有没有碳化钴这种物质

碳化钨粉(WC)是生产硬质合金的主要原料，化学式WC。全称为 Wolfram Carbide, 也译作tungsten carbide为黑色六方晶体，有金属光泽，硬度与金刚石相近，为电、热的良好导体。熔点2870℃, 沸点6000℃，相对密度 15.63(18℃)。碳化钨不溶于水、盐酸和硫酸，易溶于硝酸－氢氟酸的混合酸中。纯的碳化钨易碎，若掺入少量钛、钴等金属，就能减少脆性。用作钢材切割工具的碳化钨，常加入碳化钛、碳化钽或它们的混合物，以提高抗爆能力。碳化钨的化学性质稳定。

钨粉

简介：钨粉(tungsten powder)粉末状的金属钨，是制备钨加工材、钨合金和钨制品的原料 原理：钨粉以氧化钨为原料，在四管马弗炉或多管炉内用氢气还原，粒度从0.6-30微米。主要分粗、中、细几个粒度，银灰色粉末，杂质含量以国家标准为依据。制作方法：采用氢还原三氧化钨或仲钨酸铵的方法制备。用氢还原法制取钨粉的工艺过程一般分为两个阶段：第一阶段在500～700oC温度下，三氧化钨还原成二氧化钨；第二阶段在700～900oC温度下，二氧化钨还原成钨粉。还原反应常在管式电炉或回转式炉中进行。还原钨粉的性能(如纯度、粒度、粒度组成等)主要取决于还原工艺。在管式炉中还原钨粉时，影响还原速度的主要工艺参数是还原温度、烧舟中氧化钨的装载量、烧舟移动速度、氢气流速及氢气中水分含量。随着还原温度的升高，钨粉的粒度变粗。钨粉的制取除了氢还原法外，还有早期采用的氧化钨碳还原法，还原温度高于1050oC。用这种方法得到的钨粉纯度较低。此外，用金属铝、钙、锌等还原氧化钨的工艺研究工作亦在进行中。对于特殊应用而要求高纯度、超细粒度的钨粉，则发展了氯化钨氢还原法，得到的钨粉粒度可小于0.05μm。

中文名称：银粉

英文名称：Silver powder

CAS号：7440-22-4

分子式：Ag

分子量：107.87

纯度：≥99.95%

MDL号：MFCD00003397

EC号：231-131-3

编辑本段性状描述白色有光泽的面心立方结构的金属，性柔软，延展性仅次于金，是热和电的优良导体；与水和大气中的氧不起反应，遇臭氧、硫化氢和硫变成黑色；对大多数酸呈惰性，能很快溶于稀硝酸和热的浓硫酸，盐酸能腐蚀其表面，在空气中或氧存在下溶于熔融的氢氧化碱、过氧化碱和氰化碱；多数银盐对光敏感，在许多酸中不溶。

物理参数密度:10.49g/cm3(25℃)(lit.)

熔点:960℃(lit.)

沸点:2213℃(lit.)

编辑本段用途说明微量分析；制造银盐和合金；催化剂；还原剂

编辑本段贮藏运输密封干燥保存

尺寸小于1mm的铁的颗粒集合体。颜色：黑色。是粉末冶金的主要原料。按粒度，习惯上分为粗粉、中等粉、细粉、微细粉和超细粉五个等级。粒度为150～500μm范围内的颗粒组成的铁粉为粗粉，粒度在44～150μm为中等粉，10～44μm的为细粉，0.5～10μm的为极细粉，小于0.5μm的为超细粉。一般将能通过325目标准筛即粒度小于44μm的粉末称为亚筛粉，若要进行更高精度的筛分则只能用气流分级设备，但对于一些易氧化的铁粉则只能用JZDF氮气保护分级机来做。铁粉主要包括还原铁粉和雾化铁粉，它们由于不同的生产方式而得名。

天然矿石（铁矿石）经过破碎、磨碎、选矿等加工处理成矿粉叫精矿粉。

精矿粉按照选矿方法的不同分为多种精矿粉，如磁选、浮选、重选等精矿粉。

钢铁厂炼铁用矿石原料。

纯的金属铁是银白色的，铁粉是黑色的，这是个光学问题，因为铁粉的比表面积小，没有固定的几何形状，而铁块的晶体结构呈几何形状，因而铁块吸收一部分可见光，将另一部分可见光镜面反射了出来，显出白色；铁粉没吸收完的光却被漫反射，能够进入人眼的可见光少，所以是黑色的

编辑本段应用粉末冶金工业中一种最重要的金属粉末。铁粉在粉末冶金生产中用量最大，其耗用量约占金属粉末总消耗量的85%左右。铁粉的主要市场是制造机械零件，其所需铁粉量约占铁粉总产量的80%。

编辑本段生产自20世纪30年代初铁粉开始用于粉末冶金工业以来，曾涌现许多铁粉生产方法。由于技术和经济上的各种理由，其中不少方法从未超出实验或中试阶段，例如用热氢还

还原铁粉[1]

原氯化亚铁的化学冶金法；另一些方法，诸如涡旋机械粉碎法（Hametag Process）、水溶液电解法、流化床氢还原法、旋转盘雾化液态钢法（D．P．G．Process）、空气雾化液态生铁法（R．Z．Process）及转化天然气和固体碳的联合还原法等，经历了相对短时间的工业应用，而后因出现其他更有竞争性的方法而不再用于铁粉的工业生产。至于用羰基法生产的铁粉（见羰基制粉法），因其颗粒微细，加以价格昂贵，不适用于烧结机械零件和电焊条；但其纯度高、颗粒结构特殊，显示出优异性能。

现今主宰铁粉市场的铁粉生产工艺是：属于铁氧化物还原工艺的赫格纳斯法和派隆法、低碳钢液的水雾化法、属于高纯生铁喷丸的球磨和脱碳工艺的QMP法和r)omfel%26bull；法。其中赫格纳斯法和水雾化法的铁粉生产量具有压倒优势。

赫格纳斯法（Hoganas Process) 是瑞典Hoganas公司开发的固体碳一氢二步还原工艺。先将铁精矿粉（总铁%26ge71.5%，SiO2%26lt0.5%）与低硫焦炭屑-石灰石粉（用以脱硫）混合还原剂间层式装填在SiC质还原容器内，通过隧道窑加热至约1200℃，使矿粉还原成海绵铁。海绵铁经破碎成小于0.175mm(-80目）或小于0.14mm(-100目）后，铺加于钢带式还原炉内，在800～900℃下以分解氨进行还原退火。退火后的烧结粉块加以锤破，即可得到优质海绵铁粉。

派隆法（Pyron Process) 将低碳沸腾钢的轧钢铁鳞破碎至小于0.147mm后，置于多炉床焙烧炉内在980℃下氧化成Fe2O3。然后将Fe2O3粉喂送至带式炉内，在温度不超过1050℃下通以氢气使之还原成铁粉。

低碳钢液水雾化法 低碳废钢通过熔化造渣除去或减少磷、硅和其他杂质元素后，通过漏嘴流入雾化器中，同时喷入高压（约8．3MPa）水流击碎金属流而成液滴，液滴落入底下的水槽冷却而凝固成粉。粉末经磁选、脱水和干燥后，送入带式炉，在800～1000℃下以分解氨气予以还原退火处理，即得纯度高的水雾化铁粉。

QMP法 为加拿大Quebec Metal Powder公司所开发。将高纯的熔融生铁水（含碳量约为3.3%～3.8%）注入漏包，从漏嘴流下的铁水被水平喷射的高压水流击碎成粒（约3．2mm）后，落入一吸入空气的水冷容器中，使之部分氧化。经干燥的铁粒用球磨法加以粉碎，然后将过筛至小于0.147mm的粉末送入有分解氨气保护的带式炉内，在800～1040℃下利用自身所含的氧进行脱碳退火，再用分解氨气体另行还原退火，即可得粉末冶金用铁粉。

编辑本段粉碎气流粉碎法：利用JZDB氮气保护粉碎机进行氮气环境下的超微粉碎，防止氧化。使用气流粉碎的目的是能使高硬度的铁粉粉碎至微米级别，使用氮保系统来进行粉碎则是为了防止氧化和爆炸。

