中华学生百科全书-第794章
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淀出来也可以形成铜矿床。此外,在火山爆发时,温度极高,压力很大的岩
浆也侵入地壳或喷出地表的时候,也可以形成很大的铜矿床。和其他许多矿
床的形成一样,原来铜矿床如果露在地表时,在外力的作用下,也可以形成
沉积铜矿床。
铜有美丽的红棕色光泽,性柔软,用小刀也能刻动它,比重很大,比同
体积的水约重 8~9 倍。它的展性和延性都很好,能压成很薄的铜片和抽成很
细的铜丝。铜的导电性仅次于银,比其他任何金属都好。因而在电机机械、
电力传输线、通讯电缆等的制造业中占有重要的地位,也就成为电器工业铜
的最大用户了。也就是说,它是实现电气化必需的物质基础。此外,铜还有
很强的传热性和化学稳定性,在有机化学工业中有广泛的用途。如制糖工业
的真空器、制酒用的蒸馏锅、酿造锅、冷藏器、加热器等都是用铜制造的。
铜还有一个重要的性质,就是它可以和许多金属熔成具有不同用途的合
金。铜的合金在机械工业等方面,也有较多的用途。
铜的硫酸盐还可以做果树的杀虫剂和木材防腐剂。
铜在地壳中的含量算不上很丰富,它只占地壳总重量的 0.01%。就目前
全世界铜的探明储量而言,约合金属铜 3 亿多吨,看来这项资源还是比较紧
张的,不过由于每年都不断地发现许多新的铜矿,这又给我们增添了信心和
希望。
我国的铜矿资源在全世界来看,还是比较丰富的。目前的探明储量已达
5000 多万吨,约占全 13.15%,仅次于世界著名的产铜国智利、美国,居世
界第三位。
新中国成立以来,由于广大地质勘探人员的辛勤劳动,在我国辽阔的大
地上,发现了多处储量巨大的铜矿。例如江西的德兴,云南的东川,安徽的
铜陵,湖北的大冶,甘肃的白银、金昌,西藏的昌都地区以及横断山区等地
都是我国著名的铜矿基地。尤其是江西的德兴,已探明储量达 900 万吨,远
景储量还可能进一步扩大,是世界少有的特大铜矿之一。此外,横断山区金
属成矿带上,探明储量也不少,达 700 多万吨。西藏的昌都地区发现的特大
铜矿,其探明储量也达 600 多万吨。所有这些铜矿床的发现和开发,对我国
的电气化的实现将会做出重要的贡献。
高熔点的钨和钼
在各种金属中,钨是最难熔化和挥发的金属,它的熔点高达 3380℃,沸
点达 5927℃;钼的熔点也很高,也达 2600℃。从耐高温的本领来看,大家最
熟悉的铁、铜等金属是根本无法与钨、钼相比的。特别是钨,它是真正的“烈
火金刚”。
钨不仅耐高温,而且硬度在金属里也是数一数二的,可奇怪的是,有着
钢筋铁骨的钨却有少见的可塑性。比如说吧,我们采用特殊的方法,用金刚
石做拉丝模,可以把直径只有 1 毫米的钨丝,拉成比头发丝还细几十倍的细
钨丝。说来你也许不会相信,一根 1 公斤重的钨棒,竟可以拉成长达三四百
公里的细钨丝!
