五金pb铅是什么物质
Pb2属于国标铅材,执行标准:YS/T636-2007
铅是一种金属化学元素,元素符号Pb,原子序数为82,原子量为207.2,是原子量最大的非放射性元素。金属铅为面心立方晶体。
金属铅是一种耐蚀的重有色金属材料,铅具有熔点低、耐蚀性高、X射线和γ射线等不易穿透、塑性好等优点,常被加工成板材和管材,广泛用于化工、电缆、蓄电池和放射性防护等工业部门。
Pb2铅棒化学成分如下图:
Pb2铅棒的应用领域如下:
1、防辐射工程 医院放射科装修,工业探伤防护工程的设计与施工,铅门铅房铅窗框的制作,医院放射科墙壁起到防辐射的效果
2、配重 比重高,主要用于冲压厂,手机厂,机械厂,渔业,化工厂起产品加重和配重的作用
3、电解性能 电镀厂、电解槽做阳极板、蓄电池阳极板等材料
4、防震 质软,能运作防震减震的材料
5、化工 防腐蚀耐酸碱,化学性能稳定,能够耐酸碱和防腐蚀,主要用于化工行业
6、隔音 隔音墙铅板防护墙材料
7、防漏 屋顶防漏
1,金属物理性质的共性:常温下金属都是固体(汞除外),有金属光泽,大多数金属是电和热的良导体,有延展性,密度较大,熔点较高.
2,金属物理性质的特性:大多数金属都是银白色,但铜呈紫红色,金呈黄色;在常温下大多数金属为固体,但汞是液体.
密度:最大:锇 最小:锂
熔点:最大:钨 最小:汞
硬度:最大:铬 最小:铯。
1、锌的基础属性
锌是一种化学元素,化学符号Zn,原子量为65.4,原子序数是30,在化学元素周期表中位于第4周期、第IIB族 。熔点为419.7℃,沸点907℃。密度为7.14克/立方厘米,在室温下,性较脆;100~150℃时,变软;超过200℃后,又变脆。锌的化学性质活泼,在常温下的空气中,表面生成一层薄而致密的碱式碳酸锌膜,可阻止进一步氧化。当温度达到225℃后,锌剧烈氧化。
锌是一种银白略带蓝灰色的金属,其新鲜断面呈现出有金属光泽的结晶形状。在空气中很难燃烧,在氧气中发出强烈白光。焰色反应:发出蓝绿色火焰,因为锌表面有一层氧化锌,燃烧时冒出白烟,白色烟雾的主要成分是氧化锌,不仅阻隔锌燃烧,会折射焰色形成惨白光芒,所以实验室燃烧锌块没有蓝绿色火焰。锌易溶于酸,也易从溶液中置换金、银、铜等。锌的氧化膜熔点高,但金属锌熔点却很低,所以在酒精灯上加热锌片,锌片熔化变软,却不落下,正是因为氧化膜的作用。锌是一种常用有色金属,是古代铜、锡、铅、金、银、汞、锌等7种有色金属中提炼最晚的一种,是第四常见的金属,仅次于铁、铝及铜。锌能与多种有色金属制成合金,其中最主要的是锌与铜、锡、铅等组成的黄铜等,还可与铝、镁、铜等组成压铸合金。
锌金属具有良好的抗腐蚀性能、延展性和流动性,常被用作钢铁的保护层,能与多种金属制成物理与化学性能更加优良的合金,广泛应用于建筑、汽车、机电、化工、医药、军事等领域。其产量与消费量仅次于铜和铝。在现代工业中对于电池制造上有不可磨灭的地位,为一相当重要的金属。另外,锌是人体必需的微量元素之一,在人体生长发育、生殖遗传、免疫、内分泌等重要生理过程中起着极其重要的作用。
八大重金属是铅,镉,铬,砷,钡,汞,硒,锑。金属铅是一种耐蚀的重有色金属材料,铅原本的颜色为青白色,在空气中表面很快被一层暗灰色的氧化物覆盖。铅具有熔点低、耐蚀性高、X射线和γ射线等不易穿透、塑性好等优点。
硒在自然界的存在方式分为两种:
无机硒和植物活性硒。无机硒一般指亚硒酸钠和硒酸钠,从金属矿藏的副产品中获得;后者是硒通过生物转化与氨基酸结合而成,一般以硒蛋氨酸的形式存在。砷俗称砒,是一种非金属元素,在化学元素周期表中位于第4周期、第VA族,原子序数33,元素符号As,单质以灰砷、黑砷和黄砷这三种同素异形体的形式存在。砷元素广泛的存在于自然界,共有数百种的砷矿物是已被发现。砷与其化合物被运用在农药、除草剂、杀虫剂,与许多种的合金中。
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。
铜合金:常见的铜合金有黄铜,青铜及白铜等.
铝合金:根据铝合金的成分和生产工艺特点,通常分为形变与铸造铝合金两大类.工业上应用的主要有铝-锰,铝-镁,铝-镁-铜,铝-镁-硅-铜,铝-锌-镁-铜等合金.变形铝合金也叫熟铝合金,据其成分和性能特点又分为防锈铝,硬铝,超硬铝,锻铝和特殊铝等五种.
铅基合金:铅基轴承合金是铅锑锡铜合金,它的硬度适中,磨合性好,磨擦系数稍大,而韧性很低.回此,它适用于浇注受震较小,载荷较轻或速度较慢的轴瓦.
镍合金:镍能与铜,铁,锰,铬,硅,镁组成多种合金.其中镍铜合金是著名的孟乃尔合金,它强度高,塑性好,在750度以下的大气中,化学性能稳定,广泛用于电气工业,真空管,化学工业,医疗器材和航海船舶工业等方面.
锌合金:锌合金的主要添加元素有铝,铜和镁等.锌合金按加工工艺可分为形变与铸造锌合金两类.铸造锌合金流动性和耐腐蚀性较好,适用于压铸仪表,汽车零件外壳等.
镁合金:镁合金中的合金元素主要有铝,锌各锰,有时也加入少量的锆,铈,钍等.镁合金按生产工艺不同也可分为形变与铸造镁合金两大类.镁合金是重要的轻质结构材料,广泛应用于航空,航天工业方面.
钛合金:钛合金按组织可分三类.(1钛中加入铝和锡元素.2钛中加入铝铬钼钒等合金元素.3钛中加入铝和钒等元素.)钛合金具有强度高而密度又小,机械性能好,韧性和抗蚀性能很好.另外:钛合金的工艺性能差,切削加工困难.在热加工中,非常容易吸收氢氧氮碳等杂质.还有抗磨性差,生产工艺复杂.锡基合金:锡基轴承合金是锡锑铜合金.它的磨擦系数小,硬度适中,韧性较好,并有很好的磨合性,抗蚀性和导热性,主要用于高速重载荷条件下工作的轴瓦.