编辑本段分级一般可使用旋振筛进行粗级筛分，但要进行高精度分级则只能使用气流分级机，对于易氧化易爆炸的铁粉分级则只能使用JZDF氮气保护分级机来进行高精分级。

编辑本段铁粉打散对于雾化法或还原法生产的铁粉，若产生假团聚则需进行打散，由于很多铁粉对打散环境要求很高，需要闭路情况进行打散或者氮气条件下打散，故一般用JZC分级式冲击磨加氮气系统进行打散作业。目前国内巨子打散设备经验较丰富，由于氮气系统比较复杂，故氮气系统的打散作业对设备要求很高。

编辑本段铁粉系列聚合硫酸铁聚合硫酸铁形态性状是淡黄色无定型粉状固体，极易溶于水，10%（重量）的水溶液为红棕色透明溶液，吸湿性。聚合硫酸铁广泛应用于饮用水、工业用水、各种工业废水、城市污水、污泥脱水等的净化处理。

应用特点　

聚合硫酸铁与其他无机絮凝剂相比具有以下特点：[2]

1. 新型、优质、高效铁盐类无机高分子絮凝剂；

2. 混凝性能优良，矾花密实，沉降速度快；

3. 净水效果优良，水质好，不含铝、氯及重金属离子等有害物质，亦无铁离子的水相转移，无毒，无害，安全可靠；

4. 除浊、脱色、脱油、脱水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金属离子等功效显著；

5. 适应水体PH值范围宽为4-11，最佳PH值范围为6-9，净化后原水的PH值与总碱度变化幅度小，对处理设备腐蚀性小；

6. 对微污染、含藻类、低温低浊原水净化处理效果显著，对高浊度原水净化效果尤佳；

7. 投药量少，成本低廉，处理费用可节省20%-50%。

合成方法　

聚合硫酸铝液体，将稀硫酸浓度约3%加入到硫酸亚铁中，再加入亚硝酸钠与磷酸亚铁之比约3：100，通入空气或者氧气进行氧化，经水解，聚合反应制得聚合硫酸铁。

聚合硫酸铁固体产品的制造方法：

利用液体亚铁为原料，制胜空气作氧化剂，经过低温脱水、粉碎、高温氧化、欣欣然冷却、调聚、固化、陈化、粉碎到成品完成。

操作处置与储存　

操作注意事项：密闭操作，局部排风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩，戴化学安全防护眼镜，穿橡胶耐酸碱服，戴橡胶耐酸碱手套。远离易燃、可燃物。避免产生粉尘。避免与碱类、醇类接触。尤其要注意避免与水接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。

储存注意事项：储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。远离火种、热源。相对湿度保持在75%以下。包装必须密封，切勿受潮。应与易（可）燃物、碱类、醇类等分开存放，切忌混储。不宜久存，以免变质。储区应备有合适的材料收容泄漏物。

（一）碳化硅（SiC）

碳化硅的晶体结构和金刚石相近，属于原子晶体，它的熔点高（2827℃），硬度近似于金刚石，故又称为金刚砂。将石英和过量焦炭的混合物在电炉中锻烧可制得碳化硅。

纯碳化硅是无色、耐热、稳定性好的高硬度化合物。工业上因含杂质而呈绿色或黑色。

工业上碳化硅常用作磨料和制造砂轮或磨石的摩擦表面。常用的碳化硅磨料有两种不同的晶体，一种是绿碳化硅，含SiC 97%以上，主要用于磨硬质含金工具。另一种是黑碳化硅，有金属光泽，含SiC 95%以上，强度比绿碳化硅大，但硬度较低，主要用于磨铸铁和非金属材料。

（二）氮化硼（BN）

氮化硼是白色、难溶、耐高温的物质。将B2O3与NH4Cl共熔，或将单质硼在NH3中燃烧均可制得BN。通常制得的氮化硼是石墨型结构，俗称为白色石墨。另一种是金刚石型，和石墨转变为金刚石的原理类似，石墨型氮化硼在高温（1800℃）、高压（800Mpa）下可转变为金刚型氮化硼。这种氮化硼中B－N键长（156pm）与金刚石在C－C键长（154pm）相似，密度也和金刚石相近，它的硬度和金刚石不相上下，而耐热性比金刚石好，是新型耐高温的超硬材料，用于制作钻头、磨具和切割工具。

（三）硬质合金

IVB、VB、VIB族金属的碳化物、氮化物、硼化物等，由于硬度和熔点特别高，统称为硬质合金。下面以碳化物为重点来说明硬质含金的结构、特征和应用。

IVB、VB、VIB族金属与碳形成的金属型碳化物中，由于碳原子半径小，能填充于金属品格的空隙中并保留金属原有的晶格形式，形成间充固溶体。在适当条件下，这类固溶体还能继续溶解它的组成元素，直到达到饱和为止。因此，它们的组成可以在一定范围内变动（例如碳化钛的组成就在TiC0.5～TiC之间变动），化学式不符合化合价规则。当溶解的碳含量超过某个极限时（例如碳化钛中Ti:C＝1:1），晶格型式将发生变化，使原金属晶格转变成另一种形式的金属晶格，这时的间充固溶体叫做间充化合物。

金属型碳化物，尤其是IVB、VB、VIB族金属碳化物的熔点都在3273K以上，其中碳化铪、碳化钽分别为4160K和4150K，是当前所知道的物质中熔点最高的。大多数碳化物的硬度很大，它们的显微硬度大于1800kg·mm2（显微硬度是硬度表示方法之一，多用于硬质合金和硬质化合物，显微硬度1800kg·mm2相当于莫氏一金刚石一硬度9）。许多碳化物高温下不易分解，抗氧化能力比其组分金属强。碳化钛在所有碳化物中热稳定性最好，是一种非常重要的金属型碳化物。然而，在氧化气氛中，所有碳化物高温下都容易被氧化，可以说这是碳化物的一大弱点。

除碳原子外，氮原子、硼原子也能进入金属晶格的空隙中，形成间充固溶体。它们与间充型碳化物的性质相似，能导电、导热、熔点高、硬度大，同时脆性也大。

（四）金属陶瓷

随着火箭、人造卫星及原子能等尖端技术的发展，对耐高温材料提出了新的要求，希望既能在高温时有很高的硬度、强度，经得起激烈的机械震动和温度变化，又有耐氧化腐蚀、高绝缘等性能。无论高熔点金属或陶瓷都很难同时满足这些。金属具有良好的机械性能和韧性，但高温化学稳定性较差，易于氧化。陶瓷的特点是耐高温，化学稳定性好，但最大的缺点是脆性，抗机械冲击和热冲击能力低。金属陶瓷是由耐高温金属如Cr、Mo、W、Ti等和高温陶瓷如Al2O3、ZrO3、TiC等经过烧结而形成的一种新型高温材料，它兼有金属和陶瓷的优点，密度小，硬度大，耐磨，导热性好，不会由于骤冷骤热而脆裂。是具有综合性能的新型高温材料，适用于高速切削刀具、冲压冷拉模具、加热元件、轴承、耐蚀制件、无线电技术、火箭技术、原子能工业等。

二、新型陶瓷材料

传统陶瓷主要采用天然的岩石、矿物、粘土等材料做原料。而新型陶瓷则采用人工合成的高纯度无机化合物为原料，在严格控制的条件下经成型、烧结和其他处理而制成具有微细结晶组织的无机材料。它具有一系列优越的物理、化学和生物性能，其应用范围是传统陶瓷远远不能相比的，这类陶瓷又称为特种陶瓷或精细陶瓷。

新型陶瓷控化学成分主要分为两类：一类是纯氧化物陶瓷，

如Al2O3、ZrO2、MgO、CaO、BeO、ThO2等；另一类是非氧化物系陶瓷，如碳化物、硼化物、氮化物和硅化物等。按照其性能与特征又可分为：高温陶瓷、超硬质陶瓷、高韧陶瓷、半导体陶瓷。电解质陶瓷、磁性陶瓷、导电性陶瓷等。随着成分、结构和I：艺的不断改进，新剂陶瓷层出不穷。按其应用不同又可将它们分为工程结构陶瓷和功能陶瓷两类。

