❶ 關於化學九年級下冊《金屬與金屬材料》的知識點
第八單元金屬 金屬材料知識點
一、金屬材料
純金屬(90多種)
合金 (幾千種)
2、金屬的物理性質: (1)常溫下一般為固態(汞為液態),有金屬光澤。
(2)大多數呈銀白色(銅為紫紅色,金為黃色)
(3)有良好的導熱性、導電性、延展性
3、金屬之最:
(1)鋁:地殼中含量最多的金屬元素
(2)鈣:人體中含量最多的金屬元素
(3)鐵:目前世界年產量最多的金屬(鐵>鋁>銅)
(4)銀:導電、導熱性最好的金屬(銀>銅>金>鋁)
(5)鉻:硬度最高的金屬
(6)鎢:熔點最高的金屬
(7)汞:熔點最低的金屬
(8)鋨:密度最大的金屬
(9)鋰 :密度最小的金屬
4、金屬分類:
黑色金屬:通常指鐵、錳、鉻及它們的合金。
重金屬:如銅、鋅、鉛等
有色金屬
輕金屬:如鈉、鎂、鋁等;
有色金屬:通常是指除黑色金屬以外的其他金屬。
5、合金:由一種金屬跟其他一種或幾種金屬(或金屬與非金屬)一起熔合而成的具有金屬特性的物質。
★:一般說來,合金的熔點比各成分低,硬度比各成分大,抗腐蝕性能更好
合金 鐵的合金 銅合金 焊錫 鈦和鈦合金 形狀記憶金屬
生鐵 鋼 黃銅 青銅:
成分 含碳量
2%~4.3% 含碳量
0.03%~2% 銅鋅
合金 銅錫
合金 鉛錫
合金 鈦鎳合金
備注 不銹鋼:含鉻、鎳的鋼
具有抗腐蝕性能 紫銅為純銅 熔點低
註:鈦和鈦合金:被認為是21世紀的重要金屬材料,鈦合金與人體有很好的「相容性」,因此可用來製造人造骨等。
(1)熔點高、密度小
優點 (2)可塑性好、易於加工、機械性能好
(3)抗腐蝕性能好
二、金屬的化學性質
1、大多數金屬可與氧氣的反應
2、金屬 + 酸 → 鹽 + H2↑
3、金屬 + 鹽 → 另一金屬 + 另一鹽(條件:「前換後,鹽可溶」)
Fe + CuSO4 == Cu + FeSO4 (「濕法冶金」原理)
三、常見金屬活動性順序:
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au
金屬活動性由強逐漸減弱
在金屬活動性順序里:
(1)金屬的位置越靠前,它的活動性就越強
(2)位於氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫(不可用濃硫酸、硝酸)
(3)位於前面的金屬能把位於後面的金屬從它們的鹽溶液中置換出來。(除K、Ca、Na、Ba)
四、金屬資源的保護和利用
1、鐵的冶煉
(1)原理:在高溫下,利用焦炭與氧氣反應生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來。
3CO + Fe2O3高溫2Fe + 3CO2
(2)原料:鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣
常見的鐵礦石有磁鐵礦(主要成分是Fe3O4 )、赤鐵礦(主要成分是Fe2O3 )
2、鐵的銹蝕
(1)鐵生銹的條件是:鐵與O2、水接觸(鐵銹的主要成分:Fe2O3)
(銅生銅綠的條件:銅與O2、水、CO2接觸。銅綠的化學式:Cu2(OH)2CO3)
(2)防止鐵製品生銹的措施:
①保持鐵製品表面的清潔、乾燥
②表面塗保護膜:如塗油、刷漆、 電鍍、烤藍等
③製成不銹鋼
鐵銹很疏鬆,不能阻礙里層的鐵繼續與氧氣、水蒸氣反應,因此鐵製品可以全部被銹蝕。因而鐵銹應及時除去。
而鋁與氧氣反應生成緻密的氧化鋁薄膜,從而阻止鋁進一步氧化,因此,鋁具有很好的抗腐蝕性能。
3、金屬資源的保護和利用:
保護金屬資源的途徑:
①防止金屬腐蝕
②回收利用廢舊金屬
③合理開采礦物
④尋找金屬的代用品
意義:節約金屬資源,減少環境污染
❷ 廢貴重金屬如何提煉
專利光碟:C52貴金屬的提煉和回收技術 [C52-001]TDI氫化廢鈀碳催化劑中回收鈀的工藝方法 [C52-002]氨氧化爐廢料回收鉑金的方法 [C52-003]奧沙利鉑的制備 [C52-004]奧沙利鉑提純 [C52-005]鈀催化劑的回收 [C52-006]便於分離和回收利用的貴金屬納米粒子的制備方法 [C52-007]鉑催化劑的回收方法 [C52-008]鉑配合物及其制備方法和用途 [C52-009]鉑族金屬回收中的改進 [C52-010]鉑族金屬硫化礦或其浮選精礦提取鉑族金屬及銅鎳鈷 [C52-011]純鉑或鉑合金快速溶解法及應用 [C52-012]從鉑銠合金中分離出鉑銠的方法 [C52-013]從碲多金屬礦中提取精碲的工藝方法 [C52-014]從電解生產雙氧水的陽極泥回收鉑和鉛的方法 [C52-015]從非極性有機溶液中回收催化金屬 [C52-016]從廢鈀碳催化劑回收鈀的方法及焚燒爐系統 [C52-017]從廢鈀碳催化劑中回收鈀的方法 [C52-018]從廢催化劑回收鉑的方法 [C52-019]從廢催化劑回收金和鈀的方法及液體輸送閥 [C52-020]從廢催化劑中回收鉑的方法 [C52-021]從廢催化劑中回收鉑族金屬的方法 [C52-022]從廢鋁基催化劑回收鉑及鋁的方法和消化爐 [C52-023]從廢重整催化劑中回收鉑、錸、鋁等金屬的方法 [C52-024]從貴金屬微粒分散液中回收貴金屬的方法 [C52-025]從含鉑碘化銀渣中回收銀鉑的方法 [C52-026]從含碳礦物中回收貴金屬的方法 [C52-027]從精礦中回收貴金屬的方法 [C52-028]從難處理礦石回收貴金屬值的方法 [C52-029]從汽車尾氣廢催化劑中回收鉑、鈀、銠的方法 [C52-030]從羰化反應剩餘物中回收銠的方法 [C52-031]從羰基化反應產物中回收銠 [C52-032]從銅陽極泥中回收金鉑鈀和碲 [C52-033]從烯烴羰基化催化劑廢液中回收金屬銠的方法 [C52-034]從氧化合成反應產物中回收銠的方法 [C52-035]從有機混合物分離銠的方法 [C52-036]粗銠及含銠量高的合金廢料的溶解與提純方法 [C52-037]萃取分離金和鈀的萃取劑及其應用 [C52-038]低品位及難處理貴金屬物料的富集活化溶解方法 [C52-039]第Ⅷ族貴金屬的回收工藝 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❸ 怎樣從混合的金屬中提煉金子,
