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奇妙的晴雨花——鈷 這奇妙的睛雨花,并不是真正的花,而是用濾紙做的人們把濾紙浸在二氯化鈷的溶液里,晾干后做成花的形狀。 二氯化鈷是鈷的重要的化合物,它有這樣古怪的脾氣:在無(wú)水狀態(tài)時(shí),是藍(lán)色的;而一旦吸水,形成含水的晶體(CoCl2·6H2O),便成了玫瑰紅色。人們便利用它這怪脾氣,制作睛雨花:晴天時(shí),空氣中水分少,二氯化鈷保持無(wú)水狀態(tài),呈藍(lán)色;即將下雨,空氣中水分漸多,它便部分變成含水化合物,紅藍(lán)相混,成了紫色;到了下雨時(shí),空氣中水汽很多,絕大部分二氯化鈷都成了含水化合物,便呈玫瑰紅色。人們利用這“花”的顏色的變化,便可預(yù)知晴雨,因此稱它為“睛雨花”。 金屬鈷卻是銀白色的。金屬鈷很堅(jiān)硬,而且與鐵一樣;具有磁性,能被吸鐵石吸起。鈷比鐵重,比重為8.8;在 1490℃熔化。 鈷的化學(xué)性質(zhì)比鐵穩(wěn)定,在常溫下,在空氣和水中,不會(huì)被銹蝕。在稀酸中,也很難被溶解。但在加熱時(shí),鈷會(huì)與氯、氧、硫等起化學(xué)作用,生成氯化物、氧化物、硫化物等。 在無(wú)色的玻璃中,如果加入一些鈷的化合物,可以制得深藍(lán)色的玻璃。這種玻璃,能很好地?fù)踝∽贤饩€,電焊工人、煉鋼工人在工作時(shí),便常戴這種鈷眼鏡,保護(hù)眼睛。在景泰藍(lán)、搪瓷、陶瓷的制造過(guò)程中,也常用鈷的化合物作為藍(lán)色的顏料。 在生物學(xué)上,鈷是重要的微量元素。據(jù)試驗(yàn),如果在羊的飼料中缺少鈷,將會(huì)引起嚴(yán)重的脫毛癥,然而,只要在調(diào)料中加入微量的鈷——每晝夜1毫克,便可治好脫毛癥。維生素B12,是鈷的有機(jī)化合物,含有4.5%的鈷?,F(xiàn)在,人們已人工地大量合成維生索B12,用來(lái)醫(yī)治惡性貧血、氣喘、脊髓肋病等。 在地殼中,鈷的含量約為十萬(wàn)分之一。重要的鈷礦有砷鈷礦、輝砷鈷礦、硫鈷礦、鈷華等。在隕石中約含有千分之五的鈷,這證明在其他天體中,也含有不少的鈷。大自然中,不僅有穩(wěn)定的鈷,還有放射性鈷。放射性鈷—60,現(xiàn)在已用來(lái)代替鐳治療癌癥,并廣泛地用作示蹤原子。 “汽車(chē)的基礎(chǔ)”——釩 釩鋼是如何煉成的。 純釩的用途不很廣,只是用作X射線的濾波器和電子管中的陰極材料。釩的最重要的用途是制造合金。 釩鋼,是在鋼中加入不到1%的釩制成的。含量雖少,作用卻不小,這少量的釩使鋼的彈性顯著增加,堅(jiān)硬、結(jié)實(shí),在低溫下也仍保持很好的抗沖強(qiáng)度,在海水中不被腐蝕。釩鋼大量被用來(lái)制造汽車(chē)、飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)、軸、彈簧,火車(chē)頭的汽缸,被譽(yù)為“汽車(chē)的基礎(chǔ)”。釩鋼制的穿甲炮彈,能夠射穿40厘米厚的鋼板。當(dāng)然,在工業(yè)上并不是先制得純釩,再把它加到鋼中,而是直接用含釩的鐵礦石煉制釩鋼。 