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第五部分003(第5页)

除了飞机之外,钛在宇宙空间还大显神通。现在,钛及钛合金主要用来制造火箭、导弹发动机的外壳,燃料和氧化剂的储箱以及宇宙飞船的船舱、骨架等等,可使导弹、火箭、宇宙飞船的体重减轻数百公斤。这不但能很好地改善它们的飞行性能,而且可以节省大量昂贵的高级燃料,降低制造和发射费用。所以,人们又把钛称做“空间金属”。

不怕酸碱腐蚀的钛及钛合金,还被人们广泛应用于石油化工、冶金、制药、造纸、纺织、漂白、食品、电镀等工业部门,让其大显身手。

钛还有一个“怪脾气”,就是非常乐意和氧、氮结合在一起。不过,它和氧、氮的结合,对我们来说有时并没有什么好处。这是因为钛只要和氧、氮一接触,那怕是吸收了千分之几的氧和氮,就会变成毫无价值的东西。钛的这一特性给我们提炼钛增加了相当的困难。但我们也可以把坏事变好事。比如,我们让钛粉和氧气迅速结合并燃烧,便能够产生强烈的高温和光辉。我们不止一次地看过节日夜晚绚丽多彩的焰火吧?这里就有钛的一份功劳。我们还可以根据这个原理,制造军事上常用的信号弹。我们还可以利用钛对空气的强大吸收力,除去空气,造成真空,这对电子计算机、原子能等工业来说,有着极为重大的意义。

钛还可以应用于医疗上。人的骨头坏了,用钛片、钛螺丝钉修补,几个月后,骨头就重新生长在钛片的小孑L和螺丝钉的螺纹里,新的肌肉就包在钛片上。这样,骨头就和真的一个样子。据推测,用这种材料制成的人工关节可连续使用140年。

由于钛的高强度、耐高温和耐蚀性,加上它质轻的优点,在未来的工业技术中,无疑将越来越占据显著的地位。那时制取钛和它的合金的方法将更为完善。很可能用钛合金制成的汽车不久将出现在马路上。钛合金制成的车身与铸钢制成的车身相比,将减轻一半的重量。其实,现在在欧洲城市的街道上可以遇到几十种形形色色的时髦自行车,这些自行车不仅结构不凡,而且用于制造框架的传统材料——钢,已经开始让位给其他金属。用钛合金制造的自行车,每辆总共只有7公斤重。

这些年来,掀起了世界性的超导研究热潮,我们中国走在了世界超导研究的前列,特别是用钛合金研制的超导材料,是许多国家望尘莫及的。

钛的化合物也有许多重要用途。如军事上的四氯化钛可以制造人造雾来迷惑敌人。

而二氧化钛又叫钛白,许多东西只要一挨它,马上就会变得雪白。它是白油漆里最好的颜料,也是世界上最白的涂料,它还可以作人造丝的减光剂,白色橡胶和高级纸张的填料等。钛酸钡还是发射和接收超声波的极好材料,用它制造的超声波鱼群探测仪、水底探测仪、金属探伤仪等等,像一双犀利神奇的眼睛,用于探测鱼群的行踪,侦察水下情况,检查金属的伤病等,它们已成为我们生产活动的好助手。

我国是世界上钛储量最多的国家。我国钛的探明储量占世界探明总量的72%,这是高速发展我国钛工业极为有利的条件。

说到这里,我们还需要说一说和钛像孪生姐妹一样,形影不离地住在一起的钒。纯净的钒是没有什么用处的,但钒合金却有广泛的用途。如钒铁合金是制造船舶、钢轨等的好材料;钒铝合金由于有轻、硬、耐腐蚀等特点,更是制造水上飞机、汽艇等的专用材料。此外钒合金还广泛用于其他机器制造方面。我国也是世界上钒最多的国家,我国钒的储量占世界总储量的68%以上。

我国最大的钒钛蕴藏地和生产基地,是位于四川和云南交界处崇山峻岭中的攀枝花。

攀枝花正好位于攀枝花——西昌大裂谷上,地质历史上多次剧烈的岩浆活动,使这里蕴藏了我国20%的铁、87%的钒、93%的钛,还有数量惊人的镓、钪、钴等稀有金属。此外,还有丰富的水力、木材和煤炭。.

