2020-02-16 15:49:34
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金属

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具有光泽和导热性导电性可延展性的物质

所属类别 :
非生物
非生物
编辑分类

金属是一种具有光泽(即对可见光强烈反射)、富有延展性、容易导电、导热等性质的物质。金属的上述特质都跟金属晶体内含有自由电子有关。在自然界中,绝大多数金属以化合态存在,少数金属例如金、、银、以游离态存在。金属矿物多数是氧化物及硫化物。其他存在形式有氯化物硫酸盐、碳酸盐及硅酸盐。金属之间的连结是金属键,因此随意更换位置都可再重新建立连结,这也是金属延展性良好的原因。金属元素在化合物中通常只显正价。相对原子质量较大的被称为重金属

基本信息

  • 中文名

    金属

  • 英文名

    Metal

  • 熔点

    一般较高

  • 沸点

    一般较高

  • 水溶性

    一般不溶或难溶于水

  • 密度

    一般较大

  • 外观

    有金属光泽,大部分呈银白色

  • 导热性

    一般优良

  • 导电性

    一般优良

  • 标准物态

    除汞是液体以外,其余均为固体

折叠 编辑本段 构成

由于金属的电子倾向脱离,因此具有良好的导电性, 常见的金属常见的金属金属元素在化合物中通常带正价电,但当温度越高时,因为受到了原子核的热震荡阻碍,电阻将会变大。金属分子之间的连结是金属键,因此随意更换位置都可再重新建立连结,这也是金属伸展性良好的原因。

在自然界中,绝大多数金属以化合态存在,少数金属例如金、银、以游离态存在。金属矿物多数是氧化物及硫化物,其他存在形式有氯化物、硫酸盐、碳酸盐及硅酸盐。

属于金属的物质有金、银、铜、、锰、锌等。在一大气压及25摄氏度的常温下,除汞(液态)外,其他金属都是固体。大部分的纯金属是银白(灰)色,只有少数不是,如金为黄赤色,铜为紫红色。金属大多带"钅"旁。

通常将具有正的温度电阻系数的物质定义为金属。使用的含112金属在元素周期表中金属在元素周期表中种元素的元素周期表中,金属元素共90种。位于"硼-砹分界线"的左下方,在s区、p区、d区、f区等5个区域都有金属元素,过渡元素全部是金属元素。

在固态金属导体内,有很多可移动的自由电子。虽然这些电子并不束缚於任何特定原子,但都束缚於金属的晶格内;甚至于在没有外电场作用下,因为热能,这些电子仍旧会随机地移动。但是,在导体内,平均净电流是零。挑选导线内部任意截面,在任意时间间隔内,从截面一边移到另一边的电子数目,等于反方向移过截面的数目。

折叠 编辑本段 原子结构

除锡、锑、等少数几种金属的原子最外层电子数大于或等于4以外,绝大多数金属原子的最外层电子数均小于4,主族金属原子的外围电子排布为ns1或ns2或ns2 np(1-4),过渡金属的外围电子排布可表示为(n-1)d(1-10) ns(1-2)。主族金属元素的原子半径均比同周期非金属元素(稀有气体除外)的原子半径大。

折叠 编辑本段 晶体结构

根据原子在物质内部的排列方式,可将固态物质分为两大类:晶体,内部原子呈规则排列的物质。如固态金属;非晶体--内部原子无规则排列的物质。如松香、玻璃等。

金属的晶体结构:是指金属材料内部的原子的排列规律。它决定着材料的显微组织特性和材料的宏观性能。

折叠 金属单质

金属键:金属原子间的结合键称为金属键。(带负电的自由电子与带正电的的金属正离子之间产生静电吸力,使金属原子结合在一起,这就是金属键结合的本质。金属特性:良好的导电性和导热性;强度高;具有塑性;

有固定熔点;各向异性。

金属键模型图,如图所示:金属键模型图金属键模型图

一、晶体结构的基本知识:

(一)基本概念

1、晶胞:晶格中能够代表晶格特征的最小几何单元。

2、晶格参数:晶体学中用来描述晶胞大小与形状的几何参数。包括晶胞的三个棱边长度a、b、c和三个棱边夹角α、β、γ。

3、晶格常数:决定晶胞大小的三个棱长a、b、c。

(二)金属中常见的晶格

1、体心立方晶格:晶格参数 a=b=c;α=β=γ

=90°;立方体八个角上各有一个原子,体心处有一个原子。每个晶胞中原子数为2=1/8×8+1。

属于体心立方晶格的常用金属:α铬、钨、钼、钒、α铁、β钛、铌等。

结构图如图所示:

2、面心立方晶格:晶格参数:a=b=c;α=β=γ=90°;晶胞的八个角上各有一个原子,立方体六个面的面心各有一个原子。每个晶胞中原子数为4=1/8×8+1/2×6

属于面心立方晶格的常用金属:γ铁、铝、铜、镍等。结构图如图所示:

3、密排六方晶格:晶格参数:a=b≠c;α=β=90°、γ=120°;每个晶胞中原子数为:6=1/6×12+1/2×2+3。

属于密排六方晶格的常用金属:镁、锌、铍、α钛、镉等。结构图如图所示:

(三)晶格的致密度

致密度=原子所占的总体积÷晶胞的体积

体心立方晶格的致密度=0.68,计算公式为:

面心立方晶格的致密度=0.74

密排六方晶格的致密度=0.74

(四)晶面指数与晶向指数

晶面:晶体中由物质质点所组成的平面。

晶向:由物质质点所决定的直线。

每一组平行的晶面和晶向都可用一组数字来标定其位向。这组数字分别称为晶面指数和晶向指数。

晶面指数的确定:晶面与三个坐标轴截距的倒数取最小整数,用圆括号表示。如(111)、(112)。

晶向指数的确定:通过坐标原点直线上某一点的坐标,用方括号表示。

晶面族与晶向族

晶面族:晶面指数中各个数字相同但是符号不同或排列顺序不同的所有晶面。这些晶面上的原子排列规律相同,具有相同的原子密度和性质。如{110}=(110)+(101)+(011)+(101)+(110)+(011)

晶向族:原子排列密度完全相同的晶向。如<111>=[111]+[111]+[111]+[111]

(五)晶体的各向异性

在晶体中,由于各个晶面和晶向上原子排列密度不同,使原子间的相互作用力也不相同。因此在同一单晶体内不同晶面和晶向上的性能也是不同的。这种现象称为晶体的各向异性。

晶体分单晶体和多晶体

单晶体:晶体内各处晶格位向一致的晶体。

多晶体:晶体内晶格位向不相同的晶体。

实际金属是多晶体

二、纯金属的实际晶体结构

(一)晶粒与亚晶粒

晶粒--金属晶体中,晶格位向基本一致,并有边界与邻区分开的区域。

晶界--晶粒之间原子排列不规则的区域。

实际金属晶粒大小除取决于金属种类外,主要取决于结晶条件和热处理工艺。

亚晶粒--晶粒内部晶格位向差小于2°、3°的更小的晶块。

亚晶界--亚晶粒间的过渡区。

(二)晶体中的晶体缺陷

晶体缺陷:是指晶体中原子排列不规则的区域。

根据晶体缺陷的几何特点和对原子排列不规则性的影响范围可分为三大类:

1、点缺陷;置换原子示意图置换原子示意图

2、线缺陷;

3、面缺陷。

1)点缺陷

以一个点为中心,在它周围造成原子排列不规则,产生晶格畸变和内应力的缺陷。点缺陷类型主要有三种:

(1)间隙原子

(2)晶格空位

(3)置换原子

在晶格的结点处出现原子直径不同的异类原子的晶体缺陷。置换原子示意图,如图所示:

晶格空位示意图晶格空位示意图

☆间隙原子:在晶格的间隙处出现多余原子的晶体缺陷。

☆晶格空位:在晶格的结点处出现缺少原子的晶体缺陷。如图所示:

2)线缺陷

主要是指各种形式的位错。

位错:是指晶体中某一列或若干列原子发

生了有规律的错排现象。位错密度:单位体积内位错线的长度,(cm),如图所示:

3)面缺陷

主要是指晶界和亚晶界。它是由于受到其两侧的不同晶格位向的晶粒或亚晶粒的影响而使原子呈不规则排列。

如图所示:面缺陷示意图面缺陷示意图

折叠 合成金属

一、基本概念

合金系:是指具有相同组元,而成分比例不同的一系列合金。如各种碳素钢。

相:是指在合金中,凡是化学成分相同、晶体结构相同并有界面与其它部分分隔开来的一个均匀区域。在一个相中可以有多个晶粒,但是一个晶粒中只能是同一个相。

合金中有两类基本的相结构,固溶体和金属化合物。

显微组织:是指在显微镜下看到的相和晶粒的形态、大小和分布。它可以看作是由各个相组成的。

合金的显微组织可以看作是由各个相所组成的,这些相称为合金组织的相组成物;也可以看作是基本组织所组成的,这些基本组织称为合金组织的组织组成物。合金的力学性能不仅取决于它的化学成分,更取决于它的显微组织。