目前,丽水市境内发现各类矿产57种,其中金属矿有:金、银、铜、铅、锌、钨、锡、钼、铁、锰、钴、铀、铍、钇、锆、镉、铟、铼、锗、镓、铋、铈、镧等25种;非金属矿有:萤石、叶蜡石、沸石、花岗岩、高岭土、凝灰岩、伊利石、珍珠岩、白云母、冰洲石、水晶、明矾石、钾长石、重晶石、石墨、玛瑙、石英岩、大理石、方解石、透辉石、石灰岩、紫砂土、黄铁矿、硼矿、瓷土、膨润土、油页岩、煤、泥炭、矿泉水、地热及砂石料等32种。发现矿产地(包括矿床、矿点、矿化点)近千处,其中可供开发利用的矿床(点)460余处,经地勘部门地质勘查,金、银、钼、萤石、沸石、叶蜡石、高岭土、凝灰岩、珍珠岩等矿产蕴藏量较大,尤其非金属萤石、叶蜡石、沸石矿产资源最为丰富,萤石有龙泉八都、遂昌湖山等5处大、中型矿床,叶蜡石有青田山口、丰门、岭头及景宁缪坑等5处大、中型矿床,沸石有缙云老虎头、天井山等大中型矿床两处,高岭土有松阳峰洞岩等中型矿床两处,其探明储量均居全省前列,闻名全国,特别是叶蜡石矿产更是驰名中外。详见下列各类矿床统计表(表1)和矿产储量一览表(表2)。
一、金属矿产
丽水市境内发现的25种金属矿产中,目前有开采价值和已开采利用的有:金、银、钼、铁、铜、铅锌及稀土元素等。金银、铅锌矿床点多,分布较广,主要分布在遂昌、龙泉及青田、庆元、景宁、松阳等县(市)。
1.金和银
丽水市是华东地区贵金属较为富集区之一,发现并探明金银矿床(点)21处,其中探明有中型矿床1处,小型矿床8处,探明黄金金属量21.9吨、银(包括伴生银)1081吨,主要分布在龙泉八宝山遂昌治岭头一带。
表1 各类矿床统计表
表2 矿产储量一览表
(1)遂昌银坑山金银矿:矿区位于遂昌县城北东16公里处,面积3.5平方公里,行政区划上隶属廉竹乡,矿区有公路直通县城,交通便利。
银坑山金银矿区,出露新老两套地层,盖层为大面积出露的上侏罗统磨石山群火山碎屑岩、熔岩,厚300米以上,最厚达700米;基底为前寒武系八都群变质岩,主要有黑云斜长片麻岩等,为赋矿围岩。片理倾向南西,断裂发育,北西向断裂多为花岗岩、花岗斑岩、霏细斑岩等酸性岩脉充填,切穿矿化带。银坑山金银矿属变质热液叠加型矿床。金银矿体为半隐状—隐伏矿体,呈带状产出于变质岩中,受近东西转为北东向的断裂控制,呈向南突出的弧形,由Ⅲ、Ⅳ号两矿带组成。Ⅳ号为主矿带,长1850米,宽1~25米,延深大于400米,被F1、F42两条近南北向断裂错开,分成西、中、东三个块段。金银矿体集中分布在中块段,共有5个工业矿体,总长达1058米,平均品位金12.1克/吨、银305.85克/吨。矿床中金银为共生矿,还伴生铜、铅、锌、硫等,均达到综合利用指标。
金银矿石以银金矿、金银矿为主,矿石矿物有辉银矿、自然银,伴有黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿等。脉石矿物有石英、绢云母等。矿石以他形粒状结构和块状构造为主,矿石类型有石英脉型、交代石英岩型及石英网脉带型3类。矿区水文地质条件简单,矿体顶底板岩石稳固性好,属易采、易选,经济价值高的矿床。
西块段现为重点找矿地段,经多年勘查证实,该块段发现有工业矿体,远景金金属量达8吨,目前正在勘测规划开采中。
(2)遂昌县金田寺银钴矿:矿区位于遂昌县城西北20公里处,面积4平方公里,行政区划上隶属应村乡,交通尚方便。
矿区主要出露大面积燕山期石英二长岩体,侵入于前寒武系八都群变质岩和上侏罗统磨石山群火山岩中,矿带赋存于石英二长岩体南部边缘的北北西、北西向断裂构造中,属中—低温热液充填交代型银、钴多金属硫化矿床。矿区有矿带4条,间距100~200米,矿带长270~800米,宽1~30米,其中圈定银矿体4个,钴矿体6个,金矿体1个。
银矿体呈脉状、复脉状,主要富集在I号矿带中,长约270米,平均厚5米,最大延深265米,平均银品位179.8克/吨。矿石主要由黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿及少量辉银矿、自然银等和脉石矿物石英、绢云母、绿泥石等组成。
钴矿体主要富集在Ⅱ号矿带中,由多条密集平行展布的钴矿体构成,长100~210米,厚2~13.37米,最大延深295米,钴平均品位0.038%。矿石矿物主要由黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、硫砷钴矿等和脉石矿物石英、绢云母、绿帘石等组成。
金矿体为隐伏矿体,赋存在Ⅱ号矿带中。探明储量为:银×××吨、钴536吨。伴生矿产储量为:金125.6千克、铜2085吨、铅3222吨、锌2429吨。该矿属易选型硫化矿石,可选性良好。
2.铜
全市铜矿资源比较少,以铜为主的矿床仅1处,即松阳板桥铜银多金属矿,铜储量9800吨;以伴生状态赋存的铜矿床主要有龙泉乌岙铅锌矿、遂昌银坑山金银矿等多金属矿床。全市累计铜储量1.6万吨。
3.铅和锌
铅和锌在自然界中常共生在一起,往往形成铅锌矿床。铅锌矿是丽水市有色金属矿产中比较有前景的矿种,铅锌矿点多,分布广,发现并探明铅锌矿产地137处,其中中型矿床2处,小型矿床(点)125处,主要有龙泉铅锌矿、遂昌银坑山金银矿、庆元老鹰岩铅锌矿、景宁小粗铅锌矿、遂昌葛坪铅锌矿、青田孙坑铅锌矿。此外,庆元桉树坳、松阳大岭头、丽水丽阳坑、银场等矿点经普查证实亦有一定地质储量。全市累计探明储量金属量铅18.1万吨、锌27.7万吨,据地勘资料,全市远景储量预测在150万吨以上。
(1)龙泉市乌岙多金属矿:矿区位于龙泉市城区正西10公里处,面积2.6平方公里,交通方便。
在构造上,矿区位于锦溪-竹洋背斜构造北东倾伏端。出露地层主要为前寒武系八都群片麻岩类,矿化蚀变为硅化、绿泥石化等,断裂和脉岩发育,对矿体的连续性具明显的破坏作用。矿体呈似层状赋存于黑云斜长片麻岩内的矿化蚀变岩中,矿体长700米,平均厚10米,延深650米;倾角平缓呈弓形;平均品位:铅2.68%、锌2.06%;伴生组分平均:铜0.18%、银45.22克/吨、硫5.34%、镉0.023%、铟0.0016%,累计探明铅、锌金属储量29.6万吨,铜4736吨,银远景储量278吨。该矿床是一个以锌为主,伴生银、铜、硫及镉、铟等稀散元素的中型多金属矿床,成因属区域变质-混合岩化热液型层控多金属矿床。