攀枝花之所以闻名世界,就是因为它有世界一半以上的钒和钛。神奇的土地哺育了一代又一代不断创造奇迹的人。这里不仅已成为我国十大钢铁企业之一,更重要的是已成为世界闻名的钒钛生产基地。特别是攀钢人创造的用普通大型高炉一次性炼钢提钒钛新工艺,这在世界上是独一无二的。攀钢的崛起,不仅使得我国成为世界上最主要的钒钛生产国,也为我国实现工业现代化奠定了基础。

“工业的黄金”——铜

铜是人类普遍使用最早的金属。人类在经过漫长的石器时代之后,在劳动中最早发现并使用的金属就是铜。人类也就是从这时起,开始用金属来制造自己必需的武器和生产工具。由于这一时期人类使用的武器和工具主要是用铜制造的,故而我们把这一时期叫做“铜器时代”。据考古研究证明,埃及人早在公元前就已认识铜了。我国劳动人民也早在4000年前就已开始使用铜,是世界上最早使用铜的国家之一。由于铜器比石器好用得多,而且损坏了可以再冶炼重新制造。因而,铜器的使用标志着人类发展上的一个重大进步。

我们的祖先一开始使用的是纯铜,即红铜。红铜之后,发展到使用铜锡合金的青铜。青铜熔点比红铜低,硬度大,而且又比较耐腐蚀,因此得到广泛的应用。距今两三千年前的商、周时代,我国当时已有世界上规模很大,发达的青铜器制造业。当时已不止能制造小型的器物,还能制造大型的食具、酒器和武器。如著名的“司母戊”大方鼎,高137厘米,长110厘米,宽78厘米,重875公斤,造于商代后期,是我国青铜时代杰出的代表作。

铜之所以最先被我们的祖先发现并使用,不外乎有这样几点原因:一是铜经常以自然铜状态出现。而自然铜不需冶炼就能使用,这对人类来说是很省事的;同时它的美丽的红色的灿烂的金属光泽很引人注目。二是即使不是自然铜,铜的一些氧化物也是比较容易冶炼的,而且冶炼的方法很容易发明。三是铜的硬度不大,便于加工。

在自然界中,含铜的矿物约有170种,但现代工业用来冶炼的矿物仅12种。由于铜和硫是一对很好的朋友,常常形影不离地呆在一起,因此,在自然界里,铜主要是呈硫化物产出。含铜矿物中最主要的是黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿三种,它们的含铜量通常在35%~80%之间。

这些形形色色的铜矿物的形成,最初均与岩浆活动有关。当岩浆侵入地壳中的时候,由于温度、压力的改变,其中的铜元素结晶形成含铜的矿床;如果岩浆侵入到石灰岩或白云岩中时,炽热的岩浆往往在与石灰岩、白云岩的接触地带发生化学反应(置换反应)而生成铜矿床;有时岩浆侵入其他岩石的裂隙、孔隙或空洞中时,岩浆中的铜元素在这些裂隙、孔隙或空洞中沉淀出来也可以形成铜矿床。此外,在火山爆发时,温度极高,压力很大的岩浆也侵入地壳或喷出地表的时候,也可以形成很大的铜矿床。和其他许多矿床的形成一样,原来铜矿床如果露在地表时,在外力的作用下,也可以形成沉积铜矿床。

铜有美丽的红棕色光泽,性柔软,用小刀也能刻动它,比重很大,比同体积的水约重8~9倍。它的展性和延性都很好,能压成很薄的铜片和抽成很细的铜丝。铜的导电性仅次于银,比其他任何金属都好。因而在电机机械、电力传输线、通讯电缆等的制造业中占有重要的地位,也就成为电器工业铜的最大用户了。也就是说,它是实现电气化必需的物质基础。此外,铜还有很强的传热性和化学稳定性,在有机化学工业中有广泛的用途。如制糖工业的真空器、制酒用的蒸馏锅、酿造锅、冷藏器、加热器等都是用铜制造的。