在工程结构上使用的陶瓷称为工程陶瓷，它主要在高温下使用，也称高温结构陶瓷。这类陶瓷具有在高温下强度高、硬度大、抗氧化、耐腐蚀、耐磨损、耐烧蚀等优点，是空间技术、军事技术、原子能、业及化工设备等领域中的重要材料。工程陶瓷有许多种类，但目前世界上研究最多，认为最有发展前途的是氯化硅、碳化硅和增韧氧化物三类材料。

精密陶瓷氨化硅代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高工件温度，从而提高热效率，降低燃料消耗，节约能源，减少发动机的体积和重量，而且又代替了如镍、铬、钠等重要金属材料，所以，被人们认为是对发动机的一场革命。氮化硅可用多种方法制备，工业上普遍采用高纯硅与纯氮在1600K反应后获得：

3Si＋2N2 Si3N4

也可用化学气相沉积法，使SiCl4和N2在H2气氛保护下反应，产物Si3N4积在石墨基体上，形成一层致密的Si3N4层。此法得到的氮化硅纯度较高，其反应如下：

SiCl4＋2N2＋6H2→Si3N4＋12HCl

氯化硅、碳化硅等新型陶瓷还可用来制造发动机的叶片、切削刀具、机械密封件、轴承、火箭喷嘴、炉子管道等，具有非常广泛的用途。

利用陶瓷对声、光、电、磁、热等物理性能所具有的特殊功能而制造的陶瓷材料称为功能陶瓷。功能陶瓷种类繁多，用途各异。例如，根据陶瓷电学性质的差异可制成导电陶瓷、半导体陶瓷、介电陶瓷、绝缘陶瓷等电子材料，用于制作电容器、电阻器、电子工业中的高温高频器件，变压器等形形色色的电子零件。利用陶瓷的光学性能可制造固体激光材料、光导纤维、光储存材料及各种陶瓷传感器。此外，陶瓷还用作压电材料、磁性材料、基底材料等。总之，新剂陶瓷材料几乎遍及现代科技的每一个领域，应用前景十分广阔。

三、磁性材料

磁性材料是一种重要的电子材料。早期的磁性材料主要采用金属及合金系统，随着生产的发展，在电力工业、电讯工程及高频无线电技术等方面，迫切要求提供一种具有很高电阻率的高效能磁性材料。在重新研究磁铁矿及其他具有磁性的氧化物的基础上，研制出了一种新型磁性材料——铁氧体。铁氧体属于氧化物系统的磁性材料，是以氧化铁和其他铁族元素或稀土元素氧化物为主要成分的复合氧化物，可用于制造能量转换、传输和信息存储的各种功能器件。

铁氧体磁性材料按其晶体结构可分为：尖晶石型（MFe2O4）；石榴石型（R3Fe5O12）；磁铅石型（MFe12O19）；钙钛矿型（MFeO3）。其中M指离子半径与Fe2＋相近的二价金属离子，R为稀土元素。按铁氧体的用途不同，又可分为软磁、硬磁、矩磁和压磁等几类。

软磁材料是指在较弱的磁场下，易磁化也易退磁的一种铁氧体材料。有实用价值的软磁铁氧体主要是锰锌铁氧体Mn－ZnFe2O4和镍锌铁氧体Ni－ZnFeO4。软磁铁氧体的晶体结构一般都是立方晶系尖晶石型，这是目前各种铁氧体中用途较广，数量较大，品种较多，产值较高的一种材料。主要用作各种电感元件，如滤波器、变压器及天线的磁性和磁带录音、录像的磁头。

硬磁材料是指磁化后不易退磁而能长期保留磁性的一种铁氧体材料，也称为永磁材料或恒磁材料。硬磁铁氧体的晶体结构大致是六角晶系磁铅石型，其典型代表是钡铁氧体BaFe12O19。这种材料性能较好，成本较低，不仅可用作电讯器件如录音器、电话机及各种仪表的磁铁，而已在医学、生物和印刷显示等方面也得到了应用。

镁锰铁氧体Mg－MnFe3O4，镍钢铁氧体Ni－CuFe2O4及稀土石榴型铁氧体3Me2O3·5Fe2O3（Me为三价稀土金属离子，如Y3＋、Sm3＋、Gd3＋等）是主要的旋磁铁氧体材料。磁性材料的旋磁性是指在两个互相垂直的直流磁场和电磁波磁场的作用下，电磁波在材料内部按一定方向的传播过程中，其偏振面会不断绕传播方向旋转的现象。旋磁现象实际应用在微波波段，因此，旋磁铁氧体材料也称为微波铁氧体。主要用于雷达、通讯、导航、遥测、遥控等电子设备中。

重要的矩磁材料有锰锌铁氧体和温度特性稳定的Li－Ni－Zn铁氧体、Li－Mn－Zn铁氧体。矩磁材料具有辨别物理状态的特性，如电子计算机的"1"和"0"两种状态，各种开关和控制系统的"开"和"关"两种状态及逻辑系统的"是"和"否"两种状态等。几乎所有的电子计算机都使用矩磁铁氧体组成高速存贮器。另一种新近发展的磁性材料是磁泡材料。这是因为某些石榴石型磁性材料的薄膜在磁场加到一定大小时，磁畴会形成圆柱状的泡畴，貌似浮在水面上的水泡，泡的"有"和"无"可用来表示信息的"1"和"0"两种状态。由电路和磁场来控制磁泡的产生、消失、传输、分裂以及磁泡间的相互作用，即可实现信息的存储记录和逻辑运算等功能，在电子计算机、自动控制等科学技术中有着重要的应用。

压磁材料是指磁化时能在磁场方向作机械伸长或缩短的铁氧体材料。目前应用最多的是镍锌铁氧体，镍铜铁氧体和镍镁铁氧体等。压磁材料主要用于电磁能和机械能相互转换的超声器件、磁声器件及电讯器件、电子计算机、自动控制器件等。

四、超导材料

金属材料的电阻通常随着温度的降低而减小，当温度降低到一定数值的时候，某些金属及合金的电阻会完全消失，这种现象称为超导现象。具有超导性的物质称为超导体或超导材料。超导体电阻突然消失时的温度称为临界温度（Tc）。

荷兰物理学家H·K昂尼斯（Onnes）成功地制取了液体氦，获得了4.2K的低温。1911年他发现水银的电阻在4.2K附近突然下降到零，这就是人类第一次发现了超导现象。随着进一步的研究发现周期表中有26种金属具有超导性，单个金属的超导转变温度都很低，最高的超导金属是Nb，Tc一9.2K。因此，人们逐渐转向研究金属合金及化合物的超导性。

1986年4月瑞士科学家J．G贝德诺兹等发现由钡、镧、铜、氧组成的氧化物可能是高Tc的超导材料，并获得了Tc为30K的超导体，这是对超导材料的研究取得的第一次重大突破。在这之后，各国科学家对这一类材料进行了广泛研究。1987年2月美同科学家发现钡把铜氧材料的超导转变温度高达98K，从而突破了液氦温区而进入液氮温区。中国科学院物理所、化学所、北京大学等也都分别研制成功Tc为83.7K的超导线材和超导薄膜。日本研制成功钇一钡一铜一氧陶瓷高温超导材料，其成分为0.6Ba～0.4Y～1ICu～3O，在123K开始显示超导电性，在93K时出现零电阻。目前新的氧化物系列不断出现，如Bi－Sr-Ca－CuO，Tl－Ba－Ca－CuO等，它们的超导转变温度超过了120K。这些研究成果为超导材料早日付诸实用开辟了途径。

值得注意的是，人们发现碳的第三种同素异形体——C60碱金属作用形成AxC60（A代表钾、铷、铯等），它们都是超导体，其超导转变温度列于下表。从表中可看到，大多数AxC60超导体的转变温度比金属合金超导体高。这使人们看到C60这类有机超导体的巨大潜力，同时因其加上性能优于金属氧化物（陶瓷）超导体，因此AxC60类超导体将是很有发展前途的超导材料。

