高中化學(xué) 第3章 第3節(jié) 用途廣泛的金屬材料 新人教版必修11

1、第三節(jié) 用途廣泛的金屬材料,概 述,金屬材料對推動社會文明的發(fā)展做出 了巨大貢獻。青銅時代和鐵器時代曾在人類歷史上留下光輝的篇章，鋼鐵的大規(guī)模應(yīng)用則成為工業(yè)時代的基礎(chǔ)?，F(xiàn)在，新型金屬材料層出不窮，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、科學(xué)技術(shù)以及人類生活等方面正發(fā)揮著日益重要的作用,青銅時代,青銅是人類歷史上的一項偉大發(fā)明，是世界冶金鑄造史上最早的合金。紅銅加入錫、鉛，成為一種新的合金，這種合金歷經(jīng)幾千年的化學(xué)反應(yīng)，其表面出現(xiàn)一層青灰色的銹，所以今人謂之青銅，而古人則將這種合金稱之為金，文獻中所講賜金、受金多少，即指青銅,青銅器則是以青銅為材料，采用一種非常特殊的工藝（今人稱之為青銅鑄造工藝）制作出來的器物，它

2、是古代燦爛文明的載體之一。它用紅銅(純銅)與錫或鉛的合金制造的器物。青銅硬度大、鑄造性能好、耐腐蝕，適于制作工具、武器、日用器及雕塑藝術(shù)品，是人類最先廣泛使用的金屬器，在人類歷史上促成了繼石器時代、銅石并用時代之后的青銅時代,青銅時代（Bronze Age）是由丹麥考古學(xué)家GJ湯姆森首先提出來的人類物質(zhì)進化史上的分期概念。世界上所有的古老文明都經(jīng)歷了石器時代、銅石并用時代、青銅時代和鐵器時代。中國的先民在青銅時代（距今約4000年至2200年）創(chuàng)造了獨步世界的青銅文化。從出土和傳世的大量 青銅器可見，古老的塊范鑄造技術(shù)在遠古的中國已經(jīng)發(fā)展到了登峰造極的地步，青銅器在中國先民的生活和精神體系中占

3、據(jù)著舉足輕重的地位。 可以這樣說，古代青銅器與青銅工藝的演化，不僅是中國人的物質(zhì)進化史，更是中國人的精神進化史,青銅材料的稀有和青銅鑄造工藝的先進性，使得它與陶器、木器和石器等沉淪于日常物用的器具，走上了截然不同的發(fā)展道路。青銅鼎、簋、尊、盤、爵等作為食具、酒具、盛水器等實用功能與作為禮器在先民精神生活中標(biāo)出的意義是互為表里、融貫一致的?？梢哉f，沒有古代青銅器，就不可能有商、周以來文質(zhì)彬彬的貴族等級體制和先秦時代特色獨具的權(quán)力表達系統(tǒng)。古代文明體制的核心，即所謂的禮、樂、征伐自天子出、國之大事，在祀與戎，無不與青銅文化有著千絲萬縷的聯(lián)系,作為古代禮治社會政治、經(jīng)濟權(quán)力的象征，王、侯所制造的鼎、

4、簋也被視為國家權(quán)力合法性的來源。傳說大禹收九牧之金，鑄九鼎，鑄鼎于荊山下，各象九州物是一匡諸侯、統(tǒng)治中原的夏王朝立國的標(biāo)志。而夏后氏失之，殷人受之；殷人失之，周人受之。則是表明每一次王朝的代興，九鼎便隨之易手。春秋時，楚莊公向周定王的使者問鼎之大小、輕重，使得問鼎一詞成為覬覦國家權(quán)力或泛指試圖取得權(quán)威支配性的經(jīng)典說法。置立于王室或宗廟內(nèi)青銅禮器的轉(zhuǎn)移，實質(zhì)上是權(quán)力與財富的再分配所帶來的政權(quán)轉(zhuǎn)移，九鼎作為中央政權(quán)的象征，誰占有了九鼎，誰就握有全國最高的政治權(quán)力。同時，各級貴族在使用禮器的種類、數(shù)量上都有嚴(yán)格的規(guī)定，種類和數(shù)量的多寡直接代表了貴族等級的高低。所謂鐘鳴鼎食，即是表示了家族人丁興旺、仆