1、從氰化含金廢水中回收金的吸附裝置 2、氰化貴液碳纖維電積提金槽 3、滲濾氰化提金的快速浸出附加裝置 4、黃金難選原生礦直接焙燒提金工藝 5、一種從難浸金、銀精礦中提出金、銀的方法 6、一種從含金銀物料中分析金、銀量的方法 7、一種粗金提純的方法 8、一種難選冶金精礦的生物提金方法及專用設備 9、提高含硫銅鉛金銀礦中銀回收率的方法 10、從貧金液、廢金液中提取金的液膜及工藝 11、一種粗金或合金快速溶解及提純方法 12、含砷等難處理金精礦的預處理方法 13、鹼硫氧壓浸出提取金銀方法 14、兩段細菌氧化提金方法 15、一種以氰化提金廢渣再提金的工藝方法 16、由電解含金萃取有機相制備高純金的方法 17、從浮選金精礦焙砂廢礦漿中回收金的方法 18、從含金物中無氰浸提金的方法 19、從鐵礦中綜合回收金的方法 20、含金氯化液還原製取金的方法 21、一種復用氰化浸金貧液的提金工藝 22、一種從金銀礦物中氰化提取金銀的方法 23、提高焙燒-氰化浸金工藝中銀的回收率的技術方法 24、加鹽培燒一氰化法從含銅金精礦中綜合回收金,銀,銅 25、從載金炭上解吸電解金的工藝方法 26、含砷含硫難浸金礦的強化鹼浸提金工藝 27、控溫摻氧式燃氣熱解爐分解原生金礦——氰化法提金工藝 28、從難處理金精礦中提取金的方法 29、混合助浸劑氰化浸金技術 30、用於含金銅鋅礦石氰化提金的制劑 31、含金礦粉氰化提金添加劑 32、用於提純金的配方及其快速濕法金提純方法 33、一種濕法精煉高純金的新工藝 34、濕法協同氧化氰化浸出提金工藝新型助劑 35、從鉛陽極泥提取金、銀及回收銻、鉍、銅、鉛的方法 36、使用帶胍官能物的萃取劑回收金的方法 37、從金銅礦中提取銅鐵金銀硫的方法 38、氨氧化爐廢料回收鉑金的方法 39、從鹼性氰化液中萃取金的方法 40、氰化浸出中用混合氧化劑提取金的方法 41、一種無氰解吸提金方法 42、從難浸硫化物礦石、碳質礦石中提金的預處理方法及其專用設備 43、從難浸礦石中提取金的方法 44、難浸獨立銀礦浮選銀精礦提取銀和金的方法 45、一種水氯法硫酸燒渣提金新工藝 46、一種浸出液提金工藝 47、無汞煉金方法及設備 48、一種從廢料中回收金的簡易方法 49、從鉛陽極泥中回收銀、金、銻、銅、鉛的方法 50、一種從含金的氰碴中提取金精礦的生產工藝 51、從廢炭中回收金的新工藝 52、尾礦漿中金的回收 53、無氰電鑄K金製品的電鑄液 54、用溴酸鹽和加合溴提取金的方法 55、無氰電鑄K金製品的方法 56、高壓釜內快速氰化提金方法 57、金泥全濕法金、銀分離新工藝 58、首飾用金提純方法 59、從硫化物銅礦中浸提回收銅、銀、金、鉛、鐵、硫的方法及設備 60、用巰基乙酸(鹽)和硫脲聯合浸提金、銀的方法 61、一種從含金尾礦砂中提取金精礦砂的選礦工藝 62、回收低濃度金的方法 63、邊磨邊浸-液膜萃取提金工藝方法 64、一種乳化液膜法提金及回收氰化鈉工藝 65、從廢催化劑回收金和鈀的方法及液體輸送閥 66、用石硫合劑提取金、銀的方法 67、低壓熱酸浸聚氨酯泡沫提金法 68、萃取分離金和鈀的萃取劑及其應用 69、從金礦尾礦庫溢流水中回收金的方法 70、從銅陽極泥中回收金鉑鈀和碲 71、一種無毒提金工藝方法 72、氰化貴液用鋼棉直接電解提金工藝 73、一種焊錫陽極泥硝酸渣提取銀和金的方法 74、一種從重砂中回收細粒金的方法 75、金選擇吸附樹脂合成及提取金的方法 76、金、銀分離方法 77、一種提煉金屬金的方法 78、從難處理金礦中回收金、銀 79、載氯體氯化法浸提金和銀 80、氨法分離金泥中的金銀 81、從低品位金礦中回收金的工藝方法 82、用復合萃取劑生產高純金的方法 83、金的回收方法 84、催化氧化酸法預處理難冶煉金精礦 85、一種從銀陽極泥提金的新工藝 86、硫脲鐵浸法提金工業生產新工藝 87、銻、金冶煉工藝方法 88、酸浸聚氨酯泡沫提金法及裝置 89、從含金貧液中萃取金的方法 90、一種從含金王水中提取金的方法 91、低溫硫化焙燒—選礦法回收銅、金、銀 92、從難熔含金含鐵硫化物精礦中回收黃金的工藝 93、氰化金泥的全濕法精煉工藝 94、從難熔含金含鐵的硫化物礦石中回收黃金 95、吸附、浮選回收金的方法 96、從含金含鐵硫化物礦當中回收黃金的工藝 97、高含量黃金樣品中金含量的快速測定法 98、從金礦中綜合提取金、銀、銅的工藝過程 99、用巰基胺型螯合樹脂回收電鍍廢液中的金和鈀 100、從銅電解陽極泥中提取金、銀的萃取工藝
❹ 鉑族金屬的其他知識
鉑族金屬除鋨為藍灰色金屬外,其他均為銀白色金屬。它們對普通的酸和化學試劑有優良的抗蝕性能。
鈀對酸的抗蝕能力稍差,能很快地溶解於硝酸中。銥、銠、釕能抗單一的酸和化學試劑的侵蝕,甚至在王水中也很難溶解。
鉑和銠的抗氧化性很好,在空氣中能長期保持光澤。不要讓佩戴的鉑金飾品染上油污或漂白水,油污會影響飾品的光澤;漂白水可能會使首飾產生斑點。一定不要將鉑金首飾和黃金首飾同時佩戴,因為黃金質地較軟,如果互相摩擦,黃金粉末會吸附在鉑金上,使鉑金變黃,影響鉑金特有的純凈光澤。如果你的鉑金飾品上鑲有鑽石,建議你每年將鉑金飾品送到珠寶店去檢驗一下,及時進行專業清潔和整修,令鉑金鑽石首飾常戴常新。
鉑和鈀對氣體有很強的吸附能力,當粒度很細(如鉑黑、鈀黑)或呈膠態(如膠體鉑)時,吸附能力就更強,因此它們具有優良的催化特性(見金屬催化劑)。鉑族金屬為過渡金屬,有多個化合價,最穩定的化合價如下:釕為+3;銠為+3;鈀為+2,+4;鋨為+3,+4;銥為+3,+4;鉑為+2,+4。它們有生成絡合物的強烈傾向,最常見的是生成配位數4或6的絡合物。總之,它們的化學性質很復雜。 國外鉑族金屬生產的發展概論
世界鉑族金屬工業生產開始於1778年,1823年以前主要依靠哥倫比亞的砂鉑礦。1778~1965年,哥倫比亞共生產鉑族金屬約104噸,其最高年產量為(1928年)1.93噸。1824年俄國烏拉爾大型砂鉑礦開采以後,成為世界上最大生產者,1912年的產量曾達6.5噸,到1930年,共生產鉑(及少量銥、鋨)約245噸。1911年全世界生產6.189噸鉑族金屬。其中俄國佔93.1.,哥倫比亞佔6.1%,美國佔0.5%,澳大利亞佔0.3%。L.Howe估算,截至1917年1月,世界所產鉑族金屬(249~342噸)其中約90%來自俄國。
1952年後,加拿大產量顯著增加,1936年超過蘇聯居世界首位。60年代以後,蘇聯、南非成為最主要的生產者。蘇聯、南非、加拿大的產量佔世界產量的98%以上。1980年世界共產鉑族金屬205噸。其中南非97.9噸,蘇聯96.4噸,其他10.7噸(主要為加拿大生產)。1985年世界生產鉑族金屬230噸,蘇聯和南非分別為115噸和100噸,合計佔世界產量的93%。1986年產量為255噸,蘇聯和南非分別為124噸和116噸,佔世界產量的95%。表17-2為世界在1921~1982年間的鉑族金屬產量的統計。
目前南非是最大的產鉑國,(年產量佔世界總產量的三分之二)主要是開采布希維爾德火成雜岩體中的麥倫斯基礦脈。UG-2礦脈因為品位高(3~8g/t,平均約5g/t)受到重視而開采,但其產量隨市場供需求及價格情況而變動。波動幅度達三分之一。南非最大的鉑公司是呂斯騰堡礦業公礦佔7%,另外3%由烏拉爾及遠東阿爾丹地區的砂礦提供。
