由于金屬的電子傾向脫離,因此具有良好的導(dǎo)電性, 常見的金屬且金屬元素在化合物中通常帶正價電,但當(dāng)溫度越高時,因為受到了原子核的熱震蕩阻礙,電阻將會變大。金屬分子之間的連結(jié)是金屬鍵,因此隨意更換位置都可再重新建立連結(jié),這也是金屬伸展性良好的原因。
在自然界中,絕大多數(shù)金屬以化合態(tài)存在,少數(shù)金屬例如金、銀、鉑、鉍以游離態(tài)存在。金屬礦物多數(shù)是氧化物及硫化物,其他存在形式有氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽及硅酸鹽。
屬于金屬的物質(zhì)有金、銀、銅、鐵、錳、鋅等。在一大氣壓及25攝氏度的常溫下,除汞(液態(tài))外,其他金屬都是固體。大部分的純金屬是銀白(灰)色,只有少數(shù)不是,如金為黃赤色,銅為紫紅色。金屬大多帶"钅"旁。
通常將具有正的溫度電阻系數(shù)的物質(zhì)定義為金屬。使用的含112金屬在元素周期表中種元素的元素周期表中,金屬元素共90種。位于"硼-砹分界線"的左下方,在s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、f區(qū)等5個區(qū)域都有金屬元素,過渡元素全部是金屬元素。
在固態(tài)金屬導(dǎo)體內(nèi),有很多可移動的自由電子。雖然這些電子并不束縛於任何特定原子,但都束縛於金屬的晶格內(nèi);甚至于在沒有外電場作用下,因為熱能,這些電子仍舊會隨機(jī)地移動。但是,在導(dǎo)體內(nèi),平均凈電流是零。挑選導(dǎo)線內(nèi)部任意截面,在任意時間間隔內(nèi),從截面一邊移到另一邊的電子數(shù)目,等于反方向移過截面的數(shù)目。
鈮鐵主成分為鈮和鐵的鐵合金。它還含有鋁、硅、碳、硫、磷等雜質(zhì)。根據(jù)合金含鈮量分為FeNb50,F(xiàn)eNb60,F(xiàn)eNb70。用鈮鉭礦生產(chǎn)的鐵合金含有鉭,稱鈮鉭鐵。真空冶煉鐵基合金與鎳基合金等用鈮鐵和鈮鎳合金做鈮添加劑。要求氣體含量低,有害雜質(zhì)低,如Pb、Sb、Bi、Sn、As等均鈮是高熔點金屬,鋼灰色,原子量為92.9064,外層電子結(jié)構(gòu)4d5s,熔點2467℃,沸點4740℃,密度(20℃)為8.6g/cm3。圖1為鐵鈮二元系平衡相圖。有兩個共晶點和一個MgZn2型的拉氏相εNbFe2。二個共晶點分別位于Nb11.6%、1360℃和Nb約55%、1560℃處。工業(yè)生產(chǎn)的鈮鐵(FeNb60)的熔化溫度范圍為1520~1600℃,密度約8.0g/cm3。
鈮鐵主要用于冶煉高溫(耐熱)合金,不銹鋼和高強(qiáng)度低合金鋼。鈮在不銹鋼和耐熱鋼中,與鋼中的碳生成穩(wěn)定的碳化鈮。均勻地分布在鋼的晶粒邊界,防止高溫下鋼的晶粒長大,對鋼的組織起細(xì)化作用,可提高鋼的強(qiáng)度、韌性和蠕變性能。鈮與碳的化學(xué)親和力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鉻與碳,因此,當(dāng)不銹鋼中有鈮存在時,可防止在鋼的晶界析出碳化鉻,因而提高鋼的抗腐蝕能力。鋼中的鈮與氮生成穩(wěn)定的氮化鈮,提高了鋼的表層抗腐蝕能力。鋼中的鈮與氧生成穩(wěn)定的氧化鈮,使鋼的表面形成氧化鈮薄膜,可阻止氧向內(nèi)部擴(kuò)散而起抗氧化作用。碳素鋼添加Nb0.015%~0.05%,可起細(xì)化組織作用,使鋼具有良好的成型性和焊接性能。鈮對鋼的奧氏體再結(jié)晶有強(qiáng)烈的阻止作用,使鋼在較高的溫度下,有效地控制軋制,而且控制軋制的強(qiáng)韌化效果十分顯著。所以鈮作為微合金元素在碳素鋼中的用量大大增加。美國在微合金中的用鈮量,在1959年僅占鈮總消耗量的1.9%,而1988年上升為68%。
鈮在高溫合金中起固溶強(qiáng)化和碳化物沉淀強(qiáng)化作用,提高高溫合金的屈服強(qiáng)度和表面穩(wěn)定性。鈮的重量是難熔金屬中較輕的一種,也是高溫合金大量使用的因素之一。鈮鎳合金作為鎳基高溫合金的添加劑,主要是生產(chǎn)718合金。永磁合金中加入鈮,可提高合金的矯頑力性能。
鑄鐵中加入鈮,有助于球化和珠光體組織的形成。起孕育和細(xì)化鑄件組織的作用。鈮可提高鑄件在高溫下的強(qiáng)度、韌性、硬度和使用壽命。電焊條用鈮鐵作為焊料組分,來提高焊接質(zhì)量。
電解退銀新工藝;物質(zhì)再生與應(yīng)用研究所是電解退銀的新技術(shù),自行設(shè)計了以石墨板為陰極、不銹鋼桶為陽極、多細(xì)孔的電解退銀設(shè)備。檸檬酸鈉和亞硫酸鈉是電解液,鍍銀部分從滾筒的端進(jìn)入,從滾筒的后端發(fā)出。鍍件表層的銀進(jìn)入電解液中,鍍件的基體完全完好,可以返回到新的電鍍應(yīng)用中。銀的回收率為97-98%,銀粉的純度為99.9%。
廢銀鋅電池的回收利用:廢銀鋅電池含銀52.55%,鋅42.7%。鋅是負(fù)極,銀氧化物是施加在銅網(wǎng)骨架上的正極。材料再生與應(yīng)用研究所采用稀硫酸分離鋅、銅、銀粉間接鑄錠。稀硫酸浸泡在銅中時,使用氧化劑,含鋅溶液濃縮結(jié)晶消耗硫酸鋅,含銅溶液濃縮結(jié)晶消耗硫酸銅。鋅回收率>;98%,銀回收率98%,銀錠純度>;99%。
從廢膜中回收銀。昆明貴金屬研究所用稀硫酸洗脫彩色膠片上的銀乳膠層。鹵化銀經(jīng)氯鹽加熱沉淀。通過氯化或有機(jī)溶劑清洗和去除有機(jī)物。在堿性介質(zhì)中,用糖固體懸浮液回收純銀。銀的純度為99.9%,直接收率為98%。這項法律已獲得專利。
材料回收應(yīng)用研究所(原內(nèi)貿(mào)部材料回收應(yīng)用研究所)采用硫代硫酸鈉溶液溶解廢膜上的鹵化銀。在溶解過程中,加入抑制劑,防止明膠在薄膜上溶解。銀的浸出率為99%,回收率為98%,銀的純度為99.9%。該方法已應(yīng)用于工業(yè)消費。