5、役眾多的寵大場面，成為貴族顯示自己身份之高貴的標(biāo)志。正如著名學(xué)者張光直先生所言：青銅便是政治和權(quán)力,曾侯乙尊盤,銅敦,生活中的金屬材料,金屬材料可分為兩大類：鋼鐵(黑色金屬）和非鐵金屬（或有色金屬）。 含碳量在2%4.3%的鐵的合金為鑄鐵，含碳量一般在0.03%2%的鐵的合金為鋼。在Fe-C合金中，有目的地加入各種適量的合金元素，來提高鋼鐵的強度、硬度、耐磨性和耐蝕性等性能。常用的合金元素有Si、Mn、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti、Nb、B等，形成了形形色色的合金鑄鐵或合金鋼,非鐵合金大體分為：輕合金（鋁合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金等）、重有色合金（銅合金、鋅合金、錳合金、鎳合金等）、低熔點

6、合金（鉛、錫、鎘、鉍、銦、鎵、汞及其合金）、高熔點合金（鎢合金、鉬合金、鈮合金、鉭合金等）、貴金屬（金、銀、鉑、鈀等）、稀土金屬。其中應(yīng)用最廣的是鋁合金。據(jù)統(tǒng)計，協(xié)和式超音速飛機全部結(jié)構(gòu)的71%是用特殊的鋁合金制造的，高速火車、汽車等交通工具對鋁型材的用量需求不斷加大；建筑裝飾用的鋁材越來越多，又漂亮、又耐蝕；電力系統(tǒng)和家用電器中鋁導(dǎo)線的用量超過銅導(dǎo)線；用于軟飲料包裝的易拉罐，包裝食品、巧克力和香煙的鋁箔，還可用作電容器等,金屬材料的發(fā)展,近一二十年來，金屬材料的發(fā)展受到了巨大的壓力，這種壓力來自外部和內(nèi)部兩個方面：來自外部的壓力，從20世紀(jì)中期開始，高分子材料的崛起，尤其是工程塑料，從性能到

7、應(yīng)用許多方面已能和傳統(tǒng)的金屬材料相抗衡，加上原料豐富、價格便宜、產(chǎn)量以驚人的速度增長。與此同時，先進陶瓷材料也嶄露頭角，特別是現(xiàn)代電子工業(yè)中占有重要地位。因此，材料領(lǐng)域從金屬材料的一統(tǒng)天下轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘?、陶瓷、高分子材料三足鼎立的新格?金屬材料的發(fā)展,另一方面是自身的壓力，主要是能源、資源和環(huán)境三方面。金屬材料的近百年的大力發(fā)展，某些主要的金屬礦產(chǎn)資源日漸緊張，高品位的金屬礦產(chǎn)很快減少，低品位的礦產(chǎn)使能源消耗和成本增加。金屬工業(yè)是能源的最重要消耗者，也是嚴(yán)重的環(huán)境污染者。 這些問題對金屬材料今后的發(fā)展提出了有力的挑戰(zhàn),一、常見的合金的重要應(yīng)用,合金基礎(chǔ)知識 金屬材料分為純金屬和合金。 合金由兩種

8、或兩種以上的金屬（或非金屬熔化而成的具有金屬特性的物質(zhì)。合金的基本元素是金屬，因此籠統(tǒng)地說，合金具有高強度、 優(yōu)良的塑性和韌性，耐熱、耐寒，可鑄造、鍛造、沖壓和焊接，還有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和鐵磁性，因此是一切工業(yè)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中最重要的材料,合金可以分為三種類型 （1）金屬固溶體：這是一種金屬均勻地分布在另一種金屬內(nèi)形成的復(fù)合體，是固態(tài)溶液。固溶體只有一種晶格類型。像黃銅（67%Cu，33%Zn）、銀與金的合金都是金屬固溶體。 （2）金屬互化物：金屬與金屬之間生成的化合物。其組成有的是固定不變的，如銅化鋅（ZnCu）、碳化鐵（Fe3C）等；有的是可變的，如銅錫合金就有Cu5Sn、Cu31Sn