加拿大的產量中,國際鎳公司佔90%,鷹橋鎳公司佔9%,鉑產量(噸)為:1980年,40;1981年,37;1982年,25;1983年,25。其次是英帕拉公司,相應的年產量(噸)為:30;26;22和21。第三是西鉑公司,相應年產量(噸)為:2.6,2.9,3.1和2.5。另外還有蘭特礦業公司(年生產能力3.7~5.6噸),阿托克公司(約0.5噸)。南非供應西方所需鈀量的1/3,1981年產量29噸。
蘇聯的產量中,諾里爾斯克共生礦中90%,科拉半島共生諾蘭達銅公司從銅冶煉中回收少量。
許多國家都積極勘探和開發本國的鉑族金屬資源,但觀其資源及生產前景,今後世界鉑族金屬的供給仍然主要靠南非、蘇聯,其中南非主要產鉑,蘇聯主要是鈀。
中國鉑族金屬生產
中國在1965年以前僅從有色金屬冶煉的副產品中回收數量有限的鉑鈀。此後,中國建立,並擴大綜合回收鉑族金屬,其產量逐年增長。 砂鉑礦或含鉑族金屬的砂金礦用重選法富集可得精礦,鉑或鋨、銥的含量能達70%~90%,可直接精煉。
砂鉑礦資源日漸減少,且因近代有色金屬工業發展,50年代以來鉑族金屬主要從銅鎳硫化共生礦中提取,小部分從煉銅副產品中提取。銅鎳硫化共生礦在火法冶金時,精礦中所含的鉑族金屬90%以上可富集於銅鎳冰銅(鋶)中。再經轉爐吹煉富集成高冰鎳後,緩冷、研磨、浮懸和磁選分離,得含鉑族金屬的銅鎳合金。把這種合金硫化熔煉,細磨磁選,以分離銅鎳,產出含鉑族金屬更富的銅鎳合金。將此合金鑄成陽極,進行電解時,鉑族金屬進入陽極泥。陽極泥經酸處理後,就可得鉑族金屬精礦。採用羰基法從鎳精礦或銅鎳合金製取鎳時,鉑族留於羰化殘渣中,經硫酸處理或加壓浸出(見浸取)其他金屬後可得鉑族精礦。中國金川有色金屬公司將含鉑族的銅鎳合金,再次硫化熔煉和細磨、磁選得到富鉑的銅鎳合金,用鹽酸浸出分離鎳,用控制電位氯化法分離銅,然後提取鉑族金屬。
鉑族含量高的高冰鎳(如南非的原料),直接用氧壓下硫酸浸出,或氯化冶金分離其他金屬後獲得鉑族精礦。鉑族精礦可直接溶解、分離、提純,或先將鋨、釕氧化揮發分離後,再分離、提純其他鉑族金屬(見鎳冶煉過程有價金屬的回收)。
在銅的火法冶金和電解精煉過程中,鉑族金屬和金銀一起進入陽極泥。用此種陽極泥煉出多爾銀(含少量金的粗銀),鉑族金屬富集於多爾銀中。鉑族金屬在火法煉鉛過程中進入粗鉛,可用灰吹法除鉛得多爾銀,鉑族便富集其中;如果粗鉛加鋅脫銀,鉑族金屬富集於銀鋅殼中,然後脫鋅得多爾銀。多樂銀電解精煉時,為了避免鈀損失於電解銀中,銀陽極的含金量常控制在小於4.5%,同時控制金鈀比等於或大於10。若部分鈀和少量鉑進入硝酸銀電解液,可用活性炭吸附,或用「黃葯」選擇性沉澱加以回收。通常在電解銀時,鉑族金屬富集於銀陽極泥中。如鉑族金屬含量較高,可先用王水溶解陽極泥,然後分別回收;如含量較低,常用硫酸溶解除銀,殘渣鑄成粗金電極,然後電解提金;鉑、鈀富集於電解母液中,用草酸沉澱金後,用甲酸鈉沉澱鉑和鈀加以回收;富集於金陽極泥中的其他鉑族金屬可再分離。 鉑族金屬的提取和精製流程因原料成分、含量的不同而異,典型流程見圖。將鉑族金屬精礦或含鉑族金屬的陽極泥用王水溶解,鈀、鉑、金均進入溶液。用鹽酸處理以破壞亞硝醯化合物(趕硝),然後加硫酸亞鐵沉澱出金。加氯化銨,鉑呈氯鉑酸銨【(NH4)2PtCl6】沉澱出,煅燒氯鉑酸銨可得含鉑99.5%以上的海綿鉑。分離鉑後的濾液,加入過量的氫氧化銨,再用鹽酸酸化,沉澱出二氯二氨絡亞鈀【Pd(NH3)2Cl2】形式的鈀,再在氫氣中加熱煅燒可得純度達99.7%以上的海綿鈀。
經上述王水處理後的不溶物與碳酸鈉、硼砂、密陀僧(PbO)和焦炭共熔,得貴鉛。用灰吹法除去大部分鉛,再用硝酸溶解銀和殘留的鉛,銠、銥、鋨、釕富集於殘渣中。將此殘渣與硫酸氫鈉熔融,銠轉化為可溶性的硫酸鹽,用水浸出,加氫氧化鈉沉出氫氧化銠,再用鹽酸溶解,得氯銠酸。溶液提純後,加入氯化銨,濃縮、結晶出氯銠酸銨【(NH4)3RhCl6】。在氫氣中煅燒,可得海綿銠。
在硫酸氫鈉熔融時,銥、鋨、釕不反應,仍留於水浸殘渣中。將殘渣與過氧化鈉和苛性鈉一起熔融,用水浸出;向浸出液中通入氯氣並蒸餾,釕和鋨以氧化物形式蒸出。用乙醇-鹽酸溶液吸收,將吸收液再加熱蒸餾,並用鹼液吸收得鋨酸鈉。在吸收液中加氯化銨,則鋨以銨鹽形式沉澱,在氫氣中煅燒,可得鋨粉。在蒸出鋨的殘液中加氯化銨,可得釕的銨鹽,再在氫氣中煅燒,可得釕粉。
浸出釕和鋨後的殘渣主要為氧化銥(IrO2),用王水溶解,加氯化銨沉出粗氯銥酸銨【(NH4)2IrCl6】,經精製,在氫氣中煅燒,可得銥粉。
將鉑族金屬粉末用粉末冶金法或通過高頻感應電爐熔化可製得金屬錠。
用溶劑萃取法分離提純鉑族金屬的工藝得到應用,常用的萃取劑有磷酸三丁酯(TBP)、三烷基氧膦(TRPO)、二丁基卡必醇(DBC)、烷基亞碸等。
製取高純鉑族金屬 一般將金屬溶解後,經反復提純,精製方法有載體氧化水解、離子交換、溶劑萃取和重復沉澱等,然後再以銨鹽沉出,經煅燒可得相應的高純金屬。 鉑族金屬和合金有很多重要的工業用途。過去主要是製造蒸餾釜以濃縮鉛室法製得稀硫酸,也曾用鉑銥合金製造標準的米尺和砝碼。在19世紀中葉,俄國曾製造鉑銥合金幣在市場上流通。早年在照相術上採用「鉑黑印片術」,大量使用鉑鹽,印出的照片美觀而持久,一般已不用此法。
鉑族金屬及其合金的主要用途為製造催化劑。其活性、穩定性和選擇性都好,化學工業上的很多過程(如煉油工業中的鉑重整工藝)都使用鉑族催化劑。氨氧化制硝酸時,使用鉑銠合金網作催化劑。
在鉑銠網下增加金鈀捕集網以減少鉑、銠的損失。鈀是化學工業中加氫的催化劑。此外消除汽車排氣污染的催化劑用量增長極快。在美國用於汽車排氣凈化的鉑,1978年為60萬金衡盎司(1金衡盎司=31.1035克),占總消費量的51.3%,1979年為66萬金衡盎司,佔66%。
鉑銠合金對熔融的玻璃具有特別的抗蝕性,可用於製造生產玻璃纖維的坩堝。生產優質光學玻璃時,為防止熔融的玻璃被玷污,也必須使用鉑制坩堝和器皿。1968年國際實用溫標規定,在630.74~1064.43℃范圍內的測溫標准儀器是 Pt-10Rh/Pt熱電偶。用於測量13.81~903.89K溫域的標准儀器是鉑電阻溫度計,其電阻器必須是無應變退火後的純鉑絲,100℃時的電阻比(R100/R0)應大於1.39250。
鉑銥、 鉑銠、 鉑鈀合金有很高的抗電弧燒損能力,被用作電接點合金,這是鉑的主要用途之一。鉑銥合金和鉑釕合金用於製造航空發動機的火花塞接點。
鉑的化學性質穩定,純鉑、鉑銠合金或鉑銥合金製造的實驗室器皿如坩堝、電極、電阻絲等是化學實驗室的必備物。鉑鈷合金是一種可加工的磁能積(即電磁能密度)高的硬磁材料。鉑和鉑合金廣泛用於製造各種首飾特別是鑲鑽石的戒指、表殼和飾針。鉑或鈀的合金也可作牙科材料。