二、合金的相结构

合金的晶体结构:是指合金中各个相的晶体结构,简称相结构。

合金的相结构通常分为两大类:

(一)固溶体;

(二)金属化合物。

(一)固溶体

固溶体:合金结晶成固态时,溶质原子分布在溶剂晶格中形成的一种与溶剂有相同晶格的相。

固溶体与溶剂具有相同晶体结构。

固溶体的类型:1、间隙固溶体 ;2、置换固溶体。

1、间隙固溶体

间隙固溶体: 溶质原子分布于溶剂的晶格间隙中所形成的固溶体。都是有限固溶体,也是无序固溶体。如图所示:

2、置换固溶体

置换固溶体:溶质原子代替溶剂原子占据着溶剂晶格结点位置而形成的固溶体。置换固溶体可以是有限固溶体也可以是无限固溶体。

如图所示:

有限固溶体:固溶体的溶解度是有限的。

无限固溶体:固溶体的溶解度是无限的。(组成固溶体的两种元素随比例不同可以互为溶质或溶剂。)

形成无限固溶体的必要条件:是溶剂与溶质的晶体结构相同。

无序固溶体:溶质原子的分布是无序的。

有序固溶体:溶质原子的分布是有序的。

固溶体的有序化:无序固溶体向有序固溶体的转变过程。 硬度和脆性增加,塑性下降。

3、影响溶解度的主要因素

溶解度:溶质在固溶体中的极限浓度称为溶质在固溶体中的溶解度。

影响溶解度的主要因素:

1)温度

2)原子直径因素

3)晶体结构因素

4、固溶体的性能

固溶强化:溶入溶质元素形成固溶体而使金属的强度、硬度升高的现象。固溶强化是金属材料的一种重要的强化途径。

固溶体的性能:一般来说,固溶体是一个硬度不高、塑性较好的一个相。

(二)金属化合物(中间相)

在合金中,当溶质含量超过固溶体的溶解度时,除了形成固溶体外,还将出现新相。

这个新相可能是一种新的固溶体,也可能是一种化合物。如:Fe3C、FeS。

金属化合物:具有金属性质的化合物。(其晶体结构不同于任一组元)

(1)金属化合物的性能

金属化合物性能:一般都具有复杂的晶格结构,熔点高,硬而脆。

金属化合物若以细小的粒状均匀分布在固溶体相的基体上会使合金的强度、硬度进一步提高,这种现象称为第二相弥散强化。

在合金中,金属化合物的多少、形态、大小、分布等对合金的性能有不同的影响。

(2)金属化合物的种类

1、正常价化合物:这类化合物符合正常的原子价规律,成分固定并有严格分子式的金属化合物。

2、电子化合物:这类化合物不遵守原子价规律而服从电子浓度规律。其晶体结构主要取决于电子浓度。

3、间隙化合物:间隙化合物一般是由原子半径较大的过渡族金属元素和原子半径较小的非金属元素组成的化合物。(非金属元素有规则的嵌入金属元素晶格的间隙中)

a)当非金属原子直径与金属原子直径比值小于0.59时,形成简单晶格的间隙化合物,称间隙相.

b)当非金属原子直径与金属原子直径比值大于0.59时,则不能产生间隙相,而形成复杂结构的间隙化合物.