近矿围岩蚀变有绿泥石化、绿帘石化及硅化、碳酸盐化等。矿石自然类型有条带状、浸染状铅锌矿石、块状铅锌多金属矿石、脉状铜铅矿石,矿石可选性能良好,属易选一较易选矿石,矿体顶底板围岩稳固,破碎带不发育,开采技术条件和水文地质条件均属简单型。
(2)松阳县大岭头铅锌矿:矿区位于城东南约12公里处,面积1平方公里,行政区划上隶属大东坝镇。
矿体赋存在变质岩系和酸性斑岩内,铅锌矿体呈似层状或透镜状,共有6个矿体,其中5、6号矿体规模最大。5号矿体长235米,厚0.83~5.52米(平均厚2.06米);6号矿体长187米,平均厚2.85米,探明储量:铅29.91万吨、锌23.13万吨、银10.16吨。
4.钼
钼矿是丽水市最有特色的金属矿产之一,发现并探明中型钼矿床1处,小型矿点12处,主要分布在青田石平川(中型)、松阳象溪、景宁三枝树、东坑,莲都仙渡等地。青田石平川和景宁三枝树两处探明储量钼2.8万吨,其他矿点均未投入地勘工作。
青田县石平川钼矿:矿区位于青田县城东北18公里处,面积8平方公里,行政区划上隶属黄垟乡。
矿区出露地层主要为上侏罗统磨石山群流纹质晶屑凝灰岩,矿区中部为一早期花岗斑岩穹窿构造,在花岗岩体的内、外接触带发育一系列环形构造,是矿区的主要容矿和控矿构造。矿床属脉状中-高温热液充填型交代矿床。
矿区共有大小矿体50余条,大都产于花岗岩体的内外接触带,以1、2、5、9、13、14、19、25、48、69号等10条矿脉为主,尤以5、25号两条工业意义最大,其储量占总储量的91.6%。各矿脉出露长90~1020米,平均厚1.37~3.90米,延深93~700米。主矿脉平均品位0.244%,伴生有益组分主要为铼,平均含量0.0003%,可以综合利用。累计探明储量钼金属量1.8万吨,属易采易选矿石,矿区水文地质和工程地质简单。
5.铁
铁矿仅在景宁包山、赤木山和庆元山丘等地发现,并探明储量约200万吨,建有景宁包山铁矿。
景宁畲族自治县包山铁矿:矿区位于景宁县城西南2公里处,行政区划上隶属鹤溪镇,交通便利。矿区有五个矿体,呈似层状、透镜状及薄层状,长100~574米,厚0.3~13.01米,延深100~356米。矿石矿物以磁铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿为主,矿石类型有磁铁矿石、铅锌矿石、铁铅锌矿石,矿石平均品位:全铁36.07%、铅1.69%、锌4.82%、铜0.62%。探明储量:铁矿石量171.3万吨、铅锌金属量2.13万吨,铜金属量89吨。
此外,赤木山铁矿的矿石性质与包山铁矿相似,全铁平均品位31.67%,探明铁矿石储量14.35万吨。
6.稀土
本市稀土矿的找矿工作主要在20世纪90年代才开始,工作程度较低。从已掌握的资料,遂昌湖山盆地、庆元荷地、松阳板桥等地,稀土矿远景均可观,可达到中型以上矿山的储量要求。随着科技水平的发展,稀土矿的开发利用为期不远。
庆元县荷地稀土矿:矿区位于庆元县城,面积约1.5平方公里,行政区划上隶属荷地镇,交通尚便利。
经地勘部门初步勘查证实,荷地稀土矿矿体厚度大、品位高、质量好、埋藏浅,矿体厚度5~6米,综合平均品位1%。,选矿试验回收率可达90%以上。据有关人士称,稀土含矿面积达68平方公里,地质构造简单,成矿条件好,可望达到大型规模。
二、非金属矿产
全市非金属矿产有萤石、叶蜡石、沸石、花岗岩、高岭土、凝灰岩、珍珠岩、紫砂土(红泥)、大理石、石英石、膨润土、瓷土、石灰岩、钾长石、透辉石、方解石、重晶石等三十余种,其中萤石、叶蜡石、沸石、高岭土、花岗岩、凝灰岩等矿产储量(简称“五块石头一把土”)居浙江省前列,是丽水市最主要最有特色的优势非金属矿产,主要分布在青田、龙泉、遂昌、缙云、松阳、景宁等县市。
1.萤石
丽水市萤石资源极为丰富,是最有发展潜力的优势非金属矿产之一,目前发现并探明的萤石矿床有:大中型矿床5处,小型矿床15处,矿(化)点110余处,累计探明储量1519万吨。截止目前为止,保有储量1358万吨。据地勘部门预测:全市远景储量达5000万吨,主要分布在龙泉八都、小梅,遂昌湖山、金竹、黄沙腰及莲都、缙云、云和等县(市)境内。
(1)遂昌县湖山萤石矿田:位于遂昌城西23公里处,面积约140平方公里,行政区划上隶属金竹、湖山等乡镇,交通较方便,各矿区间均有公路相通,并与遂(昌)龙(游)、遂(昌)丽(水)等主干公路相接。
湖山萤石矿田位于中生代早白垩世形成的火山断陷盆地中,属于与火山作用有关的热液矿床。矿田主要由Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ、Ⅳ矿区和凹背、翁村、毛竹坑、玉皇尖等矿点组成。矿区断裂构造发育,显然地是萤石矿的主要控矿因素,围岩蚀变主要是硅化,各矿区(块段)由2~3个矿体组成,矿体形态简单,大多为脉状、透镜状,少数复脉状。主矿体长400~800米,厚2~8米,延深200~550米。产状稳定,大多呈北西向展布,倾向北东,倾角陡,局部反倾。Ⅲ号矿带(矿区)是矿田中最大矿区,由两个矿体组成,其储量占整个矿田已探明储量的45%,矿石矿物组分简单,以萤石为主,次为石英。矿石结构、构造有块状、条带状、角砾状、梳状、碎粒状。平均品位氟化钙(CaF2)51.53%,有害杂质硫、磷含量甚微,矿石质量较佳。矿石类型属石英-萤石型,个别属方解石-萤石型。矿石选矿加工性能良好,属易选矿石。全矿田探明矿石量852万吨。矿体及其顶底板围岩岩性属坚固-半坚固型,抗压强度大,水文、工程地质条件属简单型,开采条件良好。
(2)龙泉市八都萤石矿:矿区位于龙泉市城西南21公里处,行政区划上隶属八都镇,面积2平方公里,丽(水)浦(城)公路通过矿区,交通尚方便。