鉑、鈀和銠可作電鍍層,常用於電子工業和首飾加工中。銀和鉑表面鍍銠,可增強表面的光澤和耐磨性。
塗釕和鉑的鈦陽極代替了電解槽中的石墨陽極,提高了電解效率,並延長電極壽命,是氯鹼工業中一項重要的技術改進,為釕在工業上使用開辟了新途徑。鋨銥合金可製造筆尖和唱針。鈀合金還用於製造氫氣凈化材料和高溫釺焊焊料等。在化學工業中還使用包鉑設備。 鉑族金屬主要生產國的產量見表2。鉑族金屬價格波動很大,總的趨勢是上漲(表3)。在各部門消耗鉑和鈀的情況,以美國為例,見表4。
❺ 如何從鍍黃金廢料中提取黃金
從廢料中回收金的簡易方法 本技術屬於環境保護固體廢物資源化領域。 本技術提供了一種從電路板邊料、廢料和其它鍍金廢料中提取金的簡易方法,直接用濃度5~95%的硝酸或濃度5~50%三氧化鐵作退金液退金,分離後用濃度15~37%鹽酸與3~50%的過氧化氫按1~5∶1比例配成的溶金液溶金,然後還原提純,工藝簡單,費用低廉,污染減少,有良好的經濟效益和環境效益。
❻ 粗金提純
從氰化含金廢水中回收金的吸附裝置氰化貴液碳纖維電積提金槽 滲濾氰化提金的快速浸出附加裝置 黃金難選原生礦直接焙燒提金工藝 一種從難浸金、銀精礦中提出金、銀的方法 一種從含金銀物料中分析金、銀量的方法 一種粗金提純的方法 一種難選冶金精礦的生物提金方法及專用設備 提高含硫銅鉛金銀礦中銀回收率的方法 從貧金液、廢金液中提取金的液膜及工藝 一種粗金或合金快速溶解及提純方法 含砷等難處理金精礦的預處理方法 兩段細菌氧化提金方法 一種以氰化提金廢渣再提金的工藝方法 由電解含金萃取有機相制備高純金的方法 從浮選金精礦焙砂廢礦漿中回收金的方法 從含金物中無氰浸提金的方法 從鐵礦中綜合回收金的方法 含金氯化液還原製取金的方法 一種復用氰化浸金貧液的提金工藝 一種從金銀礦物中氰化提取金銀的方法 從載金炭上解吸電解金的工藝方法 含砷含硫難浸金礦的強化鹼浸提金工藝 控溫摻氧式燃氣熱解爐分解原生金礦--氰化法提金工藝 [C44-025]從難處理金精礦中提取金的方法 [C44-026]混合助浸劑氰化浸金技術 [C44-027]用於含金銅鋅礦石氰化提金的制劑 [C44-028]含金礦粉氰化提金添加劑 [C44-029]用於提純金的配方及其快速濕法金提純方法 [C44-030]一種濕法精煉高純金的新工藝 [C44-031]濕法協同氧化氰化浸出提金工藝新型助劑 [C44-032]從鉛陽極泥提取金、銀及回收銻、鉍、銅、鉛的方法 [C44-033]使用帶胍官能物的萃取劑回收金的方法 [C44-034]從金銅礦中提取銅鐵金銀硫的方法 [C44-035]氨氧化爐廢料回收鉑金的方法 [C44-036]從鹼性氰化液中萃取金的方法 [C44-037]氰化浸出中用混合氧化劑提取金的方法 [C44-038]一種無氰解吸提金方法 [C44-039]從難浸硫化物礦石、碳質礦石中提金的預處理方法及其專用設備 [C44-040]從難浸礦石中提取金的方法 [C44-041]難浸獨立銀礦浮選銀精礦提取銀和金的方法 [C44-042]一種水氯法硫酸燒渣提金新工藝 [C44-043]一種浸出液提金工藝 [C44-044]無汞煉金方法及設備 [C44-045]一種從廢料中回收金的簡易方法 [C44-046]從鉛陽極泥中回收銀、金、銻、銅、鉛的方法 [C44-047]從鉛陽極泥中回收銀、金、銻、銅、鉛的方法2 [C44-048]一種從含金的氰碴中提取金精礦的生產工藝 [C44-049]一種尾礦漿中金的回收方法 [C44-050]無氰電鑄K金製品的電鑄液 [C44-051]用溴酸鹽和加合溴提取金的方法 [C44-052]無氰電鑄K金製品的方法 [C44-053]高壓釜內快速氰化提金方法 [C44-054]金泥全濕法金、銀分離新工藝 [C44-055]首飾用金提純方法 [C44-056]從硫化物銅礦中浸提回收銅、銀、金、鉛、鐵、硫的方法及設備 [C44-057]回收低濃度金的方法 [C44-058]邊磨邊浸--液膜萃取提金工藝方法及其設備 [C44-059]一種乳化液膜法提金及回收氰化鈉工藝 [C44-060]從廢催化劑回收金和鈀的方法及液體輸送閥 [C44-061]用石硫合劑提取金、銀的方法 [C44-062]低壓熱酸浸聚氨酯泡沫提金法 [C44-063]萃取分離金和鈀的萃取劑及其應用 [C44-064]從金礦尾礦庫溢流水中回收金的方法 [C44-065]從銅陽極泥中回收金鉑鈀和碲 [C44-066]一種無毒提金工藝方法 [C44-067]氰化貴液用鋼棉直接電解提金工藝 [C44-068]一種焊錫陽極泥硝酸渣提取銀和金的方法 [C44-069]一種從重砂中回收細粒金的方法 [C44-070]金、銀分離方法 [C44-071]一種提煉金屬金的方法 [C44-072]從難處理金礦中回收金、銀 [C44-073]載氯體氯化法浸提金和銀 [C44-074]氨法分離金泥中的金銀 [C44-075]用復合萃取劑生產高純金的方法 [C44-076]一種尾礦漿中金的回收方法3 [C44-077]金的回收方法 [C44-078]催化氧化酸法預處理難冶煉金精礦 [C44-079]一種從銀陽極泥提金的新工藝 [C44-080]硫脲鐵浸法提金工業生產新工藝 [C44-081]酸浸聚氨酯泡沫提金法及裝置 [C44-082]從含金貧液中萃取金的方法 [C44-083]一種從含金王水中提取金的方法 [C44-084]從難熔含金含鐵硫化物精礦中回收黃金的工藝 [C44-085]從難熔含金含鐵的硫化物礦石中回收黃金 [C44-086]吸附、浮選回收金的方法 [C44-087]從含金含鐵硫化物礦當中回收黃金的工藝 [C44-088]高含量黃金樣品中金含量的快速測定法 [C44-089]鹼硫氧壓浸出提取金銀方法 [C44-090]提高焙燒-氰化浸金工藝中銀的回收率的技術方法 [C44-091]加鹽培燒一氰化法從含銅金精礦中綜合回收金,銀,銅 [C44-092]從廢炭中回收金的工藝 [C44-093]用巰基乙酸(鹽)和硫脲聯合浸提金、銀的方法 [C44-094]一種從含金尾礦砂中提取金精礦砂的選礦工藝 [C44-095]從脈金礦或精金礦的氰化浸出液或氰化礦漿中提取金的方法 [C44-096]自含砷難處理金礦中回收金銀和三硫化二砷的方法 [C44-097]銻、金冶煉工藝方法 [C44-098]低溫硫化焙燒—選礦法回收銅、金、銀 [C44-099]氰化金泥的全濕法精煉工藝 [C44-100]從金礦中綜合提取金、銀、銅的工藝過程 [C44-101]用巰基胺型螯合樹脂回收電鍍廢液中的金和鈀 [C44-102]從銅電解陽極泥中提取金、銀的萃取工藝
❼ 誰知道從電子垃圾提煉黃金的簡單方法
用王水嘛,一次成功!!!
