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铝的物理性质 铝是银白色的轻金属，较软，密度2.7g/cm3，熔点660.4，沸点2467，铝和铝的合金具有许多优良的物理性质，得到了非常广泛的应用。 铝对光的反射性能良好，反射紫外线比银还强，铝越纯，它的反射能力越好，常用真空镀铝膜的方法来制得高质量的反射镜。真空镀铝膜和多晶硅薄膜结合，就成为便宜轻巧的太阳能电池材料。铝粉能保持银白色的光泽，常用来制作涂料，俗称银粉。 纯铝的导电性很好，仅次于银、铜，在电力工业上它可以代替部分铜作导线和电缆。铝是热的良导体，在工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和民用炊具等。 铝有良好的延展性，能够抽成细丝，轧制成各种铝制品，还可制成薄于0.01mm的铝箔，广泛地用于包装香烟、糖果等。 铝合金具有某些比纯铝更优良的性能，从而大大拓宽了铝的应用范围。例如，纯铝较软，当铝中加入一定量的铜、镁、锰等金属，强度可以大大提高，几乎相当于钢材，且密度较小，不易锈蚀，广泛用于飞机、汽车、火车、船舶、人造卫星、火箭的制造。当温度降到-196时，有的钢脆如玻璃，而有些铝合金的强度和韧性反而有所提高，所以是便宜而轻巧的低温材料，可用来贮存火箭燃料液氧和液氢。铝的性质和用途物质的用途在很大程度上取决于物质的性质。由于铝有多种优良性能，因而铝有着极为广泛的用途。(1)铝的密度很小，仅为2.7 g/cm3，虽然它比较软，但可制成各种铝合金，如硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等。这些铝合金广泛应用于飞机、汽车、火车、船舶等制造工业。此外，宇宙火箭、航天飞机、人造卫星也使用大量的铝及其合金。例如，一架超音速飞机约由70%的铝及其合金构成。船舶建造中也大量使用铝，一艘大型客船的用铝量常达几千吨。(2)铝的导电性仅次于银、铜，虽然它的导电率只有铜的2/3，但密度只有铜的1/3，所以输送同量的电，铝线的质量只有铜线的一半。铝表面的氧化膜不仅有耐腐蚀的能力，而且有一定的绝缘性，所以铝在电器制造工业、电线电缆工业和无线电工业中有广泛的用途。(3)铝是热的良导体，它的导热能力比铁大3倍，工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和炊具等。(4)铝有较好的延展性(它的延展性仅次于金和银)，在100 150 时可制成薄于0.01 mm的铝箔。这些铝箔广泛用于包装香烟、糖果等，还可制成铝丝、铝条，并能轧制各种铝制品。(5)铝的表面因有致密的氧化物保护膜，不易受到腐蚀，常被用来制造化学反应器、医疗器械、冷冻装置、石油精炼装置、石油和天然气管道等。(6)铝粉具有银白色光泽(一般金属在粉末状时的颜色多为黑色)，常用来做涂料，俗称银粉、银漆，以保护铁制品不被腐蚀，而且美观。(7)铝在氧气中燃烧能放出大量的热和耀眼的光，常用于制造爆炸混合物，如铵铝炸药(由硝酸铵、木炭粉、铝粉、烟黑及其他可燃性有机物混合而成)、燃烧混合物(如用铝热剂做的炸弹和炮弹可用来攻击难以着火的目标或坦克、大炮等)和照明混合物(如含硝酸钡68%、铝粉28%、虫胶4%)。(8)铝热剂常用来熔炼难熔金属和焊接钢轨等。铝还用做炼钢过程中的脱氧剂。铝粉和石墨、二氧化钛(或其他高熔点金属的氧化物)按一定比率均匀混合后，涂在金属上，经高温煅烧而制成耐高温的金属陶瓷，它在火箭及导弹技术上有重要应用。(9)铝板对光的反射性能也很好，反射紫外线比银强，铝越纯，其反射能力越好，因此常用来制造高质量的反射镜，如太阳灶反射镜等。(10)铝具有吸音性能，音响效果也较好，所以广播室、现代化大型建筑室内的天花板等也采用铝。制首饰的黄金有哪几种人类早在6 000年以前已经知道有黄金，并用黄金作装饰品。当今国际及国内市场上流行的黄金首饰主要有纯金、K金、镀金、包金、仿金和变色金等制品。纯金首饰是由纯金制成的。