矿区出露地层为下前寒武系八都群变质岩类。矿体呈脉状产于片麻岩、混合岩、变粒岩、花岗闪长岩中,受断裂构造控制,矿床成因类型属与岩浆作用有关的低温热液裂隙充填型。共有四条矿体,Ⅰ号矿体为主矿体,储量占全矿区总储量的78.1%,矿体倾向南西,倾角较陡,长1275米,最大斜深375米,平均厚5.17米,属较稳定型,平均品位氟化钙(CaF2)50.80%,属均匀型,矿石矿物组分简单,主要为萤石、石英。探明总储量矿石量515万吨。矿区水文、工程地质条件属简单型,矿石易采易选。
2.叶蜡石
丽水市叶蜡石资源极为丰富,是最有发展潜力的优势非金属矿产,也是浙江省优势非金属矿产之一,已探明和发现叶蜡石大中型矿床5处,小型矿床10处,累计探明储量3280万吨,占全省总量的56%,占第一位。主要分布青田县山口至北山、景宁县缪坑及龙泉市小岩、云和县寨下一带,据地勘部门最近预测,远景储量在1亿吨以上。丽水市叶蜡石储量大,质量优,闻名全国,特别是青田石(叶蜡石)是我国四大著名的印章石之一,更是驰名中外。
(1)青田县山口叶蜡石矿:该矿为我国目前最大的叶蜡石矿床,矿区位于青田县城东南约9公里处,行政区划上隶属山口、方山等乡镇,面积3.3平方公里,矿区离新建铁路青田站仅12公里,交通便利。
山口叶蜡石矿位于晚侏罗世方岩背破火山口的东南侧,由北而南分为尧士、丰门(旦洪)—白洋、老鼠坪等三个矿段,共有四条矿化带,6个矿体,顺层赋存于上侏罗统西山头组第二段中上部的酸性熔岩及火山碎屑岩中。矿体属火山喷发晚期气成-热液交代(充填)蚀变矿床,围岩蚀变主要有硅化、叶蜡石化、绢云母化、刚玉化,矿体呈似层状、透镜状,产状与围岩基本一致,倾向北西西、倾角较缓。矿带长150~2100米,延深150~700米,厚0.5~48.11米,其中V号矿体规模最大,分布在丰门(旦洪)—白洋矿段,已控制工业矿体长1160米,延深250~700米,厚度变化较大,平均厚8.88米,该矿体探明的储量占矿区已探明储量的72.1%,矿石主要化学成分:w(Al2O3)17.18%~20.84%,w(Fe2O3)0.36%~0.99%,w(K2O)+w(Na2O)0.23%~1.68%。矿石耐火度1625~1730℃,白度一般为75%~90%,可塑性指数7.2~7.6。矿区探明储量1415万吨,矿区水文地质条件简单,工程地质条件中等,矿体及围岩稳定。
(2)景宁县缪坑叶蜡石矿:矿区位于景宁畲族自治县城西南24公里处,行政区划上隶属景南乡,面积1平方公里,矿山公路直通景宁县城,交通尚便利。
矿区地层主要出露上侏罗统磨石山组陆相火山碎屑岩,矿体赋存于流纹质凝灰岩中,局部赋存于流纹岩与含砾玻屑凝灰岩之接触部位。矿体呈似层状,倾向西,倾角缓,产状与流纹岩的流面产状近于一致。次生石英岩化与成矿关系密切,矿床成因类型属于潜火山热液交代型。矿区共有两个矿体,I号矿体为主矿体,长670米,平均厚4.64米,最厚10.44米,平均品位w(Al2O3)18%,w(SiO2)72.36%。叶蜡石矿品级为低-中铝型,局部为高铝型,其储量占总储量的93.6%;Ⅱ号矿体长220米,平均厚1.93米,平均品位w(Al2O3)25.09%,w(SiO2)64.92%,叶蜡石品级为中-高铝型。叶蜡石矿石主要由叶蜡石和硬水铝石组成。有叶蜡石型、叶蜡石-石英型、石英-叶蜡石型三种矿石类型。
矿体出露于当地侵蚀基准面以上,水文地质条件简单。I号矿体顶板为坚硬且致密的次生石英岩。Ⅱ号矿体已裸露于地表,工程地质条件及开采条件良好,适于露采和硐采。
(3)青田县北山叶蜡石矿:矿区位于青田县城南西30公里处,行政区划上隶属山口镇,交通便利。
矿体赋存于矿化带的中、上部,呈扁平透镜体一似层状,厚2~11.30米,平均厚5.67米,矿石平均组分含量:w(SiO2)68.66%、w(Al2O3)22.42%、w(Fe2O3)0.32%、w(K20)0.04%、w(Na20)0.15%、w(TiO2)0.74%、w(TsO3)0.29%。矿石呈灰白—浅绿色,以显微鳞片变晶结构和块状构造为主,主要矿物成分为高岭土、叶蜡石,其次为石英、少量黄铁矿。矿区水文地质简单,开采条件好。
(4)龙泉市小岩叶蜡石矿:矿区位于龙泉市城北东约22公里处,行政区划上隶属城北乡,交通尚便利。
矿山位于东畲火山穹窿南侧,矿体是呈脉状,似层状,有3条,I号矿体长250米,厚8.0米;Ⅱ号矿体长150米,厚1.5米;Ⅲ号矿体长200米,厚4米,矿石矿物以叶蜡石为主,矿石矿物主要为石英,矿石组分:w(Al2O3)18.6%~22.34%、w(SiO2)71.22%~75.57%、w(Fe203)0.27%~0.36%、w(TiO2)0.06%~0.07%、w(CaO)0.18%~0.21%、w(MgO)0.11%~0.19%、w(K2O)0.10%~0.36%、w(Na20)0.12%~0.16%,估算储量在60万吨以上。水文地质工程地质条件属简单型。
3.沸石
我国于1972年首次在浙江省缙云县老虎头发现沸石矿。缙云县沸石矿已成为全国三大沸石矿之一,尤其是大口径丝光沸石,资源得天独厚,全国仅产此处,为浙江省重点开发矿种。
沸石矿资源极为丰富,是丽水市最有发展潜力的优势非金属矿产,也是浙江省优势非金属矿产之一。发现和探明储量的沸石矿:大中型矿床3处,矿点16处,累计探明储量1.07亿吨;据地勘部门资料,远景储量在3亿吨以上。目前保有储量在1.05亿吨左右,主要分布在缙云县东方镇至壶镇镇一带。
缙云县老虎头沸石矿:该矿属我国首次发现的大型沸石矿床。矿区位于缙云县城东北约6公里处,行政区划上隶属缙云县东方镇,面积5.66平方公里。缙(云)至台(州)公路通过矿区,离新建铁路缙云站仅8公里,交通极为便利。