AxC60的超导转变温度

K2 C60：19 Tc／K

Rb3C60：28 Tc／K

Cs3C60：30 Tc／K

Rb2CsC60：30 Tc／K

RbCs2C60：33 Tc／K

超导材料的应用范围极为广泛，用超导材料制造的超导磁体，可产生很强的磁场，且体积小，重量轻，损耗电能小，比目前使用的常规电磁铁优异得多。应用超导材料还可以制造大功率超导发电机、磁流发电机、超导储能器、超导电缆等。超导技术最引人注目的应用是超导磁悬浮列车，其车速可高达500km/h。在海洋航行中利用超导电磁推进器，即不用电动机而实现高速、高效、无噪音航行。利用超导的完全抗磁性可制造超导无摩擦轴承。无论是在能源、电子、通讯、交通，还是由防军事技术、空间技术、受控热核反应以及医学等各个领域中，超导材料将以其特有的性能发挥出神奇的作用。

五、光导纤维与激光材料

（一）光导纤维

光导纤维简称光纤，是近10年来蓬勃发展起来的新型材料。光纤的中心是用高折射率的超纯石英或特种光学玻璃拉制成的晶莹细丝，称纤维芯。纤维芯的外皮是一层低折射率的玻璃或塑料制成的纤维皮。光纤具有传导光波的能力。

光纤的纤维芯是一种光密介质，外皮是一种光疏介质。当光线进入纤维芯，就只能在纤维芯内传播（全反射），经无数次全反射，呈锯齿形向前传播，最后到达纤维芯的另一端。这就是光纤传递信号的原理，如下图所示：

目前应用较多的有高纯石英光纤、组分玻璃光纤和塑料光纤。石英光纤所需的主要原料是经过精制的石英（SiO2），它由SiCl4水解而得到：

SiCl4＋2H2O＝SiO2＋4HCl

工业上通常将天然石英砂在电炉中以碳还原得到粗硅或结晶硅，其硅含量为95%～99%，然后再在结晶炉中用氯气与粗硅合成四氯化硅：

SiO2＋2C Si＋2CO↑ Si＋2Cl2 SiCl4

此法制得的SiCl4含有许多杂质，如BCl3、SiHCl3、PCl3等。需进一步精馏提纯。由于石英光纤原材料资源丰富，化学性能极其稳定，除氢氟酸外，对各种化学试剂有强的耐蚀性。因此，已实际应用在各种通讯线路上。除石英光纤外，其他类型的光纤材料也在大力开发之中。

目前光纤最大的应用是在通讯上，即光纤通讯，光纤通讯信息容量很大，如20根光纤组成的像铅笔一样大小的一支电缆每天可通话76200人次，而直径3英寸（3×2.54cm），由1800根铜线组成的电缆每天可只能通话900人次。此外，光纤通讯具有重量轻、抗干扰、耐腐蚀等优点，而且保密性好，原材料丰富，可大量节约有色金属。因此光纤是一种极为理想的通讯材料。

光纤制成的光学元器件，如传光纤维束，传像纤维束，纤维面板等，能发挥一般光学元件所不能起的特殊作用。此外，利用光导纤维与某些敏感元件组合或利用光导纤维本身的特性，可以做成各种传感器，用来测量温度、电流、压力、速度、声音等。它与现有的传感器相比，有许多独特的优点，特别适宜于在电磁干扰严重、空间狭小、易燃易爆等苛刻环境下使用。

（二）激光材料

激光是20世纪的重大发明之一，自1960年用红宝石作工作物质首次振荡出了激光之后，在激光的基础理论，激光的应用、激光材料和器件的研究等各个方面都有了迅速的发展。激光是利用受激辐射原理，在谐振腔内振荡出的一种特殊光。它同普通光相比，具有良好的单色性、相干性和高亮度的特点，在科学技术上有着广泛的用途。

用于生产激光的材料叫做激光11作物质，有固体、气体和液体二种，这里着重介绍固体激光材料。内体激光工作物质包括两个组成部分：激活离子（真正产生激光的离子）和基质材料（传播光束的介质）。形成激活离子的元素有三类：第一类是过渡元素如锰、铬、钴、镍、钒等；第二类是大多数稀土元素如钕、钬、镝、铒、铥、镱、镥、钆、铕、钐、镨等；第三类是个别的放射性元素如铀。目前应用最多的激活离子是Cr3＋和Nd3＋。基质材料有晶体和玻璃，每一种激活离子都有其对应的一种或几种基质材料。例如，Cr3＋渗入氧化铝晶体中有很好的发生激光的性能，但掺入到其他晶体或玻璃中发光性能就很差，甚至不会产生激光。目前已研制出的同体激光工作物质有上百种之多，但有实际使用价值的主要有：红宝石（Al2O3：Cr3＋），掺钕钇铝石榴石（Y3Al5O12：Nd3＋），掺钕铝酸钇（YAlO3：Nd3＋）和钕玻璃四种。

红宝石是最早振荡出激光的材料，输出激光波长为694.2nm的红色光。红宝石是以Al2O3晶体为基质材料，掺入质量分数为5×10－4的Cr2O3，激活离子是Cr3＋。制备红宝石单晶用的原料必须有很高的纯度，通常用重结晶法提纯后的铵明矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]和重 铬酸铝[(NH4)2Cr2O7]，将它们以一定比例混合，加热到1050～1150℃，这时发生下列反应：

NH4Al(SO4)2·12H2O Al2(SO4)3＋2NH3↑＋SO3↑＋25H2O↑

Al2(SO4)3 Al2O3＋3SO3↑

2(NH4)2Cr2O7 4NH3↑＋2Cr2O3＋3O2↑＋2H2O↑

制得的Al2O3和Cr2O3的混合物，再用火焰法或引上法制成红宝石单晶。

掺钕钇铝石榴石和掺钕铝酸钇是分别以Y3Al5O12和YAlO3为基质材料，掺入不同浓度的Nd3＋的作为激活离子的激光工作物质。

钕玻璃的激活离子是Nd3＋，以K2O－BaO－SiO2成分的玻璃为基质材料时，产生激光的性能较好。用玻璃作同体激光工作物质的最大优点是，可以熔制出尺寸大、光学均匀性良好的材料，而且激活离子的质量分数可以提高到0.02～0.04。在核聚变的研究中，用钕玻璃激光器作为引发聚变反应的强光源取得了有效的成果。

六、纳米材料

材料绝大多数是固体物质，它的颗粒大小一般在微米数量级，一个颗粒包含着无数原子和分子，这时材料显示的是大量分子的宏观性质。当用特殊的方法把颗粒尺度加工到纳米数量级大小，则一个纳米级颗粒所含的分子数大为减小，这种由颗粒尺度为纳米数量级（1～100nm）的超细微颗粒组成的间体材料称为纳米材料。纳米材料在结构上与常规的晶态和非晶态材料有很大的差别。由于纳米材料的粒子是超细微的，粒子数多，表面积大，而且处于粒子界面上的原子比例极大，一般可占总原子数的50%左右，这就使纳米材料具有特殊的表面效应、界面效应、小尺寸效应、量子效应等，因而呈现出一系列独特的物理、化学性质，在电子、冶金、化学、生物和医学等领域展示了广泛的应用前景。

纳米材料熔点低，例如金的熔点是1064℃，而纳米金的熔点只有330℃，降低了近700℃；又如纳米级银粉的熔点由金属银的962℃降低为100℃。纳米金属熔点的降低不仅使低温烧结制备合金成为现实，还将为不互熔金属冶炼成合金创造条件。

纳米材料的表面积大，表面活性高，可制造各种高性能催化剂。例如，Ni或Cu－Zn化合物的纳米颗粒对某些有机化合物的氢化反应是极好的催化剂，可替代昂贵的铂或把催化剂；纳米铂黑催化剂可使乙烯氢化反应的温度从600℃降至室温；利用纳米镍粉作火箭固体燃料反应触媒，燃烧效率可提高100倍。此外，其催化的反应选择性还表现出特异性。如用硅载体镍催化剂对内醛的氧化反应表明，镍粒直径在5nm以下时，反应选择性发生急剧变化，醛分解反应得到有效控制，生成酒精的转化率急剧增大。

陶瓷材料由于性脆、烧结温度高等缺点，限制了其应用范围。而纳米陶瓷则具有很好的韧性和延展性能。研究表明：TiO2和CaF2纳米陶瓷材料在80～180℃范围内可产生约100%的塑性变形，韧性极好，而且烧结温度降低，能在比大晶粒样品低600℃的温度下达到类似于普通陶瓷的硬度。这些特性使纳米陶瓷材料在常温或次高温下进行冷加工成为可能。如果在次高温下将纳米陶瓷颗粒加工成型，然后作表面退火处理，就可以得一种表面保持常规陶瓷硬度，而内部仍具有纳木材料延展性的高性能陶瓷。