俗话说“金无足赤”，就是说纯金的含量也达不到100，实际上金含量达到99、99.9的都称为纯金制品。这种纯金首饰质地柔软，色泽赤黄，永不泛色。但容易变形，容易磨损，不能镶嵌各种精美的宝石。K金是在黄金中添加少量银、铜、锌等金属，以增强黄金的强度和韧性。为了表示K金中的黄金含量，常用K值来表示。1K的含金量约为4.166。24K的含金量约为99.99所以就是纯金。用作金首饰的材料一般为22K（含金量约为91.65），20K（含金量约为83.32）、18K（含金量约为74.98）和14K（含金量约为58.2）等几种。K金首饰款式易翻新，能够镶嵌各种钻、翠、珠、宝和雕锯凿搂出各种精美的图案。镶嵌钻石的钻戒，多用18K金的。金笔的笔尖上写着“14K”或“14开”，是指这种金笔笔尖是14K金的。 镀金首饰是在铜、银或合金制成的首饰表面上镀一层24K金，其外表和纯金首饰一样。但镀的金属不耐久，佩戴时间长了就会被磨损。包金首饰是用金箔包在由铝、锌、铅的合金制成的首饰表面，然后加温，用工具把金箔牢牢地压在产品上制得的。包金首饰的质地比纯金首饰要硬，不易变形，耐磨性强。从表面上看能与24K金的首饰相媲美。 仿金首饰是选用特殊的镀层工艺，制成的近似K金的首饰。这种首饰是以铜，锌或铝等金属为原料，制成半成品，然后放入一种特殊镀液中，经过处理，在表面镀上一层象黄金一样赤黄光亮的镀层。虽然这种首饰不含一点黄金，但却酷似纯金制品。目前在国内外已有许多精致的仿金首饰代替纯金首饰做装饰品。变色金首饰是用一种新颖的、经过特殊加工后的K金材料制成的首饰。如在K金表面注入钻原子，可呈现出一层美丽的蓝色；把一种很细的金属微粒电镀在K金表面，可显示出黑色。日本还研制出含金量为78、含铝量为22的光采夺目的紫色合金首饰。现在，红、黄、白、紫等色彩都进入了K金家族。目前，这种神奇变幻的变色金首沛已经在国内外流行，并且颇受青睐。怎样鉴别黄金首饰的真伪市场上流行的黄金首饰或纪念币中，有一些是仿金制品或伪劣产品。因此，在选购时应特别注意鉴别。常用的鉴别方法有以下几种。1查戳记 现在我国厂家生产的黄金首饰均有本厂戳记和含金量字样。2掂重量 黄金的密度比银、铜、铅、铝等金属大。体积相同的黄金比白银重40，比铜重1.2倍，比铝重6.1倍。黄金托在手中掂试时，会感到沉重坠手。3看色泽 黄金首饰一般纯度越高，色泽越深，足金为黄中透紫，18K为黄中泛青，14K金为黄中透赤。4听音韵 将金首饰扔在坚硬的地上。落地时听其响声。真金发出的声音低闷、厚实、沉重，且声无余音。假黄金的声音脆而无沉闷之感，一般是“当当”的响声，且有余音。真黄金落地时跳动没有假黄金剧烈。5试硬度 纯金硬度较小，用手可以弯曲。假黄金用手弯曲时感到坚硬，如果用大头针在饰品上划痕，纯金制品的划痕较清楚。含金量低的饰品，即使能划出痕迹来，也比较模糊。镀金首饰更为模糊。以上几种方法是简易测试法。为了准确鉴别，可采取下列三种方法。1火烧法 把首饰放在火中烧烤，待饰品微红时取出。冷却之后，纯金首饰依旧色泽如新，K金首饰表面则呈现烟灰色的氧化层。纯度越低，颜色越黑。2试金石法 选择一种质地细腻的黑色试金石，用含金量不同的金片在试金石上划出痕迹，作出比较的标准，再将所要测试的首饰在同一试金石上划痕，滴上浓硝酸去掉杂物，留在试金石上的痕迹则为饰物的含金量。跟标准对比，找出与痕迹相同的色度，即为所测定饰品的准确金量。3化学法 将浓度为70的硝酸，分别滴在首饰上，保持原样的是真金首沛。发生化学反应的不是真金首饰饰。 丰富多彩的金属矿石和我国的矿产资源背景介绍资源是人类赖以生存和发展的物质基础，对国民经济的发展起着极为重要的作用。一个国家的工业化过程，首先是对矿物原料产品需求的迅速增长，我国经济正在高速建设，目前，95以上的能源和80以上的工业原料来自于矿产资源。 矿产泛指一切当今科学技术和经济条件下可供人类开发利用的天然矿物和岩石。矿产可以有不同的分类：按其基本属性可分为无机矿产（如多数的金属矿产）和有机矿产（如化石燃料），也可分为金属矿产和非金属矿产；从矿产所具有的资源利用特性，可分为利用其物质组分的矿产和利用其物理、化学性质的矿产等。