❽ 金屬是從什麼或什麼中提煉出來的
黑色金屬礦產:可提煉鐵、錳、鉻、釩、鈦等。有色金屬礦產:可提煉銅、錫、鋅、鎳、鈷、鎢、鉬、汞等。貴金屬礦產:可提煉鉑、銠、金、銀等。稀有金屬礦產:可提煉鋰、鈹、稀土等。輕金屬礦產:可提煉鋁、鎂等。
(8)金鉑鎳鈦合金怎麼提純金鉑擴展閱讀
由兩種或兩種以上化學元素,且其中至少有一種是金屬元素所組成具有金屬特性的物質稱為合金。由兩種元素組成的合金統稱為「二元合金」,由三種以上元素組成的合金通稱為「多元合金」。合金的結構和性質,決定於組成合金的組分間相互作用的特性。
合金的晶體由不同類的原子組成,根據組成元素的相互作用不同,具有不同的晶體結構和性質。鎳鉻合金具有較高的電阻率和耐熱性(1000℃~1200℃),常用作電爐絲;鋁合金單位重量的強度高的接近於優質鋼;鈹青銅具有極高的硬度和強度,且有較好的彈性,抗腐蝕性強,可焊性和切削加工性良好,常用於製造特殊軸承、彈性元件、不發生火花的工具。由於合金的機械性、物理和化學性能往往優於純金屬,因此,工業上應用的金屬材料幾乎都是合金。
❾ 鉑鈀混合液用什麼方法可以提純出鉑金和鈀金,求一個操作方法
肯定要補差價鉑金比鈀金價格甩幾條街呢
鉑金(Platinum簡稱Pt)種形白色貴重金屬鉑金早公元前700類文明史閃耀眼光芒類使用鉑金2000歷史直認高貴金屬
純凈性
鉑金產品欣賞 (18張)
鉑金首飾純度非高鉑金首飾純度通都高達90%-95%見鉑金首飾純度Pt900Pt950根據家規定鉑金含量850‰及首飾才能稱鉑金首飾鉑金首飾純度極高使皮膚敏鉑金白色光澤純凈賦予鉑金首飾獨特外觀即使每佩戴鉑金始終留純凈初純白光澤
稀性
鉑金比黃金稀三十倍全球極少數才采世界所鉑金倒入奧運標准泳池內深度都足覆蓋腳背黃金至少填滿三泳池3克僅相於枚較鉑金戒指重量提取些鉑金約需要8周間量精力
其金太福家珠寶研發、設計、批發、銷售體香港陸事鑽石網路銷售商家家實體店與網路店相結合O2O銷售模式金太福鑽石追求簡約、尚打造富東文化藝術色彩珠寶讓情都能擁獨二丘比特鑽飾見證永恆情
鈀金鉑族員元素符號Pd外觀與鉑金相似呈銀白色金屬光澤色澤鮮明比重12輕於鉑金延展性強熔點1555℃硬度4-4.5比鉑金稍硬化性質較穩定溶於機酸、冷硫酸或鹽酸溶於硝酸王水態易氧化失光澤
鈀(Palladium):元素符號Pd鉑族元素1803由英化
鈀金
家沃拉斯頓離鉑金發現與鉑金相似具絕佳特性態空氣氧化失光澤種異珍稀貴金屬資源
礦物類鉑族元素礦物屬自鉑亞族包括銥、銠、鈀鉑自元素礦物彼間廣泛存類質同象置換現象形系列類質同象混合晶體由鉑族元素礦物熔煉金屬鈀、銠、銥、鉑等
鉑系金屬——金屬貴族家
鈀1803英化家、物理家沃拉斯頓首先粗鉑功離於鈀始擁屬於自姓名Palladium名字源於1802新發現太陽行星Pallas-Athena顆紀念古希臘神智慧及工藝神雅典娜行星
鈀金密度1立厘米12.023克態易氧化失光澤溫度400℃左右表面產氧化物溫度升至900℃恢復光澤鈀比鉑便宜首飾業界拿單獨使用或作金、銀、鉑合金組部份參入些釕增加其硬度市場見金鈀K金鉑、鈀合金規格標示Pd1000、Pd950、Pd900[1]
鈀金世界稀貴金屬2008鈀金世界總產量與鉑金
鈀金
相近及黃金總產量8%(數據源:2009鉑鈀鑒 ) 鈀金與鉑金、黃金、銀同際貴金屬現貨、期貨交易品種且歷史曾度比鉑金價格高鈀金種再稀缺資源隨著斷采市場需求提高其未價值逐漸體現
沒有意義
建議自己下去查查資料
❿ 純凈金屬制備技術的發展歷史
主要看第二個~
金屬材料發展歷史回顧
石器時代(公元五千年前)→青銅器時代(公元一千二百年前)→鐵器時代
三星堆博物館(Sanxingi Museum)位於全國重點文物保護單位三星堆遺址東北角,地處歷史文化名城四川省廣漢市城西鴨子河畔,南距成都38公里,北距德陽26公里,是我國一座大型現代化的專題性遺址博物館。博物館於1992年8月奠基,1997年10月正式開放。
發掘歷程
1.初始時期(1929年-1934年)
1929年在三星堆遺址真武村燕家院子發現玉石器坑,出土玉石器三、四百件。
1931年英國神父董宜篤四處奔走,使1929年出土的玉石器大部分歸華西大學博物館。
1932年華西大學博物館館長葛維漢提出在廣漢進行考古發掘的構想並獲四川省政府教育廳的批准。
1934年3月1日葛維漢、林名均抵達廣漢。
3月葛維漢、林名均等在真武村燕家院子附近清理玉石器坑, 並在燕家院子東、西兩側開探溝試掘。
2.初步調查與發掘(1951年-1963年)
1951年四川省博物館王家佑、江甸潮等調查三星堆、月亮灣,首次發現大 片古遺址。
1958年四川大學歷史系考古教研組再次調查三星堆遺址。
1963年四川省博物館和四川大學歷史系聯合發掘三星堆遺址。由著名考古學家、四川省博物館館長、四川大學歷史系教授馮漢驥主持。
3.兩坑的發掘及古城再現(1980年-2005年)
1980年~1981年四川省文物管理委員會與廣漢縣聯合首次發掘三星堆遺址,揭露出大面積的房屋基址。
1982年 11月~83年1月第二次發掘 三星堆遺址,首次在三星堆遺址發現陶窯。
1984年 3月~12月第三次發掘三星堆遺址,在西泉坎發掘出龍山時代至西周早期的文化堆積,確定了三星堆遺址的年代上、下限。
1984年12月~1985年10月 第四次發掘三星堆遺址,發現三星堆土埂為人工夯築,首次提出三星堆遺址是蜀國都城的看法。
1986年3月~5月四川省文物管理委員會、四川省文物考古研究所、四川大學歷史系與廣漢縣聯合,第五次發掘三星堆遺址,發掘面積1200平方公尺,發現大量灰坑和房屋遺跡『將三星堆遺址的代上限推至距今 5,000年前。
1986年7月18日當地磚廠在第二發掘區取土時發現祭祀坑,挖出玉石器。第六次發掘三星堆遺址。
1986年7月18日四川省文物管理委員會、四川省文物考古研究所與廣漢縣聯合發掘祭祀坑,編號為一號祭祀坑。出土銅、金、玉、琥珀、石、 陶等器物共420件,象牙13根。
8月14日距一號祭祀坑東南約30公尺處發現二號祭祀坑。
8月20日發掘清理二號祭祀坑,出土銅、金、玉、石等珍貴文物1302件(包括殘件和殘片中可識別出的個體),象牙67根,海貝約4600枚。
1988年10月第七次發掘三星堆遺址,對三星堆土埂進行試掘,確定土 埂為內城牆的南牆。~1989年1月
1990年1月~5月 第八次聯合發掘三星堆遺址,在東城牆發現土坯,首次了解三星堆古城城牆的結構、夯築方法和年代。
3月舉行三星堆遺址祭祀坑出土銅樹修復方案論證會,並對銅樹進行預合。
1991年12月四川省文物管理委員會、四川省文物考古研究所第九次聯合發
~1992年5月發掘三星堆遺址,將西城牆進行試掘並得到確認。
1994年11月四川省文物管理委員會、四川省文物考古研究所第十次發掘三星堆遺址,調查發現了三星堆遺址南城牆,並進行了試掘。
1996年10月中日合作對三星堆遺址進行環境考古工作,主要項目有磁場
~11月 雷達探測、紅外遙感探測與攝影、衛星圖像解析、微地形調查、炭素年代測定、花粉分析、硅質體分析、硅藻分析等。
1997年11月四川省文物管理委員會、四川省文物考古研究所第十一次發掘三星堆遺址,對三星堆遺址仁勝磚廠墓地進行發掘。共發現墓葬28座,發現了大量玉石器,其中具有良渚文化風格的"玉錐形器"的發現,引起研究者對三星堆玉石器的文化淵源關系進行重新思考。
1999年1月~四川省文物管理委員會、四川省文物考古研究所第十二次發掘三星堆遺址,對三星堆遺址月亮灣城牆進行發掘,在城牆下發現大量龍山至商代早期的文化堆積,同時城牆又被殷墟時期的堆積疊壓疊壓,從而可以確定月亮灣內城牆的年代為殷墟早期。
2000年12月~2001年7月四川省文物管理委員會、四川省文物考古研究所 第十三次發掘三星堆遺址。在燕家院子發現大量三星堆第四期的文化堆積,使人們對三星堆遺址第四期的文化面貌和年代下限有較為清楚的認識。
2005年3月四川省文物管理委員會、四川省文物考古研究院第十四次發掘三星遺址。在青關山發現大型夯土建築台基。
後續整理工作(2005年至今)
目前,三星堆遺址考古工作站正在全力以赴地整理三星堆遺址綜合報告,
此項工作預計2008年初結束。
問題:能把"賤金屬"變成"貴金屬"嗎?