纳米材料还可以广泛应用于生物医药领域，如进行细胞分离、细胞染色等。由于纳米粒子比红血球（6～9um）小得多，可以在血液里自由运动，因此，注入各种对机体无害的纳米粒子到人体的各部位，可检查病变和进行治疗。研究纳米生物学可以在纳米尺度上了解生物大分子的精细结构及其与功能的关系，获取生命信息，特别是细胞内的各种信息。利用纳米传感器，可获取各种生化反应的生化信息和电化学信息。

纳米材料的出现给物理、化学、生物等许多学科带来了新的活力和挑战，纳米科学技术必将发展成为21世纪最重要的技术，人们将在纳米尺度上重新认识和改造客观世界。

1、氧化物原料

a、

氧化铝:它是新型陶瓷制品中使用最为广泛的原料之一，具有一系列优良性能。此外,它也是高温耐火材料、磨料、磨具、激光材料及氧化铝宝石等的重要原料。

b、

氧化锆:它是高温结构陶瓷、电子陶瓷和耐火材料的重要原料。

c、

二氧化钛:它是制造电容器陶瓷、热敏陶瓷和压电陶瓷等制品的重要原料。

d、

氧化铍:它是高导热性新型陶瓷的重要原料。

e、

三氧化二铁:它是强磁性材料的重要原料。

f、

二氧化锡:广泛用于电子陶瓷中。

g、

氧化锌:它可以使陶瓷材料的机械和电性能得到改善。

h、

氧化镍:应用于热敏陶瓷中。

i、

氧化铅:在新型陶瓷中主要用作合成PbTiO3、Pb(Zr、Ti)O3以及Pb(Mg1/3、Nb2/3)O3的主要原料。

j、

五氧化二铌:在电子陶瓷工业中它用途很广，如用作制造铌镁酸铅低温烧结独石电容器，铌酸锂单晶等的主要原料，同时还可作为改性添加剂。

k、

锰的氧化物:如制作湿度传感器、过热保护器等。

l、

氧化铬:用作气敏元件、气体警报器的配料中。

m、

氧化钴:应用于聚光材料等方面。

2、复合氧化物原料

a、

钛酸盐:主要有BaTiO3、SrTiO3、CaTiO3、MgTiO3和PbTiO3等。BaTiO3是压电、铁电陶瓷的重要原料。

b、

锆酸盐:主要有BaZrO3和SrZrO3等。应用于磁芯、振荡器等。

c、

锡酸盐:主要有BaSnO3、CaSnO3、InSnO3、CaSnO3、NiSnO3和PbSnO3，如CaSnO3用作于电容器中。

d、

铌酸盐:主要有LiNbO3和KnbO3。

e、

锑酸盐:主要有BaSb2O6、PbSb2O6和MgSb2O6等。

f、

铝酸盐:主要有MgAl2O4。

g、

铝硅酸盐:主要有3Al2O3o2SiO2。

3、非氧化物原料

a、碳化物

(1)

碳化钛:做刀具等。

(2)

碳化硼:它是金属陶瓷、轴承、车刀等的制作材料。

(3)

碳化硅:利用SiC具有导电性，可用以制造高温电炉用的电热材料及半导体材料。碳化硅的硬度高，耐磨性能好，研磨性能好，并有抗热冲击性，抗氧化等性能，是非常重要的研磨材料。还可用来作为火箱发动机尾喷管和燃烧室的材料，以及高温作业下的涡轮机主动轮、轴承和叶片等零件。

b、

氮化物

(1)

氮化硼:它的耐热性、耐热冲击和高温强度都很高，而且能加工成各种形状，因此被广泛用作各种熔融体的加工材料。氮化硼的粉末和制品有良好的润滑性，可作金属和陶瓷的填料，制成轴承。另外它是陶瓷材料中比重最小的材料，因此作飞行和结构材料是非常有利的。

(2)

氮化铝:它具有优良的电绝缘性和介电性。

(3)

氮化硅:它的制品能耐各种非金属溶液的侵蚀，可以用作坩锅、热电偶保护管、炉材、金属熔炼炉或热处理的内衬材料。它又是绝缘体和介电体，能应用于集成电路中，此外，氮化硅的硬度高，可以用作研磨材料，它的耐热冲击大，是制造火箭喷嘴和透平叶片的合适材料。

c、

硼化物

(1)

硼化锆:以硼化锆为基的耐火材料，可以抵抗融熔锡、铅、铜、铝等金属的侵蚀，所以可作为冶炼各种金属的铸模、坩埚、盘器等。ZrB12具有较好的热稳定性，用它制成的连续测温热电偶套管，可在熔融的铁水中使用10-15小时，在熔融的钢水中(1700℃)连续使用数小时，在熔融的黄铜和紫铜中使用100小时。

d、

硅化物

如二硅化钼，可以在空气中温度达1700℃时继续使用数千小时，因此在超音速飞机、火箭、导弹、原子能工业中都有广泛的用途

资料来源:陶瓷原料网(ctcyl)

　硼砂也叫粗硼砂[1]，是一种既软又轻的无色结晶物质。在化学组成上，它是含有10个水分子的四硼酸钠。它的晶体为板状或柱状，晶体集合在一起形成晶簇状、粒状、多孔的土块状等等，颜色为白中带灰或带浅色调的黄、蓝、绿等，具有玻璃光泽。硼砂有着很多用途我们熟悉的如消毒剂、保鲜防腐剂、软水剂、洗眼水、肥皂添加剂、陶瓷的釉料和玻璃原料等，在工业生产中硼砂也有着重要的作用。 [编辑本段]物化性质无色半透明晶体或白色结晶粉末。无臭，味咸。比重1.73。320℃时失去全部结晶水。易溶于水、甘油中，微溶于酒精。水溶液呈弱碱性。硼砂在空气可缓慢风化。熔融时成无色玻璃状物质。硼砂有杀菌作用，口服对人有害。

CAS: 1303-96-4

分子式: Na2B4O7.10H2O

分子质量: 381.37

沸点: 1575℃

熔点: 320℃

中文名称: 硼砂

四硼酸钠(十水)

月石砂

黄月砂

硼砂(药用)

十水四硼酸钠

月石砂

四硼酸钠

英文名称: Borax

Sodium borate

Sodium tetraborate, decahydrate

sodium borate, decahydrate

antipyonin

borascu

borax [编辑本段]用途主要用于玻璃和搪瓷行业。在玻璃中，可增强紫外线的透射率，提高玻璃的透明度及耐热性能。在搪瓷制品中，可使瓷釉不易脱落而使其具有光泽。在特种光学玻璃、玻璃纤维、有色金属的焊接剂、珠宝的粘结剂、印染、洗涤(丝和毛织品等)、金的精制、化妆品、农药、肥料、硼砂皂、防腐剂、防冻剂和医学用消毒剂等方面也有广泛的应用。硼砂是制取含硼化合物的基本原料，几乎所有的含硼化物都可经硼砂来制得。它们在冶金、钢铁、机械、军工、刀具、造纸、电子管、化工及纺织等部门中都有着重要而广泛的用途。 [编辑本段]制法及工艺流程 1、加压碱解法：将预处理的硼镁矿粉与氢氧化钠溶液混合，加温加压分解得偏硼酸钠溶液，再经碳化处理即得硼砂。

2MgO.B2O3+2NaOH+H2O→2NaBO2+2Mg(OH)2

4 NaBO2+CO2→Na2B4O7+Na2CO3

2、碳碱法：将预处理的硼镁矿粉与碳酸钠溶液混合加温，通二氧化碳升压后反应得硼砂。

2(2MgO.B2O3)+Na2CO3+2CO2+xH2O→Na2B4O7+4MgO.3CO2. xH2O

3、纯碱碱解法(井盐卤水)：将井盐卤水处理后得硼砂糊，与纯碱混合蒸煮即得硼砂。

CaB4O7+ Na2CO3→Na2B4O7+ CaCO3

4H3BO3+ Na2CO3→Na2B4O7+6H2O+CO2

4、纯碱碱解法(钠硼解石)：用纯碱和小苏打分解预处理后的钠硼解石，加苛化淀粉沉降、结晶得硼砂。

2(NaO.2CaO.5B2O3.16H2O)+ Na2CO3+ NaHCO3→5Na2B4O7+4CaCO3+CO2+34H2O [编辑本段]包装用内衬二层牛皮纸或塑料袋的麻袋包装。每袋净重40公斤、50公斤或80公斤。