9、8、Cu3Sn等多種不同組成。金屬互化物不能用通常的化合價來解釋。 （3）機械混合物：其晶體由兩種或兩種以上的晶體結(jié)構(gòu)混合而成，每一小晶體中只有一種金屬。同前兩類合金不同，機械混合物的組成是非均一的。鋼、生鐵、青銅等屬這一類合金。 從以上介紹可以看出，籠統(tǒng)地說合金是混合物或化合物都是不合適的,典型的合金,鐵合金知識 1鐵合金的定義和用途 鐵合金是鐵與一種或幾種金屬或非金屬元素組成的合金。鐵合金是煉鋼和機械鑄造業(yè)的主要原料之一，在煉鋼和鑄造時用作脫氧劑、脫硫劑和合金添加劑。 2鐵合金的分類 鐵合金的品種很多，一般按照其所含元素分類。 (1)硅鐵：工業(yè)硅鐵含 硅95%、75%、45%等硅鐵 (見右

10、圖) 貧硅鐵（含硅12%） 硅鋁合金 硅鈣合金,硅鐵合金,2)錳鐵：高碳錳鐵（含碳為7%） 中碳錳鐵（含碳1.01.5%） 低碳錳鐵（含碳0.5%） 金屬錳 硅錳合金 (3)鉻鐵：高碳鉻鐵（含碳為48%） 中碳鉻鐵（含碳為0.54%） 低碳鉻鐵（含碳0.150.50%） 微碳鉻鐵（含碳為0.06%） 超微碳鉻鐵（含碳小于0.03%） 金屬鉻 硅鉻合金 (4)其它鐵合金。除了以上幾類鐵合金外，還有鎢鐵、鉬鐵、鈦鐵、釩鐵、磷鐵、硼鐵、鎳鐵、鈮鐵、鋯鐵、稀土合金等,銅合金知識 工業(yè)中廣泛使用的銅合金有黃銅、青銅和白銅等。 Cu與Zu的合金稱黃銅，其中Cu占6090、Zn占4010，有優(yōu)良的導(dǎo)熱性和耐

11、腐蝕性，可用作各種儀器零件。再如在黃銅中加入少量Sn，稱為海軍黃銅，具有很好的抗海水腐蝕的能力。在黃銅中加入少量的有潤滑作用的Pb，可用作滑動軸承材料。 青銅是人類使用歷史最久的金屬材料，它是Cu-Sn合金。錫的加入明顯地提高了銅的強度，并使其塑性得到改善，抗腐蝕性增強，因此錫青銅常用于制造齒輪等耐磨零部件和耐蝕配件,純銅呈紫紅色，故又稱紫銅，有極好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性，其導(dǎo)電性僅次于銀而居金屬的第二位。銅具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和耐蝕性能，是優(yōu)良的電工用金屬材料。 目前已大量用Al、Si、Mn來代替Sn而得到一系列青銅合金。鋁青銅的耐蝕性比錫青銅還好。鈹青銅是強度最高的銅合金，它無磁性又有優(yōu)異的抗腐蝕

12、性能，是可與鋼相競爭的彈簧材料。 白銅是Cu-Ni合金，有優(yōu)異的耐蝕性和高的電阻，故可用作苛刻腐蝕條件下工作的零部件和電阻器的材料,鎳銅合金鍵盤,制造打火機用銅合金線,鋁合金知識 鋁合金是純鋁加入一些合金元素制成的，如鋁錳合金、鋁銅合金、鋁銅鎂系硬鋁合金、鋁鋅鎂銅系超硬鋁合金。鋁合金比純鋁具有更好的物理力學(xué)性能：易加工、耐久性高、適用范圍廣、裝飾效果好、花色豐富。鋁合金分為防銹鋁、硬鋁、超硬鋁等種類，各種類均有各自的使用范圍，并有各自的代號，以供使用者選用。 鋁合金仍然保持了質(zhì)輕的特點，但機械性能明顯提高。鋁合金材料的應(yīng)用有以下三個方面：一是作為受力構(gòu)件；二是作為門、窗、管、蓋、殼等材料；三是

