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主要金属特性,铅汞钛锡锌(3)

时间:2010-06-21  归属:地理备课资料

这种外貌银白漂亮的金属,人们却给它取了个名字叫“恶魔”——镍。传说很久以前,法国人找到一种红色的铜矿石,可是怎么也提炼不出铜来。矿工们以为是魔鬼作怪,便把这种红矿石叫做鬼铜。后来人们才知道,这种红矿石含有镍和砷。

地球上镍的蕴藏量很少,只有铁的六百分之一。镍又是同许多种元素混在一起的,不容易提炼。先要把矿石放入炉中冶炼,取得铁、镍、铜和硫的混合物,再除去铁,提炼出硫、铜、镍合金。然后分离、通电,提取纯镍。这叫火法取镍。用火冶炼镍会产生有毒气体,现在已有人研究把镍矿溶解于水,采用湿法提取镍。

镍不怕热,一般要到1500℃才熔化。所以日常用的电炉,都用镍铬合金来做电炉丝。如果没有镍合金的耐高温本领,就不会有喷气式飞机。喷气发动机和宇宙飞船里,一些零件常被加鹊?000℃以上,用含镍59%的尼木镍合金制作零件安全可靠。一些镍合金还用来制作原子反应堆的零部件。

镍在空气、水和某些酸中不锈蚀。在钢中掺入镍后,无论在空中、水下还是酸中,都能挡住腐蚀,所以用于制造船舶、化工管道、仪器、水阀、医疗器械和精密仪器。

镍还是金属材料的“佐料”。它加入的量多少,会引起材料性质的各种变化。镍极易磁化,许多磁铁就是由镍、钴、铝、铁合成的。但是,永久性磁铁磁化容易去磁难。人们用75%的镍和25%的铁制成新合金,制造的零件,磁化和去磁都很容易。如果需要一种既坚固又不生锈,同时又不被磁铁吸引的零件,只要制成使镍含量为五分之一的不锈钢,就可以了。在许多情况下,只要给生铁或钢里加进极少量的镍,就能使它们变得更有韧性、更坚固。

1855年在巴黎举行的世界商品博览会上,人们把一小块银白色的金属跟最珍贵的宝石放在一起,并称它是“来自粘土的白银”。这一小块金属就是铝。铝在当时的身价,比银还要高许多倍,甚至帝王贵族也不一定都能买到它。铝是一种金属元素,化学符号是Al。铝的化学性质很活泼,没有金、银那样耐腐蚀。生产金属铝实在太难。它有银样的光泽,表面有细密的氧化层,能起到很好的保护作用,且质地很软、很轻,易于加工,于是奇货可居,它的价格一时高得令人难以置信。

1886年两个21岁的同龄人:美国人霍尔和法国人埃鲁在不同的地方分别发明了相同的电解氧化铝和冰晶石熔盐制铝法。从此能获得较大量的铝,才使铝的价格大为下降,成为可供实用的金属。

在地壳中的含量为8%,仅次于氧和硅,是地壳中含量最多的金属元素,几乎占所有金属元素的1/3。它广泛分布于岩石、泥土和动植物体内。沸点高达2467℃,具有良好的延展性、导电性和导热性。铝是活泼金属,常温下在干燥空气中铝的表面立即形成厚度约为50埃的致密氧化膜,使铝不会进一步被氧化并能耐水的腐蚀。这层氧化膜可吸着染料而使铝表现为各种颜色。细粉状的铝与空气混合极易燃烧。铝在高温下能将许多金属氧化物还原为相应的金属,这种反应称为铝热反应。铝既能溶于强碱,形成铝酸盐和氢气,也能溶于稀酸,形成相应的铝盐和氢气。铝的纯度越高,与酸的反应越慢。

铝及其合金可作门窗板壁,制造飞机的机身等构件和发动机部件。铝的电导率高,又比铜便宜,所以广泛用于电力工业。在日常生活中到处都能看到铝的身影。随着生物科学研究的探入,人们发现铝的摄入量过多时,最终可导致人体疾病。因此近年来饮具、餐具。以及食品包装逐渐不再使用铝制品。

现在到处可见的铝锅、铝壶、易拉罐等铝制品,在一百多年前还是一种稀罕的贵金属。

铝所以从高贵走到民间,完全是电的功劳。在现代化的生产铝的工厂里。没有高炉和烟囱,只有纵横交错的地下电缆和巨大的变压器。人们从铝土矿中,提取纯净的白色氧化铝;再放到电解槽中,采用电解炼铝。但是,氧化铝要在2O50℃以上才熔化。科学家想了个办法,在氧化铝中加了一定量的冰晶石,温度升到正1000℃就熔化,变成银闪闪的金属铝。1981年,国外试验成高炉炼铝。将含铝的粘上、矾土和页岩等与焦煤粉混匀,制成团矿,加热炭化后装入高炉,就可以像炼钢一样得到纯铝。

工业上用的大多是铝的各种合金,很少用纯铝。

铝的最大优点是轻盈,它的重量只有同体积铜的三分之一,因此首先在航空上得到广泛应用。现代飞机有70%是铝和铝合金制造的,所以人们称铝是“会飞”的金属。

铝的导电性只及铜的60%,但铝的重量轻。如果用相同重量的铝和铜分别制成同样长度的导线,则铝的导电本领可超过铜的两倍。我国研制的掺加稀土元素的铝合金导线,有着很高的强度,曾经受12级台风而不断。

铝还可在许多方面替代钢铁、水泥、塑料、木材等材料。航空母舰采用铝代替钢材,可减轻1O00吨重量;新型汽车采用铝材后,不仅可以多载乘客,而且有利于节油和加速。还有火车、地铁、船舶、自行车以至门窗等建筑材料,都在逐步“铝化”。铝,还在起飞。

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