金與銀出現,色澤美麗和稀少而稱為"貴金屬",其它金屬則相應地被稱為"賤金屬"
煉金術,希望用某種工藝把賤金屬轉變為貴金屬,客觀上起到了促進材料科學發展的作用,在隨後一千多年的時間里,使人類積累了一定的材料制備方面的經驗,這對十九世紀以後材料科學的形成與發展奠定了基礎。
幾個著名的"煉金術士"摩耳、玻意耳、牛頓。
1711年英國出現了高六米,邊長二點五米見方的高爐,日產鐵六噸。1856年英國人亨利•貝賽爾首先用鐵煉成了鋼 。
煉金術偏重於實際操作,在這方面的技術也的確造福於後代子孫,現代化學中使用的很多設備和技術是由此發展的,制葯技術中的一些精煉技術、凈水技術、合成橡膠和一些現代材料的製造都與其密切相關。
十九世紀末到二十世紀中葉
低合金高強度鋼→超高強度鋼→合金工具鋼→高速鋼
不銹鋼→耐熱鋼→耐磨鋼→電工用鋼
鋁合金→銅合金→鈦合金→鎢合金→鉬合金
金屬材料依然在材料家族中佔有統治地位
主要優勢:
1、金屬材料的力學性能全面,可靠性高,使用安全;
2、具有良好的溫度使用范圍;良好的工藝性能;
3、儲量豐富,適合大規模應用
鋼鐵材料
自工業革命以來,鋼鐵一直是人類使用的最重要的材料,是國家工業化的基礎,鋼鐵的生產能力是一個國家綜合實力的重要標志。目前世界鋼鐵產量仍然在逐年增長。
中國鋼鐵工業協會秘書長戚向東說:在2005年鋼鐵行業還是要把嚴格控制固定資產的投資作為一項首要的任務,同時進一步提高鋼鐵行業運行的質量和效益。
鋼鐵工業發展的趨勢
產品結構在變化:板材、管材、帶材等高附加值產品的比重大幅增長
產業集中度進一步提高:產鋼500萬噸以上的企業由13家增加到15家,佔全國鋼產量的45%
主要應用領域:作為工業中最重要的材料,在未來很長的一段時期內,鋼鐵材料的主導地位仍將難以動搖。
電力系統:工業鍋爐、熱交換管道、大型轉子和葉輪等
汽車工業:主要結構件、車床與機械工業
鐵路與橋梁、船舶與海上鑽井平台、兵器工業:坦克、大炮、槍械
石油開采機械及輸油管道、化工壓力容器、建築鋼筋和構架、
有色金屬材料
有色金屬材料是金屬材料中的重要一員,雖然其產量只是鋼鐵材料的6%,然而它卻以其獨有的性能有時佔有不可替代的作用。
鋁合金:最重要的輕金屬合金,具有低密度(2.7g/cm3)、抗大氣腐蝕、良好的導電性、高比強度和良好的加工性。是航空工業及多種工業領域中的重要結構材料。
鈦合金:密度小(4.5g/cm3)、強度高、耐高溫和腐蝕,在航空航天及其它工業領域有重要用途。
鎂合金:密度僅有1.7g/cm3,比強度高,減振能力強,在航空航天領域有重要作用。
鈹合金:密度1.8g/cm3,比剛度很高,尺寸穩定,慣性低,用於慣性導航和航天低重量剛性件,比熱大,可用於散熱片和飛行器頭部;中子反射截面高,用於原子能反應堆反射層等。
銅合金:用於機械、儀表、電機、軸承、汽車等工業。
鋅合金:用於電池鋅板,照相和膠印製版,模具和儀表零件。
鎳合金:工作溫度可達1050℃,用於航空、火箭發動機和反應堆中的高溫部件。
錳合金:減振性好,用於潛艇螺旋漿、鑽桿等。
鉛合金、錫合金:用於保險絲、熔斷器、焊料等
鎢合金:熔點高3407℃、密度大(19.3g/cm3),可用於大威力穿甲彈等。
鉬合金:熔點2610℃、在1100-1650℃下有較高的比強度。
鈮合金:熔點2477℃,用於飛機和宇宙飛船推進系統中的高溫材料。
金、銀、鉑、鈀、銠、銥等:具有良好的化學惰性、艷麗的色澤、長期不褪色,可做裝飾品、電子線路引線、精密電阻、熱電偶等。
金屬學的發展歷史
金屬材料在人類社會中的使用歷史雖然很長,然而,在相當長的一段時間內關於金屬材料方面的相關技術都只是停留在手工藝階段,而對掌握相關技術的人也只能稱為工匠,其原因在於其所掌握的只是經驗而沒有對金屬材料本質的理解。
1861年,英國人肖比首先使用光學顯微鏡研究了金屬的顯微結構,對金屬的組織結構有了初步的了解,從而開創了一門新的學科--金相學。
1905年X射線用於金屬研究,發現了金屬原子排列的規律性。
金屬學誕生
人類對金屬內部微觀結構的認識又深入了一步,發現了許多科學規律,解釋了大量過去不理解的現象。
電子顯微鏡的出現使人們能夠更加細致地了解金屬內部的結構,對其微觀世界的認識又前進了一大步。
近20年來,各種電子顯微分析設備不斷被研製成功,人們已經可以看到原子在材料中的排列,這一切都使金屬材料的研究進入了一個嶄新的階段。
不斷開拓新的功能:高溫合金、鈦合金、金屬間化合物、阻尼合金、超導合金、形狀記憶合金、儲氫合金、納米金屬材料、非晶態金屬材料。
非晶態金屬
1960年美國加洲大學Duwez小組用快冷技術首次獲得了非晶態合金(Amorphous alloys) Au70Si30,發現非晶態合金具有很多常規合金不可比擬的優越性。
強度最高、韌性最好、最耐腐蝕、最易磁化
非晶的結構:晶體和非晶體都是真實的固體。晶體是長程有序,在晶體中原子的平衡位置為一個平移的周期陣列。非晶體是長程無序,短程有序,原子排列無周期性,又稱金屬玻璃。
玻璃化轉變動力學性質和冷卻速度有關,冷卻速度提高,玻璃轉變溫度降低。
要使原子凍結成保持非晶固體的位移,必須滿足原子弛豫時間(t)大於實驗冷卻時間。
相對於處於能量最低的熱力學平衡態的晶體相來說,非晶態固體是處於亞穩態。
金屬玻璃一旦形成,就能保持實際上無限長的時間。
結晶的基本過程:形核、長大
C曲線中開始結晶時間的長短決定了生成物的狀態
兩個方向:降低臨界冷卻速度、發展快速冷卻技術。
非晶的結構特點:
(1)非晶態是一種亞穩態,是在特定條件下形成的,因此在一定條件下將向晶態轉變,在向晶態轉變的過程中形核率高,因此可以得到十分細小的晶體,在許多條件下還可以 形成一些過度結構。
(2)非晶態合金中沒有位錯,沒有相界和晶界,沒有第二相,因此可以說是無晶體缺陷的固體。
(3)原則上可以得到任意成分的確均質合金相,因此大大開闊了合金材料的范圍,並且可以獲得晶態合金所不能得到的優越性能。
非晶合金的性能:
(1)特殊的物理性能:優異的磁學性能是許多非晶態合金的突出特點,具有軟磁性能的合金很容易磁化,一些非晶態永磁合金經過部分晶化後,性能還有大幅度的提高。非晶合金還有較高的電阻率,密度比晶體合金低1-2%,原子的擴散系數大一個數量級,熱膨脹系數為晶體的一半左右