在生鐵中加入釩,也能大大提高抗張、抗壓、抗彎、耐磨性能,使用壽命延長(zhǎng)一倍。釩銅合金也很耐腐蝕,不怕海水,常用來(lái)制造船舶的推進(jìn)器。釩鋁合金具有很高的硬度、彈性,耐海水,輕盈,用來(lái)制造水上飛機(jī)和水上滑翔機(jī)。 紅色的釩的氧化物——五氧化二釩,釩,是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的重要的催化劑。在硫酸工業(yè)上,用它代替昂貴的鉑作催化劑,加速二氧化硫變成三氧化硫的反應(yīng)。 釩的鹽類(lèi),五光十彩。 如二價(jià)釩鹽常呈紫色,三價(jià)釩鹽呈綠色,四價(jià)釩鹽呈淺藍(lán)色,四價(jià)釩的堿性衍生物常是棕色或黑色,而五氧化二釩則是紅色的。這些彩色繽紛的釩的化合物,被用作顏料。人們還把它們加到玻璃中,制成彩色玻璃;涂到陶瓷器上,作彩色的釉料。 釩的化合物大都是有毒的,人吸多了,會(huì)得肺水腫。不過(guò),如果在牡牛和豬的飼料中加入微量的釩鹽,卻能使它們的食量增加,脂肪層也加厚。 這真是咄咄怪事,顏色奇異的血液。 每個(gè)人都知道,人體內(nèi)的血液是紅色的。不僅人體如此,絕大多數(shù)的高等動(dòng)物的血液都是鮮紅色的。 在自然界中還有許多低等動(dòng)物,它們的血液是藍(lán)色的。而在高等動(dòng)物與低等動(dòng)物之間還有一些動(dòng)物的血液是綠色的。 原來(lái),高等動(dòng)物的血液中含有鐵離子,鐵離呈規(guī)出的是紅色,所以高等動(dòng)物的血液就是紅色的。低等動(dòng)物的血液中含的是銅離子,銅離子的溶液是藍(lán)色的,比如硫酸銅溶液是天藍(lán)色的,因而低等動(dòng)物的血液是藍(lán)色的。居于它們之間的那些動(dòng)物的血液中含有三價(jià)釩離子,細(xì)心的小朋友會(huì)記得三價(jià)釩離子顯綠色,所以這些動(dòng)物的血液就是綠色的。 水一樣的銀子——汞 金屬之中唯有汞是液態(tài) 在八十多種金屬中,在常溫下絕大部分都是固態(tài),唯有汞是液態(tài)。汞,我國(guó)俗名叫水銀,如李時(shí)珍著《本草綱目》中便說(shuō):“其狀如水、似銀,故名水銀。”汞的希臘文的原意也是“液態(tài)的銀”的意思。汞的熔點(diǎn)為-39.3℃,直到357℃才沸騰,因此在常溫下總是呈液態(tài)。人們很早就知道汞了。我國(guó)在三千多年前,便已利用汞的化合物來(lái)作藥劑醫(yī)治癩疾。希臘著名哲學(xué)家亞里斯多德,在公元前350年也在自己的作品中描寫(xiě)過(guò)汞。古代的煉金家們常常想用普通金屬制造金子、銀子,汞便是最常被用來(lái)煉金的一種。 汞是非常重的液體:1立方米的汞重達(dá)13.6噸。汞的內(nèi)聚力又大,在平整的表面上,會(huì)散成一粒粒銀珠,猶如荷葉上滾動(dòng)著的水珠。古希臘的煉金家們?cè)猛列堑姆?hào)來(lái)表示汞,因?yàn)橥列怯种赜謭A,有點(diǎn)象汞珠。 