储运注意事项：应装在棚车、船舱或带棚的汽车内运输，不应与潮湿物品或其他有色物料混合堆放，运输工具必须干燥清洁。贮存在干燥、清洁的库房内，应避免雨淋或受潮。 [编辑本段]医药【别名】月石

【来源】 硼砂矿经精制而成的结晶。

【主产地】青海、西藏、陕西等。

【制法】矿砂挖出后，溶于沸水中，滤去杂质，滤液放冷后析出结晶，取出干燥。

【性味归经】甘、咸，凉。归肺、胃经。

【功能主治】外用清热解毒，消肿，防腐；内服清肺化痰。用于急性扁桃体炎，咽喉炎，咽喉肿痛，口舌生疮，口腔炎，齿龈炎，中耳炎，目赤肿痛，汗斑，为五官科疾患的常用药！内服用于痰热咳嗽，但现代少用。

【用法用量】外用适量，配合其他药物研粉搽敷患处。或外洗，或配制成眼剂外用。

【注意】一般不作内服。（中药入丸散服，每次1.5-3.0g。）

【成药】冰硼散（《外科正宗》） 冰片、硼砂、玄明粉、朱砂。

→用于治疗口舌生疮、咽喉肿痛。

【摘录】《全国中草药汇编》《中药学》

【药物考证】出自 1.《本草衍义》：蓬砂，南方着色重褐，其味和，其效速；西方者，其色自，其味焦，其功缓。2.《纲目》：硼砂，生西南。有黄、白二种，西者白如明矾，南者黄如桃胶，皆是炼结成，如硇砂之类。西者柔物去垢，杀五金，与硝石同功，与砒石相得也。

【小知识 】 硼砂为硼醋钠的俗称，为白色或无色结晶性粉末，因为毒性较高，世界各国多禁用为食品添加物。硼砂对人体健康的危害性很大，连续摄取会在体内蓄积，妨害消化道的酶的作用，其急性中毒症状为呕吐、腹泻、红斑、循环系统障碍、休克、昏迷等所谓硼酸症。人体若摄入过多的硼，会引发多脏器的蓄积性中毒。硼砂的成人中毒剂量为1-3克，成人致死量为15克，婴儿致死量为2-3克。 [编辑本段]详细描述硼砂；四硼酸钠

【英文名称】

【相对分子量或原子量】381.37

【密度】1.69～1.72

【毒性LD50(mg/kg)】

大鼠经口5660

【溶解情况】

易溶于水。

【用途】

是提取硼和硼化合物的主要矿物原料。在冶金工业中，硼砂用于煅、焊接及金属试验，又是良好的熔剂。此外，还广泛用于玻璃、陶瓷、医药、肥料、纺织等工业。

【制备或来源】

硼砂是硼酸盐类矿物中分布最广的一种，为盐湖的化学沉积产物，多见于干涸的含硼盐湖中。

【其他】

硬度2～2.5。在空气中易失去结晶水而成为白色粉末。灼烧则膨胀，随后即熔成透明玻璃状小球。 硼砂

本品为四硼酸钠，含Na2B4O7.10H2O应为99.0％～105.0％。

【性状】 本品为无色半透明的结晶或白色结晶性粉末；无臭；有风化性；水溶液

显碱性反应。

本品在沸水或甘油中易溶，在水中溶解，在乙醇中不溶。

【鉴别】 本品的水溶液显钠盐与硼酸盐的鉴别反应。

【检查】 溶液的澄清度 取本品0.5g ，加水10ml溶解后，溶液应澄清；如显浑浊，与2 号浊度标准液（附录Ⅸ B）比较，不得更浓。

氯化物 取本品0.25g ，依法检查（附录Ⅷ A），与标准氯化钠溶液5.0ml 制成的对照液比较，不得更浓(0.02％) 。

硫酸盐 取本品0.5g ，依法检查（附录Ⅷ B），与标准硫酸钾溶液2.0ml 制成的对照液比较，不得更浓(0.04％) 。

碳酸盐与碳酸氢盐 取本品0.25g ，加水5ml 溶解后，加盐酸，不得发生泡沸。

钙盐 取本品0.25g ，加水10ml溶解后，加醋酸使成酸性，再加草酸铵试液1.0ml,放置1 分钟后，加乙醇5ml ，摇匀，15分钟后，如显浑浊，与标准钙溶液〔精密称取在105 ～110 ℃干燥至恒重的碳酸钙0.125g，置500ml 量瓶中，加水5ml 与盐酸0.5ml 使溶解，用水稀释至刻度，摇匀；临用前，精密量取10ml，置100ml量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，（每1ml 相当于10μg 的Ca）〕2.5ml 用同一方法制成的对照液比较,不得更浓(0.01％) 。

铁盐 取本品1.0g，加水25ml溶解后，依法检查（附录Ⅷ G），与标准铁溶液 3.0ml制成的对照液比较，不得更深(0.003％) 。重金属 取本品1.0g，加水16ml溶解后，滴加1mol/L盐酸溶液至遇刚果红试纸变蓝紫色，再加水适量使成25ml，依法检查（附录Ⅷ H第一法），含重金属不得过百万分之十。

【含量测定】 取本品约0.4g，精密称定，加水25ml溶解后，加0.05％甲基橙溶液1滴，用盐酸滴定液(0.1mol/L)滴定至橙红色，煮沸2分钟，冷却，如溶液呈黄色，继续滴定至溶液呈橙红色，加中性甘油（取甘油80ml，加水20ml与酚酞指示液1滴,用氢氧化钠滴定液(0.1mol/L)滴定至粉红色）80ml与酚酞指示液8滴，用氢氧化钠滴定液(0.1mol/L)滴定至显粉红色。每1ml氢氧化钠滴定液(0.1mol/L)相当于9.534mg的Na2B4O7.10H2O。

【类别】 消毒防腐药。

【贮藏】 密封保存。

[晶体化学] 理论组成(wB%)：Na2O 16.26，B2O3 36.51，H2O 47.23。

[结构与形态] 单斜晶系，a0=1.184nm，b0=1.063nm，c0=1.232nm；β=106�8�335'；Z=4。晶体结构中，硼酸根由2个[BO3OH]四面体和2个[BO2OH]三角形彼此共角顶组成；它们通过氢氧键与[Na(H2O)6]八面体共棱形成的柱(∥c轴)相连。这一结构特征使硼砂具解理。

斜方柱晶类，C2h-2/m(L2PC)。晶形短柱状或厚板状。常见单形：平行双面a、b、c，斜方柱m、w、q 、x 。集合体有晶簇、粒状、块状、泉华状、豆状、皮壳状等。

[物理性质] 无色或白色，有时微带浅灰、浅黄、浅蓝、浅绿色等。玻璃光泽。解理完全、不完全。性脆。贝壳状断口。硬度2~2.5。相对密度1.69~1.72。易溶于水。味甜略带咸。

偏光镜下：无色。二轴晶(-)。2V=40。Ng=1.472，Nm=1.469，Np=1.447。

[产状与组合] 产于干旱地区盐湖和干盐湖的蒸发沉积物中，与石盐、天然碱、钠硼解石、无水芒硝、钾芒硝、钙芒硝、石膏、方解石、钠硝石、碳酸芒硝及其它少见的硫酸盐等伴生。在干燥的空气中，硼砂易失水变成白色粉末状的三方硼砂。

[鉴定特征] 短柱状晶形，低硬度，易溶于水，味甜略带咸。在空气中易脱水，颜色变浊，在表面形成裂纹及白粉块状的皮壳。火烧时膨胀，易熔成玻璃状球体。

[工业应用] 为最重要的工业硼矿物。

磷钨酸

英文名：tungstophosphoric acid

分子量：2880.3

在一定的焙烧温度下可能生产钨的氧化物。

钨是稀有金属，也是重要的战略物资，在古代被称为“重石”。1783年被西班牙人德普尔亚命名。钨在地壳中的含量为0.001%。已发现的含钨矿物有20种。钨矿床一般伴随着花岗质岩浆的活动而形成。经过冶炼后的钨是银白色有光泽的金属，熔点极高，硬度很大。

