理论教育 探秘世界最轻金属:锂的神奇应用

探秘世界最轻金属:锂的神奇应用

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:如果有人问,世界上最轻的金属是什么,你能回答出来吗?阿弗韦聪将这种新元素命名为“锂”。锂非常活泼,常温下它是唯一能与氮气发生反应的碱金属元素。块状金属锂可以与水发生反应,粉末状金属锂与水接触即发生爆炸。图42-2 锂基润滑剂2)在冶金工业上,锂是清除杂质最理想的材料。图42-4 氢弹图42-5 我国第一颗氢弹爆炸成功5)制造锂离子电池。图42-7所示是以小巧轻便见长的锂电池电动车。

探秘世界最轻金属:锂的神奇应用

如果有人问,世界上最轻的金属是什么,你能回答出来吗?

1817年,瑞典科学家阿弗韦聪在一次探险中,发现了一种美丽的矿石。他将它带回实验室进行了研究,发现这种矿石里除含有硅、铝外,还存在一种未知的新元素。有着极大好奇心的阿弗韦聪一头埋进对新元素的探索中。他费了九牛二虎之力,提炼出了一小块新元素的单质。这种新元素的密度非常小,仅有0.534g/cm3,如果把它扔在水里,就会像软木塞一样漂浮在水面上。另外,它质地特别软,用小刀可轻轻切开。他还发现,当它暴露在空气中时会慢慢失去光泽,表面变黑,若长时间暴露,最后会变为白色。阿弗韦聪将这种新元素命名为“锂”。不久,他又相继在锂辉石、锂云母和锂电气石中发现了锂元素。

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图42-1 锂

锂单质的外表漂亮,呈银白色,如图42-1所示。锂非常活泼,常温下它是唯一能与氮气发生反应的碱金属元素。块状金属锂可以与水发生反应,粉末状金属锂与水接触即发生爆炸。

锂元素在地壳中的含量不算稀有,已知含锂的矿物有150多种,其中主要有锂辉石、锂云母和透锂长石等,海水、矿泉水植物机体里,也都含有丰富的锂元素。我国的锂矿资源丰富,江西省宜春市是举世闻名的“锂都”,其锂云母矿可供开采上百年。

锂的主用应用有以下几个方面:

1)制作润滑剂。锂基润滑剂具有高抗水性、耐高温和良好的低温性能。如果在汽车的一些零件上加一次锂基润滑剂(见图42-2),其润滑作用足以维持到汽车报废为止。

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图42-2 锂基润滑剂

2)在冶金工业上,锂是清除杂质最理想的材料。

3)制造铝锂合金。这种合金在保证密度小的同时能有效增加硬度,用它来制造飞机(见图42-3),能使飞机的重量减轻2/3,一架用铝锂合金制造的小型飞机两个人就可以抬走。

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图42-3 采用铝锂合金进行内部设计的C919型飞机(www.daowen.com)

4)利用其优异的核性能制造氢弹。锂被中子攻击很容易发生裂变,裂变以后在一定条件下发生快速聚变反应,生成氦原子,同时释放出中子,这时会有巨大的能量释放出来,这就是氢弹(见图42-4)爆炸的原理。我国第一颗氢弹所用的能源就是氢化锂和氘化锂,图42-5所示是氢弹爆炸成功的场景。

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图42-4 氢弹

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图42-5 我国第一颗氢弹爆炸成功

5)制造锂离子电池(见图42-6)。锂离子电池以其优异的性能在数码产品(如手机笔记本电脑等)中得到了广泛的应用。图42-7所示是以小巧轻便见长的锂电池电动车。

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图42-6 锂电池

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图42-7 锂电池电动车

6)制造锂玻璃。在制造玻璃时加入微量的锂元素,可将玻璃变得“永不溶解”,并可耐酸、耐蚀。

我们今天回顾1817年阿弗韦聪的那一次探险,真为他无意带回了那块美丽的矿石而感到庆幸。正是那块神秘的矿石,为人类发现锂元素做出了巨大的贡献,更为人类科技的进步作出了巨大的推动。

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