科学技术的进步和社会需求的多样化，使得开发利用矿产资源的范围不断扩大，矿产品种类别也不断增多。可供开采利用的矿物（体）也称为矿床。固态矿床一般由有用的矿石矿物（如铜矿中的含铜矿物）和经济价值不大的脉石矿物构成。矿石的成分往往比较复杂，一般描述时，常指出其主要成分。矿石中含有某种有用矿物成分多，叫做高品位矿（或富矿），反之称为低品位矿（或贫矿）。我国的矿产资源我国幅员辽阔，已知矿产资源条件较好，矿产种类齐全，探明的总储量规模可观，是世界上为数不多的几个矿产资源大国之一。虽然，矿产资源丰富，但人均占有量少。我国矿产资源有以下特点： （1）矿产资源总量丰富，矿种齐全，但人均占有量少。我国已经发现的168种矿产，其中有17种人均占有量超过世界人均占有量，而其余则低于世界人均占有量。已探明的矿产资源总量约占世界的12，仅次于美国和前苏联，居世界第3位，但人均占有量居世界第53位。 （2）矿产资源有丰有欠 从探明的储量看，有充分保证的约12种（煤、W、Ti、Mo、Li、稀土、石墨、石膏、重晶石、滑石、大理石、彭润土），基本有保证的约10种（Fe、Mn、Pb、Zn、Ni、An、S、P、石油、天然气），相对短缺的有铬铁矿、钴、金刚石、铜、钾盐等。Mo、W、Sn、Sb、稀土、石墨、彭润土、菱镁矿、萤石、高铝耐火材料为我国优势矿产资源。 （3）贫矿多、富矿少；共生、伴生矿产多，单一矿产少 一些需用量大的矿产资源（如 Fe、Cu、Al、Zn、Mn等）存在着富矿少贫矿多的问题，例如，我国至今还未发现超大型的富铁矿（5亿吨级）和富铜矿（5兆吨级），综合利用存在的问题也较多。有色金属矿中，共生、伴生矿产占 27以上，贵金属中，40的金矿和75的银矿为伴生矿。 （4）现有经济发达地区与资源富集区分布不协调 已勘查的2万余处矿床分布在全国各地，但由于各地区地质成矿条件不同，导致一些矿产的分布具有明显的地域差异。例如，经济发达的东南部用煤量大，但储量紧缺，出现了北煤南运、西煤东运的局面。一些尚未开发利用的大型、超大型矿区，主要分布于西部边远地区，开发利用难度大。黄铜矿、黄铁矿和自然金矿石的区别黄铜矿、黄铁矿和自然金矿石非常容易误认，尤其是黄铁矿又被称为“愚人金”。鉴别它们的方法其实很简单。 黄铜矿以更黄的颜色和较低的硬度而与黄铁矿相区别；以绿黑色的条痕、性脆及可溶于HNO3而与自然金相区别。用矿石在不带釉的白瓷板上划一下，自然金矿石划出的条痕（即留在白瓷板上的粉末）是金黄色的，黄铁矿的条疫是绿黑色的。另外，还可以用手掂一下，手感特别重的是自然金矿石，因为其密度比黄铁矿、黄铜矿的要大得多。闪锌矿 闪锌矿的主要成分是ZnS，常含有Fe、Cd、In、Ga等元素。闪锌矿近乎无色，随含铁量的增加，颜色从浅黄、黄褐变到铁黑色，透明度也由透明到半透明，甚至不透明。闪锌矿完好晶形呈四面体或菱形十二面体，但很少见，常呈粒状集合体。硬度为3.54.0，密度为3.94.2 gcm-3。闪锌矿是最重要的锌矿石，其成分中所含的Cd、In、Ga等稀有元素也可以综合利用。世界著名的闪锌矿产地是澳大利亚、美国等，我国著名的闪锌矿产地是云南金顶、广东凡口和青海锡铁山。金红石 金红石的主要成分为TiO2，通常呈带双锥的柱状或针状晶体，柱面常有纵纹。金红石通常呈红褐色到几乎黑色，条痕浅褐色，金属光泽到半金属光泽，硬度为6.06.5，密度为4.25.6 gcm-3。金红石主要用于提取钛和制造白色颜料。我国江苏、辽宁、山东、河南、湖北、安徽等省也有产出。孔雀石 孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3，因琢磨后显美丽的翠绿色似孔雀尾的花纹而得名。晶体为柱状、针状或纤维状，通常呈钟乳状、肾状、被膜状或上状集合体。呈绿色，玻璃光泽，半透明。硬度为3.54.0，密度为3.94.0 gcm-3。常与蓝铜矿、赤铜矿、褐铁矿等共生，可用作寻找原生铜矿的标志。