世界锰都：探索锰的多重作用与潜在危害

图49-2 菱锰矿我国广西壮族自治区大新县下雷镇被誉为“世界锰都”，锰储量居世界第一位，如图49-3所示。图49-4所示为用高锰钢制作的军刀。图49-5 青花瓷氧化锰可以作为颜料使用，图49-5所示的青花瓷就是采用了氧化锰和赤铁矿粉的混合物为颜料。锰也是人体必需的微量元素，是构成正常骨骼必不可少的物质，并对人体有着多方面的作用。地球上一切生命的生物学功能都与锰元素紧密相关，但是过多地摄入锰元素也会造成锰中毒现象。

理论教育 2023-06-29

液态金属散热片：优化计算机散热的创新材料

汞是一种有毒的银白色重金属元素，它是常温下以液态存在的为数不多的纯金属，游离存在于辰砂、甘汞及其他几种矿物中。图32-3 世界顶级朱砂王“金蟾戏金钱”图32-4 朱砂玺汞是常温下唯一的液态金属，像流动的金属银，所以也叫水银。近几年，一些技术人员开发出了一种液态金属散热片，并用其对计算机的CPU来进行散热。也就是说，它在工作状态下才是液态的，也可以叫做液态金属。图32-6 汞变金图32-7 液态金属散热片

理论教育 2023-06-29

钨矿资源丰富：深度解析钨的应用和开采

图45-2 白钨矿世界上开采出的钨矿，80%用于优质钢的冶炼，15%用于生产硬质合金，5%用于其他用途。1900年，在巴黎世界博览会上，首次展出了高速钢，这种钢的出现标志着金属切割加工领域的重大技术进步。图45-3 高速钢1928年，出现了以碳化钨为主要成分的硬质合金，用其制作的硬质合金刃具的切削速度大大超过了最好的工具钢刃具的切削速度。图45-4 硬质合金刃具图45-5 采用钨丝的灯泡

理论教育 2023-06-29

材料在人类文明进程中的重要性

20世纪70年代，人们把材料、能源和信息技术并称为现代文明的三大支柱，由此可见，材料在人类文明发展史上占有极其重要的地位。图1-1 材料发展与人类社会的关系从人类历史的开端——石器时代进入到金属材料时代，是人类历史上一次伟大的进步。人类的进步和金属材料息息相关，从5000年前的青铜器、3000年前的铁器，到现代的铝及当代的钛，金属材料在人类的文明进程中都扮演着重要的角色。

理论教育 2023-06-29

金：最富有延展性的奇特金属

金是人类最早发现的金属之一。图44-1 金矿石金的单质通称为黄金，是一种十分贵重的金属。金是金属中最富有延展性的一种，1g金就可以拉成长达4000m的金丝。图44-7 金笔尖图44-8 金红玻璃花瓶金很容易与其他金属形成合金，以增加其硬度或制造奇特的颜色。图44-9所示是彩金饰品。图44-9 彩金饰品与传统的黄金和铂金相比，彩金和有色宝石配在一起，不但能使有色宝石的色彩显得更加浓重，还能体现出金属材质的精致和细腻。图44-10 奢华的荷兰24K“黄金面膜”

理论教育 2023-06-29

金属为什么会有光泽

1911年，卢瑟福进行了α粒子散射实验，结果表明，通过金属箔的α粒子绝大部分运动方向没发生任何变化，少数粒子的运动方向发生了偏离，极少数α粒子被弹回，这是由于什么原因引起的呢？金属键存在于金属内部。图2-3所示为典型的金属键示意图。

理论教育 2023-06-29

金属水龙头为何在哭泣？-金属也有情绪

水龙头是不是也有情绪呢？看图9-1，金属的水龙头在哭泣呢！要是从金属本身的一些特性上来说，金属也是有情绪的，之所以这样说是因为人们给它取了一些带情绪的名字，比如沸腾钢、镇静钢、半镇静钢和特殊镇静钢等，其实这是按钢的冶炼方法不同而进行分类的。镇静钢的生产虽成本较高，但其组织致密、成分均匀、性能稳定。镇静钢、半镇静钢、沸腾钢的特征如图9-4所示。

理论教育 2023-06-29

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？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。

理论教育 2023-06-29

金属会在受到较大拉力时屈服？

但是，金属却可以“屈服”于强力，这个你相信吗？金属的“屈服”常见于对金属材料力学性能的测试过程中。当应力达到某值后，塑性应变急剧增加，应力出现微小波动，这种现象称为屈服。此时材料所受到的应力即作为该种材料的屈服强度，或叫做屈服极限，而这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服强度和下屈服强度。在金属屈服后如果继续施力，金属就会断裂。

