Energia swobodna roztworów stałych 15 1.3. Wykresy równowagi 16 1.3.1. Znaczenie wykresów równowagi 16 1.3.2. Reguła faz 16 1.3.3. Mieszanina faz – reguła dźwigni 17 1.3.4. Metody sporządzania wykresów równowagi 18 Literatura źródłowa i uzupełniająca 25 2. Krzepnięcie metali i stopów KAROL PRZYBYŁOWICZ, JAN TUREK 26 2.1. Pojęcia ogólne 26 2.2. Mechanizm krystalizacji 27 2.2.1. Prawo Tammanna 27 2.2.2. Zarodkowanie 29 2.2.3. Wzrost zarodków 31 2.3. Krystalizacja stopów 34 2.4. Nierównowagowe krzepnięcie 37 2.5. Krystalizacja i struktura wlewka 38 2.6. Odlewanie ciągłe 39 2.7. Zjawiska towarzyszące krystalizacji 40 2.8. Wytwarzanie monokryształów i bikryształów 41 2.9. Wiskery 42 2.10. Amorfizacja stopów metali 43 Literatura źródłowa i uzupełniająca 45 3. Krystaliczny stan materii – elementy krystalografii stosowanej STANISŁAW JAN SKRZYPEK, MARCIN GOŁY 46 3.1. Elementy krystalografii materiałów krystalicznych 46 3.2. Stan krystaliczny, sieci przestrzenne i symetria 47 3.2.1. Sieci i układy krystalograficzne 49 3.2.2. Wskaźnikowanie kierunków krystalograficznych – wskaźniki 〈uvw〉 52 3.2.3. Wskaźnikowanie płaszczyzn krystalograficznych – wskaźniki {hkl} 54 3.2.4. Przestrzeń między atomami i defekty sieciowe 56 3.2.5. Elementy symetrii i przekształcenia symetryczne 59 3.2.6. Parametry komórki elementarnej i odległości między płaszczyznami krystalograficznymi (dhkl) 64 3.3. Praktyczne znaczenie wiedzy krystalograficznej 65 3.3.1. Pas krystalograficzny 65 3.3.2. Elementy rzutu stereograficznego kryształów 67 3.3.3. Roztwory stałe – prawo Vegarda 68 3.3.4. Gęstość teoretyczna 70 3.3.5. Krystalografia odkształcenia – odkształcenie sprężyste i plastyczne, systemy poślizgu 71 3.3.6. Krystalograficzny model przemian fazowych i martenzytycznych 76 3.4. Dyfrakcja promieniowania X na sieci krystalicznej. Prawo Bragga – dyfrakcyjne metody badawcze 77 3.4.1. Dyfrakcyjna rentgenowska analiza fazowa 78 3.4.2. Orientacja monokryształu 79 3.4.3. Uprzywilejowana orientacja ziaren polikryształu – tekstura krystalograficzna 81 Literatura źródłowa i uzupełniająca 84 4. Defekty sieci krystalicznej i ich rola WŁODZIMIERZ BOCHNIAK, KAROL PRZYBYŁOWICZ 86 4.1. Defekty sieci krystalicznej 86 4.1.1. Rzeczywista budowa materiałów metalicznych 86 4.1.2. Defekty budowy sieci krystalicznej 88 4.2. Rola defektów sieci krystalicznej w odkształceniu plastycznym 100 4.2.1. Poślizg dyslokacji i jego uwarunkowania 100 4.2.2. Umocnienie odkształceniowe 106 4.2.3. Zmiana drogi odkształcenia 109 4.2.4. Zlokalizowane plastyczne płynięcie 113 4.2.5. Sterowanie procesami obróbki plastycznej 115 4.2.6. Lepkie płynięcie metali 119 4.2.7. Nadplastyczność strukturalna metali 123 4.3. Negatywne skutki defektów sieci krystalicznej 124 4.3.1. Kruchość 124 4.3.2. Zmęczenie metali 126 4.3.3. Pełzanie 126 4.4. Rola defektów sieciowych w dyfuzji 127 4.4.1. Istota dyfuzji 127 4.4.2. Czynniki wpływające na dyfuzję 128 4.4.3. Mechanizmy dyfuzji 130 4.4.4. Praktyczne znaczenie dyfuzji 134 4.5. Przemiany dyfuzyjne 135 4.5.1. Zdrowienie 135 4.5.2. Rekrystalizacja 136 