13、作為裝飾和絕熱材料。利用鋁合金陽極氧化處理后可以進行著色的特點，制成各種裝飾品。鋁合金板材、型材表面可以進行防腐、軋花、涂裝、印刷等二次加工，制成各種裝飾板材、型材，作為裝飾材料,鋁合金自動門 是我國近年來發(fā)展的一種新型金屬自動門。它是由鋁合金型材和玻璃組成的門體結(jié)構(gòu)及控制自動門的指揮系統(tǒng)組成的。鋁合金自動門具有外觀新穎、結(jié)構(gòu)精巧、運行噪聲小、啟動靈活、可靠、節(jié)能等特點。鋁合金自動門適用于高級賓館、飯店、大廈、醫(yī)院、候機樓、車站、商場(商店)、辦公大樓、高級凈化車間、計算機房等建筑設(shè)施的啟閉。 鋁合金門窗是將經(jīng)過表面處理的型材。通過下料、打孔、銑槽、攻絲、制窗等,鋁合金萬能吊架加工工藝而制成的

14、門窗框料構(gòu)件，然后再與連接件、密封件、開閉五金件一起組合裝配而成。 鋁合金防爆材料 是用特殊鋁合金組成的一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料，可以按一定密度方式充填在裝有易燃、易爆液體的容器中。當(dāng)該容器中的空氣與其裝載的液體蒸汽混合達到或超過爆炸極限時，如遇到明火、靜電、撞擊和雷擊等，可以有效防制容器發(fā)生爆炸。 鋁合金抑爆材料可應(yīng)用于燃料運輸車、流動加油車、機場加油車、飛機、船艇等運輸工具的油箱和油罐抑爆，也可應(yīng)用于各種存儲汽油、柴油、丙酮、香蕉水等等瓶體或罐體的抑爆，極大地提高了各種運油運氣、儲油儲氣設(shè)備的安全系數(shù),鋁合金電筒,鋁合金門窗,鎂合金知識 鎂合金是實際應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，但與鋁合金相比，鎂合金

15、的研究和發(fā)展還很不充分，鎂合金的應(yīng)用也還很有限。目前，鎂合金的產(chǎn)量只有鋁合金的1。鎂合金作為結(jié)構(gòu)應(yīng)用的最大用途是鑄件，其中90以上是壓鑄件。 限制鎂合金廣泛應(yīng)用的主要問題是：由于鎂元素極為活潑，鎂合金在熔煉和加工過程中極容易氧化燃燒，因此，鎂合金的生產(chǎn)難度很大；鎂合金的生產(chǎn)技術(shù)還不成熟和完善，特別是鎂合金成形技術(shù)有待進一步發(fā)展；鎂合金的耐蝕性較差；現(xiàn)有工業(yè)鎂合金的高溫強度、蠕變性能較低，限制了鎂合金在高溫（150350）場合的應(yīng)用；鎂合金的常溫力學(xué)性能，特別是強度和塑韌性有待進一步提高；鎂合金的合金系列相對很少，變形鎂合金的研究開發(fā)嚴(yán)重滯后，不能適應(yīng)不同應(yīng)用場合的要求,鎂合金可分為鑄造鎂合金和

16、變形鎂合金。鎂合金按合金組元不同主要有Mg-Al-Zn-Mn系（Az）、Mg-Al -Mn系（AM）和Mg-Al-Si-Mn系（As）、Mg-Al-RE系（AE）、Mg-Zn-Zr n（ZK）、Mg-Zn-RE系（Z）等合金,鎂合金鑄件,鎂合金棒,鈦合金知識 鈦是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬，鈦合金因具有強度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點而被廣泛用于各個領(lǐng)域。世界上許多國家都認(rèn)識到鈦合金材料的重要性，相繼對其進行研究開發(fā)，并得到了實際應(yīng)用。鈦是周期表中第B類元素，外觀似鋼，熔點達1 672 ，屬難熔金屬。鈦在地殼中含量較豐富，遠高于Cu、Zn、Sn、Pb等常見金屬。我國鈦的資源極