间隙相、复杂结构的间隙化合物、间隙固溶体的区别:

1、晶体结构:间隙固溶体的晶体结构与溶剂相同;而间隙相和复杂结构的间隙化合物的晶体结构不同于任一组元,间隙相具有简单的晶体结构。

2、性能:间隙固溶体硬度低、塑性好,通常作为基体使用;间隙相和复杂结构的间隙化合物都具有高熔点、高硬度。(尤其是间隙相)通常作为弥散强化相。

折叠 编辑本段 分类

黑色金属:铁、、锰三种。

有色金:铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡、铜、铅、锌、锡、钴、镍、锑、汞、、金、银、铂、钌、、钯、锇、铱、铍、、钛、、铪、钒、、钽、钨、、铟、铊、、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、、铒、铥、镱、镥、钪、钇、

常见金属:如铁、铝、铜、锌等。

稀有金属:如锆、铪、铌、钽等。

轻金属:密度小于4500千克/立方米,如钛、铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡等。

重金属:密度大于4500千克/立方米,如铜、镍、钴、铅、锌、锡、锑、铋、镉、汞等。

贵金属:价格比一般常用金属昂贵,地壳丰度低(又称克拉克值(CLARKE value),一种表示地壳中化学元素平均含量的数值),提纯困难,如金、银及铂族金属。

准金属元素:性质价于金属和非金属之间,如硅、硒、碲、砷、硼等。

稀有金属:包括稀有轻金属,如等;

稀有难熔金属:如锆、、钨等;

稀有分散金属:如镓、铟、锗、铊等;

稀土金属:如钪、钇、镧系金属;

放射性金属:如镭、钫、钋及锕系元素中的铀、钍等。

折叠 编辑本段 变形结晶

压力加工:是利用金属的塑性,使其改变形状、尺寸和改善性能,获得型材、棒材、线材或锻压件的加工方法。

一、塑性变形的基本形式

当单晶体受拉力F时,在一定的晶面上分解为垂直于晶面的正应力σN和平行于晶面的切应力τ。

应力的分解,如图所示:应力的分解应力的分解

正应力只能使晶体产生弹性变形和断裂--脆性断裂。正应力作用下晶体变形示意图,如图所示:正应力作用下晶体变形示意图正应力作用下晶体变形示意图

切应力使晶体产生滑移。

--延性断裂(断口呈纤维状,且灰暗无光泽).切应力作用下晶体变形示意图,如图所示:

单晶体的塑性变形方式主要有两种:

(一)滑移

(二)孪生

(一)滑移

晶体塑性变形时,分切应力使晶体内部上下两部分的原子沿着某特定的晶面相对移动,这种现象称为滑移。

它主要发生在原子排列最紧密或较紧密的晶面上,并沿着这些晶面上原子排列最紧密的方向进行。

(一)滑移系:如图所示:

1)滑移面:发生滑移的面。

2)滑移方向:发生滑移的方向。

3)滑移系:晶体中每个滑移面 合并图册合并图册和该面上的一个滑移方向组成一个滑移系。滑移系越多,塑性越好。

滑移带,滑移线,如图所示:

2、引起滑移的临界切应力

1)滑移面内的切应力分解到滑移方向上的分切应力是晶体产生滑移的动力。

2)分切应力:τ=σcosφcosλ( φ为滑移面与外力的夹角;λ为滑移方向与外力的夹角)

3) cosφcosλ被称为取向因子,分切应力大的位向称为软位向,反之为硬位向。

4)能使滑移系产生滑移的最小分切应力值称为临界切应力: τc= σscosφcosλ

3、滑移是怎样进行的

滑移是由位错的移动来实现的,如图所示:孪生与滑移的区别孪生与滑移的区别

(二)孪生(孪晶)

所谓孪生,就是晶体中的一部分原子对应特定的晶面(孪生面)沿着一定晶向(孪生方向)产生剪切变形。

如图所示:

孪生与滑移的主要区别是:发生滑移后,晶体已变形区和未变形区位向没有发生变化,而孪生就使晶体两部分位向发生了变化。如图所示:

二、实际金属的塑性变形

1、晶界及晶粒位向的影响:孪生示意图孪生示意图

晶界抵抗塑性变形的能力较晶粒本身要大, 多晶体中, 由于晶界上原子排列不很规则, 阻碍位错的运动, 使变形抗力增大。金属晶粒越细,晶界越多,变形抗力越大,金属的强度就越大。多晶体塑性变形示意图,如图所示:

2、实际金属塑性变形过程

(1)多晶体中每个晶粒位向不一致。一些晶粒的滑移面和滑移方向接近于最大切应力方向(称晶粒处于软位向), 另一些晶粒的滑移面和滑移方向与最大切应力方向相差较大(称晶粒处于硬位向)。在发生滑移时,软位向晶粒先开始。