矿床受马鞍山火山构造控制,矿体赋存于上白垩统塘上组火山岩中,由富含火山玻璃质的角砾、集块岩经蚀变脱玻而成。成因属近火山机构的喷发—蚀变矿床。矿区包括老虎头、岱石、保华山3个块段,以老虎头块段为主,每个块段含沸石矿3~4层,呈似层状,透镜状产出,单层长200~1500米,厚6~35米,钾离子交换量10~16毫克/克;氨离子总交换容量144~177毫升/100克。矿石矿物组分以斜发沸石和丝光沸石为主,两者占矿物总量的60%~80%,其他为石英、蒙脱石等。矿石类型按不同沸石矿物含量可分为斜发沸石型、丝光沸石型和混合型3类;按原岩性质和结构特征可分为集块矿石、角砾型矿石、凝灰型矿石、珍珠—球泡型矿石等。矿区水文地质、工程地质条件属简单型。
4.高岭土、瓷土
本市高岭土(瓷土)资源较为丰富,是丽水市主要的优势非金属矿产之一。发现并探明高岭土(瓷土)中型矿床两处,小型及矿点16处,累计探明储量2000多万吨,主要分布在松阳县峰洞岩、后岱山及龙泉市上洋、青田县王母地、乌坦后等地。
松阳县峰洞高岭土矿:矿区位于松阳县城西南约15公里处,矿区面积2.5平方公里,行政区划上隶属松阳县大东坝镇,矿山有盘山公路直接相通,交通较方便。
矿体受层位控制,赋存于上侏罗统磨石山群酸性晶屑凝灰岩中,由酸性火山岩经火山气液交代、改造而成,属火山热液改造矿床。围岩普遍硅化、叶蜡石化、绿泥石化。矿体呈似层状,透镜状,与围岩呈渐变过渡。矿体有两个,呈北西-南东方向展布,倾向北东,倾角较缓,工号矿体长161米、宽130米、厚12米;Ⅱ矿体为半隐状矿体,形态比较复杂,由四条平行小矿体分叉复合而成,总体长278米,厚3.7~36.9米,矿石主要由地开石、高岭石、石英组成,平均品位:w(Al2O3)15.73%~34.16%,w(Fe203)0.15%~0.30%,w(TiO2)0.07%~0.09%。探明储量383万吨。一般优质矿石(Ⅰ级品)分布Ⅰ号矿体,并夹于Ⅱ、Ⅲ级品之中,三者无明显的界线。本矿区水文地质、工程地质条件简单,顶、底板围岩稳定性好。
5.花岗岩
花岗岩又称花岗石,是火成岩类岩石。狭义的花岗岩类w(SiO2)含量70%以上,石英含量一般超过20%,主要矿物由长石、石英和少量黑色矿物等组成,颜色灰的、肉红色较常见。广义的花岗岩类包括花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩、石英二长岩的总称。
丽水市花岗岩资源较丰富,出露面积达1700平方公里,主要分布青田、缙云、龙泉、景宁、丽水、遂昌等县(市),且品种繁多。据不完全统计,不同花色品种的花岗岩有40余种,可作石材矿山考虑的品种有12种,如龙泉红、青田灰、遂昌红等。
(1)龙泉市碧龙“龙泉红”花岗岩:矿区位于龙泉市西北约25公里处,行政区划上隶属龙泉市住龙镇,公路直通矿区,交通便利。
碧龙花岗岩株大面积出露地表,面积约25平方公里,经国家建材局浙江总队对该矿进行详查,控制矿体长为500米,提交矿石量797万立方米,荒料量296.48万立方米。矿石结构比较简单,仅为肉红色中粗粒结构的花岗岩一种。肉红色条纹长石构成矿石的基本色调,颜色均一,色泽度变化小,矿石结晶程度好,中粗粒结构,分布排列均匀,花纹和谐。矿石中基本不含杂质,也无色斑和色线,具有良好的并接和装饰效果。
该矿“龙泉红”花岗岩在首届中国名特石材品种评审会上被评为首批全国石材名特品种,有关石材专家认为,“龙泉红”花岗岩是目前浙江省范围内红色系列花岗岩饰面石材的佼佼者,可望成为全省最大的花岗岩荒料生产基地。
(2)青田县青田花岗岩:该岩体出露于青田县城周围,呈等轴圆形岩株状产出,地貌上呈负地形,出露面积约23平方公里。岩性主要为浅肉红—灰白色中粒花岗岩,中粒花岗结构,块状构造,局部可见晶洞构造。矿物成分:钾长石40%~63%、斜长石12%~30%、石英20%~28%、黑云母2%~5%,微量铁矿物,粒径2~5毫米,局部可见文象花岗结构。经地勘部门估算储量约800万立方米。
该岩体岩石物理化学性能适合耐酸、耐碱、饰面板材及工艺雕刻用途,放射性符合卫生标准。岩体成荒率普遍较高,岩石块度大,利于荒料开采,加上浮土覆盖较浅,山体坡度角较小,开采条件较好。
6.凝灰岩
广义的凝灰岩包括了晶玻屑凝灰岩、流纹质凝灰岩、熔结凝灰岩等等,常为灰白色、浅红色,质地坚硬、抗压性强,易采,是一种理想的建筑材料。丽水市凝灰岩资源极为丰富,据地勘部门资料,发现并查明大中型矿床4处,小型的矿点22处,储量达4.16万立方米,远景储量在10亿立方米以上,主要集中在缙云县外堰—壶镇一带。
缙云县凝灰岩(又称条石):凝灰岩矿区位于缙云县城东北一带,离县城8~20公里处,行政区划上隶属五云、东方、壶镇、东渡、舒洪等乡镇,面积达106平方公里。各矿点均分布公路沿线,交通便利。
建材用凝灰岩矿当地称之为条石(以下简称条石),产于晚白垩世形成的断陷盆地内,主要分布在仙都、外堰、岩腰三个块段内,条石岩性主要为上白垩统塘上组中部的流纹质含砾玻屑凝灰岩,凝灰结构,厚层-块状构造。条石层在岩腰一带走向呈近东西向展布,仙都、外堰一带走向皆呈北北东向长条带状展布,呈厚-巨厚层状,缓倾斜产出,单层厚10~44.7米,出露较全地段总厚达250米左右。已探明条石储量41575万立方米。条石分布区构造简单。矿床成因类型为陆相细火山碎屑沉积型。条石化学特征为富硅、富钾、贫铁,具有抗冻性好,抗风化能力强,抗压强度大,耐酸碱性能良好,低硬度,易于切割取材等特点,是优良的建筑石材。此外,还具有天然的果绿、玫瑰、淡黄等多色彩、可雕刻强等特点,是工艺石雕的优良材料。
矿床出露于当地侵蚀基准面以上,直接裸露地表易凿切成条石用材。水文地质、工程地质和开采技术条件简单。
7.珍珠岩
珍珠岩是指火山喷发的酸性火山玻璃质熔岩。在破碎成一定粒度后,在快速加热条件下,珍珠岩体积可膨胀数倍至几十倍,具多孔、质轻的特点,是良好的隔热、吸音、轻质的建筑材料。
丽水市珍珠岩资源主要产地在缙云县老虎山、天景山一带,珍珠岩与沸石分布区大体一致,但地质层位不同,矿床(点)20余处,探明储量2915吨。
8.钾长石
丽水市钾长石矿产主要分布在庆元县黄真、遂昌县按口、景宁县渤海一带。遂昌按口钾长石矿经地勘部门初步调查,发现矿体12条,呈脉状,透镜状,长10~15条,厚1~15米,一般为2~3米,钾长石含量达60%,估算地质储量在50万吨以上,是目前浙江省发现质量最好、储量最大的矿床之一。