汞被稱為“金屬的溶劑” 因?yàn)樗苋芙庠S多金屬,形成柔軟的合金——“汞齊”(希臘文的原意便是“柔軟的物體”)不光是鋅、鉛等很易被汞镕解,金、銀也都能被汞溶解!正因?yàn)檫@樣,在上世紀(jì),人們便曾用汞從砂中溶解金,以提取金。鈉溶解于汞,得鈉汞齊,它是有機(jī)化學(xué)上常用的還原劑。鋅汞齊則是在稀硫酸中常用的還原劑。用汞溶解銀錫合金,得銀錫汞齊,它能在很短的時(shí)間內(nèi)變硬,常用來(lái)補(bǔ)牙。鐵不溶于汞,不生成汞齊,所以汞通常是裝在鐵罐中。汞能溶于熔化了的白磷中,而冷后又從中折出。 汞有著廣泛的用途 氣壓表、壓力計(jì)、溫度計(jì)、真空泵、曰光燈、汞整流器等,都用到汞。如果在汞中加入8.5%的鉈,形成鉈汞齊,凝固點(diǎn)可低至-60,比純汞更低,被用來(lái)制造低溫溫度計(jì)。在目光燈管中,裝著汞蒸氣,這是因?yàn)楣魵庠陔妶?chǎng)的激發(fā)下會(huì)射出紫外線來(lái),照射到玻璃壁上那白色的涂料——硫化鋅上,使它產(chǎn)生白色的冷光。 汞是有毒的 在工廠中,總是在汞的表面上倒一層水,防止汞蒸發(fā)。如果不懼將盛汞的罐打翻了,應(yīng)立即把地上的汞滴收拾起來(lái),或者撒上硫磺粉,使汞變成硫化汞,這樣可以不致使汞蒸發(fā)到空氣中去。在制汞或使用汞的工廠中,常常定期用碘熏蒸,碘能與汞化合,生成碘化汞,消除汞患。 汞的化合物也大都是有毒的。如氯化汞,又稱升汞,便是劇毒的。但是,適量使用,氯化汞可作為消毒劑。在醫(yī)院里,便常用千分之一的氯化汞水溶液作消毒劑,消毒外科所用的刀剪。雷酸汞,俗稱“雷汞”,則是常用的炸藥起爆劑。 汞的重要化合物----硫化汞 在大自然中,汞有時(shí)以游離態(tài)存在,形成巨大的銀光閃閃的水銀湖。汞更多是以紅色的硫化汞的形式存在。硫化汞俗稱辰砂、朱砂,是著名的紅色顏料。紅色印泥中,便含有它。我國(guó)是世界上最早利用和研究辰砂的。據(jù)《廣黃帝本行記》記戰(zhàn):“帶遂煉九鼎之丹服之,以丹法傳于玄子,重盟而付之。”這里所說(shuō)的“丹”,便是硫化汞??梢?jiàn)我國(guó)早在公元的2500年便知道硫化汞了。而古希臘在公元前700年才開(kāi)始采掘硫化汞。人們把硫化汞加熱,硫硬被氧化成二氧化硫跑掉,而汞被還原成金屬汞。我國(guó)古代的煉丹家們,便常把硫化汞加熱進(jìn)行煉丹。我國(guó)漢朝(公元二世紀(jì))魏伯陽(yáng)著的煉丹書(shū)籍《周易參同契》,便詳細(xì)地談到了如何用硫化汞煉丹。1972年1月到4月,我國(guó)考古工作者在湖南長(zhǎng)沙市郊馬王堆發(fā)掘出一座漢代古墓,這座漢墓離現(xiàn)在已有二千一百多年了,而墓中尸體仍保存完好。尸體的半身是泡在帶紅色的水里。據(jù)分析,這水中的紅色東西便含有硫化汞。 未來(lái)的鋼鐵———鈦 鈦并不是稀有金屬 在人類(lèi)歷史上,第一種得到普遍使用的金屬是銅。在發(fā)明了煉鐵之后,鐵很快又代替了銅,成為使用最廣泛的金屬。二十世紀(jì)初,煉鋁工業(yè)又迅速發(fā)展,現(xiàn)在世界鋁產(chǎn)量已超過(guò)了銅,僅次子鋼鐵。然而,在最近二十多年來(lái),鈦又引起了人們的普遍重視。