4.5.3. Rozrost ziarna 139 4.5.4. Starzenie po zgniocie 140 4.5.5. Praktyczne znaczenie rekrystalizacji 141 4.5.6. Utwardzanie wydzieleniowe 142 Literatura źródłowa i uzupełniająca 143 5. Przetwórstwo metali i stopów STANISŁAW TURCZYN, ANDRZEJ NOWAKOWSKI 146 5.1. Klasyfikacja metod przetwarzania 146 5.1.1. Plastyczność 147 5.1.2. Obróbka plastyczna na gorąco i na zimno 148 5.2. Metody obróbki plastycznej 149 5.2.1. Walcowanie 149 5.2.2. Wyciskanie 156 5.2.3. Ciągnienie 159 5.2.4. Kucie 163 5.2.5. Tłoczenie 166 5.2.6. Formowanie hydromechaniczne (hydroforming) 167 5.2. Obróbka cieplno-plastyczna 168 5.3.1. Obróbka cieplno-plastyczna stali 168 5.3.2. OCP stopów metali nieżelaznych 170 5.4. Wytwarzanie nanomateriałów przez intensywne odkształcenie plastyczne 172 Literatura źródłowa i uzupełniająca 172 6. Odlewnictwo metali i stopów ZBIGNIEW BONDEREK, STANISŁAW RZADKOSZ 174 6.1. Wprowadzenie 174 6.2. Ogólna charakterystyka metod wytwarzania odlewów 176 6.2.1. Odlewanie metali i stopów w formach piaskowych 176 6.2.2. Odlewanie grawitacyjne w formach metalowych 179 6.2.3. Metody odlewania odśrodkowego 180 6.2.4. Odlewanie pod niskim ciśnieniem 182 6.2.5. Odlewnictwo ciśnieniowe 184 6.2.6. Inne metody odlewania precyzyjnego 188 6.3. Zanieczyszczenia gazowe i niemetaliczne w stopach 190 6.3.1. Powstawanie zanieczyszczeń 190 6.3.2. Metody rafinacji metali i stopów 194 6.4. Technologia odlewania stopów aluminium 196 6.5. Odlewnictwo miedzi i jej stopów 202 6.6. Technologia odlewania brązów cynowych 205 6.7. Technologia odlewania brązów aluminiowych 207 6.8. Technologia odlewania brązów krzemowych 209 6.9. Technologia odlewania mosiądzów 210 6.10. Technologia odlewnia stopów cynku 211 Literatura źródłowa i uzupełniająca 213 7. Metalurgia proszków i spieki metali HANNA FRYDRYCH, ANDRZEJ CIAŚ 215 7.1. Wprowadzenie 215 7.2. Metody wytwarzania proszków 218 7.3. Prasowanie 219 7.4. Spiekanie 222 7.5. Spieki 225 7.5.1. Spieki żelaza, stale spiekane i spieki stalowe 225 7.5.2. Proszki żelaza i stali . 228 7.5.3. Spiekane części maszyn 228 7.5.4. Technologia spiekania 233 7.5.5. Spiekane stale stopowe 235 7.5.6. Spiekane aluminium 236 7.5.7. Brązy spiekane 238 7.5.8. Spiekane łożyska ślizgowe 240 7.5.9. Filtry 241 7.5.10. Materiały cierne 243 7.5.11. Styki elektryczne 245 Literatura źródłowa i uzupełniająca 247 8. Inżynieria powierzchni metali KAROL PRZYBYŁOWICZ, PIOTR KULA 248 8.1. Wprowadzenie 248 8.2. Obróbka nagniataniem 249 8.2.1. Nagniatanie mechaniczne 249 8.2.2. Nagniatanie elektromechaniczne (termomechaniczne) 250 8.3. Obróbka tarciem 250 8.4. Obróbka cieplno-chemiczna 250 8.4.1. Nawęglanie stali 251 8.4.2. Azotowanie 256 8.4.3. Węgloazotowanie 258 8.4.4. Siarkowanie dyfuzyjne 258 8.4.5. Borowanie stali 259 8.4.6. Fosforowanie stali 261 8.4.7. Wytwarzanie warstw wierzchnich ze związków 261 8.4.8. Metalizowanie dyfuzyjne 262 8.4.9. Zasady bhp przy obróbce cieplnej i cieplno-chemicznej 265 8.5. Hartowanie powierzchniowe 266 8.5.1. Nagrzewanie płomieniowe 266 8.5.2. Nagrzewanie indukcyjne 266 8.5.3. Nagrzewanie kąpielowe 