9.透辉石
透辉石是含钙镁链状结构硅酸盐矿物。是当今一种新型节能陶瓷原料。丽水市透辉石矿目前仅在遂昌按口发现,并做了初步地质工作,初步估算地质储量在900万吨以上。该矿赋存于侏罗系火山岩中,以脉状产出,查明具有开采价值的矿体21条,长一般大于300米,厚3~5米。据地勘部门资料,是浙江省迄今发现开采条件较好、品位最高、储量最大的矿床之一。
10.大理石
丽水市大理石仅分布于庆元、龙泉等地,矿点3处,主要用于水泥配料。质量最好为庆元黄坑大理石矿,探明储量264万吨,含w(CaCO3)85%以上,局部可达96%以上。
11.石英
丽水市石英矿主要分布在丽水、云和、松阳、龙泉等县(市),主要产地有丽水蔡坑、太平,云和仙眠床、岗庵、梅源,松阳靖居等地,估算储量在240万吨以上,主要供冶金铸造和磨具磨料等行业使用。
三、地下水资源
丽水市矿泉水较为丰富,主要分布在青田、丽水、缙云及龙泉等地。青田矿泉水于1987年经国家级鉴定,矿泉水含游离二氧化碳、偏硅酸、锶三种成分,其含量均达到国家GB37标准,锌含量接近国家标准,被命名为珍贵优质型天然矿泉水,成为全国五大名矿泉水之一。
青田县水南碳酸矿泉水:矿泉位于青田县城南1公里处,面积约8平方公里,交通便利。
矿泉水赋存于全新世松散层及花岗二长岩裂隙带中,相互间有水力联系,是单一含水层的两个富水段。河谷松散沉积层和花岗二长岩是该矿泉水的主要储存层。含水段总厚50~80米,矿泉水中含有益组分20余种,CO2、偏硅酸、锶的含量达到饮用天然矿泉水标准,尚有锂、锌、碘、硒等多种有益于人体的微量元素,限量组分含量均低于规定界线。
中国在1958年,将铁、铬、锰列入黑色金属;并将铁、铬、锰以外的64种金属列入有色金属。这64种有色金属包括:铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡、铜、铅、锌、锡、钴、镍、锑、汞、镉、铋、金、银、铂、钌、铑、钯、锇、铱、铍、锂、铷、铯、钛、锆、铪、钒、铌、钽、钨、钼、镓、铟、铊、锗、铼、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇、硅、硼、硒、碲、砷、钍。
有色合金的强度和硬度一般比纯金属高,电阻比纯金属大、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。
用途:
A:有色金属中的铜是人类最早使用的金属材料之一。现代,有色金属及其合金已成为机械制造业、建筑业、电子工业、航空航天、核能利用等领域不可缺少的结构材料和功能材料。
B:实际应用中,通常将有色金属分为5类:
1.轻金属。密度小于4500千克/立方米,如铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡等。
2.重金属。密度大于4500千克/米3,如铜、镍、钴、铅、锌、锡、锑、铋、镉、汞等。
3.贵金属。价格比一般常用金属昂贵,地壳丰度低,提纯困难,如金、银及铂族金属。
4.半金属。性质价于金属和非金属之间,如硅、硒、碲、砷、硼等。
5.稀有金属。包括稀有轻金属,如锂、铷、铯等;
稀有难熔金属,如钛、锆、钼、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、钋及阿系元素中的铀、钍等。
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。有色金属可分为四类:
1. 重金属:一般密度在4.5g/cm3以上,如铜、铅、锌等;
2. 轻金属:密度小(0.53~4.5g/cm3),化学性质活泼,如铝、 镁等.
3. 贵金属:地壳中含量少,提取困难,价格较高,密度大,化学性质稳定,如金、银、铂等;
4. 稀有金属:如钨、钼、锗、锂、镧、铀等。
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最耐盐水腐蚀的常用贱金属应该是钛,不锈钢中的316L型不锈钢抗腐蚀能力也比较强,但对含氟、氯离子高的溶液抗蚀能力仍然不高。
有色金属中的铜也有较强的抗蚀能力,但不耐磨,选用时需要加以注意
“大地之子”-----钛
钛是一种银白色的金属,早在1791年,英国科学家威廉姆·格里戈尔在英国密那汉郊区找到这种神奇的元素时,首先发现了这种新元素。过了4年,德国化学家克拉普洛特又从匈牙利布伊尼克的一种红色矿石中,发现了这种元素,便以希腊神话中的英雄来命名。钛的意思是“地球的儿子”。钛的外形很像钢铁,但远比钢铁坚硬,且体重只有铁的一半。在常温下,钛可以安然无恙地“躺”在各种强酸、强碱中;就连最凶猛的酸------ 王水,也不能腐蚀它。有人曾把一块钛片扔进大海,经过5年以后取出来,仍然闪闪发亮,没有半点锈斑。俗话说:“真金不怕火炼”。可是钛的熔点比黄金还高出 600多摄氏度。正因为钛的本领非凡,所以有着广泛用途。现在,钛是制造飞机、坦克、军舰、潜艇不可缺少的金属。在宇宙飞船和导弹中,也大量用钛代替钢铁。钛与氮、碳结合生成的氮化钛、碳化钛,也是非常坚硬的化合物,它们的耐热本领甚至还比钛高1倍。这样坚硬而耐热的材料,可以代替超级钢,制造高速切削刀具。钛的许多特殊性能,还在化工、超声波和超导技术中得到应用。然而,钛有个最大的缺点,就是提炼比较困难。这主要是因为钛在高温下可以与氧、碳、氮以及其他许多元素化合。所以人们曾把钛当作“稀有金属”,其实,钛的含量约占地壳重量的6‰,比铜、锡、锰、锌的总和还要多10多倍。在世界上,我国钛的储藏量最多,四川的攀枝花,钛的储藏量占全国90%以上,是世界上罕见的大钛矿。
铝的外衣
将银白色的铝放在空气中,没有多久,便穿上了一件极薄的、近乎透明的白色外衣——氧化膜。
真使人难以相信,铝的这件外衣,同光彩夺目的红、蓝宝石的主要成分竟是一个东西,都是氧化铝(A1203)。它们的区别,只是晶体的结构不同。然而,你可别瞧不起铝的这件貌不惊人的外衣,它对于铝的使用却作出了杰出的贡献哩!
