有色金属[Metallurgy]non-ferrous metal,狭义的有色金属又称非铁金属,是铁、锰、铬以外的所有金属的统称。广义的有色金属还包括有色合金。
有色合金是以一种有色金属为基体(通常大于50%),加入一种或几种其他元素而构成的合金。有色金属通常指除去铁(有时也除去锰和铬)和铁基合金以外的所有金属。有色金属可分为重金属(如铜、铅、锌)、轻金属(如铝、镁)、贵金属(如金、银、铂)及稀有金属(如钨、钼、锗、锂、镧、铀)。
有色合金的强度和硬度一般比**属高,电阻比**属大、电阻温度系数小,具有良好的综合机械性能。常用的有色合金有铝合金、铜合金、镁合金、镍合金、锡合金、钽合金、钛合金、锌合金、钼合金、锆合金等。
由于稀有金属在现代工业中具有重要意义,有时也将它们从有色金属中划分出来,单独成为一类。而与黑色金属、有色金属并列,成为金属的三大类别。
有色金属是国民经济发展的基础材料,航空、航天、汽车、机械制造、电力、通讯、建筑、家电等绝大部分行业都以有色金属材料为生产基础。随着现代化工、农业和科学技术的突飞猛进,有色金属在人类发展中的地位愈来愈重要。它不仅是世界上重要的战略物资,重要的生产资料,而且也是人类生活中不可缺少的消费资料的重要材料。
稀有金属是在地壳中含量较少,分布稀散或难以从原料中提取的金属。如锂、铍、钛、钒、锗、铌、钼、铯、镧、钨、镭等。按其物理、化学性质及生产方法上的不同可分为:(1)稀有轻金属,如铍、锂、铷、铯等;(2)稀有贵金属,如铂、铱、锇等;(3)稀有分散金属,如镓、锗等;(4)稀土金属,如、钪钇、镧、铈、钕等,(5)难熔稀有金属,如钛、锆、钽等; (6)放射性稀有金属,如钋、镭、锕、铀、钚等。
稀有金属主要用于制造特种钢、超硬质合金和耐高温合金,在电气工业、化学工业、陶瓷工业、原子能工业及火箭技术等方面。
稀有金属的名称具有一定的相对性,随着人们对稀有金属的广泛研究,新产源及新提炼方法的发现以及它们应用范围的扩大,稀有金属和其它金属的界限将逐渐消失,如有的稀有金属在地壳中的含量比铜、汞、镉等金属还要多。
有的稀有金属在物理-化学性质上近似而不容易分离成单一金属。过去制取和使用得很少,因此得名为稀有金属。19世纪即有稀有元素(rare elements)一词,20世纪20年代在此基础上定名为稀有金属。稀有金属开发较晚,所以有时还称为新金属(new metals)。*二次世界大战以来,由于新技术的发展,需求量的增大,稀有金属研究和应用迅速发展,冶金新工艺不断出现,这些金属的生产量也逐渐增多。稀有金属已经不稀。稀有金属所包括的金属也在变化,如钛在现代技术中应用日益广泛,产量增多,所以有时也被列入轻金属。
金属是具有光泽、有良好的导电性、导热性与机械性能,并具有正的电阻温度系数的物质。金属,是个大家庭,现在世界上有86种金属。通常人们根据金属的颜色和性质等特征,将金属分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属主要指铁及其合金,如钢、生铁、铁合金、铸铁等。黑色金属以外的金属称为有色金属。
黑色金属材料乃工业上对铁、铬和锰的统称。亦包括这三种金属的合金,尤其是合金黑色金属钢及钢铁。与黑色金属相对的是有色金属。事实上纯净的铁及铬是银白色的,而锰是银灰色。由于钢铁表面通常覆盖一层黑色的四氧化三铁,而锰及铬主要应用于冶炼黑色的合金钢。所以才会被“错误分类”为黑色金属。
黑色金属的分类也有其意义,因为这三种金属都是冶炼钢铁的主要原料,而钢铁在国民经济中占有较其重要的地位,亦是衡量一国家国力的重要标志。黑色金属的产量约占世界金属总产量的95%。
黑色金属和有色金属这名字,常常使人误会,以为黑色金属一定是黑的,其实不然。黑色金属只有五种:铁、锰、铬、钒、钛。而它们五个都不是黑色的。纯铁是银白色的;铬是银白色的;锰是灰白色的。因为铁的表面常常生锈,盖着一层黑色的四氧化三铁与棕褐色的氧化铁的混合物,看去就是黑色的。所以人们称之为“黑色金属”。常说的“黑色冶金工业”,主要是指钢铁工业。因为常见的合金钢是锰钢与铬钢,这样,人们把锰与铬也算成是“黑色金属”了。除了铁、锰、铬、钒、钛以外,其他的金属,都算是有色金属。
在中学时期的化学课上我们都有学习过关于金属的知识,金属是我们生活中必不可少的材料资源。但使用的同时我们需要根据每一种金属的不同特性,让这种金属在更适合它的位置发挥出更好的作用。以下就是不分金属的特性:
地壳中含量的金属元素:铝(含量为7.73%)
人体中含量的金属元素:钙(含量为1.5%)
目前世界年产量的金属:铁
密度小的金属:氢(2016年1月英国科学家在爱丁堡大学制成金属态氢,氢成为密度小的金属)
密度的金属:锇(22.48×10³㎏/m³)
硬的金属:铬(莫氏硬度约为9)
软的金属:铯(莫氏硬度约0.5)
导电性的金属:银
导热性的金属:银
制造新型高速飞机重要的金属:钛(被科学家称为“二十一世纪的金属”或“未来的钢铁”)
海水中储量的放射性元素:铀(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)
含同位素多的元素:锡(有10种稳定的同位素)
含同位素少的元素:钠(只有Na-23稳定)
展性的金属:金(薄的金厚度只有1/10000mm)
延性的金属:铂(细的铂丝直径只有1/5000mm)
熔点的金属:钨(熔点:3410±20℃)
熔点的金属:汞(熔点-38.8℃)
熔沸点相差的元素是镓(熔点30℃,沸点2403℃)
地壳中含量少的金属是钫(即使是在含量的矿石中,每吨也只有37×10负13次方克;地壳中的含量约为1×10^-21 %)
光照下易产生电流的金属元素:铯(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)
金属性的金属:铯
世界上贵的金属:锎(每克1千万美元,比金贵50多万倍)
世界上的金属:铁
易应用的**导元素:铌(把它冷却到-263.9℃的**低温时,会变成一个几乎没有电阻的**导体)
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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