267 8.5.4. Nagrzewanie w elektrolicie 267 8.5.5. Nagrzewanie elektryczne kontaktowo-oporowe 268 8.6. Napawanie 268 8.7. Metody jarzeniowe (jonowe) 269 8.8. Metody natryskowe 271 8.8.1. Metalizacja natryskowa 271 8.8.2. Natryskiwanie elektroiskrowe 271 8.8.3. Natryskiwanie plazmowe 272 8.8.4. Natryskiwanie „zimnym gazem” 273 8.8.5. Natryskiwanie detonacyjne 273 8.9. Wytwarzanie powłok z fazy gazowej 274 8.9.1. Naparowanie próżniowe 274 8.9.2. Rozpylanie 274 8.10. Powłoki galwaniczne 275 8.10.1. Powłoki chromowe 2758.10.2. Powłoki żelazne 276 8.10.3. Powłoki żelazo-niklowe 276 8.11. Powłoki chemiczne 276 8.11.1. Powłoki tlenkowe zol-żel 276 8.11.2. Powłoki konwersyjne 277 8.12. Obróbki laserowa i elektronowa 278 8.12.1. Obróbka laserowa 278 8.12.2. Obróbka elektronowa 279 8.13. Implantacja jonów 280 8.14. Powłoki hybrydowe 281 8.15. Zużycie warstwy wierzchniej 281 8.15.1. Zużycie ścierne (abrazyjne) 281 8.15.2. Zużycie erozyjne i udarowe 282 8.15.3. Korozja metali i zużycie korozyjne 283 8.16. Badanie warstw wierzchnich 286 Literatura źródłowa i uzupełniająca 288 9. Inżynieria spajania metali KRZYSZTOF PAŃCIKIEWICZ, EDMUND TASAK 290 9.1. Wprowadzenie 290 9.2. Klasyfikacja procesów spajania 290 9.2.1. Spajanie z użyciem chemicznej reakcji spalania i reakcji egzotermicznych 292 9.2.2. Spajanie z użyciem łuku elektrycznego 293 9.2.3. Spajanie z użyciem promieniowania elektromagnetycznego 296 9.2.4. Spajanie z wydzielaniem ciepła Joule’a–Lenza i z użyciem indukcji elektromagnetycznej 297 9.2.5. Spajanie z użyciem tarcia lub docisku mechanicznego 299 9.2.6. Spajanie z użyciem innych źródeł ciepła 300 9.3. Budowa złączy spajanych 300 9.4. Metalurgia i spajalność materiałów metalowych 302 9.5. Struktura i właściwości mechaniczne złączy spajanych 303 9.5.1. Złącza spawane stali niestopowych po walcowaniu na gorąco 304 9.5.2. Złącza spawane stali niestopowych po walcowaniu na zimno 305 9.5.3. Złącza spawane stali niestopowych po walcowaniu termomechanicznym i po ulepszaniu cieplnym 305 9.5.4. Złącza spawane stali przeznaczonych do pracy w obniżonych temperaturach 306 9.5.5. Złącza spawane stali przeznaczonych do pracy w podwyższonych temperaturach 306 9.5.6. Złącza spawane stali stopowych chromowych ferrytycznych odpornych na korozję 307 9.5.7. Złącza spawane stali stopowych chromowych półferrytycznych odpornych na korozję 308 9.5.8. Złącza spawane stali stopowych chromowych martenzytycznych odpornych na korozję 308 9.5.9. Złącza spawane stali stopowych chromowo-niklowych austenitycznych odpornych na korozję 308 9.5.10. Złącza spawane stali stopowych chromowo-niklowych dwufazowych odpornych na korozję 308 9.5.11. Złącza spawane żeliwa 309 9.5.12. Złącza spawane stopów aluminium 310 9.6. Zapewnienie jakości połączeń spajanych i ich badanie 310 9.7. Projektowanie złączy spajanych 311 Literatura źródłowa i uzupełniająca 311 10. Aluminium i jego stopy MARIAN BRONICKI, ANTONI WOŹNICKI 313 10.1. Produkcja oraz zastosowanie aluminium i jego stopów 313 10.2. Otrzymywanie aluminium 314 10.2.1. Aluminium pierwotne 314 