大家都知道,钢铁是具有多种宝贵性能的材料。将钢铁放在空气中,也会穿上一件外衣——铁锈(主要成分是氧化铁)。可是钢铁的这件外衣结构很疏松,大气中的氧、水蒸气、二氧化碳分子都能穿过这件外衣的无数孔隙,深入到钢铁内部,继续把钢铁变成铁锈,直至整块钢铁都变成无用的“烂铁”为止。所以,为了保护钢铁不被锈蚀,人们常让钢铁制品另外穿上一件保护衣——防锈物质。
铝的外衣与钢铁的外衣不同,它虽然非常薄,但是却“天衣无缝”,非常致密。即使把铝块拉长、压扁、扭转或弯曲,它也不会松掉、脱落,仍能牢牢地裹在铝的表面。氧气、水蒸气、二氧化碳分子对它都无可奈何,钻不过去。
铝的外衣——氧化铝不溶于水,熔点高达2050℃。把铝制品加热到660℃时,金属铝已熔化成为液体,可是氧化铝仍然覆盖在液态铝表面,防止氧气与铝接触。
铝的外衣称得上是一副不怕水浸、火烧,能够保护自己免受大气腐蚀的盔甲。
但是,铝的外衣也有关中不足之处:一是天然形成的这件防护衣太薄了,厚度只有万分之二到万分之四毫米,一张普通的纸也比它厚五百倍,因此经不起机械的损伤;二是怕酸、怕碱。如果这件外衣能够再厚一些,能更坚硬、耐磨损、耐腐蚀,就更好了。
为了使铝的外衣增厚,人们想到,铝的外衣——氧化铝膜,是锅与空气中的氧发生氧化反应生成的。如果用比氧具有更强的氧化性物质来和铝发生氧化反应,那末,生成的氧化铝膜岂不是可以更厚实一些了吗?
于是,人们先用磷酸钠(Na3PO4)、氢氧化钠(NaOH)、硅酸钠(Na2SiO3)等溶液洗去铝制品表面的油污,再让它在热水中洗个澡,然后浸在铬酸钠(Na2CrO4)、碳酸钠(Na2CO3)及氢氧化钠混和液中进行氧化处理。由于铬酸钠是一种强氧化剂,铝的外衣一—氧化铝膜果然大大增厚了。
在工业上,人们将铝制品浸在电解质溶液中作阳极,通入直流电使铝氧化,也生成了较厚的氧化铝膜。人工加厚的氧化铝膜比天然形成的厚八十多倍,达0.015—0.017毫米。
有趣的是,人工加厚的铝制品外衣,还真象人穿的衣服一样可以染上各种颜色。这样,铝制品就不再是一律穿银白色的外衣了,而是可以穿上金黄、大红、宝蓝、翠绿等五光十色的漂亮衣服。你们看到的逗人喜爱的金黄色笔套、彩色金属钮扣、打火机等等铝制品,它们穿的就是染了色的氧化铝外衣。
灯泡的化学
当我们轻轻一按开关,亮起书桌上的台灯来温习时,我们又对这个助手有多少认识呢?
想一想 你知道一个普通灯泡怎样发光吗?
灯泡所以能够发光,是因为电流经过钨的金属丝(又称钨丝)时产生高热所引致的。我 们所以选用钨丝,是因为它是熔点最高的金属(其熔点为3422oC),在摄氏1000多度的环境下仍旧保持不变,而其他金属在这环境下早已熔掉了。
钨和很多金属一样,在高温时很快便会被氧化和烧断,所以灯泡里不能存有氧气。但如果抽出所有空气令灯泡真空,高温的钨又很容易蒸发成为气体,缩减了灯泡的寿命。那怎么办呢?为了延长灯泡的寿命,灯泡里会载满氩这种惰性气体,并且加了点压力,以减低蒸发的机会。此外,灯泡里还加点碘,同样是为了减慢钨蒸发的速度。这是因为钨和碘在约1000oC 的环境下会变成碘化钨,但当碘化钨再接触高热的钨丝时,又再变回钨和碘。这样,便可以使灯泡的寿命延长一点了。
水不能扑救哪些物质造成的火灾
当火灾发生时,很多人会习惯的用水去灭火,但事实上有些时候却不能这么做,下面这些着火的情况便不能用水去灭火,否则变成了“火上浇油”。
(1)碱金属不能用水扑救。因为水与碱金属(如金属钾、钠)作用后能使水分解而生成氢气和放出大量热,容易引起爆炸。
(2)碳化碱金属、氢化碱金属不能用水扑救。如碳化钾、碳化钠、碳化铝和碳化钙以及氢化钾、氢化镁等遇水能发生化学反应,发出大量热,可能引着火和爆炸。
(3)密度小于水的和不溶水的易燃液体,原则上不可以用水扑救。
(4)熔化的铁水、钢水不能用于扑救。因为铁水、钢水温度约在1 600 ℃,而水蒸气在1 000 ℃以上时便能分解出氢气和氧气,有引起爆炸危险。
(5)高压电器装置火灾,在没有良好接地设备或没有切断电流的情况下,一般不能用水扑救。
钢铁和合金
钢铁和合金统称为金属材料。金属材料一般利用它们的物理性质,如延展性、硬度、抗拉强度、导热性、导电性等。有时也利用它们的化学性质,如抗氧化、抗酸碱性等。除了作导线、仪器仪表的零部件、厨房用具等外,很少用金属单质,常用的是它们的合金,因为合金的性能和使用价值都比单质高。
通常所指的合金是有色合金的泛称,如铜合金、铝合金等。实际上钢也是合金,普通的钢材是铁和碳的合金,所以也叫碳素钢。钢里除铁、碳外,加入其他的元素,就叫合金钢。另加入一种元素的合金钢,即是三元合金钢。如锰钢、硅钢(也叫矽钢,矽是硅过去的中文名称)等。另外加入两种或两种以上元素的叫多元合金钢。合金钢还常按用途命名,如工具钢、高速钢、不锈钢等。
我国的钢铁工业发展较快,特别是一些大型钢铁厂的建成投产,钢的年产量迅速增加(目前宝钢的年产量为600万吨,到1999年可达1000万吨),1993年已达8688万吨,居世界第三位。
下面介绍一些重要的钢种。
在碳素钢中有一般碳素钢和优质碳素钢。前者含碳量在0.4%以下的用作铁丝、铆钉、钢筋等建筑材料,含碳量0.4~0.5%的用作车轮、钢轨等,含碳量 0.5~0.6%的用来制造工具、弹簧等。后者含硫、磷等杂质比一般碳素钢低,常用作机械零件,在机械制造业中应用最多。
在合金钢中有锰钢、硅钢等。锰钢一般含锰1.4~1.8%,用于制造汽车、柴油机上的连杆螺栓、半轴、进汽阀和机床的齿轮等。硅钢是含硅量高的钢,具有很高的电阻,在电气工业中有广泛应用。例如,变压器用的钢即是含碳量小于0.02%、含硅3.8~4.5%的硅钢。
在按用途命名的钢中,常见的有工具钢、高速钢和不锈钢。
工具钢是用作车刀、刨刀、锉刀、锯条、拉丝工具等的合金钢。常用的有铬铝工具钢(含铬1.2~1.5%、含铝1.0~1.5%)、铬钼钒工具钢(含铬 11~12%、含钼0.4~0.6%、含钒0.15~0.3%)、铬锰钼工具钢(含铬0.6~0.9%、含锰1.2~1.6%、含钼0.15~0.3%)等。
高速钢也叫锋钢,是含钨的合金钢,用于制造高速运转的切削工具。它一般含钨8.5~19%、含铬3.8~4.4%、含钒1~4%。