孔雀石可用于炼铜，质纯色美者可做为装饰品及工艺品原料，其粉末可做绿色颜料（称石绿）。俄罗斯乌拉尔、中国海南岛石碌等地盛产。蓝铜矿 蓝铜矿的主要成分为Cu2(CO3)2(OH)2，晶体为柱状或厚板状，通常多呈粒状、钟乳状、皮壳状或上状集合体。深蓝色，条痕为天蓝色玻璃光泽，上状块体为浅蓝色。硬度为3.54.0，密度为3.73.8 gcm-3。常与孔雀石共生，我国古代称为石青。黄铜矿 黄铜矿的主要成分是CuFeS2，单个晶体很少见，集合体常为不规则的粒状或致密块状。黄铜色，表面常有斑驳的蓝、紫、褐色的色膜，金属光泽。硬度为3.04.0，小刀可以刻破，性脆。密度为4.14.3 gcm-3。黄铜矿是提炼铜的主要矿物之一，是仅次于黄铁矿的最常见的硫化物之一，也是最常见的铜矿物。黄铜矿常会风化变为绿色的孔雀石和蓝色的蓝铜矿。我国的黄铜矿分布较广，著名产地有甘肃白银厂、山西中条山、长江中下游的湖北安徽和西藏高原等。自然金 自然金的主要成分为Au，良好晶体极少见。自然金通常呈树枝状、粒状或鳞片状，较少呈不规则的大块状，俗称“狗头金”。颜色、条痕均为金黄至浅黄色，随含银量增加而变淡，有金属光泽，不透明。硬度为2.53.0，密度为15.619.3 gcm-3。金是热和电的良导体，难被氧化，不溶于酸，但可溶于“王水”。有极好的延展性，1 g自然金可拉成约2 km长的细丝。产于原生矿床中的自然金俗称山金，它主要产于含金石英脉或蚀变岩脉中，又称为脉金；产于砂矿中的金俗称砂金。世界著名产地有南非、美国、澳大利亚、加拿大、俄罗斯等。我国的山东招远、黑龙江沿岸、河南小秦岭和湖南等地均有产出。黄铁矿 黄铁矿的主要成分是FeS2，通常含Co、Ni和Se，具有NaCl型晶体结构，常有完好的晶形，呈立方体、八面体、五角十二面体及其聚形。集合体呈致密块状、粒状或结核状。浅黄（铜黄）色，条痕绿黑色，强金属光泽，不透明，硬度为6.06.5。密度为4.95.2 gcm-3。在一定条件下易风化为揭铁矿。黄铁矿是分布最广泛的硫化物矿物，是提取硫和制造硫酸的主要原料。我国黄铁矿的储量居世界前列，著名产地有广东英德和云浮、安徽马鞍山、甘肃白银厂等。褐铁矿 褐铁矿是针铁矿、水针铁矿的统称。因为这些矿物颗粒细小，难于区分，故统称为褐铁矿。由于它属于含铁矿物的风化产物（Fe2O3nH2O），成分不纯，水的含量变化也很大。通常呈黄褐至揭黑色，条痕为黄褐色，半金属光泽，块状、钟乳状、葡萄状、疏松多孔状或粉末状。硬度随矿物形态而异，低的1.0，高的达5.5，密度为3.64.0 gcm-3，无磁性。褐铁矿的含铁量虽低于磁铁矿和赤铁矿，但因它较疏松，易于冶炼，所以也是重要的铁矿石。世界著名矿产地是法国的洛林、德国的巴伐利亚、瑞典等地。在硫化矿床氧化带中常构成红色的“铁帽”，可作为找矿的标志。磁铁矿 磁铁矿的主要成分为Fe3O4，具有磁性，是矿物中磁性最强的，单晶体呈八面体或菱形十二面体，集合体为致密块状或粒状。颜色为铁黑色，条痕呈黑色，半金属光泽，不透明，硬度为5.56.0，密度为4.85.3 gcm-3。磁铁矿分布广，我国辽宁鞍山等地都有大量产出。磁铁矿是炼铁的主要矿物原料，也是一种传统的中药材。赤铁矿 赤铁矿的主要成分为Fe2O3，单晶体常呈菱面体和板状，集合体形态多样。有金属光泽至半金属光泽，硬度为5.56.0,密度为5.55.3 gcm-3。呈铁黑色、金属光泽的片状赤铁矿集合体称为镜铁矿；呈灰色、金属光泽的鳞片状赤铁矿集合体称为云母赤铁矿；呈红褐色、光泽暗淡的称为赭石；呈肾状的赤铁矿称为肾状赤铁矿。赤铁矿在自然界中分布极广，是重要的炼铁原料，也可用作红色颜料。我国著名产地有辽宁鞍山、甘肃镜铁山、湖北大冶、湖南宁乡和河北宣化。铂金和白金白金全称为“白色 K 金”，是将黄金与铜、镍、锌等金属熔合在一起后所制成的一种白色合金。其中，黄金的质量分数最多为75%。铂是稀有的贵金属，在首饰行业又叫做铂金，开采量只有黄金的5%。铂金的强度和韧性都比其他贵金属高得多，1 g铂金可以拉成1.6 km长的细丝而不断裂，因此用铂金制作的首饰坚韧，如钻石镶嵌其中会很牢固，不易脱落。