在人類(lèi)漫長(zhǎng)的發(fā)展長(zhǎng)河中。金屬可謂是我們文明的見(jiàn)證者。銅是最早被人類(lèi)發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用的金屬。早在4000多年以前,我國(guó)勞動(dòng)人民就已經(jīng)使用銅了。跟銅幾乎同時(shí)被發(fā)現(xiàn)的金屬是錫,古代使用的青銅,就是銅和錫的合金。鉛的發(fā)現(xiàn)比銅和錫稍晚一點(diǎn)。公元前1600年左右,鉛已經(jīng)成為一種常見(jiàn)常用的金屬。我國(guó)在股代末年,就已經(jīng)成為煉鉛的了。時(shí)至今日,金屬王國(guó)還一直在“招兵買(mǎi)馬”,在不斷的壯大中。
其中有一類(lèi)比較特殊的金屬,被稱(chēng)為稀有金屬。那為什么要把這么一大批金屬稱(chēng)為稀有金屬呢?其實(shí)要說(shuō)在自然界里的蘊(yùn)藏量,不少稀有金屬還真不“稀有”。舉個(gè)例子說(shuō),鈦是一種稀有金屬,它在地殼里的含量,比鉛鋅銅錫等還多,在金屬王國(guó)中,它僅次于鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂而排行第七。稀有金屬這個(gè)名稱(chēng)的由來(lái),固然是因?yàn)槟承┙饘俅_實(shí)“稀有”,但最方根的一點(diǎn),是它們被人們發(fā)現(xiàn)的時(shí)間和在工業(yè)技術(shù)上得到應(yīng)用的時(shí)間,要比其他金屬晚得多。
鎢就是屬于稀有金屬中稀有高熔點(diǎn)金屬的一種,這類(lèi)稀有高熔點(diǎn)金屬的主要特點(diǎn)是“性格頑強(qiáng)”,熔點(diǎn)很高。鎢的熔點(diǎn)高達(dá)3410℃,比自然界里哪一種金屬元素的熔點(diǎn)都要高。而它的同伴如鉬、鈮、鋯、釩、錸等等,一個(gè)個(gè)的都是身手不凡,其中最容易的就是鈦了,可它的熔點(diǎn)還在1660℃。比所謂“真金不怕火煉”的黃金的熔點(diǎn)還要高600℃。
鎢還是金屬材料中的“硬度之王”,因?yàn)樗哂泻芨叩挠捕群秃軓?qiáng)的抗腐蝕能力,這也是稀有高熔點(diǎn)金屬的第二個(gè)特點(diǎn)。鎢跟碳氯硼硅等元素相結(jié)合,能夠生成非常堅(jiān)硬非常難熔的化合物,它是金屬中斯瓦辛格式的“硬漢”,簡(jiǎn)直是所向無(wú)敵。
1864年,英國(guó)人羅伯特●馬謝特第一次將5%的鎢作為一種合金元素回到鋼中。這種鋼在加熱到發(fā)紅時(shí),不但能保持原有硬度,而且還能增加硬度,人們稱(chēng)之為“馬謝特自硬鋼”。用這種鋼制成的刀具可使金屬的切削速度增加50%,即每分鐘可切削7.5米,而不是原來(lái)的5米。
這時(shí),人們想:是否可以便切削速度再增加呢?結(jié)果發(fā)現(xiàn)鋼已經(jīng)無(wú)能為力了,就是再加鎢也無(wú)濟(jì)于事。那么,這是不是就意味著切削速度真的達(dá)到了極限,再也不能更快了呢?
面對(duì)高速切削所產(chǎn)生的高溫的挑戰(zhàn),我們的“耐高溫強(qiáng)者”鎢面無(wú)難色,大顯身手。1907年,一種以鎢鉻和鈷為基礎(chǔ)的合金——“斯特利”硬質(zhì)合金研制成功了。這種合金標(biāo)志著現(xiàn)代硬質(zhì)合金發(fā)展的開(kāi)端,保證了更高速切削的實(shí)現(xiàn),今天,這種合金已達(dá)到每分鐘2000米這樣驚人的切削速度。
現(xiàn)代的超硬質(zhì)合金是由碳化鎢和一些其他元素的碳化物用燒結(jié)方法生產(chǎn)的,合金中還含有鈷這樣的膠合顆粒。這種燒結(jié)的材料稱(chēng)作金屬陶瓷合金,它的硬度即使在1000℃的高溫下也不會(huì)降低,因此可以進(jìn)行高速切削加工。碳化鎢制品的硬度非常高,如果你想用銼刀來(lái)銼斷它,那碳化鎢制品不會(huì)斷,斷的將是銼刀自己。
不僅如此,鎢還有“光明使者”的稱(chēng)號(hào),它被用做照明光源的燈絲,像普通的燈泡、臺(tái)燈、壁燈、舞臺(tái)、路燈、車(chē)燈等等,你能置身于五光十色的燈彩中,是鎢絲起到了舉足輕重的作用。
除此之外,鎢還素有“最佳合作伙伴”之稱(chēng),當(dāng)它和其他的伙伴結(jié)合一起時(shí),就能發(fā)揮更神奇的作用。鎢—錸族合金具有優(yōu)良的低溫延展性和高溫強(qiáng)度,除了應(yīng)用在宇宙飛船中的高溫部位和核反應(yīng)堆的容顏系統(tǒng)中,也用作真空爐和渦輪機(jī)施應(yīng)器燃燒室中的熱電偶,尤其適用于在高濕度和腐蝕性環(huán)境中使用的電觸點(diǎn)。
與鎢相比,像鈮和鉭這樣的難熔金屬具有好的展性,但高溫抗拉和抗蠕變不高。在這些金屬中加入鎢后,高溫性能便得以改善。它們可用于高溫燃?xì)鉁u輪機(jī)葉片,用于火箭噴嘴火焰擋板和宇航方面的其他零件,用于某些用途的X射線靶,用于防化學(xué)管路或作嚴(yán)重腐蝕條件下的容器。
鎢的用途雖然如此廣泛,但它的潛力還很巨大,應(yīng)用前景也十分廣闊,只要我們?nèi)祟?lèi)繼續(xù)努力開(kāi)發(fā)它的長(zhǎng)處,這位硬漢會(huì)有更大的空間去大展宏圖。
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