10.2.2. Aluminium wtórne 316 10.3. Systemy oznaczeń aluminium i jego stopów 316 10.3.1. Oznaczenia stopów aluminium przeznaczonych do obróbki plastycznej 316 10.3.2. Oznaczenia gąsek do przetopienia, odlewów i stopów wstępnych 318 10.4. Obróbka cieplna wlewków z aluminium i jego stopów 320 10.5. Kształtowanie właściwości aluminium serii 1xxx 325 10.6. Stopy aluminium do obróbki plastycznej i ich obróbka cieplna 329 10.6.1. Stopy serii 3xxx i 5xxx 329 10.6.2. Stopy serii 2xxx, 6xxx i 7xxx 333 10.6.3. Stopy aluminium z dodatkiem litu 343 10.7. Odlewnicze stopy aluminium i ich obróbka cieplna 346 10.7.1. Stopy Al-Si 347 10.7.2. Stopy Al-Cu 347 10.7.3. Stopy Al-Mg 348 10.7.4. Stopy Al-Si-Mg 348 10.7.5. Stopy Al-Si-Cu 348 10.7.6. Stopy Al-Zn-Mg 349 10.7.7. R ola dodatków w odlewniczych stopach aluminium 349 10.7.8. Obróbka cieplna odlewów 350 10.8. Wpływ aluminium na zdrowie człowieka 351 Literatura źródłowa i uzupełniająca 354 11. Magnez i jego stopy ANDRZEJ DZIADOŃ 357 11.1. Wprowadzenie 357 11.2. Metalurgia magnezu 358 11.3. Właściwości magnezu 359 11.3.1. Struktura i mechanizm odkształcenia 359 11.3.2. Właściwości fizyczne 360 11.3.3. Właściwości mechaniczne 360 11.3.4. Właściwości chemiczne magnezu 362 11.4. Skład chemiczny magnezu niestopowego wg P N-EN 12421: 2001 363 11.5. Otrzymywanie stopów magnezu 363 11.6. Pierwiastki występujące w stopach magnezu 364 11.7. Obróbka cieplna stopów magnezu 367 11.8. Odlewnicze stopy magnezu 371 11.8.1. Uwagi ogólne o odlewaniu stopów magnezu 371 11.8.2. Stopy magnezu z aluminium 372 11.8.3. Stopy magnez-cynk-miedź 377 11.8.4. Stopy magnezu zawierające cyrkon 378 11.9. Stopy magnezu do obróbki plastycznej 383 11.9.1. Stopy przeznaczone do walcowania 385 11.9.2. Stopy do wyciskania 386 11.9.3. Stopy do kucia 387 11.10. Ochrona stopów magnezu przed korozją 387 Literatura źródłowa i uzupełniająca 388 12. Tytan i jego stopy KRZYSZTOF KUBIAK, MACIEJ MOTYKA 389 12.1. Wprowadzenie 389 12.2. Rudy oraz wytwarzanie tytanu i jego stopów 390 12.2.1. Rudy tytanu 390 12.2.2. Wytwarzanie gąbki tytanowej metodą Krolla i metodą FFC  390 12.3. Właściwości tytanu 391 12.4. Przemiana alotropowa Ti-α ↔ Ti-β 392 12.5. Podział stopów tytanu 393 12.6. Charakterystyka faz w stopach tytanu 396 12.7. Kształtowanie mikrostruktury stopów tytanu w procesach obróbki plastycznej i cieplnej 399 12.7.1. Obróbka plastyczna 399 12.7.2. Obróbka cieplna 406 12.7.3. Obróbka cieplno-chemiczna i synteza wspomagana laserowo 409 12.8. Zastosowanie tytanu i jego stopów 410 Literatura źródłowa i uzupełniająca 413 13. Miedź i jej stopy ZBIGNIEW RDZAWSKI 416 13.1. Wstęp 416 13.2. Zarys technologii otrzymywania miedzi 417 13.3. Ogólna charakterystyka i właściwości miedzi 419 13.3.1. Podstawowe właściwości fizyczne miedzi 419 13.3.2. Właściwości chemiczne miedzi 420 13.3.3. Właściwości mechaniczne miedzi 420 13.3.4. Wpływ wybranych zanieczyszczeń na właściwości miedzi 421 13.4. Klasyfikacja miedzi i jej stopów wg norm 422 13.5. P odział stopów miedzi 424 13.6. Skład chemiczny wybranych gatunków miedzi 424 13.7. Mosiądze 