17、為豐富，僅四川攀枝花地區(qū)發(fā)現(xiàn)的特大型釩鈦磁鐵礦中，伴生鈦金屬儲量約達4.2億噸，接近國外探明鈦儲量的總和,純鈦機械性能強，可塑性好，易于加工，如有雜質(zhì)，特別是O、N、C等元素存在，會提高鈦的強度和硬度，但會降低其塑性，增加脆性。 鈦是容易鈍化的金屬，且在含氧環(huán)境中，其鈍化膜在受到破壞后還能自行愈合。因此，鈦對空氣、水和若干腐蝕介質(zhì)都是穩(wěn)定的。鈦和鈦合金有優(yōu)異的耐蝕性，只能被氫氟酸和中等濃度的強堿溶液所侵蝕。特別是鈦對海水很穩(wěn)定，將鈦或鈦合金放入海水中數(shù)年，取出后，仍光亮如初，遠優(yōu)于不銹鋼,鈦合金材料 鈦的另一重要特性是密度小。其強度是不銹鋼的3.5倍，鋁合金的1.3倍，是目前所有工業(yè)金屬材料中

18、最高的。 液態(tài)的鈦幾乎能溶解所有的金屬，形成固溶體或金屬化合物等各種合金。合金元素如Al、V、Zr、Sn、Si、Mo和Mn等的加入，可改善鈦的性能，以適應(yīng)不同部門的需要。例如，Ti-Al-Sn合金有很高的熱穩(wěn)定性，可在相當(dāng)高的溫度下長時間工作；以Ti-Al-V合金為代表的超塑性合金，可以50150地伸長加工成型，其最大伸長可達到2 000。而一般合金的塑性加工的伸長率最大不超過30。 由于上述優(yōu)異性能，鈦享有“未來的金屬”的美稱，鈦合金已廣泛用于國民經(jīng)濟各部門，它是火箭、導(dǎo)彈和航天飛機不可缺少的材料。船舶、化工、電子器件和通訊設(shè)備以及若干輕工業(yè)部門中要大量應(yīng)用鈦合金，只是目前鈦的價格較昂貴，限

19、制了它的廣泛使用,鈦合金材料,鈦合金瓷牙,生活中的合金,首飾中的合金 人類早在6000年以前已經(jīng)知道有黃金，并用黃金作裝飾品。當(dāng)今國際及國內(nèi)市場上流行的金首飾主要有純金、K金、鉑金、K白金等制品。 純金首飾是由純金制成的。俗話說“金無足赤”，就是說純金的含量也達不到100，實際上金含量達到99、99.9的都稱為純金制品。這種純金首飾質(zhì)地柔軟，色澤赤黃，永不泛色。但容易變形，容易磨損，不能鑲嵌各種精美的寶石。 K金是在黃金中添加少量銀、銅、鋅等金屬，以增強黃金的強度和韌性。為了表示K金中的黃金含量，常用K值來表示。24K的含金量約為99.99,所以就是純金。用作金首飾的材料一般為22K，20K、

20、18K和14K等幾種,鉑金是一種天然純白色的金屬。 白金是黃金與鈀、鎳、銀和鋅等金屬的白色合金，其中，黃金的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最多為75。故又稱K白黃金。鉑金稀有，年產(chǎn)量比黃金少很多，更為珍貴。鉑金密度高，一件鉑金首飾比一件K白金類似首飾重20%。鉑金抗強酸、堿腐蝕，抗氧化，化學(xué)性質(zhì)比K白金穩(wěn)定,黃金項鏈,鉑金首飾,制作眼鏡架的合金材料 今時今日，純金屬及合金充斥了我們生活中的每一處。我們學(xué)生中不少人日日使用的眼鏡中也不乏其身影。金屬眼鏡鏡架特點為堅固，輕便，美觀，是目前最常用的鏡架。常見的金屬鏡架 1、鎳合金 特點：易于切割、焊接、電鍍等加工過程。 因富彈性及能有抵御侵蝕功能，通常用作眼鏡基本素材，如

21、較粗的腳、鼻梁、橫眉等部分。 錳鎳合金鏡架（圖,2、不銹鋼：是一種極具耐侵蝕功能的鋼鐵。 3、純鈦金：由于是一種輕巧（只有鋅白銅的一半）及極具耐侵蝕功能的優(yōu)質(zhì)金屬。 市場流行的金屬眼鏡架，多半是銅鎳合金再鍍金，鍍鈀而成的。光彩奪目，金光燦燦，是眼鏡族首選品種。但有少數(shù)人戴銅鎳合金架會引起皮膚過敏，帶來不必要的痛苦。 純鈦金眼鏡架完全不含鎳，不會引起過敏，故在眼鏡市場上流行起來。 鈦金屬眼鏡架優(yōu)點： （1）.鈦金屬眼鏡架，特別輕，戴鈦架可大大減少鼻梁的壓力。 （2）.鈦金屬架具有超彈性，永不變形。它化學(xué)穩(wěn)定性好，非常耐腐蝕,也不會引起皮膚過敏。戴上鈦金屬架的眼鏡，既輕巧、又結(jié)實。長期使用仍是光亮