铜还有一个重要的性质,就是它可以和许多金属熔成具有不同用途的合金。铜的合金在机械工业等方面,也有较多的用途。

铜的硫酸盐还可以做果树的杀虫剂和木材防腐剂。

铜在地壳中的含量算不上很丰富,它只占地壳总重量的0.01%。就目前全世界铜的探明储量而言,约合金属铜3亿多吨,看来这项资源还是比较紧张的,不过由于每年都不断地发现许多新的铜矿,这又给我们增添了信心和希望。

新中国成立以来,由于广大地质勘探人员的辛勤劳动,在我国辽阔的大地上,发现了多处储量巨大的铜矿。例如江西的德兴,云南的东川,安徽的铜陵,湖北的大冶,甘肃的白银、金昌,西藏的昌都地区以及横断山区等地都是我国著名的铜矿基地。尤其是江西的德兴,已探明储量达900万吨,远景储量还可能进一步扩大,是世界少有的特大铜矿之一。·此外,横断山区金属成矿带上,探明储量也不少,达。700多万吨。西藏的昌都地区发现的特大铜矿,其探明储量也达600多万吨。所有这些铜矿床的发现和开发,对我国的电气化的实现将会做出重要的贡献。

高熔点的钨和钼,

在各种金属中,钨是最难熔化和挥发的金属,它的熔点高达3380'13,沸点达5927~C;钼的熔点也很高,也达2600~C。从耐高温的本领来看,大家最熟悉的铁、铜等金属是根本无法与钨、钼相比的。特别是钨,它是真正的“烈火金刚”。

钨不仅耐高温,而且硬度在金属里也是数一数二的,可奇怪的是,有着钢筋铁骨的钨却有少见的可塑性。比如说吧,我们采用特殊的方法,用金刚石做拉丝模,可以把直径只有1毫米的钨丝,拉成比头发丝还细几十倍的细钨丝。说来你也许不会相信,一根1公斤重的钨棒,竟可以拉成长达三四百公里的细钨丝!

这种钨丝有许许多多的用途。

我们常见的白炽灯,灯泡里的灯丝就是钨丝。它比最早的电灯泡里用的碳丝要结实得多。这主要是由于钨的熔点高,不怕高温。在电照明技术发展史上,钨在白炽灯里的应用是一个极为重要的里程碑,其意义非常重大。

钨丝和铜丝,它们不但可以做灯丝,还可以做电阻丝,用钼丝做电阻丝的高温电炉,可以烧到1200%~1700℃的高温。如果是钨丝电炉的话,其工作温度可高达到3000多度。

用钨丝、钼丝配合制成的热电仪,是测高温的好助手。

此外,钨和钼还可以用来制造灯丝支架,电流引线以及x射线管、高真空放大器、高压整流器等的电极和有关元件。

作为一种微量元素,钼还是庄稼所需要的肥料元素之一,施用这种肥料,能够促进作物的固氮作用,从而大大提高诸如小麦、豆类等农作物的产量。

钨和钼不仅耐高温,它们的硬度也很大。因而它俩好像使钢铁“强身健体”的补药一样,用量少,作用大。如果我们用含有钨和钼的合金钢制做工具的话,比普通钢铁工具的强度要高出好多倍。如我们用含钨1%~6%的锰铬钒钢来制造锯片、铣刀、钻头等,其强度、硬度、弹性、耐磨性等都比普通钢制做的要好得多。有一种含钨3%~15%的钨铬钴合金,不仅硬度大,而且有很高的耐高温、抗腐蚀本领,把它覆盖在易磨损的机器零件上,可使其寿命延长几十倍。再如,含钼的不锈钢,可以做汽车和飞机耐高温、耐高压、抗腐蚀的零件,破碎机的磨碎设备、大口径抗高压的管道等。

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