425 13.8. Miedzionikle 426 13.9. Brązy 428 13.9.1. Brązy cynowe 428 13.9.2. Brązy aluminiowe 429 13.9.3. Brązy krzemowe 430 13.9.4. Brązy manganowe 431 13.9.4. Brązy tytanowe 432 13.10. Stopy miedzi trudno odkształcalne plastycznie 432 13.11. Miedź berylowa i brązy berylowe 435 13.12. Odlewnicze stopy miedzi 439 13.12.1. P odział stopów miedzi 439 13.12.2. Mosiądze odlewnicze 440 13.12.3. Brązy odlewnicze 441 13.13. Zarys technologii wytwarzania półwyrobów z miedzi i jej stopów 443 13.14. Właściwości i struktura taśm z miedzi gatunku M2R (CW024A) i M1E (CW004A) 444 13.15. Właściwości i struktura taśm z wybranych gatunków mosiądzów 446 Literatura źródłowa i uzupełniająca 449 14. Cynk, kadm, stopy cynku i stopy kadmu KRZYSZTOF PIEŁA 450 14.1. Charakterystyka cynku 450 14.1.1. Metalurgia cynku 450 14.1.2. Mechanizmy odkształcenia plastycznego cynku 456 14.1.3. Stopy cynku 458 14.1.4. Cynkowanie stali i żeliwa 475 14.2. Charakterystyka kadmu 479 14.2.1. Metalurgia kadmu 479 14.2.2. Zastosowanie kadmu 481 Literatura źródłowa i uzupełniająca 483 15. Ołów i cyna oraz ich stopy JAN WESOŁOWSKI 485 15.1. Ołów i jego stopy 485 15.1.1. Wprowadzenie 485 15.1.2. Zastosowanie ołowiu 489 15.1.3. Stopy ołowiu 490 15.1.4. Recykling ołowiu 492 15.2. Cyna i jej stopy 492 15.2.1. Wprowadzenie 492 15.2.2. Stopy cyny 493 15.2.3. Powłoki ochronne 494 Literatura źródłowa i uzupełniająca 496 16. Żelazo i jego stopy PIOTR BAŁA, KAROL PRZYBYŁOWICZ 497 16.1. Rys historyczny 497 16.2. Współczesne metody wytwarzania stopów żelaza 498 16.2.1. Wytwarzanie surówki 498 16.2.2. Konwertory tlenowe 498 16.2.3. Piece elektryczne, łukowe 499 16.2.4. Obróbka pozapiecowa 499 16.2.5. Odgazowanie próżniowe 499 16.3. Charakterystyka ogólna czystego żelaza i węgla 500 16.3.1. Żelazo 500 16.3.2. Węgiel 502 16.4. Stopy żelaza z węglem 503 16.4.1. Układ żelazo-węgiel 503 16.4.2. Fazy i składniki strukturalne układu żelazo-węgiel i ich właściwości 505 16.4.3. P odział stopów wg układu żelazo-węgiel 507 16.4.4. Stale niestopowe 508 16.4.5. Staliwa 511 16.4.6. Żeliwa 512 16.5. Obróbka cieplna stali 515 16.5.1. Wyżarzanie 515 16.5.2. Hartowanie 516 16.5.3. Odpuszczanie 517 16.5.4. Przesycanie i starzenie 518 16.5.5. Obróbka cieplno-plastyczna 518 16.6. Stale stopowe 518 16.6.1. Klasyfikacja stali stopowych 520 16.6.2. Oznaczanie stali stopowych wg symboli głównych wskazujących na skład chemiczny 520 16.6.3. Stale konstrukcyjne stopowe 521 16.6.4. Stale narzędziowe 526 16.6.5. Stale o szczególnych właściwościach fizycznych i chemicznych 528 16.6.6. Staliwa stopowe 533 16.7. Stopy o szczególnych właściwościach magnetycznych 534 16.7.1. Materiały magnetycznie miękkie 534 16.7.2. Materiały magnetycznie twarde 535 16.8. Stopy o założonej rozszerzalności cieplnej i właściwościach sprężystych 535 Literatura źródłowa i uzupełniająca 535 17. Kobalt i nikiel oraz ich stopy JANUSZ KONSTANTY 537 17.1. Wprowadzenie 537 17.2. Czyste kobalt i nikiel 538 17.3. Metalurgiczne zastosowanie kobaltu i niklu 539 17.3.1. Nadstopy 539 17.3.2. Narzędziowe materiały metaliczno-diamentowe 