黃金薄膜的特殊用途
黃金與銅一樣,是電和熱的優良導體,但是,黃金薄胰(薄到隻有若幹分子的厚度)為有隔熱(即能反射熱射線)和透明的性能,它的透明度同玻璃一樣,能用作航天員和消防員麵罩外表的隔熱膜,既可擋熱,又不遮視線。航天員穿的宇宙服和宇宙飛船的密封倉,也必須用這種黃金薄膜來保護。如果在窗玻璃外表貼上一層黃金薄膜,既不減弱透明度,又可反射太陽的熱射線(即紅外線),能使室內冬暖夏涼。據報道,美國已有200多座大樓采用黃金薄膜,降低暖氣、冷氣的耗量,節約了能源。
給金屬“驗血”
在機械中,尤其是在飛機上的受力構件,因疲勞斷裂而造成的重大事故,屢見不鮮。那麼,如何對構件進行預防性檢測,從而防止事故的發生呢?目前,較普遍采用的超聲波、X射線、磁粉、電渦流等無損探傷法需要昂貴的設備和專門技術,探測時間長,對運轉中的機械構件尤為費事。
英國宇航公司工程師唐納德提出了一種新的疲勞裂紋探測法一出血法。即在受測構件的關鍵部位鑽上小孔,內儲彩色檢測液(螢光液),孔端封死。當構件產生裂紋時,檢測液會像人體受傷出血一樣滲出來,在紫外光照射下放出耀眼的黃光,裂紋就很容易被發現了。這種方法不浯探測儀器和專門技術,可在機器運轉過程中進行探測,已取得令人滿意的效果。此法簡單易行,經濟可靠,已引起各國工程技術界的廣泛興趣。
巧用磁鐵
鋼鐵材料能被磁鐵吸引,這種概念在人們的頭腦中根深蒂固。實際上並非如此,如果用一塊不鏽鋼表殼試驗,你一定可以發現,不鏽鋼表殼是不會被磁鐵吸引的。那麼是不是所有的不鏽鋼均不能被磁鐵吸引呢?再找一掉不鏽鋼刀試試看,不鏽銅刀就可以像普通鋼鐵一樣被磁鐵吸引。
到底什麼樣的不鏽鋼能被磁鐵吸引,什麼樣的不能被吸引呢?一般地說含鉻量高,耐蝕性強,價格也較高的不鏽鋼不能被磁鐵吸引。這種不鏽銅的金相結構為“奧氏體”。根據這個道理,就可以用磁鐵既簡單又方便地將奧氏體不鏽鋼與其他類型的不鏽鋼(如馬氏體不鏽鋼及鐵素體不鏽鋼)加以區別。
磁鐵除了可以鑒別不鏽鋼,還可以鑒別高錳鋼。高錳銅聽起來似乎陌生,它是一種優良的跗磨材料,廣泛用於工程及采礦機械上,如挖掘機的鏟鬥、鏟齒、履帶扳,球磨機襯板等。這種鋼表麵上看起來和普通銅沒有什麼區別,但隻要我們用磁鐵吸一下,立刻就能將它和普通鋼分開,因為它不能被磁鐵吸引。
磁鐵還能用來鑒別電熱合金,電熱合金就是平常所說的電阻絲。電阻絲分為兩大類,一類是鐵鉻鋁合金絲,一類是鎳鉻合金絲。由於前一種能被磁鐵吸引,而後一種不能,所以用磁鐵很容易將兩者區分開。
由此可見,為了鑒別金屬材料不一定要到實驗室去,有時可以利用金屬材料的一些基本性質,隻用一些簡單的工具,同樣可以做出正確的判斷。
合金種類知多少
在工程技術領域中應用的金屬材料,多數足合金。合金是材料科學中的一個主要研究對像。
那麼,合金的種類究競有多少呢?從元素周期表裏可知,自然界存在的金屬元素有74種,可以作為合金元素利用的碳、硼、矽等非金屬元素有7種,74種金屬元素互相組各得到的二元係合金,其組合數為2701(種)。另外,74種金屬元素與7種非金屬元素的組合數。所以,二元係合金的可能組合總數是3000多種。同理還可算出,三元係合金的可能組合數是8萬種,四元係合金的可能組合數足160萬種,五元係合金的可能組合數是2400萬種。對這四類的合金係進行統計,共可能有各種合金2569萬種。假如,再按照合金內所含各種元素的比例來進一步細分合金的種類,那麼,合金的種類就遠不止這個數口了。
由於能夠組合成合金的數目如此龐大,因此,直到60年代末期,科學家們對合金的研究完成量為:二元係合金占50%;三元係合金占0。8%;四元係合金占0。004%;五元係合金占0。00008%。有人還推算過,如果按常規的實驗方法,對所有已知元素的可能組合進行合金組合的試驗研究,那麼,所需要的金屬量將比地球內部的金屬埋藏總量還要大。現在,實際能在工程上應用的合金僅為3萬多種。為了有效地組合新型合金,加快對各種未知合金的研究步伐,目前一些國家的金屬學家們正在借助電子計算機,通過計算電子在合金晶體中的分布及其相互作用,來對合金中各元素的最佳組合、新合金的性能參數等項目進行設計和預測。
變廢為寶的多麵手一一活性炭
黃金和白銀在世界上是寶貴的東西,可是長期以來,在電子管廠、照相膠片廠、熱水瓶廠、有色金屬冶煉廠的生產過程中,一些含有金銀等貴重金屬的廢液、廢礦漿卻從排水溝裏白白流失掉了。這不僅造成經濟損失,而且還汙染了環境。近年來,隨著三廢處理技術的發展,人們發現活性炭這種普通的材料,卻是一個能變廢為寶的多麵手。
活性炭是怎樣用來回收廢水、廢礦漿中寶貴的金屬呢?首先要知道活性炭是用木材、泥炭、果殼等原料經高溫炭化並加活化劑活化製成的一種疏水性吸附劑,它具有質輕、孔多、表麵積大、吸附性強的特點。活性炭身上布滿了細小的微孔,大的有幾微米,小的隻有0。7~1。6納米。這些微孔的表麵積非常大,1克重的活性炭表麵積可達1500平方米,幾千克的活性炭就構成一個特大的濾網。當含有金、銀的廢水或礦漿浸出液通過置於容器中的炭層網時,水被放過漏掉,而分散在廢水或漿液中細小的金銀微粒卻幾乎無一漏網地被炭層吸進它身上大大小小的微孔中,直到飽和為止。若是從廢水中回收銀,隻要把活性炭從容器中取出烘幹、灰化、熔煉,便能得到粗製的銀子。
活性炭在回收處理冶煉廠含金廢礦漿時,神通更為廣大,它能從僅含金百萬分之一的礦漿氰化浸出液中把99%的黃金微粒吸附出來,變成珍貴的有毒的銅、鋅、鉛、汞等金屬離子,以減少對江河水體的汙染,消除廢水對人畜的嚴重毒害和威脅。