鈦,在1789年英國(guó)化學(xué)家馬克·格列戈?duì)柧蛷牡V石中發(fā)現(xiàn)了它,但在1910年才第一次制得純凈的金屬鈦。1910年,全世界鈦的年產(chǎn)量?jī)H0.2克!到1947年,增至兩噸;1955年,迅速增加到兩萬(wàn)噸;到了1962年,猛增到十萬(wàn)噸! 在幾十年前,鈦被稱為是“希有金屬”。然而,經(jīng)過(guò)地球化學(xué)家們的仔細(xì)勘探,發(fā)現(xiàn)鈦在地殼中的儲(chǔ)藏量比常見(jiàn)的銅、錫、錳、鋅等金屬還多,在地球上居于第七位,僅次于鋁、鐵、鈣、鈉、鉀和鎂。 鈦不怕王水 純凈的鈦,是銀白色的金屬,它具有比重小、強(qiáng)度高、耐高溫、抗蝕性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。鈦的硬度和鋼鐵差不多,重量卻只有同體積的鋼鐵的一半。據(jù)試驗(yàn),如果采用鈦和鈦合金作為火車(chē)頭的蒸氣機(jī)零件,可以比鋼制的蒸氣機(jī)輕30%,而且更為堅(jiān)固耐用。鈦耐高熱,在l668℃的高溫下才熔化,比號(hào)稱“不怕火”的黃金熔點(diǎn)還高出六百度左右。鈦在常溫下很穩(wěn)定,就是在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的溶液里,甚至在“兇猛”的王水(三體積鹽酸和一體積硝酸的混合物)中,也不會(huì)被腐蝕。有人曾把一塊鈦片沉到海底,經(jīng)過(guò)五年后取出來(lái),還是亮閃閃的,沒(méi)生一點(diǎn)銹! 鈦在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)上有著廣泛的用途 輕盈而結(jié)實(shí)的鈦已被用來(lái)制造飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)。鈦制的輪船,銀光閃閃,用不著涂漆,在海中航行幾年也不生銹。鈦制的坦克、潛水艇;軍艦也已出現(xiàn),它們沒(méi)有磁性,不會(huì)被雷達(dá)所發(fā)現(xiàn),這在軍事上十分重要。在化學(xué)工業(yè)上,鈦可以代替不銹鋼;不銹鋼雖號(hào)稱“不銹”,在遇上具有強(qiáng)烈腐蝕性的酸堿,例如熱硝酸,還會(huì)生銹、腐爛,因此在化工廠中常要更換用不銹鋼制成的反應(yīng)罐、輸液管等。如果改用鈦制造,就可以使用好幾年。近年來(lái),鈦的應(yīng)用越來(lái)越廣。據(jù)統(tǒng)計(jì),在化學(xué)工業(yè)上,約有50%的鈦用于使用氯化物的工廠,25%鈦用于使用硫酸的工廠,10%鈦用于使用硝酸的工廠,15%鈦用于其他的工廠。 鈦在醫(yī)學(xué)上有著獨(dú)特的用途。在骨頭損壞了的地方,用鈦片和鈦螺絲釘釘好,過(guò)兒個(gè)月,骨頭就會(huì)重新生長(zhǎng)在鈦片的小孔和鈦螺絲釘?shù)穆菁y里,新的肌肉纖維就包在鈦的薄片上,這鈦的“骨頭”猶如真的骨頭一樣,因此,鈦被稱為“親生物金屬”。 如果用鈦?zhàn)鞴揞^盒,能長(zhǎng)久保存食品的色、香、味。 