542 17.3.3. Węgliki spiekane 543 17.3.4. Materiały o szczególnych właściwościach magnetycznych 545 17.3.5. Stopy o określonym współczynniku rozszerzalności cieplnej 548 17.3.6. Stopy oporowe 549 Literatura źródłowa i uzupełniająca 550 18. Chromowce: chrom, molibden i wolfram ANDRZEJ ROMAŃSKI, HANNA FRYDRYCH 551 18.1. Chrom, molibden i wolfram – charakterystyka ogólna 551 18.2. Chrom – informacje podstawowe 553 18.2.1. Chrom w stopach żelaza 555 18.2.2. Chrom jako czysty metal 558 18.2.3. Chrom w stopach oporowych 560 18.2.4. Chrom w przemyśle chemicznym 560 18.2.5. Chrom w materiałach ogniotrwałych 561 18.2.6. Chrom w masach formierskich 562 18.2.7. Inne zastosowania chromu 562 18.3. Molibden – informacje podstawowe 562 18.3.1. Zastosowanie molibdenu 564 18.3.2. Molibden w stopach żelaza 565 18.3.3. Stopy molibdenu 568 18.3.4. Molibden w superstopach i stopach na bazie niklu, tytanu oraz kobaltu 569 18.3.5. Zastosowanie związków chemicznych molibdenu 570 18.3.6. Molibden jako środek poślizgowy 570 18.4. Wolfram – informacje podstawowe 571 18.4.1. Obszary zastosowania wolframu 575 Literatura źródłowa i uzupełniająca 577 19. Manganowce – mangan, technet i ren TADEUSZ PIECZONKA 578 19.1. Wprowadzenie 578 19.2. Mangan 578 19.2.1. Właściwości 578 19.2.2. Surowce do produkcji manganu 580 19.2.3. Produkcja manganu 581 19.2.4. Zastosowanie manganu 582 19.3. Technet 584 19.3.1. Właściwości 584 19.3.2. Występowanie technetu w środowisku 585 19.3.3. Produkcja technetu 99mTc 586 19.3.4. Zastosowanie technetu 587 19.4. Ren 588 19.4.1. Właściwości 588 19.4.2. Surowce do produkcji renu 590 19.4.3. Produkcja renu 591 19.4.4. Zastosowanie renu 593 Literatura źródłowa i uzupełniająca 594 20. Tytanowce i wanadowce oraz ich stopy STANISŁAW JAN SKRZYPEK, KAZIMIERZ BOLANOWSKI 597 20.1. Wprowadzenie 597 20.2. Cyrkon i stopy cyrkonu 598 20.2.1. Metalurgia cyrkonu 598 20.2.2. Właściwości fizykochemiczne i mechaniczne cyrkonu 599 20.2.3. Stopy cyrkonu – właściwości mechaniczne i zastosowanie 601 20.3. Hafn 604 20.4. Wanad i stopy wanadu .607 20.4.1. Minerały i otrzymywanie wanadu 607 20.4.2. Właściwości fizykochemiczne wanadu 607 20.4.3. Zastosowanie wanadu i jego stopów 608 20.5. Niob i stopy niobu 612 20.5.1. P odstawowe właściwości fizykochemiczne niobu 612 20.5.2. Produkcja i zastosowanie niobu oraz stopów niobu 613 20.6. Tantal i jego stopy 618 20.6.1. Minerały i otrzymywanie tantalu 618 20.6.2. Właściwości fizykochemiczne tantalu 618 20.6.2. Zastosowania tantalu 619 Literatura źródłowa i uzupełniająca 620 21. Metale szlachetne ZBIGNIEW RDZAWSKI 622 21.1. Wstęp 622 21.2. Podstawowe właściwości metali szlachetnych 625 21.3. Platyna 625 21.4. Pallad 628 21.5. Iryd 629 21.6. Rod 630 21.7. Osm 633 21.8. Złoto 634 21.9. Srebro 638 21.10. Metale szlachetne do zastosowań w jubilerstwie 641 Literatura źródłowa i uzupełniająca 645 22. Metale rzadkie – As, Ba, Be, Bi, Cs, Ga, Ge, Hg, In, Li, Po, Rb, Sb, Se, Sr, Te, Tl TADEUSZ PIECZONKA 647 22.1. Podstawowe pojęcia 647 22.1.1. Co to są metale rzadkie? 