铂金的白色光泽是天然的，经久不会改变，而白金的色泽不是天然的，时间长了就可能会褪色。2000年全球铂金的消费接近100 t，其中，亚洲的消费超过65 t。按照国家技术监督局的规定，我国国内生产的所有铂金首饰都应标上铂的元素符号Pt的专有标志。通常所说的“Pt 900”或“Pt 950”表示首饰材料中铂的质量分数分别为90%或95%。常用合金(1)钢铁钢铁是铁与C、Si、Mn、P、S以及少量的其他元素所组成的合金。其中除Fe外，C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用，故统称为铁碳合金。它是工程技术中最重要、用量最大的金属材料。按含碳量不同，铁碳合金分为钢与生铁两大类，钢是含碳量为0.03%2%的铁碳合金。碳钢是最常用的普通钢，冶炼方便、加工容易、价格低廉，而且在多数情况下能满足使用要求，所以应用十分普遍。按含碳量不同，碳钢又分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。随含碳量升高，碳钢的硬度增加、韧性下降。合金钢又叫特种钢，在碳钢的基础上加入一种或多种合金元素，使钢的组织结构和性能发生变化，从而具有一些特殊性能，如高硬度、高耐磨性、高韧性、耐腐蚀性，等等。经常加入钢中的合金元素有Si、W、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti等。我国合金钢的资源相当丰富，除Cr、Co不足，Mn品位较低外，W、Mo、V、Ti和稀土金属储量都很高。21世纪初，合金钢在钢的总产量中的比例将有大幅度增长。含碳量2%4.3%的铁碳合金称生铁。生铁硬而脆，但耐压耐磨。根据生铁中碳存在的形态不同又可分为白口铁、灰口铁和球墨铸铁。白口铁中碳以Fe3C形态分布，断口呈银白色，质硬而脆，不能进行机械加工，是炼钢的原料，故又称炼钢生铁。碳以片状石墨形态分布的称灰口铁，断口呈银灰色，易切削，易铸，耐磨。若碳以球状石墨分布则称球墨铸铁，其机械性能、加工性能接近于钢。在铸铁中加入特种合金元素可得特种铸铁，如加入Cr，耐磨性可大幅度提高，在特种条件下有十分重要的应用。(2)铝合金铝是分布较广的元素，在地壳中含量仅次于氧和硅，是金属中含量最高的。纯铝密度较低，为2.7 g/cm3，有良好的导热、导电性(仅次于Au、Ag、Cu)，延展性好、塑性高，可进行各种机械加工。铝的化学性质活泼，在空气中迅速氧化形成一层致密、牢固的氧化膜，因而具有良好的耐蚀性。但纯铝的强度低，只有通过合金化才能得到可作结构材料使用的各种铝合金。铝合金的突出特点是密度小、强度高。铝中加入Mn、Mg形成的Al-Mn、Al-Mg合金具有很好的耐蚀性，良好的塑性和较高的强度，称为防锈铝合金，用于制造油箱、容器、管道、铆钉等。硬铝合金的强度较防锈铝合金高，但防蚀性能有所下降，这类合金有Al-Cu-Mg系和Al-Cu-Mg-Zn系。新近开发的高强度硬铝，强度进一步提高，而密度比普通硬铝减小15%，且能挤压成型，可用作摩托车骨架和轮圈等构件。Al-Li合金可制作飞机零件和承受载重的高级运动器材。目前高强度铝合金广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等，可增加它们的载重量以及提高运行速度，并具有抗海水侵蚀，避磁性等特点。(3)铜合金纯铜呈紫红色，故又称紫铜，有极好的导热、导电性，其导电性仅次于银而居金属的第二位。铜具有优良的化学稳定性和耐蚀性能，是优良的电工用金属材料。工业中广泛使用的铜合金有黄铜、青铜和白铜等。Cu与Zu的合金称黄铜，其中Cu占60%90%、Zn占40%10%，有优良的导热性和耐腐蚀性，可用作各种仪器零件。再如在黄铜中加入少量Sn，称为海军黄铜，具有很好的抗海水腐蚀的能力。在黄铜中加入少量的有润滑作用的Pb，可用作滑动轴承材料。青铜是人类使用历史最久的金属材料，它是CuSn合金。锡的加入明显地提高了铜的强度，并使其塑性得到改善，抗腐蚀性增强，因此锡青铜常用于制造齿轮等耐磨零部件和耐蚀配件。