(2)当位错在晶界受阻逐渐堆积时,其它晶粒发生滑移。因此多晶体变形时晶粒分批地逐步地变形,变形分散在材料各处。

(3)晶粒越细,晶界面积越大,对位错的阻力越大,多晶体的强度就越高。

(4)由于细晶粒金属的强度较高,塑性较好,所以断裂时需要消耗较大的功,因而韧性也较好。因此细晶强化是金属的一种很重要的强韧化手段。

折叠 编辑本段 元素存在

地球上的绝大多数金属元素是以化合态存在于自然界中的。这是因为多数金属的化学性质比较活泼,只有极少数的金属如金、银等以游离态存在。

金属在自然界中广泛存在,在生活中应用极为普遍,是在现代工业中非常重要和应用最多的一类物质。

折叠 编辑本段 基本特性

金属材料性能为更合理使用金属材料,充分发挥其作用,必须掌握各种金属材料制成的零构件在正常工作情况下应具备的性能(使用性能)及其在冷热加工过程中材料应具备的性能(工艺性能)。

材料的使用性能包括物理性能(如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等),化学性能(耐用腐蚀性、抗氧化性),力学性能也叫机械性能

材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。金属材料比表面积研究是非常重要的。

折叠 机械性能

机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性。

铜器铜器1、强度:材料在外力(载荷)作用下,抵抗变形和断裂的能力。材料单位面积受载荷称应力。

2、屈服点(бs):称屈服强度,指材料在拉抻过程中,材料所受应力达到某一临界值时,载荷不再增加变形却继续增加或产生0.2%L。时应力值,单位用牛顿/毫米2(N/mm)表示。

3、抗拉强度(бb)也叫强度极限指材料在拉断前承受最大应力值。单位用牛顿/毫米(N/mm)表示。如铝锂合金抗拉强度可达689.5MPa

4、延伸率(δ):材料在拉伸断裂后,总伸长与原始标距长度的百分比。

工程上常将δ≥5%的材料称为塑性材料,如常温静载的低碳钢、铝、铜等;而把δ≤5%的材料称为脆性材料,如常温静载下的铸铁、玻璃、陶瓷等。

5、断面收缩率(Ψ)材料在拉伸断裂后、断面最大缩小面积与原断面积百分比。

6、硬度:指材料抵抗其它更硬物压力其表面的能力,常用硬度按其范围测定分布氏硬度(HBS、HBW)和洛氏硬度(HKA、HKB、HRC)。

7、冲击韧性(Ak):材料抵抗冲击载荷的能力,单位为焦耳/厘米(J/cm)。

8、弹性:εe=σe/E, 指标σe,E

9、刚性:△L=P·l/E·F,抵抗弹性变形的能力强度,其中,P---拉力,l---材料原长,E---弹性模量,F---截面面积

10、韧性(冲击韧性):常用冲击吸收功 Ak 表示,指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的力。

11、延展性:

1)延性:是指材料的结构、构件或构件的某个截面从屈服开始到达最大承载能力或到达以后而承载能力还没有明显下降期间的变形能力。延伸率δ=(△l0/l)×100% 断面收缩率ψ=((A-A1)/A)×100%

2)展性:指物体可以压成薄片的性质。

金是金属中延性及展性最高的──一1克的金可以打成一平方米的薄片,或者说是一盎司的金可以 打成300平方尺。金叶甚至可以被打薄至透明,透过金叶的光会显露出绿蓝色,因为金反射黄色光及红色光的能力很强。因延展性非常好,黄金可以打成金箔。金箔用于塑像、建筑、工艺品的贴金,常见于寺庙、教堂内的装饰贴金。金箔也可入中药。

12、疲劳强度:疲劳强度:材料抵抗无限次应力(10E7)循环也不疲劳断裂的强度指标,交变负荷σ-1<;σs为设计标准。

13、硬度:材料软硬程度。

测定硬度试验的方法很多,大体上可以分为弹性回跳法(肖氏硬度)压入法(布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度)和划痕法(莫氏硬度)等三大类,生产上应用最广泛的是压入法。它是将一定形状、尺寸的硬质压头在一定大小载荷作用下压入被测材料表层,以留下的压痕表面面积大小或深度计算材料的硬度值。

由于硬度测定时的测定规范,所用仪器设备等不同,用压入法井台测定材料的硬度的方法也有多种。

常用的方法是布氏硬度法(HB),维氏硬度法(HV),洛氏硬度法(HR)。

14、塑性变形:外力去处后,不能恢复的变形,即残余变形称塑性变形。材料能经受较大塑性变形而不破坏的能力,称为材料的塑性或延伸性。衡量材料塑性的两个指标是延伸率和断面收缩率。

对低碳钢拉伸的应力--应变曲线分析:

【Ⅰ阶段 线弹性阶段】拉伸初期应力-应变曲线为一直线,此阶段应力金属钋金属钋最高限称为材料的比例极限σe.