647 22.1.2. Klasyfikacja metali rzadkich 648 22.2. Metale rzadkie z grupy litowców – lit, rubid i cez 652 22.2.1. Lit 653 22.2.2. Rubid 656 22.2.3. Cez 659 22.3. Metale rzadkie z grupy berylowców – beryl, stront i bar 662 22.3.1. Beryl 664 22.3.2. Stront 668 22.3.3. Bar 671 22.4. Metale rzadkie z grupy glinowców – gal, ind i tal 676 22.4.1. Gal 676 22.4.2. Ind 682 22.4.3. Tal 688 22.5. Metal rzadki z grupy węglowców – german 694 22.6. Metale rzadkie z grupy azotowców – arsen, antymon i bizmut 698 22.6.1. Arsen 699 22.6.2. Antymon 704 22.6.3. Bizmut 709 22.7. Metale rzadkie z grupy tlenowców – selen, tellur i polon 714 22.7.1. Selen 715 22.7.2. Tellur 721 22.7.3. Polon 724 22.8. Metal rzadki z grupy cynkowców – rtęć 727 Literatura źródłowa i uzupełniająca 734 23. Metale ziem rzadkich – Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu TADEUSZ PIECZONKA 743 23.1. Wprowadzenie – właściwości metali ziem rzadkich 743 23.2. Surowce do produkcji metali ziem rzadkich 746 23.3. Produkcja metali ziem rzadkich 750 23.3.1. Przerób rud fluorowęglanowych 751 23.3.2. Przerób rud fosforanowych 753 23.4. Zastosowanie metali ziem rzadkich 755 Literatura źródłowa i uzupełniająca 765 24. Stopy funkcjonalne i specjalne TANISŁAW JAN SKRZYPEK, KAROL PRZYBYŁOWICZ 768 24.1. Wprowadzenie 768 24.2. Stopy z pamięcią kształtu 769 24.3. Stopy nadplastyczne 774 24.4. Stopy amorficzne 776 24.4.1. Metody amorfizacji 776 24.4.2. Właściwości szkieł metalicznych 776 24.4.3. Materiały nanokrystaliczne – nanomateriały 779 24.5. Metale i stopy nadprzewodzące 781 24.6. Materiały piezoelektryczne 782 24.7. Pianki metalowe i gazary 783 Literatura źródłowa i uzupełniająca 785 25. Biopierwiastki i biomateriały ZOFIA KALICKA, STANISŁAW JAN SKRZYPEK 787 25.1. Biochemiczna rola metali 787 25.2. Zawartość metali w organizmie ludzkim 788 25.2.1. Podział na makro- i mikropierwiastki 788 25.2.2. Metale niezbędne 789 25.2.3. Biodostępność metali 790 25.3. Metale niezbędne w organizmie ludzkim 791 25.3.1. Funkcje i formy występowania metali 791 25.3.2. Biochemiczna rola poszczególnych metali 793 25.3.3. Wpływ dawki metalu niezbędnego na zdrowie 796 25.3.4. Jak organizm utrzymuje optymalne stężenie metali 796 25.4. Toksyczność metali 797 25.4.1. Działanie toksyczne metali w organizmie człowieka 797 25.4.2. Funkcje obronne organizmu wobec metali toksycznych 799 25.4.3. Zależność reakcji organizmu od dawki 799 25.4.4. Działanie toksyczne wybranych metali 800 25.4.5. Alergia kontaktowa na metale 805 25.4.6. Metale o działaniu bakteriobójczym 805 25.5. Metale w diagnostyce i terapii medycznej 806 25.5.1. Diagnostyka 806 25.5.2. Terapia antynowotworowa 808 25.5.3. Inne terapie lekowe zawierające metale 809 25.6. Kompleksy metali i związki metaloorganiczne 809 25.6.1. Kompleksy chelatowe 809 25.6.2. Związki metaloorganiczne 811 25.7. Biostopy i biomateriały w inżynierii biomedycznej 811 25.7.1. Biomateriały metaliczne 812 25.7.2. Biostopy tytanu 814 25.7.3. Biostopy kobaltu 815 25.7.4. Biostale 816 25.7.5. Biostopy na bazie metali szlachetnych 818 Literatura źródłowa i uzupełniająca 820