2、性质

[编辑本段]

钨是稀有高熔点金属，属于元素周期表中第六周期（第二长周期）的VIB族。钨是一种银白色金属，外形似钢。钨的熔点高，蒸气压很低，蒸发速度也较小。钨的化学性质很稳定，常温时不跟空气和水反应，不溶于盐酸、硫酸、硝酸和碱溶液。溶于王水以及硝酸和氢氟酸的混合液。高温下能与氯、溴、碘、碳、氮、硫等化合，但不与氢化合。

钨的主要物理性质如下：

元素符号： W

原子序数： 74

稳定同位素及其所占百分比： 180(0.14)；182(26.41)； 183(14.40)；184(30.64)；186(28.41)

原子体积:(立方厘米/摩尔) 9.53

相对原子质量： 183.85

元素在太阳中的含量：(ppm) 0.004%

元素在海水中的含量：(ppm) 0.000092%

自由原子的电子层结构： 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25P65d46S2

原子体积： 9.53 cm3/mol

原子半径： 137皮米

外围电子排布： 5d46s2

声音在其中的传播速率：（m/S） 4620

氧化态： Main W-4, W-2, W-1, W0, W+2, W+3, W+4, W+5, W+6

电离能 (kJ /mol)： M - M+ 770 M+ - M2+ 1700 M2+ - M3+ 2300 M3+ - M4+ 3400 M4+ - M5+ 4600 M5+ - M6+ 5900

第一电离能： 775kJ/mol。

电负性： 1.7。

密度： 19.35克/每立方厘米。

晶体结构及晶格常数：

α-W：晶胞为体心立方晶胞，每个晶胞含有2个金属原子。β-W：立方晶格 a＝5.046 nm（630℃以下稳定）

晶胞参数：

a = 316.52 pm

b = 316.52 pm

c = 316.52 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

熔点： 3410±20℃

沸点： 5927℃

莫氏硬度： 7.5

熔化潜热： 40.13±6.67kJ/mol

升华热： 847.8 kJ/mol(25℃)

蒸发热： 823.85±20.9kJ/mol(沸点)

电阻温度系数： 0.00482 I/℃

电子逸出功： 4.55 eV

热中子俘获面： 19.2 b

弹性模量： 35000—38000 MPa(丝材)

扭力模量： ～36000Mpa

体积模量： 3.108×1011－1.579×107t＋0.344×103t2 Pa

剪切模量： 4.103×1011－3.489×107t＋7.55×103t2 Pa

压缩性： 2.910－7 cm/kg

钨有两种变型，α和β。在标准温度和常压下，α型是稳定的体心立方结构。β型钨只有在有氧存在的条件下才能出现。它在630℃以下是稳定的，在630℃以上又转化为α钨，并且这一过程是不可逆的。

同位素：

同位素符号 自然丰度半衰期 衰变类型衰变释放能量 衰变产物

180W0.12%1.8E18年 α 2.516MeV 176Hf

181W 人工合成121.2天 ε电子捕获 0.188Mev 181Ta

182W 26.50%稳定元素，不发生衰变。108个中子

183W14.31%稳定元素，不发生衰变。109个中子

184W 30.64%稳定元素，不发生衰变。 110个中子

185W 人工合成 75.1天 β 0.433MeV 185Re

186W 28.43%稳定元素，不发生衰变。112个中子

注：Mev是兆电子伏特的缩写

3、种类

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主要的钨矿有十几种，我国主要有两种；黑钨矿（钨锰铁矿）和白钨矿（钨酸钙矿）。

1．黑钨矿(FeMn)WO4。颜色有暗灰色、淡红褐、淡褐黑、发褐及铁褐等颜色。半金属光泽、金属光泽及树脂光泽。通常为叶片状、弯曲片状、粒状和致密状；也有的呈厚板状、尖柱状等单斜晶系晶体，常与白色石英一起以脉络的形式充填在花岗岩及其附近的岩石裂缝中。硬度5－5.5，比重7.1－7.5。参差状断口。性脆，有弱磁性。黑钨矿是炼钨和制造钨酸盐类的主要原料。

2．白钨矿MnWO4。颜色为灰白色，也有黄褐、绿和淡红色等。油脂光泽。它属正方晶系，形成双锥状的假八面体或板状晶体，晶面有时可见斜条纹，其中插生双晶者较为常见。也有的晶体呈皮壳状、肾状、粒状和致密块状。硬度4.5－5；比重5.9－6.2。性脆，贝壳状或参差状断口。受荧光灯照射时，白钨矿可发出美丽的浅蓝色荧光。白钨矿产于我国江西大庚、湖南大顺窿、云南文山等地。多成砂矿，可用淘重砂法淘洗得到白钨矿。

4、用途

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目前世界上开采出的钨矿，80%用于优质钢的冶炼，15%用于生产硬质钢，5%其他用于其他用途。钨可以制造枪械、火箭推进器的喷嘴、切削金属，是一种用途较广的金属。

18世纪50年代，化学家曾发现钨对钢性质的影响。然而，钨钢开始生产和广泛应用是在19世纪末和20世纪初。

1900年在巴黎世界博览会上，首次展出了高速钢。因此，钨的提取工业从此得到了迅猛发展。这种钢的出现标志了金属切割加工领域的重大技术进步。钨成为最重要的合金元素。

1900年，俄国发明家А.Н.Ладыгин首先建议在照明灯泡中应用钨。在1909年Кулидж制定基于粉末冶金法，采用压力加工的工艺方法之后，钨才有可能在电真空技术中得到广泛的应用。

1927——1928年采用以碳化钨为主成分研制出硬质合金，这是钨的工业发展史中的一个重要阶段。这些合金各方面的性质都超过了最好的工具钢，在现代技术中得到了广泛的使用。

钨以纯金属状态和以合金系状态广泛应用于现代技术中，合金系状态中最主要的是合金钢、以碳化钨为基的硬质合金、耐磨合金和强热合金。钨主要分别应用于以下工业领域：

一、钢铁工业：

钨大部分用于生产特种钢。广泛采用的高速钢含有9%——24%的钨、3.8%——4.6%的铬、1%——5%的钒、4%——7%钴、0.7%——1.5%碳。高速钢的特点是在空气中有高的强化回火温度（700——800℃）下，能自动淬火，因此，直到600—650℃它还保持高的硬度和耐磨性。合金工具钢中的钨钢含有0.8%——1.2%的钨；铬钨硅钢含有2%——2.7%的钨；铬钨钢中含有2%——9%的钨；铬钨锰钢中含有0.5%——1.6%的钨。含钨的钢用于制造各种工具：如钻头、铣刀、拉丝模、阴模和阳模，气支工具等零件。钨磁钢是含有5.2%——6.2%的钨、0.68%——0.78%碳、0.3%——0.5%铬的永磁体钢。钨钴磁钢含有11.5%——14.5%的钨、5.5%——6.5%钼、11.5%——12.5%钴的硬磁材料。它们具有高的磁化强度和矫顽磁力。

碳化钨基硬质合金：

钨的碳化物具有高的硬度、耐磨性和难熔性。这些合金含有85%——95%的碳化钨和5%——14%的钴，钴是作为粘结剂金属，它使合金具有必要的强度。主要用于加工钢的某些合金中，还含有钛、钽和铌的碳化物。所有这些合金都是用粉末冶金法制造的。当加热到1000——1100℃时，它们仍具有高的硬度和耐磨性。硬质合金刀具的切削速度远远地超过了最好的工具钢刀具的切削速度。硬质合金主要用于切削工具、矿山工具和拉丝模等。西安元英粉末合金材料有限公司

热强和耐磨合金：

作为最难熔的金属钨是许多热强合金的成分，如3%——15%的钨、25%——35%的铬、45%——65%的钴、0.5%——0.75%的碳组成的合金，主要用于强烈耐磨的零件，例如航空发动机的活门、压模热切刀的工作部件、涡轮机叶轮、挖掘设备、犁头的表面涂层。