(2)優良的耐腐蝕性能:由於其結構更加均勻,使腐蝕過程中不易形成微電池,因而具有更強的抗腐蝕能力。例如,在FeCl3溶液中,鋼完全不耐腐蝕,而Fe-Cr非晶合金基本不腐蝕,在H2SO4中,Fe-Cr非晶的腐蝕率是不銹鋼的千分之一。其中Cr的主要作用是形成富Cr的鈍化膜。
(3)優異的力學性能:非晶合金中原子之間的鍵合比一般的晶體中的鍵強,而且無位錯等晶體缺陷,因此具有極高的強度。例如,4340超強度鋼的斷裂強度為1.6GPa,而非晶Fe80B20合金為3.63GPa,Fe60Cr6Mo6B28則達到4.5GPa。在具有高強度的同時,非晶態合金還有良好的韌性和良好的延展性,較高的硬度和耐磨性。
非晶的應用
新一代變壓器鐵芯,不僅易磁化、矯頑力低,且有很高的電阻,可以大為降低渦流,如Fe81B13.5Si3.5C2和Fe82B10Si8等鐵基軟磁材料的磁損是常用硅鋼片的1/3-1/5,能耗可以因此降低2/3,此外還可做磁記錄裝置、記憶元件材料等。
由於製造大塊非晶困難,因此其應用也受到限制,但可作為復合材料的增強體,高強度、抗海水腐蝕的銅基非晶合金可作為製造潛水艇的材料,某些鐵基非晶合金可作為快中子反應堆的化學過濾器。
高純金屬是現代許多高、新技術的綜合產物,雖然20 世紀30 年代便已出現「高純物質」這一名稱,但把高純金屬的研究和生產提高到重要日程,是在二次世界大戰後,首先是原子能研究需要一系列高純金屬,而後隨著半導體技術、宇航、無線電電子學等的發展,對金屬純度要求越來越高,大大促進了高純金屬生產的發展。
純度對金屬有著三方面的意義。第一,金屬的一些性質和純度關系密切。純鐵質軟,含雜質的鑄鐵才是堅硬的。另一方面,雜質又是非常有害的,大多數金屬因含雜質而發脆,對於半導體,極微量的雜質就會引起材料性能非常明顯的變化。鍺、硅甲含有微量的m 、V 族元素、重金屬、鹼金屬等有害雜質,可使半導體器件的電性能受到嚴重影響。第二,純度研究有助闡明金屬材料的結構敏感性、雜質對缺陷的影響等因素,並由此為開發預先給定材料性質的新材料設計創造條件。第三,隨著金屬純度的不斷提高,將進一步揭示出金屬的潛在性能,如普通金屬被是所有金屬中最脆的金屬。而在高純時被便出現低溫塑性,超高純時更具有高溫超塑性。超高純金屬的潛在性能的發現,有可能開闊新的應用領域,在材料學方面打開新的突破口,為高技術的延伸鋪平道路。
金屬的純度是相對於雜質而言的,廣義上雜質包括化學雜質(元素)和物理雜質(晶體缺陷)。但是,只有當金屬純度極高時,物理雜質的概念才是有意義的,因此生產上一般仍以化學雜質的含量作為評價金屬純度的標准,即以主金屬減去雜質總含量的百分數表示,常用N ( nine的第一字母)代表。如99.9999 %寫為6N , 99.99999 %寫為7N 。此外,半導體材料還用載流子濃度和低溫遷移率表示純度。金屬用剩餘電阻率RRR和純度級R表示純度。國際上關於純度的定義尚無統一標准。一般講,理論的純金屬應是純凈完全不含雜質的,並有恆定的熔點和晶體結構。但技術上任何金屬都達不到不含雜質的絕對純度,故純金屬只有相對含義,它只是表明目前技術上能達到的標准。隨著提純水平的提高,金屬的純度在不斷提高。例如,過去高純金屬的雜質為10-6級(百萬分之幾),而超純半導體材料的雜質達10一9 級(十億分之幾),並逐步發展到10 一12 級(一萬億分之幾)。同時各個金屬的提純難度不盡相同,如半導體材料中稱9N 以上為高純,而難熔金屬鎢等達6N 已屬超高純。
高純金屬製取通常分兩個步驟進行,即純化(初步提純),和超純化(最終提純)。生產法大致分為化學提純和物理提姓兩類。為獲高純金屬,有效除去難以分離的雜質,往往需要將化學提純和物理提純配合使用,即在物理提純的同時,還進行化學提純,如硅在無坩堝區熔融時可用氫作保護氣,如果在氫氣中加入少量水蒸氣,則水與硅中的硼起化學反應,可除去物理提純不能除去的硼。又如採用真空燒結法提純高熔點金屬鉭、鈮等時,為了脫碳,有時需要配人比化學計量稍過量的氧,或為脫氧配人一定數量的碳,這種方法又稱為化學物理提純。
一、化學提純
化學提純是製取高純金屬的基礎。金屬中的雜質主要靠化學方法清除,除直接用化學方法獲得高純金屬外,常常是把被提純金屬先製成中間化合物(氧化物、鹵化物等), 通過對中間化合物的蒸餾、精餾、吸附、絡合、結晶、歧化、氧化、還原等方法將化合物提純到很高純度,然後再還原成金屬,如鍺、硅選擇四氯化鍺、三氧氫硅、硅烷( SiH4)作為中間化合物,經提純後再還原成鍺和硅。化學提純方法很多,常用的列於表一
表一:常用化學提純方法
二、物理提純
物理提純主要利用蒸發、凝固、結晶、擴散、電遷移等物理過程除去雜質。物理提純方法主要有真空蒸餾、真空脫氣、區域熔煉、單晶法(參見半導體材料章)、電磁場提純等,此外還有空間無重力熔煉提純方法。
物理提純時,真空條件非常重要。高純金屬精煉提純一般都要在高真空和超高真空(10一6 一10-8Pa )中進行,真空對冶金過程的重要作用主要是:① 為有氣態生成物的冶金反應創造有利的化學熱力學和動力學條件,從而使在常壓下難以從主金屬中分離出雜質的冶金過程在真空條件下得以實現;② 降低氣體雜質及易揮發性雜質在金屬中的溶解度,相應降低其在主金屬中的含量;③ 降低金屬或雜質揮發所需溫度,提高金屬與雜質問的分離系數;④ 減輕或避免金屬或其他反應劑與空氣的作用,避免氣相雜質對金屬或合金的。污染。因此許多提純方法,如真空熔煉(真空感應熔煉、真空電弧熔煉、真空電子束熔煉)、真空蒸餾、真空脫氣等必須在真空條件下進行。
1 .真空蒸餾
真空蒸餾是在真空條件下,利用主金屬和雜質從同一溫度下蒸氣壓和蒸發速度的不同,控制適當的溫度,使某種物質選擇性地揮發和選擇性地冷凝來使金屬純化的方法,這種方法以前主要用來提純某些低沸點的金屬(或化合物),如鋅、鈣、鎂、鎵、硅、鋰、硒、碲等,隨著真空和超高真空技術的發展,特別是冶金高溫高真空技術的發展,真空蒸餾也用於稀有金屬和熔點較高的金屬如鈹、鉻、釔、釩、鐵、鎳、鈷等的提純。