Sn较贵，目前已大量用Al、Si、Mn来代替Sn而得到一系列青铜合金。铝青铜的耐蚀性比锡青铜还好。铍青铜是强度最高的铜合金，它无磁性又有优异的抗腐蚀性能，是可与钢相竞争的弹簧材料。白铜是Cu-Ni合金，有优异的耐蚀性和高的电阻，故可用作苛刻腐蚀条件下工作的零部件和电阻器的材料。特种合金目前工业上应用的合金种类数以千计，现只简要地介绍其中几大类。(1)耐蚀合金金属材料在腐蚀性介质中所具有的抵抗介质侵蚀的能力，称金属的耐蚀性。纯金属中耐蚀性高的通常具备下述三个条件之一：热力学稳定性高的金属。通常可用其标准电极电势来判断，其数值较正者稳定性较高；较负者则稳定性较低。耐蚀性好的贵金属，如Pt、Au、Ag、Cu等就属于这一类。易于钝化的金属。不少金属可在氧化性介质中形成具有保护作用的致密氧化膜，这种现象称为钝化。金属中最容易钝化的是Ti、Zr、Ta、Nb、Cr和Al等。表面能生成难溶的和保护性能良好的腐蚀产物膜的金属。这种情况只有在金属处于特定的腐蚀介质中才出现，例如，Pb和Al在H2SO4溶液中，Fe在H3PO4溶液中，Mo在盐酸中以及Zn在大气中等。因此，工业上根据上述原理，采用合金化方法获得一系列耐蚀合金，一般有相应的三种方法：提高金属或合金的热力学稳定性，即向原不耐蚀的金属或合金中加入热力学稳定性高的合金元素，使形成固溶体以及提高合金的电极电势，增强其耐蚀性。例如在Cu中加Au，在Ni中加入Cu、Cr等，即属此类。不过这种大量加入贵金属的办法，在工业结构材料中的应用是有限的。加入易钝化合金元素，如Cr、Ni、Mo等，可提高基体金属的耐蚀性。在钢中加入适量的Cr，即可制得铬系不锈钢。实验证明，在不锈钢中，含Cr量一般应大于13%时才能起抗蚀作用，Cr含量越高，其耐蚀性越好。这类不锈钢在氧化介质中有很好的抗蚀性，但在非氧化性介质如稀硫酸和盐酸中，耐蚀性较差。这是因为非氧化性酸不易使合金生成氧化膜，同时对氧化膜还有溶解作用。加入能促使合金表面生成致密的腐蚀产物保护膜的合金元素，是制取耐蚀合金的又一途径。例如，钢能耐大气腐蚀是由于其表面形成结构致密的化合物羟基氧化铁FeOx(OH)23-2x，它能起保护作用。钢中加入Cu与P或P与Cr均可促进这种保护膜的生成，由此可用Cu、P或P、Cr制成耐大气腐蚀的低合金钢。金属腐蚀是工业上危害最大的自发过程，因此耐蚀合金的开发与应用，有重大的社会意义和经济价值。(2)耐热合金这类合金又称高温合金，它对于在高温条件下的工业部门和应用技术领域有着重大的意义。一般说，金属材料的熔点越高，其可使用的温度限度越高。这是因为随着温度的升高，金属材料的机械性能显著下降，氧化腐蚀的趋势相应增大，因此，一般的金属材料都只能在500 600 下长期工作。能在高于700 的高温下工作的金属通称耐热合金。“耐热”是指其在高温下能保持足够强度和良好的抗氧化性。提高钢铁抗氧化性的途径有两条：一是在钢中加入Cr、Si、Al等合金元素，或者在钢的表面进行Cr、Si、Al合金化处理。它们在氧化性气氛中可很快生成一层致密的氧化膜，并牢固地附在钢的表面，从而有效地阻止氧化的继续进行。二是用各种方法在钢铁表面形成高熔点的氧化物、碳化物、氮化物等耐高温涂层。提高钢铁高温强度的方法很多，从结构、性质的化学观点看，大致有两种主要方法：一是增加钢中原子间在高温下的结合力。研究指出，金属中结合力，即金属键强度大小，主要与原子中未成对的电子数有关。从周期表中看，B元素金属键在同一周期内最强。因此，在钢中加入Cr、Mo、W等原子的效果最佳。二是加入能形成各种碳化物或金属间化合物的元素，以使钢基体强化。由若干过渡金属与碳原子生成的碳化物属于间隙化合物，它们在金属键的基础上，又增加了共价键的成分，因此硬度极大，熔点很高。例如，加入W、Mo、V、Nb可生成WC、W2C、MoC、Mo2C、VC、NbC等碳化物，从而增加了钢铁的高温强度。利用合金方法，除铁基耐热合金外，还可制得镍基、钼基、铌基和钨基耐热合金，它们在高温下具有良好的机械性能和化学稳定性。