22、如新永不變形。 記憶鈦金：又稱為合金混合了鎳及鈦金而成的合金兩者重量比例為55%:45%.合金非常輕巧（比一般鈦合金約輕），抵御腐蝕性強,記憶鈦金眼鏡,硬幣材料簡介 各種硬幣的材料： 壹圓面值硬幣 鑄造時間：1991 年 1997 年 硬幣材質(zhì)：鋼芯鍍鎳合金 壹角面值硬幣 鑄造時間： 1991 年 1997 年 硬幣材質(zhì)：鋁鎂合金 伍角面值硬幣 鑄造時間：2002 年 今年 硬幣材質(zhì)：鋼芯鍍銅合金 用來鑄造硬幣的合金需要具有什么性質(zhì)？ 色澤光亮、耐磨、耐腐蝕、不易銹蝕、易加工等性質(zhì),形狀記憶合金 形狀記憶合金(Shape Memory Alloy)，簡稱SMA，是具有形狀記憶效應(yīng)的合金。某些

23、合金進行一定限度的變形后，在隨后的加熱過程中，當(dāng)超過一定溫度時，變形材料就能恢復(fù)到變形前的形狀和體積，這種現(xiàn)象稱為“形狀記憶效應(yīng)(Shape Memory Effect)”，簡稱SME。 1932年,瑞典人奧蘭德在金鎘合金中首次觀察到“記憶”效應(yīng)，即合金的形狀被改變之后，一旦加熱到一定的躍變溫度時，它又可以魔術(shù)般地變回到原來的形狀，人們把具有這種特殊功能的合金稱為形狀記憶合金。記憶合金的開發(fā)迄今不過20余年，但由于其在各領(lǐng)域的特效應(yīng)用，正廣為世人所矚目，被譽為神奇的功能材料,原形 放入熱水后再放入冷水,記憶合金同我們的日常生活休戚相關(guān)。僅以記憶合金制成的彈簧為例，把這種彈簧放在熱水中，彈簧的長

24、度立即伸長，再放到冷水中，它會立即恢復(fù)原狀,已發(fā)現(xiàn)的形狀記憶合金種類很多，可以分為鎳鈦系、銅系、鐵系合金三大類。 另外，近年發(fā)現(xiàn)一些聚合物和陶瓷材料也具有形狀記憶功能，其形狀記憶原理與合金不同，還有待于進一步研究。 用記憶合金制作的眼鏡架。當(dāng)這種眼鏡架彎曲時，只要將它放入55。C的溫水中，即可恢復(fù)到原來的形狀,歐美一些國家目前正嘗試將形狀記憶合金應(yīng)用于治療某些心臟疾病。采用這種方法治療心臟疾病，可避免以前的開胸手術(shù)，并且愈后良好，十分適合青少年患者,記憶合金用于骨骼固定,二、稀土金屬,稀土是稀土元素(或稱稀土金屬)的簡稱，是17種元索組成的一個金屬大家族，第三副族中的鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪

25、、 釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥等等15個鑭系元素(擁有獨特的4f電子軌道)以及性質(zhì)與它們相近的鈧和釔?！跋⊥痢笔怯?8世紀(jì)末被發(fā)現(xiàn)時而得名，當(dāng)時認(rèn)為它們很稀貴，其氧化物又有難溶于水的“土性”，故稱為稀土?，F(xiàn)在看來，稀土在地殼中的重量百分含量（克拉克值）比銅、鉛、鋅、銀等常見金屬元素還要高，性質(zhì)也不像土，而是一組性質(zhì)十分活潑的金屬，但“稀土”這個奇特的名稱卻被沿用至今,從1794年發(fā)現(xiàn)第一個稀土元素釔，到1972年發(fā)現(xiàn)自然界的稀土元素钷，歷經(jīng)178年，人們才把17種稀土元素全部在自然界中找到。今年由于工業(yè)提純和冶煉技術(shù)的發(fā)展，除元素钷以外，都能獲得高純的稀土氧化物和稀土金屬。稀土的應(yīng)用也隨著