理论教育 2023-06-29

热切割技术和金属焊接的应用和发展

金属材料的热切割包括气割、等离子弧切割、激光切割和水射流切割等。图6-6所示是采用激光切割出的艺术品。焊接是通过加热、加压，或两者并用，使两工件产生原子间结合以实现永久性连接的加工工艺和连接方式。图6-7 上海沪浦全焊钢拱桥图6-8 炼油厂焊接技术是随着金属的应用而出现的，古代的焊接方法主要是铸焊、钎焊和锻焊。

理论教育 2023-06-29

会呼吸的金属成为储氢的重要载体

储氢材料作为氢的储存和输送过程中的重要载体，现已成为当今研究的重点课题之一。图40-4 金属吸氢过程示意图储氢合金能以金属氢化物的形式吸收氢，是一种安全、经济而有效的储氢方法。因此，储氢合金的众多应用已受到人们的特别关注。图40-5所示为碳纳米管示意图，图40-6所示为碳纳米管吸附氢的模拟图像。图40-7 新型3D储氢材料

理论教育 2023-06-29

用细菌开采金属：一种新型的矿物提取工艺

图17-1 氧化亚铁硫杆菌自然界中有一类化能自养菌，这种细菌有一种特殊的作用，就是能够用来开采金属。如今，人们利用细菌“吃”金属的本领，已经开创了从矿石中提取金属的新工艺，如利用类似氧化亚铁硫杆菌这样的细菌能腐蚀矿石中的铁元素和硫元素，获得金、铝和铜等有用的金属。利用细菌，采矿人员甚至可从矿石中将含量仅1%的金属提取出来，并使提取效率高达85%。

理论教育 2023-06-29

烈火金刚：兄弟铌和钽的战斗

提起《烈火金刚》，人们就会想到那艰苦卓绝的战争岁月，想到共产党人奋勇抗战、不屈不挠的坚强意志。这里讲的烈火金刚两兄弟指的是铌和钽两种元素，它们均属高熔点、高沸点稀有金属，不怕火烧，极耐高温。图46-2 Nb2O5图46-3 钽铁矿铌和钽的熔点都很高，这两种金属可称为烈火金刚两兄弟。因此在一些高温高热的环境里，特别是制造1600℃以上的真空加热炉，铌和钽是十分适合的材料。

理论教育 2023-06-29

柔性金属合金：探索金柔锡柔的力量

纯铜可拉成很细的铜丝，也可以制成很薄的铜箔，柔韧至极。图7-1 铜丝图7-2 轧制成的铜箔锡是银白色的软金属，柔软得能用小刀切开。《吕氏春秋·类别》说：“金柔锡柔，合两柔则为刚。”3）合金的导电性和导热性低于任一组分金属。合金在不断影响着我们的生活，而“金柔锡柔，合两柔则为刚”的事实也告诉了我们一种思考问题的方法，激励着我们不断地探索未知的世界。图7-4 最轻的合金图7-5 储氢合金

理论教育 2023-06-29

金属陶瓷：优异性能广泛应用于航空航天

世界万物均有其两面性，虽然陶瓷既耐高温又具有高硬度，但容易破碎；金属虽然延展性好，但没有陶瓷的硬度高。陶瓷基金属陶瓷主要有氧化物基金属陶瓷、碳化物基金属陶瓷、氮化物基金属陶瓷、硼化物基金属陶瓷和硅化物基金属陶瓷。金属基金属陶瓷主要有烧结铝、烧结铍、TD镍等。图13-3 金属陶瓷刀头金属陶瓷广泛应用于火箭、导弹和超音速飞机的外壳、燃烧室的火焰喷口等地方。图13-4所示的喷气发动机叶片就是用金属陶瓷制成的。

理论教育 2023-06-29

金属玻璃：结构奇特，性能卓越

说起金属的特点，跃入我们脑海的首先是坚硬、不透明，有时会生锈，甚至有时会断裂；而谈到玻璃，给人的感觉是易破碎、透明。这些非晶态金属具有类似玻璃的某些结构特征，故称为金属玻璃。金属玻璃还具有很好的超导性和抗核辐射等难得的优良性能。图11-4所示是一个用金属玻璃制作的美丽的水果盘，但是它的造价却是一个天文数字。这个发现使得人们对金属玻璃的认识又进了一步。

理论教育 2023-06-29