这种钨丝有许许多多的用途。
我们常见的白炽灯,灯泡里的灯丝就是钨丝。它比最早的电灯泡里用的
碳丝要结实得多。这主要是由于钨的熔点高,不怕高温。在电照明技术发展
史上,钨在白炽灯里的应用是一个极为重要的里程碑,其意义非常重大。
钨丝和铜丝,它们不但可以做灯丝,还可以做电阻丝,用钼丝做电阻丝
的高温电炉,可以烧到 1200℃~1700℃的高温。如果是钨丝电炉的话,其工
作温度可高达到 3000 多度。
用钨丝、钼丝配合制成的热电仪,是测高温的好助手。
此外,钨和钼还可以用来制造灯丝支架,电流引线以及 X 射线管、高真
空放大器、高压整流器等的电极和有关元件。
作为一种微量元素,钼还是庄稼所需要的肥料元素之一,施用这种肥料,
能够促进作物的固氮作用,从而大大提高诸如小麦、豆类等农作物的产量。
钨和钼不仅耐高温,它们的硬度也很大。因而它俩好像使钢铁“强身健
体”的补药一样,用量少,作用大。如果我们用含有钨和钼的合金钢制做工
具的话,比普通钢铁工具的强度要高出好多倍。如我们用含钨 1%~6%的锰
铬钒钢来制造锯片、铣刀、钻头等,其强度、硬度、弹性、耐磨性等都比普
通钢制做的要好得多。有一种含钨 3%~15%的钨铬钴合金,不仅硬度大,
而且有很高的耐高温、抗腐蚀本领,把它覆盖在易磨损的机器零件上,可使
其寿命延长几十倍。再如,含钼的不锈钢,可以做汽车和飞机耐高温、耐高
压、抗腐蚀的零件,破碎机的磨碎设备、大口径抗高压的管道等。
特别是枪炮、装甲车、坦克等武器,用含钨、钼的含金钢来制造,那真
是如虎添翼,势不可挡。所以钨和钼被世界各国看做是重要的战略物资。
常言道:“工欲善其事,必先利其器。”目前,高速车床切削金属的刀
具、钻井用的钻头等,通常都是用钨钢和碳化钨合金制造的。用钨钢来做车
床上的车刀,那可真所谓“削铁如泥”。在没有钨钢之前,车床的转速每分
钟只有几米,再快了车刀就要损坏。有了钨钢之后,车床转速即使每分钟达
到几百米甚至更高,温度上升到摄氏五六百度或更多,车刀仍然平安无事。
因而钨钢车刀的出现,大大地提高了机械加工的效率,是金属切削工艺上一
次重大突破。
此外,用钨和碳化物生产的硬质合金,其性能比钨钢还优良,它的硬度
比金刚石毫不逊色,有着极为广阔的应用前景。
耐高温、硬度大是钨、钼的特长,为了物尽其用,人们又把它们用到了
火箭、导弹、超音速飞机、宇宙飞船、航天飞机等上面。比如喷气发动机的
进出口导管、涡轮叶片、导流片、燃烧室以及宇宙飞船的头锥等的制造,通
常都用钨、钼合金来制造。
具有特殊意义的是,我们未来的宇航工具很有可能是离子火箭。而金属
钨则很有可能就是制造离子火箭发动机多孔离化器的待用材料。由于用钨制
作的这种离化器能利用太阳能进行工作,重量轻、效率高、寿命长,因而受
到人们极大的重视。
钼除了耐高温、硬度大之外,还有很高的抗腐蚀本领,所以,钼合金还
常常被应用到化学、制药等工业上。
我国有着丰富的钨矿资源。我国的钨矿不仅储量极丰富,而且质地优良。
我国钨矿的探明储量占世界总储量的 50%,是世界上钨矿最多的国家。通
常,能够冶炼金属钨的钨矿主要有黑钨矿和白钨矿两种,它们都是在地质历
史时期岩浆活动过程中形成的。钨矿在我国的分布极不均匀,主要分布在江
西、湖南、广东、广西交界处的南岭山脉。特别是江西南部的大余,是世界
最大的钨产地,有“钨都”之称。但近年来发现的湖南郴县柿竹园矿,其钨
矿储量大大超过了江西的大余,这里钨的储量占世界总储量的 1/4,即使是
美国、加拿大、前苏联 3 个国家的钨矿储量加起来,也没有柿竹园的多。看
来,不久的将来,这里将成为世界新的“钨都”!
我国不仅钨矿丰富,钼矿的探明储量也居世界第一位。我国的钼矿主要
分布在东北的辽宁、吉林、黑龙江,华北,中南,西北的河北、陕西、河南
等省。其中,辽宁的杨家仗子和陕西的金堆城是世界闻名的钼矿产地。
又轻又软的金属——锂
如果说,有一种金属轻得出奇,它可以浮在汽油上,你听后大概是不会
相信的;如果我说,有一种金属十分软,用小刀毫不费劲就可以把它切成片,
你听后也许还不会相信。但是,这种金属确实是有的,它就是金属锂。锂是
自然界最轻的金属,它的密度只有 0.543,也就是说,锂比水、柴油、煤油、
酒精、汽油,甚至水蒸汽都要轻。如果我们用锂做一架小型飞机,只要两个
人就可以把它抬走。
锂除了体重特轻和非常软之外,还富有延展性,可以打成薄片,也可以
拉成丝,加工起来是很方便的。
锂的外表十分漂亮,它能发出极为耀眼的银白色光辉。它性情活泼而好
动,有很强的化学反应能力,一接触潮湿空气,马上就会黯然失色,成为又
黄又黑的“丑小鸭”。如果把锂放到水里,它会和水发生剧烈反应,夺取水
中的氧而把氢放出来。因此,为了不发生意外,我们只好把它放在煤油或石
蜡中贮存。
那么,象锂这样一种既轻又软,怕水又怕空气的金属,究竟有些什么用
处呢?