在航空火箭技术中，以及要求机器零件，发动机和一些仪器的高热强度的其它部门中，钨和其它给熔金属（如钽、铌、钼、铼）的合金用作热强材料。

触头材料和高比重合金：

用粉末冶金方法制造的钨-铜合金（10%——40%的铜）和钨-银合金，兼有铜和银的良好的导电性、导热性和钨的耐磨性。因此，它成为制造闸刀开关、断路器、点焊电极等的工作部件非常的效的触头材料。成分为90%——95%的钨、1%——6%的镍、1%——4%的铜的高比重合金，以及用铁代铜（—5%）的合金，用于制造陀螺仪的转子、飞机、控制舵的平衡锤、放射性同位素的放射护罩和料筐等。

电真空照明材料：

钨以钨丝、钨带和各种锻造元件用于电子管生产、无线电电子学和X射线技术中。钨是白织灯丝和螺旋丝的最好材料。高的工作温度（2200——2500℃）保证高的发光效率，而小的蒸发速度保证丝的寿命长。钨丝用于制造电子振荡管的直热阴极和栅极，高压整流器的阴极和和各种电子仪器中旁热阴极加热器。用钨做X光管和气体放电管的对阴极和阴极，以及无线电设备的触头和原子氢焊枪电极。钨丝和钨棒作为高温炉（3000℃）的加热器。钨加热器在氢气气体、惰性气体或真空中工作。

钨的化合物：

钨酸钠用于生产某些类型的漆和颜料，以及纺织工业中用于布疋加重和与硫酸铵和磷酸铵混合来制造耐火布疋和防水布疋。还用于金属钨、钨酸及钨酸盐的制造以及染料、颜料、油墨、电镀等方面。也用作催化剂等。钨酸在纺织工业中是媒染剂与染料和在化学工业中用作制取高辛烷汽油的催化剂。二硫化钨在有机合成中，如在合成汽油的制取中用作固体的润滑剂和催化剂。处理钨矿石的时候可得到得三氧化钨，再用氢还原三氧化钨制得钨粉，广泛用于钨材及钨冶金材原料。

5、钨资源分布

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我国是产钨大国，钨资源储量520万吨，为国外30个产钨国家总储量（130万吨）的3倍多，产量及出口量均居世界第一。湖南、江西、河南三省的钨资源储量居全国的前三位，其中湖南、江西两省的钨资源储量占全国的55．48％。湖南以白钨为主，江西以黑钨为主，其黑钨资源占全国黑钨资源总量的42．40％。

我国的钨矿大体上分布于我国南岭山地两侧的广东东部沿海一带，尤其是以江西的南部为最多，储量约占全世界的二分之一以上。此外，江西的大余、湖南的汝城、资兴、荼陵等地；以及广西和云南等省也都产有钨矿。

国外钨矿的主要产地是加拿大和美国。

磷酸的性质

一 物理性质

纯净的磷酸是无色晶体，熔点42.3摄氏度，高沸点酸，可与水以任意比互溶。

市售磷酸试剂是粘稠的、不挥发的浓溶液，磷酸含量83-98%。

二 化学性质

磷酸是三元中强酸，分三步电离，不易挥发，不易分解，不属于氧化性酸。具有酸的通性

（1）与碱反应

NaOH＋H3PO4＝NaH2PO4＋H2O

2NaOH＋H3PO4＝Na2HPO4＋2H2O

3NaOH＋H3PO4＝Na3PO4＋3H2O

（2）与某些盐反应

NaBr＋H3PO4(浓) NaH2PO4＋HBr↑

NaI＋H3PO4(浓) NaH2PO4＋HI↑

原理：难挥发性酸制挥发性酸

三磷酸盐

磷酸盐有三类：正盐（含PO43－）、磷酸一氢盐（含HPO42－）、磷酸二氢盐（含H2PO4－）。三类盐之间的转化关系为

1、溶解性规律

正盐和一氢盐：除钾、钠、铵等少数盐外，其余都难溶于水，但能溶于强酸。

二氢盐：都易溶于水。

2、相互转化

a) 往澄清石灰水中逐滴滴加H3PO4，边滴边振荡。

现象：开始有白色沉淀生成，而后逐渐溶解。

反应方程式：

3Ca(OH)2＋2H3PO4＝Ca3(PO4)2↓＋6H2O

Ca3(PO4)2＋H3PO4＝3CaHPO4

CaHPO4＋H3PO4＝Ca(H2PO4)2

b) 往磷酸溶液中逐滴滴加澄清石灰水，边滴加振荡。

现象：开始无现象，当澄清石灰水滴到一定量时，有白色沉淀生成。

反应方程式：

Ca(OH)2＋2H3PO4＝Ca(H2PO4)2＋2H2O

Ca(H2PO4)2＋Ca(OH)2＝2CaHPO4↓

2CaHPO4＋Ca(OH)2＝Ca3(PO4)2＋2H2O

3、离子共存的问题

（1）H2PO4－、HPO42－、PO43－与H＋不能共存

（2）H2PO4－、HPO42－与OH－不能共存

（3）H2PO4－与PO43－不能共存

H2PO4－＋PO43－＝2HPO42－

（4）H2PO4－与HPO42－、HPO42－与PO43－可共存

四 磷酸的工业制法

工业上常用浓硫酸跟磷酸钙反应制取磷酸，滤去微溶于水的硫酸钙沉淀，所得滤液就是磷酸溶液。

五 PO43－的检验

若在待测液中滴加AgNO3溶液，有黄色沉淀生成，再滴入稀HNO3，黄色沉淀溶解，则可证明原溶液中含有PO43－。

若待测液呈酸性，则应先在待测液中滴氨水至中性，再滴加AgNO3溶液和稀HNO3。

六 健康危害

蒸气或雾对眼、鼻、喉有刺激性。口服液体可引起恶心、呕吐、腹痛、血便或体克。皮肤或眼接触可致灼伤。慢性影响：鼻粘膜萎缩、鼻中隔穿孔。长期反复皮肤接触，可引起皮肤刺激。

工业磷酸

分子式：H3PO4

分子量：97.99

酸性：中强酸

规 格：工业用（85%、80%、75%）：符合GB2091-2003；客户要求

包 装：20L塑桶；200L塑桶；客户要求

用 途：金属表面处理剂，磷酸盐原料制品，有机反应催化剂，耐火材料添加剂，活性碳处理剂等

技术要求

1. 外观：无色透明或略带浅黄色、稠状液体

2. 工业磷酸应符合下表要求（GB2091-2003）

项目 指标

85% 75%

优等品 一等品 合格品 优等品 一等品 合格品

色度/黑曾≤ 20 30 40 20 30 40

磷酸(H3PO4)质量分数，% ≥ 85.0 85.0 85.0 75.0 75.0 75.0

氯化物(Cl)质量分数，%≤ 0.0005 0.0005 0.0005 0.0005 0.0005 0.0005

硫酸盐(SO4)质量分数，% ≤ 0.003 0.005 0.01 0.003 0.005 0.01

铁（Fe）质量分数，% ≤ 0.002 0.002 0.005 0.002 0.002 0.005

砷（As）质量分数，% ≤ 0.0001 0.005 0.01 0.0001 0.005 0.01

重金属(以Pb计) 质量分数，% ≤ 0.001 0.001 0.05 0.001 0.001 0.05

食品添加剂磷酸

分子式：H3PO4

分子量：97.99

规 格：食品添加剂（85%、80%、75%）：符合GB3149-92；客户要求

包 装：20L塑桶；200L塑桶；客户要求

用 途：用作食品饮料中的澄清剂，酸味剂，酵母的营养剂，制备食品级磷酸盐

技术要求

1. 外观：无色透明或略带浅色稠状液体

2. 食品添加剂磷酸应符合下表要求（GB3149-92）

项目 指标

色度/黑曾 ≤ 20.0

磷酸(H3PO4)含量，% ≥ 85.0

砷（As）含量，%≤ 0.0001

氟化物（以F计）含量，% ≤ 0.001

重金属（以Pb计）含量，% ≤ 0.001

氯化物（以Cl计）含量，% ≤ 0.0005

硫酸盐(以SO4计)含量，% ≤ 0.005

易氧化物(以H3PO3计)含量，% ≤ 0.012

CAS No.： 7664-38-2

EINECS 登录号：231-633-2