【Ⅱ阶段 屈服阶段】当应力增加至一定值时,应力-应变曲线出现水平线段(有微小波动),在此阶段内,应力几乎不变,而变形却急剧增长,材料失去抵抗变形的能力,这种现象称屈服,相应的应力称为屈服应力或屈服极限,并用σs表示。

【Ⅲ阶段 为强化阶段】经过屈服后,材料又增强了抵抗变形的能力。强化阶段的最高点所对应的应力,称材料的强度极限。用σb表示,强度极限是材料所能承受的最大应力。

【Ⅳ阶段 颈缩阶段】当应力增至最大值σb后,试件的某一局部显著收缩,最后在缩颈处断裂。

对低碳钢σs与σb为衡量其强度的主要指标。

折叠 工艺性能

指材料承受各种加工、处理的能力的那些性能。银器银器8、铸造性能:指金属或合金是否适合铸造的一些工艺性能,主要包括流性能、充满铸模能力;收缩性、铸件凝固时体积收缩的能力;偏析指化学成分不均性。

1、焊接性能:指金属材料通过加热或加热和加压焊接方法,把两个或两个以上金属材料焊接到一起,接口处能满足使用目的的特性。

2、顶气段性能:指金属材料能承授予顶锻而不破裂的性能。

3、冷弯性能:指金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂性能。弯曲程度一般用弯曲角度α(外角)或弯心直径d对材料厚度a的比值表示,a愈大或d/a愈小,则材料的冷弯性愈好。

4、冲压性能:金属材料承受冲压变形加工而不破裂的能力。在常温进行冲压叫冷冲压。检验方法用杯突试验进行检验。

5、锻造性能:金属材料在锻压加工中能承受塑性变形而不破裂的能力。

折叠 化学性能

指金属材料与周围介质扫触时抵抗发生化学或电化学反应的性能。

1、耐腐蚀性:指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。

2、抗氧化性:指金属材料在高温下,抵抗产生氧化皮能力。

折叠 金属氧化

金属的氧化有两种含义,狭义的含义是指金属与环境介质中的氧化合而生成金属氧化物的过程;广义金属氧化就是金属与介质作用失去电子的过程,氧化反应产物不一定是氧化物也可以是硫化物、卤化物、或其他化合物。

折叠 金属钝性

金属分为活性金属和钝性金属两种。 根据金属活动性顺序,氢前金属称为活性金属,氢后金属就是钝性金属。

折叠 编辑本段 保护方法

1、改变金属的内部结构(如制造成合金等);2、在金属表面覆盖保护层;3、电化学保护法:外加电源的阴极保护法,牺牲阳极的阴极保护法;4、缓蚀剂法。

金属表面工程技术是一种可以改变金属表面特性,达到预防金属腐蚀、提高金属的疲劳强度和抗应力腐蚀性能等目的的技术。在我国,这一技术的应用可以追溯到古代几千年前。

折叠 编辑本段 收获金属

1995年,俄罗斯奥尔登堡大学的生物学家梅格列特在研究一种叫蓼的一年生草本植物时,意外地发现蓼的叶子中含有异常高的锌、铅、镉等金属。这是否表明蓼有从土壤中吸收这些金属的"嗜好呢"?于是他带着这个疑问,在一些被锌、铅、镉之类金属污染过的土地上种了大量的蓼。这些蓼长得非常茂盛,叶子又大又厚,结果在1 公顷的土地上,一个季节就收获了大量的蓼。梅格列特将蓼草放入800 ℃的炉子里烧,草化为灰烬,结果从中得到了1.3千克镉、23千克铅、322千克锌。

德国奥尔登大学的一个试验小组已在一处废金属堆放场引种俄罗斯大蓼获得成功,该试验小组已从德国各地尤其是环保组织接到了大量订单,同时还为推广这项研究成果专门成立了一家商业性公司。它的业务活动已引起德国军事部门的很大兴趣,因为历史上的各种军事演习场包括二战时期用作化学武器仓库的地方都有待改造,消除污染,公司方面业已应约在那些地方种下了大蓼,以净化环境,回收有害金属。