蒸餾的主要過程是蒸發和冷凝,在一定溫度下,物質都有一定的飽和蒸氣壓,當氣壓中物質分壓低於它在該溫度下的飽和蒸,氣壓的蒸氣壓時,該物質便不斷蒸發。蒸發的條件是不斷供給被蒸發物質熱量,並排出產生的氣體;冷凝是蒸發的逆過程,氣態物質的飽和蒸氣壓隨溫度下降而降低,當氣態組分的分壓大於它在冷凝溫度下的飽和蒸氣壓時,這種物質便冷凝成液相(或固相),為使冷凝過程進行到底,必須及時排出冷凝放出的熱量。影響真空蒸餾提純效果的主要因素是:① 各組分的蒸氣分壓,分壓差越大,分離效果越好;② 蒸發和冷凝的溫度和動力學條件,一般溫度降低可增大金屬與雜質蒸氣壓的差距,提高分離效果;③ 待提純金屬的成分,原金屬中雜質含量越低,分離效果越好;④ 金屬和蒸發和冷凝材料間的作用,要求蒸發冷凝材料本身有最低的飽和蒸氣壓;⑤ 金屬殘余氣體的相互作用;⑥ 蒸餾裝置的結構;⑦ 真空蒸餾有增鍋式和弟增鍋式兩種,無增鍋蒸餾一般通過電磁場作用將金屬熔體懸浮起來(見圖一 ) ,有關蒸餾工藝請參見上述元素的精製過程。
圖一: 無坩堝蒸餾裝置
1—紿料機構;2—待提純金屬;3—擋板;4—陰極;5—冷凝器;
6—遮熱板;7—金屬收集器;8—真空;9—抽真空裝置
2 .真空脫氣
真空脫氣是指在真空條件下脫除金屬中氣體雜質的過程。實際上是降低氣體雜質在金屬中的溶解度。根據西韋茨定律,恆溫下雙原子氣體在金屬中的溶解度和氣體分壓的平方根成正比。因此提高系統的真空度,便相當於降低氣體的分壓,亦即能降低氣體在金屬中的溶解度,而超過溶解度的部分氣體雜質便會從金屬中逸出而脫除。以擔粉真空熱處理為例,在高真空(2.5 一6μPa)條件下,擔的水分在100 一200℃ 急劇揮發,600 - 700℃ 氫化物分解逸出,鹼金屬及其化合物在1100 一1600℃ 溫度下揮發,大部分鐵、鎳、鉻等以低熔點氧化物形態揮發,2300℃ 時氮揮發逸出,對比氫、氮對金屬親和勢大的氧,則以加碳脫氧(「C] +「O] = CO↑)和以上雜質金屬低價氧化物MeON 的方式除去。真空脫氣廣泛用於高熔點金屬鎢、鉬、釩、鈮、鉭、錸等的純化。
3 .區域熔煉
區域熔煉是一種深度提純金屬的方法,其實質是通過局部加熱狹長料錠形成一個狹窄的熔融區,並移動加熱使此狹窄熔融區按一定方向沿料錠緩慢移動,利用雜質在固相與液相同平衡濃度差異,在反復熔化和凝固的過程中,雜質便偏析到固相或液相中而得以除去或重新分布;熔區一般採用電阻加熱,感應加熱或電子束加熱,下圖為鍺區域熔煉示意圖。
圖二:鍺的區域熔煉提純示意圖
區域熔煉廣泛用於半導體材料煌高熔點金屬鎢、鉬、鉭、鈮的提純,更用於高純鋁、鎵、銻、銅、鐵、銀等金屬的提純。對含雜質約1x10-3 %的鍺,在區域提純6 次後,高純鍺部分的雜質濃度可降到1x 10一8 %。鎢單晶經5 次區熔後可由40 提高到2000。
4 .電遷移提純
電遷移是指金屬和雜質離於在電場的作用下往一定方向遷移或擴散速度的差別來達到分離雜質的目的。是新近發展起來的用於深度提純金屬的方法,其特點是分離間隙雜質(特別是氧、氮、碳等)的效果好,但目前僅應用於小量金屬的提純。將其和其他提純方法結合使用,可獲超高純度的金屬。
將棒狀樣品通過流電,母體金屬和雜質離子便向一定方向移動,這時離子的漂移速度為:V = UF
式中,V 為離子漂移速度;U 為離子遷移率;F 為作用於離子的外力,它由電場作用力。和導電電子散射作用於離子的力組成。這些作用力和離子有效電荷數有關。依母體離子和雜質離子的電荷數不同租擴散、漂移速度不同而達到分離目的。
5 .電磁場提純
在電磁場作用下深度提純高熔點金屬的技術越來越多地被採用。電磁場不限於對熔融金屬的攪拌作用,更主要的是電磁場下可使熔融金屬在結晶過程中獲得結構缺陷的均勻分布,並細化晶粒結構。在半導體材料拉制單晶時,在定向結晶時熔體中存在溫度波動,這種溫度波動會導致雜質的層狀分布,而一個很小的恆定磁場就足以消除這種溫度波動。在多相系統結晶時,利用電磁場可使第二相定向析出,生成類似磁性復合材料的各向異性的組織結構,電磁場還用於懸浮熔煉,這時電磁場起能源支撐作用和攪拌作用,利用雜質的蒸發和漂走第二相(氧化物、碳化物等)來純化金屬。由於不存在和容器接觸對提純金屬造成的污染問題,被普遍用於幾乎所有高熔點金屬的提純,如鎢、鉬、鉭、鈮、釩、錸、鋨、釕、鋯等。
6 .提純方法的綜合應用
各個提純方法都是利用金屬的某個物理性質或化學性質和雜質元素間的差異而進行分離達到提純目的的,如真空蒸餾是利用金屬和雜質的飽和蒸氣壓和揮發速度的差異。區域熔煉是利用雜質在固相和液相間的溶解度差異而進行提純分離的,因而各個方法都有一定的長處(對某些雜質分離效果好)和短處(對另一些雜質分離效果差)。即使是同一個提純方法,也因金屬性質的不同,提純效果差別很大,如區域熔煉對高熔點金屬的提純效果好,但對某些稀土金屬的提純效果則不理想。欲獲深度提純金屬的效果,一般需要綜合應用多種提純手段。在這方面,各個方法的合理結合應用和先後順序使用十分重要,通常是將電子束熔煉或蒸餾和區域熔煉或電遷移法相結合,即先進行電子束熔煉或蒸餾提純,再以區域熔煉或電遷移提純作為終極提純手段,以被為例,為獲超高純鈹,最好先多次蒸餾提純,再真空熔煉,最後進行區域熔煉或電遷移提純,經這樣提純後所得鈹單晶純度達99 .999 % ,殘余電阻率R>1 000 。在製取超純鍺時,一般先用化學法除去磷、砷、鋁、硅、硼等雜質,再用區熔法提純得到電子級純鍺;最後多次拉晶和切割才能達到13N 的純度要求。下表為各種方法結合使用提純金屬錸的效果。
表二:各種提純方法提純金屬錸的效果
7 .宇宙空間條件下提純金屬
宇宙空間的開發為提純金屑製造了新的機會。宇宙空間的超高真空(約10-1OPa)、超低溫和基本上的無重力,為金屬提純提供了優越條件。在這種條件下,液態金屬中將不會有對流的問題,結晶時雜質的分布將只具有純擴散性質,熔化金屬毋需坩堝,超高真空尤其有利於雜質的揮發和脫氣。這些對於採用熔煉、蒸發、區域熔煉等方法提純化學活性大的金屬和半導體材料來說更是非常理想的條件。以提純鍺為例,在地球上鍺垂熔時雜質稼的分離系數為0.1/0.15,而在宇宙空間時則達0.23/0.17 。在無重力條件拉制的晶體的完整性較在重力條件下的完整性好很多。以銻化銦為例,其位錯密度比只是在重力條件下的位錯密度的1/6 。由於宇宙中液態金屬表面張力系數值很大,故在宇宙間用無坩堝區域熔煉法必定能制備出極高純度和完整性的單晶來。此外,超低「宇宙」溫度也具有良好的應用前景。
此文附圖,參考:http://www.chinesemine.cn/zy/2008/0706/article_202.html