其中镍基合金是最优的超耐热金属材料，组织中基体是NiCrCo的固溶体和Ni3Al金属化合物，经处理后，其使用温度可达1 000 1 100 。(3)钛合金钛是周期表中第IVB类元素，外观似钢，熔点达1 672 ，属难熔金属。钛在地壳中含量较丰富，远高于Cu、Zn、Sn、Pb等常见金属。我国钛的资源极为丰富，仅四川攀枝花地区发现的特大型钒钛磁铁矿中，伴生钛金属储量约达4.2亿吨，接近国外探明钛储量的总和。纯钛机械性能强，可塑性好，易于加工，如有杂质，特别是O、N、C等元素存在，会提高钛的强度和硬度，但会降低其塑性，增加脆性。钛是容易钝化的金属，且在含氧环境中，其钝化膜在受到破坏后还能自行愈合。因此，钛对空气、水和若干腐蚀介质都是稳定的。钛和钛合金有优异的耐蚀性，只能被氢氟酸和中等浓度的强碱溶液所侵蚀。特别是钛对海水很稳定，将钛或钛合金放入海水中数年，取出后，仍光亮如初，远优于不锈钢。钛的另一重要特性是密度小。其强度是不锈钢的3.5倍，铝合金的1.3倍，是目前所有工业金属材料中最高的。液态的钛几乎能溶解所有的金属，形成固溶体或金属化合物等各种合金。合金元素如Al、V、Zr、Sn、Si、Mo和Mn等的加入，可改善钛的性能，以适应不同部门的需要。例如，Ti-Al-Sn合金有很高的热稳定性，可在相当高的温度下长时间工作；以Ti-Al-V合金为代表的超塑性合金，可以50%150%地伸长加工成型，其最大伸长可达到2 000%。而一般合金的塑性加工的伸长率最大不超过30%。由于上述优异性能，钛享有“未来的金属”的美称。钛合金已广泛用于国民经济各部门，它是火箭、导弹和航天飞机不可缺少的材料。船舶、化工、电子器件和通讯设备以及若干轻工业部门中要大量应用钛合金，只是目前钛的价格较昂贵，限制了它的广泛使用。(4)磁性合金材料在外加磁场中，可表现出三种情况：不被磁场所吸引的，叫反磁性材料；微弱地被磁场所吸引的，叫顺磁性材料；强烈地被磁场吸引的，称铁磁性材料，其磁性随外磁场的加强而急剧增高，并在外磁场移走后，仍能保留磁性。金属材料中，大多数过渡金属具有顺磁性；只有Fe、Co、Ni等少数金属是铁磁性的。金属中组成永磁材料的主要元素是Fe、Co、Ni和某些稀土元素。目前使用的永磁合金有稀土钴系、铁铬钴系和锰铝碳系合金。磁性合金在电力、电子、计算机、自动控制和电光学等新兴技术领域中，有着日益广泛的应用。铜是人类应用最早的金属铜是人类认识并应用最早的金属之一。我国是最早使用铜器的国家之一。到目前为止，发现的中国最早的青铜器出自新石器时代后期，相当于中原夏代的一些文化遗址中。在商代早期遗址中出土了较大型的青铜器。中国商代早期的大型青铜器还很粗陋，器壁厚，外形多模仿陶器，花纹多为线条的兽面纹。1939年在安阳市出土的礼器“司母戊鼎”是殷代前期青铜器的代表作，是商王为其母铸造的，重达875 kg，高133 cm，横长110 cm，宽78 cm。经检测，铜占84.11%，锡占11.64%，铅占2.79%，是世界上最大的出土青铜器。又如湖南出土的盛酒器“四羊方尊”，造型逼真，结构复杂，分布在四角的四支羊头上长着卷曲的羊角，还有突出的龙头，镂空的扉边。重34.5 kg，身高58.3 cm，口边长52.4 cm。它采用分铸和嵌铸等复杂的铸造工艺，充分反映出了殷代青铜器的高超熔铸技艺。青铜器除了礼器等外，更多是用于制造兵器，此外也有一些青铜农具出土。战国时期，齐国工匠已了解到随着用途不同，青铜器材料的性能也应有所变化，为此可以改变青铜中各种金属成分的比例。我国古代很早就认识到铜盐溶液里的铜能被铁取代，从而发明了“水法炼铜”的新途径，这一方法以我国为最早，是湿法冶金技术的起源，在世界化学史上是一项重大贡献。在现代，铜仍旧有着极其广泛的用途。铜的导电性仅次于银，居金属中的第二位，大量用于电气工业。铜易与其他金属形成合金，铜合金种类很多，例如，青铜质坚韧，硬度高，易铸造；黄铜广泛用于制作仪器零件；白铜主要用作刀具。铜和铁、锰、钼、硼、锌、钴等元素都可用作微量元素肥料。