还有文献报到,美国加利福尼亚的专家们通过研究发现,野生芥菜有从土壤中蓄积镍的功能,他们把种植的半公顷的野生芥菜杆割下来,晒干再烧成灰,每100克芥菜灰中获得了15-20克镍。他们正着手培育蓄积金属能力更强的芥菜新品种,预计可以从每平方米的土地上获取12克镍。尽管通过这种方式获取镍的效果远不及其它办法,但对环境无任何污染。

科学研究证明,植物在千百万年漫长的进化演变过程中,已经练就了一身非凡绝招,许多植物有累积某些金属元素的能力。如堇菜好锌、香薷含铜比较丰富、烟草含铀特别多,还有紫云英含硒、苜蓿含钽、石松含锰格外丰富。生长在含黄金特别多的土壤中的玉米或木贼草,烧成灰,每吨竟可以提取到10克黄金。有些植物能累积稀有金属,如铬、镧、钇、铌、钍等,被称为"绿色稀有金属库"。它们对稀有金属的聚集能力要比一般植物高出几十倍、成百倍,甚至上千倍。比如铬,在一般植物中用光谱检测也很难发现,而凤眼兰却能在根上累积铬,其含量可达到0.13%。

这一系列的发现引起了科学家们的极大兴趣,被人们称为"绿色冶金"技术。专家预言如果这一成果取得突破性的进展,人类将有可能通过种植植物来获得所需的金属,同时还可以改善遭受人类破坏的环境。

折叠 编辑本段 行业运行情况

(一)有色金属产量平稳增长

2013年1~6月,我国十种有色金属产量1946.8万吨,同比增长10%。其中,精炼铜产量323.4万吨,同比增长12.9%;原产量1058万吨,同比增长7.9%;铅产量227.2万吨,同比增长12.5%;锌产量257.1万吨,同比增长9.2%。

(二)生产企业效益有所下降

2013年1~6月,9078家规模以上有色金属工业企业(含黄金、稀土)实现主营业务收入24409.7亿元,同比增长14.1%;实现利税1259.8亿元,同比下降6.7%;实现利润773.1亿元,同比下降12.45%。

(三)有色金属产品价格震荡下行

2013年1~6月,有色金属价格呈现震荡下行态势,国内市场铜现货平均价为55060元/吨,同比下降4.7%;铝现货平均价为14701元/吨,同比下降8%;铅现货平均价为14363元/吨,同比下降7.7%;锌现货平均价为15125元/吨,同比下降1.5%。

(四)有色金属进、出口额出现回落

2013年1~6月,我国有色金属进出口贸易总额790.6亿美元,同比增长0.8%。其中: 进口额489.1亿美元,同比下降8.7%,出口额301.5亿美元,同比增长21.4%,但扣除黄金首饰及零件出口额后,主要有色金属出口额为139.1亿美元,同比下降3.8%。

(五)行业结构调整稳步推进

2013年1~6月,我国有色金属工业(不包括独立黄金企业)完成固定资产投资额2846.7亿元,同比增长19.3%。其中,有色金属矿采选完成固定资产投资502.9亿元,同比增长0.9%;有色金属冶炼完成固定资产投资929亿元,同比增长2.2%;有色金属加工完成固定资产投资1414.8亿元,同比增长44.6%。开采、冶炼投资热缓解,压延加工项目投资出现上升势头。

(六)节能降耗水平进一步提高

2013年1~6月,我国铝锭综合交流电耗下降到13762千瓦时/吨,同比下降了114千瓦时/吨,节电12.1亿千瓦时;铜冶炼综合能耗下降到327千克标准煤/吨,同比下降了3.1%。