鈦,被譽(yù)為“未來(lái)的鋼鐵” 鈦的最大的缺點(diǎn),是難于提煉。因?yàn)殁伒娜埸c(diǎn)極高,要在高溫下進(jìn)行熔煉,而在那樣高的溫度下鈦的化學(xué)性質(zhì)變得比較活潑,能和氧、碳、氮及其他許多元素化合,因此,鈦必須在隔絕了空氣、水分的環(huán)境中進(jìn)行冶煉?,F(xiàn)在,人們都在努力研究這個(gè)關(guān)鍵性的問(wèn)題,最近每年發(fā)表的關(guān)于鈦的科學(xué)文獻(xiàn)已在三百篇以上,其中大部分是談關(guān)于鈦的冶煉,近年來(lái)已獲得很大進(jìn)展,因而鈦的年產(chǎn)量也隨著逐年激增。七十年代以來(lái),世界的鈦的年產(chǎn)量逐年以增加15%的穩(wěn)定速度上升,而鈦在化學(xué)工業(yè)中的用量則以20%的速度逐年增加。鈦的價(jià)格在逐年下降,1970年的價(jià)格為1960年的2/3。在不久的將來(lái),鈦的冶煉問(wèn)題終將會(huì)得到徹底解決,那時(shí),煉鈦廠將會(huì)和鋼鐵廠一樣普遍,鈦成為繼鋼、鐵、鋁之后的第四種被廣泛使用的金屬! 主要的鈦礦是金紅石(二氧化鈦)、鐵鈦礦(鈦酸鐵)、鈣鈦礦(鈦酸鈣)等。許多鐵礦中常含鈦。 重要的鈦的化合物有三種----二氧化鈦、四氯化鈦和鈦酸鋇 純凈的二氧化鈦是雪白的粉末,是目前最好的白色顏料,商業(yè)上稱為“鈦白”。鈦白的遮蓋性優(yōu)于鋅白(氧化鋅),而且不會(huì)變黑,持久性優(yōu)于鉛白(碳酸鉛)。人們常把鈦白加在油漆、紙漿中,制成白漆、白紙。在制造白色或淺色的塑料、合成纖維時(shí),也往往加入鈦白。在1947年前,人們開(kāi)采鈦礦的主要目的,還不是煉制金屬鈦,而是制取二氧化鈦?zhàn)黝伭稀,F(xiàn)在,世界上每年用作顏料的二氧化鈦,達(dá)幾十萬(wàn)噸。 四氯化鈦是一種無(wú)色的液體。它有個(gè)怪脾氣——極易水解。在濕空氣中,它會(huì)大冒白煙,即水解成氯化氫與氫氧化鈦。在軍事上,人們便利用四氯化鈦的這個(gè)怪脾氣,作為人造煙霧劑。特別是在海洋上,水蒸氣多,一放四氯化鈦,頓時(shí)白煙四起,濃霧重重,象一道白色的長(zhǎng)城,擋住了敵人的視線。在農(nóng)業(yè)上,人們用四氯化鈦形成的濃霧,減少夜間地面熱量的散射,可以防霜。 至于鈦酸鋇晶體,它又另有一種怪脾氣——受壓會(huì)產(chǎn)生電;一通電,又會(huì)改變形狀。這樣,人們把鈦酸鋇放在超聲波中,它受壓便產(chǎn)生電流,通過(guò)測(cè)量電流的強(qiáng)弱可測(cè)出超聲波的強(qiáng)弱。同樣,用高頻電流通過(guò)它,則可產(chǎn)聲超聲波?,F(xiàn)在,幾乎所有的超聲波儀器中,都要用到鈦酸鋇。 月亮般的金屬——銀 銀,永遠(yuǎn)閃耀著月亮般的光輝 我國(guó)古代常把銀與金銅并列,稱為“唯金三品”?!队碡暋芬粫?shū)便記載著“唯金三品”,可見(jiàn)我國(guó)早在公元前二十三世紀(jì),即距今四千多年前便發(fā)現(xiàn)了銀。在大自然中,銀常以純銀的形式存在,人們便曾找到一塊重達(dá)13.5噸的純銀!