不锈钢主要指含铬、镍的合金钢,品种很多,常见的有含铬17~20%、含镍8~11%。如果再加入钛(1%左右),钢的耐酸能力更强。
重要的有色金属合金中,铜合金较多,下面介绍其中的5种。铝青铜含铜90~95%、铝5~10%,用作装饰品和用具。
青铜含铜67~89%、锌2~33%、锡0~9%(不含锡的也叫无锡青铜)、铅0~2%,用作制造机械零件。此外还有特种青铜,如磷青铜、铍青铜、硅青铜等,具有耐腐蚀、高导电性能,用于仪表工业。
黄铜含铜66~73%、锌27~34%,常用于制造船舶机械零件。
铝黄铜含铜68~70%、锌27~31%、铝1~3%,用于制造船的推进机翼、舵等。
德国银含铜45~62%、锌20~30%、镍15~18%,呈银色、硬度高、电阻大,用来制作装饰品和电热器。
铝合金中主要有坚铝和铝镁合金。坚铝含铝95.5%、铜3%、锰1%、镁0.5%,坚硬而轻,用于制造汽车和飞机。
铝镁合金含铝90~94%、镁6~10%,可制作仪器及天平梁。
易熔合金有铸字合金、巴比特合金、伍德合金和焊锡等。铸字合金(也称活字金)含铅70%、锑18%、锡10%、铜2%,用于制造铅字。
巴比特合金含锡70~90%、锑7~24%、铜2~22%,它是包含坚硬晶体的过冷液体,受到压力时会自动调整而减少磨损,用于制造机械的轴承。
伍德合金含铋38~50%、铅25~31%、锡12.5~15%、镉12.5~16%,熔点低(60~70℃),用于制作汽锅的安全阀等。
焊锡含铅67%、锡33%,熔点为275℃,用于熔接金属。
此外,含镍60~75%、铁12~26%、铬11~15%、锰1~2%的镍铬合金,电阻大、耐腐蚀,常用作电热丝(镍铬丝)。
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新型金属材料
新型金属材料种类繁多,它们都属合金。
形状记忆合金形状记忆合金是一种新的功能金属材料,用这种合金做成的金属丝,即使将它揉成一团,但只要达到某个温度,它便能在瞬间恢复原来的形状。形状记忆合金为什么能具有这种不可思议的“记忆力”呢?目前的解释是因这类合金具有马氏体相变。凡是具有马氏体相变的合金,将它加热到相变温度时,就能从马氏体结构转变为奥氏体结构,完全恢复原来的形状。
金属[1]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。
最早研究成功的形状记忆合金是Ni-Ti合金,称为镍钛脑(Nitanon)。它的优点是可靠性强、功能好,但价格高。铜基形状记忆合金如 Cu-Zn-Al和 Cu-Al-Ni,价格只有Ni-Ti合金的10%,但可靠性差。铁基形状记忆合金刚性好,强度高,易加工,价格低,很有开发前途。表7-3列出一些形状记忆合金及其相变温度。
形状记忆合金由于具有特殊的形状记忆功能,所以被广泛地用于卫星、航空、生物工程、医药、能源和自动化等方面。
在茫茫无际的太空,一架美国载人宇宙飞船,徐徐降落在静悄悄的月球上。安装在飞船上的一小团天线,在阳光的照射下迅速展开,伸张成半球状,开始了自己的工作。是宇航员发出的指令,还是什么自动化仪器使它展开的呢?都不是。因为这种天线的材料,本身具有奇妙的“记忆能力”,在一定温度下,又恢复了原来的形状。
多年来,人们总认为,只有人和某些动物才有“记忆”的能力,非生物是不可能有这种能力的。可是,美国科学家在五十年代初期偶然发现,某些金属及其合金也具有一种所谓“形状记忆”的能力。这种新发现,立即引起许多国家科学家的重视。研制出一些形状记忆合金,广泛应用于航天、机械、电子仪表和医疗器械上。
为什么这些合金不“忘记”自己的“原形”呢?原来,这些合金都有一个转变温度,在转变温度之上,它具有一种组织结构,面在转变温度之下,它又具有另一种组织结构。结构不同性能不同,上面提及美国登月宇宙飞船上的自展天线,就是用镍钛型合金作成的,它具有形状记忆的能力。这种合金在转变温度之上时,坚硬结实,强度很大而低于转变温度时,它却十分柔软,易于冷加工。科学家先把这种合金做成所需的大半球形展开天线,然后冷却到一定温度下,使它变软,再施加压力,把它弯曲成一个小球,使之在飞船上只占很小的空间。登上月球后,利用阳光照射的温度,使天线重新展开,恢复到大半球的形状。
形状记忆合金问世以来,引起人们极大的兴趣和关注,近年来发现在高分子材料、铁磁材料和超导材料中也存在形状记忆效应。对这类形状记忆材料的研究和开发,将促进机械、电子、自动控制、仪器仪表和机器人等相关学科的发展。
高温合金涡轮叶片是飞机和航天飞机涡轮喷气发动机的关键部件,它在非常严酷的环境下运转。涡轮喷气发动机工作时,从大气中吸入空气,经压缩后在燃烧室与燃料混合燃烧,然后被压向涡轮。涡轮叶片和涡轮盘以每分钟上万转的速度高速旋转,燃气被喷向尾部并由喷筒喷出,从而产生强大的推力。在组成涡轮的零件中,叶片的工作温度最高,受力最复杂,也最容易损坏。因此极需新型高温合金材料来制造叶片。
贮氢合金氢是21世纪要开发的新能源之一。氢能源的优点是发热值高、没有污染和资源丰富。贮氢合金是利用金属或合金与氢形成氢化物而把氢贮存起来。金属都是密堆积的结构,结构中存在许多四面体和八面体空隙,可以容纳半径较小的氢原子。如镁系贮氢合金如MgH2,Mg2Ni等;稀土系贮氢合金如LaNi5,为了降低成本,用混合稀土 Mm代替La,推出了MmNiMn, MmNiAl等贮氢合金;钛系贮氢合金如TiH2,TiMn1.5。贮氢合金用于氢动力汽车的试验已获得成功。随着石油资源逐渐枯竭,氢能源终将代替汽油、柴油驱动汽车,并一劳永逸消除燃烧汽油、柴油产生的污染。
非晶态合金非晶态合金又称为金属玻璃,具有拉伸强度大,强度、硬度高,高电阻率、高导磁率、高抗腐蚀性等优异性能。适合做变压器和电动机的铁芯材料。采用非晶态合金做铁芯,效率为97%,比用硅钢高出10%左右,所以得到推广应用。此外,非晶态合金在脉冲变压器、磁放大器、电源变压器、漏电开关、光磁记录材料、高速磁泡头存储器、磁头和超大规模集成电路基板等方面均获得应用。