微量元素是植物正常生命活动所不可缺少的，它可以提高酶的活性，促进糖、淀粉、蛋白质、核酸、维生素和酶的合成，有利于植物的生长。铜在生命系统中有重要作用，人体中有30多种蛋白质和酶含有铜元素，现已知铜的最重要生理功能是人血清中的铜蓝蛋白，它有催化铁的生理代谢过程功能。铜还可以提高白细胞消灭细菌的能力，增强某些药物的治疗效果。铜虽然是生命攸关的元素，但如果摄入过多，会引起多种疾病。金属性和金属活动性的区别和联系金属元素的原子在化学反应中，通常表现出失去电子成为阳离子的倾向。金属性的强弱通常用金属元素原子的最外层电子的电离能(气态原子失去电子成为气态阳离子时所需要的能量)大小来衡量。金属的活动性是反映金属在水溶液里形成水合离子倾向的大小，也就是反映金属在水溶液里起氧化反应的难易，它是以金属的标准电极电势为依据的。从能量角度来看，金属的标准电极电势除了与金属元素原子的电离能有关外，同时还与金属的升华能(固态单质变为气态原子时所需的能量)、水合能(金属阳离子与水化合时所放出的能量)等多种因素有关。金属性强的元素，一般来说它的活动性也大，但也有不一致的情况。例如，钠的第一电离能比钙的第一电离能要小，因此钠的金属性要比钙强。但是钙在水溶液中形成水合离子的倾向比钠大，即钙的标准电极电势比钠要负，所以钙的金属活动性比钠大。铜和银也有类似上述的情况。由此可见，金属性与金属活动性两者概念是有区别的。金属的存在和冶炼地球上的金属资源十分丰富，除蕴藏在地壳中的外，还有数量很大的海滨沙矿和海底金属矿藏(如锰结核和重金属矿床等)，它们为人类的生活和生产提供了丰厚的物质基础。陆地上可用来制取金属的矿石大约有以下八大类：(1)天然金属矿，如金、银、铂、汞等贵金属，常以单质形式存在；(2)氧化物矿，如铝矾土Al2O3nH2O、赤铁矿Fe2O3和锡石SnO2等；(3)碳酸盐矿，如石灰石CaCO3、孔雀石Cu2(OH)2CO3等；(4)硅酸盐矿，如绿柱石Be3Al2Si6O18、高岭石(Al2Si2O72H2O)等；(5)硫酸盐矿，如重晶石BaSO4、石膏CaSO42H2O等；(6)磷酸盐矿，如磷酸钙Ca3(PO4)2和磷酸稀土矿等；(7)卤化物矿，如岩盐NaCl、光卤石KClMgCl26H2O等；(8)硫化物矿，如闪银矿Ag2S、硫铁矿FeS2、辉钼矿MoS2等。从矿石中制取金属单质的过程叫做冶金。金属作为材料，其价值不仅取决于它在地壳中的含量和独特的性能，在很大程度上还取决于其冶炼的难易程度。例如，铝已是人们熟悉的工业金属，其蕴藏量居金属的首位，应用也很广，但在1886年以前，它比黄金还贵重。因为那时的铝是用金属钠还原氧化铝来制取的，成本极高。直到电解铝法实际用于生产后，铝才得以广泛使用。金属的腐蚀与防护当金属和周围介质接触时，由于发生化学和电化学作用而引起的破坏叫做金属的腐蚀。从热力学观点看，除少数贵金属(如Au、Pt)外，各种金属都有转变成离子的趋势，就是说金属腐蚀是自发的普遍存在的现象。金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化，造成设备破坏、管道泄漏、产品污染，酿成燃烧或爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费，使国民经济受到巨大的损失。据估计，世界各发达国家每年因金属腐蚀而造成的经济损失约占其国民生产总值3.5%4.2%，超过每年各项天灾(火灾、风灾及地震等)损失的总和。有人甚至估计每年全世界腐蚀报废和损耗的金属约为1亿吨!因此，研究腐蚀机理，采取防护措施，对经济建设有着十分重大的意义。金属防腐蚀的方法很多，主要有改善金属的本质，把被保护金属与腐蚀介质隔开，或对金属进行表面处理，改善腐蚀环境以及电化学保护等。(1)改善金属的本质根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金，或在金属中添加合金元素，提高其耐蚀性，可以防止或减缓金属的腐蚀。例如，在钢中加入镍制成不锈钢可以增强防腐蚀能力。(2)形