现在许多家庭都有了电视机。电视机的荧光屏是把荧光物质涂在玻璃上
做成的;不过这可不是一般的玻璃,它是一种加了锂的锂玻璃。加了锂制成
的特种玻璃,由于不怕酸碱腐蚀,受热膨胀也不厉害,常常被用到化工、电
子和光学仪器上。
加了锂的陶瓷,耐腐蚀、耐磨,坚固耐用,温度剧烈变化也不会变形或
破碎。把含锂的陶瓷涂料涂到钢铁或者铝、镁金属的表面上,形成一层薄而
轻,光亮而耐热的涂层,可以用作喷气发动机燃烧室和火箭、导弹外壳的保
护层。
大家知道,机器要用润滑剂来润滑,而加了锂化合物的特种润滑材料有
很大而不寻常的功能。它在滴水成冰的寒冬不会凝固,在 200℃的高温下也
不会变成气体。目前这种润滑剂已被广泛地用到航空、动力、冶金部门的各
种机械装置和仪器仪表中。
锂还十分喜欢和多种气体交朋友,由此而被称做“制造氢气的工厂”和
“贮存氧气的仓库”。
锂和镁、铝、铍等合作组成的合金,既轻又强韧,被大量地用于导弹、
火箭、飞机等的制造上。
你听说过威力强大的氢弹吧!可氢弹里的氢可不是普通的氢。它是用锂
生产出来的重氢,即氘氚。用锂还能制造氢化锂、氘化锂和氚化锂。氚化锂
即氢弹的“炸药”。1 公斤氘化锂的爆炸力相当于 5 万吨烈性梯恩梯炸药。
怪不得锂还有“高能金属”的光荣称号哩!
据估计,1 公斤氘和氚的混合物,有使一列火车从地球开到月球上去的
能力。一公斤锂通过热核反应放出的能量,可以相当于燃烧 2 万多吨优质煤。
如此说来,假如要是能用氢来作燃料的话,那该多好啊!可是氢弹里发生的
爆炸过程是一种人们无法控制的热核反应。因而,受控热核反应就成为世界
性的重大科研课题。不过,经过科学工作者们多年的探索和研究,目前人类
对受控热核反应这个世界性科技难题,已有所突破。我们相信,在不久的将
来,我们一定能攻克这个顽垒。到那时,我们将会有取之不尽,用之不竭的
能源,我们将会把海水看得跟石油、煤一样宝贵。
此外,锂还有其他许多重要用途。尤其是尖端科学技术中,用途极为广
泛。像宇宙飞船、洲际导弹、火箭、喷气式飞机所用的高温固体燃料里,就
都含有锂。
有锂参加制做的锂高能电池,具有重量小,贮电能力大,充电速度快,
适用范围广,生产成本低等许多优点,在国防上有重要的作用。如用锂电池
来开动汽车,其行车费用只有普通汽车的 1/3。锂电池如果用在电车上,工
作时不会产生有毒有害气体,有利减轻大气的污染。
特别是用于心脏起搏器的锂电池,可靠、轻小、寿命长。这种起搏器移
入人体后可使用 15 年,目前,美国每年约有 10 万个起搏器植入人体,给患
者以第二次生命。
锂,看起来并不怎么样,但用途竟如此广泛,作用竟如此大,我想你是
想也没想到吧!
锂虽然属于稀有金属,但它在地壳里的含量是怎么也算不上“稀有”的。
因为自然界里的大多数岩石中都含有锂。已知含锂的矿物有 150 多种,其中
主要的有锂辉石、锂云母、透锂长石等等。
除含锂的矿物外,海水里锂的含量也不少,总储量达 2600 多亿吨。只可
惜浓度太小了,每立方米海水中仅有 0.17 克锂,这要是提炼出来,实在太困
难了。要使广阔无垠的海水成为有用的锂矿,还有待于我们