另外,也有以氯化物與硫化物的形式存在,常同鉛、銅、銻、砷等礦石共生在一起。 銀的這些本領(lǐng)你知道嗎? 銀的導(dǎo)電本領(lǐng),在金屬中數(shù)第一。一些袖珍無(wú)線電中用銀作導(dǎo)線。銀也很富有延展性。 我國(guó)內(nèi)蒙古一帶的牧民,常用銀碗盛馬奶,可以長(zhǎng)期保存而不變酸。據(jù)研究,這是由于有極少量的銀以銀離子的形式溶于水。銀離子能殺菌,每升水中只消含有一千億分之二克的銀離子,便足以使大多數(shù)細(xì)菌死亡。古埃及人在兩千多年前,也已知道把銀片覆蓋在傷口上,進(jìn)行殺菌?,F(xiàn)在代,人們用銀絲織成銀“紗布”,包扎傷門(mén),用來(lái)醫(yī)治某些皮膚創(chuàng)傷或難治的潰瘍。 銀不會(huì)與氧氣直接化合,化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定。奇怪的是,1902年2月,在拉丁美洲古巴附近的馬提尼島上,銀器在幾天之內(nèi)都發(fā)黑了。后來(lái)查明,原來(lái)火山爆發(fā)了,火山氣中含有少量硫化氫,它與銀作用生成黑色的硫化銀。平常,空氣中也含有微量的硫化氫,因此,銀器在空氣中放久了,表面也會(huì)漸漸變暗,發(fā)黑。另外,空氣中夾雜著微量的臭氧,它也能和銀直接作用,生成黑色的氧化銀。正因?yàn)檫@樣,古代的銀器到了現(xiàn)在,表面不象古金器那么明亮。不過(guò),含有30%鈀的銀鈀合金,遇硫化氫不發(fā)黑,常被用來(lái)制作假牙及裝飾品。 銀在稀鹽酸或稀硫酸中,不會(huì)被腐蝕。但是,熱的濃硫酸、濃鹽酸能溶解銀。至于硝酸,更能溶解銀。不過(guò),銀能耐堿,所以在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中,熔融氫氧化鉀或氫氧化鈉時(shí),常用銀坩堝。 銀與金一樣,也是金屬中的“貴族”,被稱為“貴金屬”,過(guò)去只被用作貨幣與制作裝飾品?,F(xiàn)在,銀在工業(yè)上有了三項(xiàng)重要的用途:電鍍、制鏡與攝影。 在一些容易銹蝕的金屬表面鍍上一層銀,可以延長(zhǎng)使用壽命,而且美觀。鍍銀時(shí),以銀為正極,工件為負(fù)極(圖34),不過(guò),不能直接用硝酸銀溶液作為電解液,因?yàn)檫@樣銀離子的濃度太高,電鍍速度快,銀沉積快,鍍上去的銀很松,容易成片脫落。一般在電解液中加入氰化物,由于氰離子能與銀離子形成絡(luò)合物,降低了溶液中銀離子的濃度,降低了負(fù)極銀的沉積速度,提高了電鍍質(zhì)量。隨著銀的折出,電解液中銀離子濃度下降,這時(shí)銀氰絡(luò)離子不斷解離,源源不斷地把銀離子輸送到溶液中,使溶液中的銀離子始終保持一定的濃度。不過(guò),氰化物劇毒,是個(gè)很大缺點(diǎn)。 玻璃鏡銀光閃閃,那背面也均勻地鍍著一層銀。不過(guò),這銀可不是用電鍍法鍍上去的,而是用“銀鏡反應(yīng)”鍍上去的:把硝酸銀的氨溶液與葡萄糖溶液倒在一起,葡萄糖是一種還原劑(現(xiàn)在制鏡廠也有用甲醛、氯化亞鐵作還原劑),它能把硝酸銀中的銀還原成金屬銀,沉淀在玻璃上,于是便制成了鏡子。