26、科技的發(fā)展從初級到高級，從19世紀(jì)末應(yīng)用稀土制造汽汽燈紗罩、打火石和弧光燈碳棒等初級應(yīng)用產(chǎn)品發(fā)展到現(xiàn)在把稀土廣泛應(yīng)用于彩電熒光屏、三基色節(jié)能燈、綠色高能充電電池、汽車尾氣凈化催化劑、電腦驅(qū)動器、核磁共振成像儀、固體激光器、光纖通訊和磁懸浮列車等高科技領(lǐng)域,我國是稀土資源最豐富的國家，稀土儲量和產(chǎn)量均居世界首位，在19個省市自治區(qū)都發(fā)現(xiàn)有稀土礦藏，而且礦物品種齊全。舉世聞名的白云鄂博礦不但是座巨大的鐵礦山(包鋼鋼鐵原料基地)，還是世界最大的稀土礦山，稀土儲量幾乎占世界總儲量的一半(以輕稀土為主)，而且因稀土與鐵共生?？梢噪S鐵開采綜合回收利用，生產(chǎn)成本低，市場競爭力強。在四川涼山州和山東微山地區(qū)蘊

27、藏著優(yōu)質(zhì)氟碳鈰鑭型輕稀土礦。廣東和臺灣沿海有豐富的獨居石型稀土礦。特別令世人矚目的是在我國南嶺地區(qū)，包括江西、廣東、福建、湖南、廣西等省(自治區(qū))蘊藏著我國所特有而又極為豐富的離子型稀土礦，它們所富含的釔、鋱等中重稀土儲量占世界一半以上。 稀土金屬是金屬的后起之秀，從70年代初開始作為一種新型功能材料受到廣泛注意，80年代起便進入了工業(yè)化應(yīng)用開發(fā)階段，其研究開發(fā)和市場發(fā)展的速度之快在金屬材料史上沒有先例。稀土金屬很快就被用來制作打火石、刀具、特種鋼、球墨鑄鐵、優(yōu)質(zhì)鋁合金，已形成了一系列的產(chǎn)品。而當(dāng)今令稀土金屬更為引人注目的則是用來制作儲氫和永磁材料,作為儲氫材料、稀土金屬合金充當(dāng)氫的載體，氫被

28、儲放在金屬原子間的空隙中。這種方法可以獲得比液態(tài)氫氣的密度還大的儲存密度，而且使用過程也很安全，是解決汽車未來能源問題的一個方向。用稀土合金作的鎳氫電池具有高容量、長壽命、可快充放電、使用安全、無污染等特點，被稱為“綠色電池”。電池應(yīng)用于幾乎所有的電子產(chǎn)品(如移動電話、收錄音機、計算機、照相機、游戲機等)，也以作為動力用于電動汽車及航天器中,另一方面，用稀土合金作的永磁材料具有極強的永磁特性，可以廣泛應(yīng)用到從小到手表、照相機、錄音機、激光唱盤機、影碟機、攝像機等，大到計算機，汽車、發(fā)電機、醫(yī)療器械、懸浮列車等上面。用這種材料作的電子或電器產(chǎn)品的體積可以大幅度地減小，這就象半導(dǎo)體取代電子管減小體

29、積一樣，在航天和航空開發(fā)方面尤其具有價值,我國是稀土資源大國，然而我國目前可以生產(chǎn)的稀土產(chǎn)品非常單一，幾乎都是一次性產(chǎn)品，即稀土氧化物，氯化物、碳酸鹽、硝酸鹽和金屬元素。而可以直接用來制作電池電極，儲氫材料，永久磁體的合金型稀土金屬產(chǎn)品，尤其是優(yōu)質(zhì)的粉體產(chǎn)品不是不能生產(chǎn)就是生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)。目前我國在世界上所占有的稀土金屬市場很小，還擺脫不了出口稀土金屬給外國，然后再從外國買稀土合金材料或產(chǎn)品的局面。積極開發(fā)稀土金屬產(chǎn)品可以節(jié)約大量外匯，同時還可以開拓國際市場出口創(chuàng)匯,金屬元素對身體健康的影響,金屬元素雖然在人體內(nèi)的含量不多，但與人的生存和健康息息相關(guān)。它們的攝入過量、不足、或缺乏都會不同

