无机材料课件化学与人类.ppt

**将金属铁从含铁矿物（主要为铁的氧化物）中提炼出来的工艺过程，主要有高炉法，直接还原法，熔融还原法，等离子法。简单的说，从含铁的化合物里把纯铁还原出来。高炉生产是连续进行的。一代高炉（从开炉到大修停炉为一代）能连续生产几年到十几年。生产时，从炉顶（一般炉顶是由料种与料斗组成，现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶）不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂，从高炉下部的风口吹进热风（1000～1300摄氏度），喷入油、煤或天然气等燃料。装入高炉中的铁矿石，主要是铁和氧的化合物。在高温下，焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来，得到铁，这个过程叫做还原。铁矿石通过还原反应炼出生铁，铁水从出铁口放出。铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生成炉渣，从出铁口和出渣口分别排出。煤气从炉顶导出，经除尘后，作为工业用煤气。现代化高炉还可以利用炉顶的高压，用导出的部分煤气发电。**灰口铁：生铁中的一种，又称铸造生铁。含碳量约3%，含硅约2%。断面呈深灰色，通常叫灰口铁。碳在这种铁的合金里是以片状的石墨形态存在。质较软，可进行切削加工。白口铁：含碳量约2.5%，硅在1%以下。因断截面呈现白色而得名。白口铁中大部分的碳与铁化合以碳化铁Fe3C存在。其碳和硅的含量较常见的灰口铁少。白口铁的质地很硬且脆，不容易切削，**铁的同素异构转变是钢材进行热处理的重要理论基础**???合金一种金属元素同另一种或几种其它元素,通过熔化或其它方法结合在一起所形成的具有金属特性的物质。**结晶由一种固相转变成完全不同的两种相互关联的固相,此两相混合物称为共析体。**不锈钢：钢+铬，提高抗腐蚀性。用锰钢制成的钢轨低合金钢主要用于制造桥梁、船舶、车辆、锅炉、高压容器、输油输气管道、大型钢结构等。合金渗碳钢主要用于制造汽车、拖拉机中的变速齿轮，内燃机上的凸轮轴、活塞销等机器零件。这类零件在工作中遭受强烈的摩擦磨损，同时又承受较大的交变载荷，特别是冲击载荷。镍是银白色的金属，很硬，难熔，熔点高达1455，比黄金还高。镍在空气中不易被氧化，化学性质很稳定，仅易溶于硝酸。镍的性能，在很多方面都超过了铜，然而奇怪的是，镍的希腊文原意竟是“不中用的铜”，这大抵是由于最初炼得的镍不纯，含有许多杂质的缘故。在钢中加入镍，可提高机械强度。镍钢用来制造机器承受较大压力、承受冲击和往复负荷部分的零件，如涡轮叶片、曲轴、连杆等。含镍36％、含碳0.3—0.5％的镍钢，叫“不变钢”.镍还经常与铬一起，用来制造耐腐蚀的铬镍钢.锰钢的脾气十分古怪而有趣：如果在钢中加入2.5—3.5％的锰，那么所制得的低锰钢简直脆得象玻璃一样，一敲就碎。然而，如果加入13％以上的锰，制成高锰钢，那么就变得既坚硬又富有韧性。高锰钢加热到淡橙色时，变得十分柔软，很易进行各种加工。另外，它没有磁性，不会被磁铁所吸引。现在，人们大量用锰钢制造钢磨、滚珠轴承、推土机与掘土机的铲斗等经常受磨的构件，以及铁轨、桥梁等。在军事上，用高锰钢制造钢盔、坦克钢甲、穿甲弹的弹头等。硅锰钢其实就是锰钢，耐磨硬度也有一些提高，各项力学性能也都有改善，一般的钢中都有硅大部分被看做是一种杂质，不过硅在特定的情况下也是有益的**铝占地壳元素组成的7.45%，仅次于氧和硅。19世纪50年代前，生产出来的铝价格比黄金还贵，是非常贵重和稀罕的东西，根本不能用来制作工业用品和生产日用品，只能用来做首饰。拿破仑三世用铝做了一顶头盔，被作为极其富有的象征。1889年发现元素周期律的俄国化学家门捷列夫，曾接受英国皇家学会的最高奖赏，这种最高奖赏也只是一架用金属铝和金制成的天平。由此可见，当时的铝是多么珍贵！直到19世纪末用点解法制铝发现以后，铝的成本和价格才大大降低。**贮氢合金能像海绵吸水一样把钢瓶内的氢气全部吸尽。具体来说，相当于储氢钢瓶重量1/3的储氢合金，其体积不到钢瓶体积的1/10，但储氢量却是相同温度和压力条件下气态氢的1000倍**这样当我们需要它“记住”某种形状时，可以先把它做成那种形状，进行“热处理”，让它牢牢记住。在转变温度以下它很软，可以随意变形，若要它恢复原形，只要加热到转变温度以上就行了。1969年，镍--钛合金的“形状记忆效应”首次在工业上应用。人们采用了一种与众不同的管道接头装置。为了将两根需要对接的金属管连接，选用转变温度低于使用温度的某种形状记忆合金，在高于其转变温度的条件下，做成内径比待对接管子外径略微小一点的短管(作接头用)，然后在低于其转变温度下将其内径稍加扩到该接头的转变温度时，接头就自动收缩而扣紧被接管道，形成牢固紧密的连接。美国在某种喷气式战斗机的油压系统中