熱水瓶膽也銀光閃閃,同樣是鍍了銀。 銀在制造攝影用感光材料方面,具有特別重要的意義。因?yàn)檎障窦?、膠卷上涂著的感光劑,都是銀的化合物——氯化銀或溴化銀。這些銀化合物對(duì)光很放感。一受光照,它們馬上分解了。光線強(qiáng)的地方分解得多,光線弱的地力分解很少。不過(guò),這時(shí)的“像”還只是隱約可見(jiàn),必須經(jīng)過(guò)顯形,才使它明朗化并穩(wěn)定下來(lái)。顯影后,再經(jīng)過(guò)定影,去掉底片上未感光的多余的氯化銀或溴化銀。底片上的像,與實(shí)景相反,叫做負(fù)片—光線強(qiáng)的地方,氯化銀或溴化銀分解得多,黑色深(底片上黑色的東西就是極細(xì)的金屬銀),而光線弱的地方反而顯得白一些。在印照片時(shí),像片的黑白與負(fù)片相反,于是便與實(shí)景的色調(diào)一致了。現(xiàn)代攝影技術(shù)已能在微弱的火柴的光下、在幾十分之一到幾百分之一秒中拍出非常清晰的照片。如今,全世界每年用于電影與攝影事業(yè)的銀,已達(dá)150噸。 銀的最重要的化合物是硝酸銀。在醫(yī)療上,常用硝酸銀的水溶液作眼藥水,因?yàn)殂y離子能強(qiáng)烈地殺死病菌 最難熔的金屬——鎢 電燈泡里頭的燈絲,就是鎢絲。鎢是最難熔的金屬,熔點(diǎn)高達(dá)3410℃。當(dāng)電燈點(diǎn)亮?xí)r,燈絲的溫度高達(dá)3000℃以上,在這樣高的溫度下,只有鎢才頂?shù)米。渌蠖鄶?shù)金屬會(huì)熔成液體或以至變成蒸氣。 鎢,是瑞典化學(xué)家社勒在178l年用酸分解鎢酸時(shí)發(fā)現(xiàn)的,但過(guò)了六十七年,人們才制得純凈的金屬鎢。純鎢是銀白色的金屬,只有粉末狀或細(xì)絲狀的鍋才是灰色或黑色的。電燈泡用久了會(huì)發(fā)黑,便是由于燈泡內(nèi)壁有一層鎢的粉末。鎢很重,1立方米的鎢重達(dá)19.1噸,與金差不多,因此它的瑞典語(yǔ)原意,便是“重”的意思。鎢又非常堅(jiān)硬,人們是用最硬的石頭——金剛石作拉絲模,使直徑為l毫米的鎢絲通過(guò)二十多個(gè)逐漸小下去的金剛石孔,才把它抽成直徑只有幾百分之一毫米的燈絲。一公斤的鎢錠可抽成長(zhǎng)達(dá)四百公里的細(xì)絲?,F(xiàn)在,白熾燈、真空管以至連我國(guó)近年來(lái)制成的新穎的“碘鎢燈”。都是用鎢作燈絲。據(jù)統(tǒng)計(jì),現(xiàn)在全世界每年白熾燈和電子管的產(chǎn)量達(dá)幾十億只以上! 鎢的最大的用途,還不是制造燈絲,而是制造鎢鋼。全世界每年有90%的鎢是用于制造鎢鋼。在我國(guó)古代,常有所謂“削鐵如泥”的寶刀,《水滸》里說(shuō)把頭發(fā)放在“青面獸”楊志的那把寶刀的刀刃上一吹,頭發(fā)便斷成兩半。這些傳說(shuō)固然有夸張之處,不過(guò),的確有些刀是格外鋒利的。據(jù)現(xiàn)代用化學(xué)方法分析。原來(lái),在這些鋼刀中含有鎢!現(xiàn)在,人們便用鎢礦和鐵礦放在一起,煉成鎢鋼。鎢鋼一般含鎢9—17%。 