30、程度地引起人體生理的異?；虬l(fā)生疾病。金屬元素最突出的作用是與生命活力密切相關(guān)，僅僅像火柴頭那樣大小或更少的量就能發(fā)揮巨大的生理作用。盡管它們在人體內(nèi)含量極小，但它們對維持人體中的一些決定性的新陳代謝卻是十分必要的。如缺鋅可引起口、眼、肛門或外陰部發(fā)紅、丘疹、溫疹。又如鐵是構(gòu)成血紅蛋白的主要成分之一，缺鐵可引起缺鐵性貧血。在抗病、防癌、延年益壽等方面都還起著不可忽視的作用,1.鐵 鐵是人體內(nèi)需要的微量元素。一般人體內(nèi)含鐵量為4.2g6.1g，人體內(nèi)的鐵有70%存在于血紅蛋白和肌紅蛋白內(nèi)，25%以鐵蛋白形式存在肝、腎、骨髓中，少量的鐵是氧化酶的輔助因子。血紅蛋白中的鐵是人體內(nèi)氧的輸送者。它把肺吸收

31、的氧氣運輸?shù)饺砀鹘M織，供細(xì)胞氧化，又把細(xì)胞氧化所產(chǎn)生的二氧化碳運到肺部而呼出去。如果人體缺鐵會引起貧血，肌肉細(xì)胞利用氧產(chǎn)生的能量的功能下降，從而減少熱量的來源。成年男子每天需要從食物中攝取約10mg鐵，含鐵較多的食物有動物肝臟、心臟、瘦肉、蛋黃、紫菜、海帶、黑木耳、芹菜、油菜和番茄等。膳食中的蛋白質(zhì)和維生素C能提高鐵的吸收率。但中國膳食中一般食用蔬菜量很大，仍為鐵的重要來源,2.錳 錳是構(gòu)成正常的骨骼所必須的物質(zhì)，也是制取甲狀腺素非常重要的物質(zhì)。它能使食物充分消化吸收，能緩解神經(jīng)過敏和煩躁不安，能解除疲勞，增強記憶力，能預(yù)防骨質(zhì)疏松癥。成年人每天攝取2mg-5mg即可滿足需要。超過這個數(shù)量，

32、就會中毒。堅果類、紅葉蔬菜、豌豆、甜菜，以及味精制的谷類食品都是富錳的食物。時常頭暈眼花、精神恍惚或記憶力不好的人，經(jīng)常喝大量牛奶或吃大量肉類的人應(yīng)增加錳的攝取量,3.鋅 鋅是人體中最重要的微量元素之一,主要集中在肝內(nèi)和肌肉、皮膚之中。當(dāng)鋅缺乏時,會引起少女食欲減退、免疫功能低下、眼睛呆滯無神、皮膚粗糙易感染、貧血、視力下降、毛發(fā)枯燥,甚至引起肝脾腫大,從而導(dǎo)致發(fā)育緩慢。部分少女顏面痤瘡、粉刺較多,也與鋅元素缺乏有關(guān)。鋅缺乏同樣可用食補。一些動物食品,諸如牡蠣、魚類、動物肝臟、肉類、蛋中含有大量的鋅元素。含鋅最高的組織是眼球的視覺部分和前列腺。鋅參與核酸蛋白質(zhì)的代謝過程，能促進皮膚、骨骼和性器官的正常發(fā)育，維持消化和代謝活動。發(fā)育中的兒童缺鋅會引起食欲不振、生長停滯、嗅覺遲鈍、性功能發(fā)育不全等因此，人們把鋅稱為“生命的元素”。在肉類、動物肝臟、蛋品和海鮮產(chǎn)品中特別是牡蠣都富含鋅。其次，如牛奶、麥片、玉米、南瓜子等也含鋅。當(dāng)與維生素A、鈣、磷一起作用時功效最佳,4.鉻 鉻鹽屬于有毒物質(zhì)，但微量的鉻在胰