折叠 编辑本段 活动性顺序

Li、​Cs、 Rb、 K、 Ra 、Ba 、Sr、 Ca、 Na、Ac、 La、 Ce、 Pr 、Nd 、Pm、

锂、铯、铷、钾、镭、钡、锶、钙、钠、锕、镧、铈、镨、钕、钷、

Sm 、Eu、 Gd 、Tb 、Y 、Mg 、Dy、 Am 、Ho、 Er 、Tm 、Yb、 Lu 、(H)、 Sc、 Pu 、Th 、Np 、Be

钐、铕、钆、铽、钇、镁、镅、镝、钬、铒、铥、镱、镥、(氢)、钪、钚、钍、镎、铍、

U、 Hf 、Al 、Ti 、Zr 、V 、Mn、 Nb、 Zn、 Cr 、Ga 、Fe 、Cd 、In 、Tl 、Co、

铀、铪、铝、钛、锆、钒、锰、铌、锌、铬、镓、铁、镉、铟、铊、钴、

Ni、 Mo、 Sn 、Pb 、(D2)、 (H2)、 Cu、 Tc、 Po、 Hg 、Ag、 Rh 、Pd 、Pt 、Au、

镍、钼、锡、铅、(氘分子)、(氢分子)、铜、锝、钋、汞、银、铑、钯、铂、金

注:金属性最强的是铯,但金属活动性最强的是锂——由于金属活动性的判定依据是金属的标准电极电势,而金属性只与金属失电子能力有关,因此会产生金属性与金属活动性不一致的情况.。

在水中,锂是活动性最高的金属。虽然锂是碱金属中金属性最弱的元素,但是由于锂原子和离子半径小,离子静电场力较大,导致Li+的水合能特别高,掩盖了锂元素升华能与电离能偏高的短板,使其成为水中活动性最高的金属。而锂与水的反应缓慢,一方面是因为锂的升华能和熔点相对较高,使反应在动力学上受阻;另一方面,同样由于较高的水化能,反应产物氢氧化锂的化学键共价倾向显著、溶解度较小,刚开始会附着在锂的表面阻碍反应,随着氢氧化锂的溶解,速率才稍有加快。

常用:

钾 钙 钠 镁 铝 锌 铁 锡 铅 (氢) 铜 汞 银 铂 金钛合金钛合金

K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au

性质:

1、氢前面的金属能与弱氧化性强酸反应,置换出酸中的氢(浓硫酸、硝酸强氧化性强酸与金属反应不生成氢气)。

如:Fe + 2HCl ═ FeCl2 + H2↑

2、活动性强的金属能与活动性弱的金属盐溶液反应。

3、大多数金属能与氧气反应。

4、排在H前面的金属,理论上讲都能与水发生化学反应。在常温下,钾,钙,钠等能与水发生剧烈反应,镁、铝等能与热水反应,铁等金属在高温下能与水蒸气反应。

5、金属均无氧化性,但金属离子有氧化性,活动性越弱的金属形成的离子氧化性越强。

6、金属都有还原性,活动性越弱的金属还原性越弱。

折叠 编辑本段 金属之最

地壳中含量最高的金属元素:(含量为7.73%)

人体中含量最高的金属元素:钙(含量为1.5%)

目前世界年产量最高的金属:

密度最小的金属:(0.53×10³㎏/m³)

密度最大的金属:锇(22.48×10³㎏/m³)

最硬的金属:(莫氏硬度约为9)

最软的金属:(莫氏硬度约0.5)

导电性最强的金属:银

导热性最强的金属:银

制造新型高速飞机最重要的金属:钛(被科学家称为"二十一世纪的金属"或"未来的钢铁")

海水中储量最大的放射性元素:(陆地铀矿的总储量约200万吨,海洋里含铀的总量高达40万万吨)

含同位素最多的元素:锡(有10种稳定的同位素)

含同位素最少的元素:钠(只有Na-23稳定)

展性最强的金属:金(最薄的金厚度只有1/10000mm)

延性最好的金属:(最细的铂丝直径只有1/5000mm)

熔点最高的金属:钨(熔点:3410±20℃)

熔点最低的金属:汞(熔点-38.8℃)

熔沸点相差最大的元素是(熔点30℃,沸点2403℃)

地壳中含量最少的金属是(即使是在含量最高的矿石中,每吨也只有37×10负13次方克;地壳中的含量约为1×10^-21 %)

光照下最易产生电流的金属元素:(当其表面受到光线照射时,电子便能获得能量从表面逸出,产生光电流)

金属性最强的金属:铯

世界上最贵的金属:锎(每克1千万美元,比金贵50多万倍)

世界上最便宜的金属:铁

最易应用的超导元素:(把它冷却到-263.9℃的超低温时,会变成一个几乎没有电阻的超导体)

最能吸收气体的金属元素:钯(1体积胶状钯能吸收氢气1200体积)

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