鎢是最耐高溫的金屬。鎢鋼也繼承了鎢的這一優(yōu)良特性。用普通碳素鋼做的車(chē)刀,加熱到250℃以上便變軟了,自然也就沒(méi)法切削金屬了。然而,鎢鋼做的車(chē)刀,溫度高達(dá)1000℃,仍然堅(jiān)硬如故。1900年,人們才第一次在世界博覽會(huì)上展出用鎢鋼制造的車(chē)刀。然而,由于鎢鋼車(chē)刀具有很大的優(yōu)越性,便迅速地在工業(yè)上得到推廣。在短短的五十年間,由于鎢鋼車(chē)刀的使用,使金屬切削速度增加了二百倍,從每分鐘十米增加到兩千米以上。現(xiàn)在,炮筒、槍筒也常用鎢鋼做,因?yàn)樵谶B續(xù)發(fā)射時(shí),會(huì)被炮彈、槍彈摩擦得滾燙,但耐熱的鎢鋼依然保持良好的彈性和機(jī)械強(qiáng)度。 鎢很堅(jiān)硬,鎢綱也很堅(jiān)硬、鋒利。不過(guò),如果用碳化鎢和鈷粉制成硬質(zhì)合金,比鎢鋼還要堅(jiān)硬,以至可與金剛石比美。這種硬質(zhì)合金并不是從煉鋼爐里煉出來(lái)的,而是用金屬粉末做成的。這種制造方法,叫做“粉末冶金”。在制造時(shí),人們先把碳粉與鎢粉混合,加熱到1500℃左右,制成碳化鎢。然后,再把碳化鎢粉與黑色的鈷粉混合,模壓成一定形狀,先加熱到1000℃進(jìn)行預(yù)燒。預(yù)燒后的合金,進(jìn)行一些機(jī)械加工(因?yàn)樽冇埠髱缀鯚o(wú)法再加土),再加熱到1500℃左右,這時(shí),原先是“一盤(pán)散沙”般的黑粉,卻燒結(jié)成非常結(jié)實(shí)的硬質(zhì)合金。我國(guó)現(xiàn)在正大力推廣使用這種簡(jiǎn)便的粉末冶金法,制造硬質(zhì)合金。用這種碳化鎢硬質(zhì)合金制成的刀具,在加工同樣的機(jī)械零件時(shí),切削速度比鎢鋼刀具還快十五倍。用這種碳化鎢硬質(zhì)合金制成的模具,可以沖三百多萬(wàn)次,而普通的合金鋼模具只能沖五萬(wàn)多次。更可貴的是,由于它不易被磨損,所以沖出來(lái)的產(chǎn)品,十分精確。硬質(zhì)合金現(xiàn)在已廣泛地用于我國(guó)各工業(yè)部門(mén),如制造手表中的零件、化工廠用的高壓噴嘴以及制造無(wú)縫鋼管的頂芯、鉆探機(jī)的鉆頭等。 鎢的其他合金——鎢鈦合金、鎢鉻鈷合金等,也都是著名的硬質(zhì)合金。 鎢的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,即使在加熱的情況下,也不會(huì)與鹽酸、硫酸作用,甚至不會(huì)溶解在王水里——在王水中,鎢只是表面緩慢氧化而已。只有腐蝕性極強(qiáng)的氫氟酸和硝酸的混合物,才能溶解鎢。 鎢有許多化合物,其中碘化鎢、溴化鎢可用于制造新光源;鎢酸鈉可用來(lái)制作防火布;鎢酸鉛可作白色顏料,氧化鎢則是黃色的顏料。 在地殼中,鎢的含量為十萬(wàn)分之四。我國(guó)鎢的儲(chǔ)藏量,占世界第一位!其中以江西的大庚山脈藏量最多,此外廣西、廣東、湖南等地也都盛產(chǎn)鎢。
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