1. 铝合金中SI、MG、TI、PE含量发生变化之后它的性能会怎样
硅 粉 的 加 工
介绍:安全、低耗、高效、优质的硅粉加工技术
常 森
一、对硅的了解与认识:
硅在地壳中分布很广,约占地壳总量的四分之一。硅的用途很广泛,日常生活中离不开它,现代高科技尖端领域也离不开它,将来科学技术不断发展,硅的适用价值就更加显得神通广大,如将粗硅提炼出高纯度的单晶硅是等量黄金价格的数倍,硅的适用性与经济性是可想而知的。
硅是由硅石SiO2+2C→Si+2CO2↑,这样制得的硅是含少量杂质的粗硅,也叫金属硅,其中Si约占98%,Fe、Al、Ca、Zn、Cu、Ni、Sn、Pb、Mn、Ti等约占2%,金属硅的外观是灰褐色而具有金属光泽、硬而脆的硅块,硅元素符号Si,原子序数14,原子量:28.0355,硅的原子半径是1.17μm,主要化合价:+2、+4,硅原子外层电子的结构为382,3P2,硅晶体的每个硅原子跟另外4个硅原子形成4个共介健,晶体硅的键长是2.35×10-10μm,Si—Si的键能是42.5千米/摩尔,硅的密度是2.32~2.34g/cm3或2.32~2.4g/cm3,熔点是1410℃,沸点是2355℃;硅的导电性能介于金属和绝缘体之间,硅是良好的半导体;在常温下,硅的化学性质不活泼;在加热条件下,硅能跟许多非金属起反应;硅不溶于水;如:硅粉的热燃烧生成二氧化硅,同时放出大量的热。
Si+O2→SiO2
二、成品硅粉的用途:
将硅块进行工业加工制成的成品硅粉,分级为粗粉、细粉、微细粉、超微细粉,可用于高温耐火材料、铁、铝合金、硅溶胶、有机硅等主要原料。目前有机硅新型材料制品发展前景看好,市场空间大,获得利润可观,如美国道康宁、GE公司,德国瓦克公司,法国罗地亚,日本信越公司和泰国有机硅公司近些年来,企业发展速度较快,产品越做越多。我国有机硅事业也在迅速发展。有机硅企业生产甲基混合粗单体,以Si粉作为主要原料,其主反应为:
Si+2CH3Cl→(CH3)2SiCl2
付反应为:
Si+3CH3Cl→(CH3)SiCl3+2CH3+
Si+CH3Cl+2CH3→(CH3)SiCl
自从我国加入WTO国际商贸组织以来,国内的硅业对外贸易份额也逐渐增长,并在快速做大、做强、做优。据有关消息报道:浙江元通硅业有限公司正在兴建全国最大的硅粉生产厂(5万吨/年);美国道康宁与瓦克化学公司今年计划在上海合资组建数亿美元的微硅粉产品生产园区。于是硅粉的生产技术也成为相关方面的注视重点,本文就是针对有机硅行业制取硅粉的技术,作一番评论,提供大家参考。
三、硅粉生产方法简介:
以硅块为原料生产成品硅粉,有多种方法。效果较好,应用较多的是:球磨法、辊磨法、冲旋法,其主要设备:球磨机、辊磨机、冲旋机在制粉中对达到质量技术要求是有区别的。前两种是在重力下挤压辗磨粉碎,后一种是冲击细碎。各种磨机对非易燃易爆,莫氏硬度低于7.0级的矿物均可加工粉碎。成品粒度通过工艺调节,控制在30目(0.613mm)至425目(0.033mm)范围内。
表1:硅粉各种生产方法比较:
序号 项 目 制粉法
球磨法 辊磨法 盘磨法 冲旋法
1 产品质量 比表面积m3/g 0.26 0.36 0.42 0.57
粒
度 范围mm 0~0.35 0~0.35 0.015 0~0.4
<0.05粉量% <30% <18% <20% <25%
颗粒形貌 扁平光面少裂纹 扁平光面少裂纹 扁平光面少裂纹 峰窝表面多裂纹
2 成品产量 t/h 1.5 1.0 2.5 2
3 单机能耗 kWh/t 25/85 44/120 44/108 22.5/35
4 加工成本 元/t 180 270 300 120
5 工艺设备使用可靠性 可靠性较好控制较困难 可靠性较好 可靠性较好检修工作量大 可靠性好检修方便
6 环 保 噪音大超标劳动条件差 粉尘大噪音大需要隔音 噪音大
粉尘较大 环保达标噪音小粉尘少
注:①各制粉法使用设备主机为:φ500mm球磨机(22kW/60kW),辊磨机(37kW/170kW),中径1250盘磨机(132Kw/270kW),ZYF430型冲旋式粉碎机(45Kw/70kW)。
②形貌:根据电子扫描显微照片。
③能耗和加工成本等属一个确定的制粉机组,从原料硅块投入至排出成品粉料。
④加工成本计算包括电耗,人工,折旧,大、中、小修4项费用。电价:0.7元/度,折旧率7%。操作定员(两班总数)5人。
四、硅粉生产技术及要求:
①物料平衡图:
1吨包袋装硅块→破碎→磨机制粉→分筛出粉
1000kg 收率>98%
→布袋除尘→尾气放空(每立方米小于100毫克)
细粉收率<2%
②产品技术规格:
表2:硅粉技术指标:
名称 规 格 分析方法 国家标准 含水量 堆积比 平均粒径μm
硅粉 100%通过60目筛 干筛分法 CB/T1480-1995 <200PPM 1.34~1.42 50~100
注:粒度组成按工艺确定。
表3:硅粉主要物性参数:
名
称 分
子
量 熔
点
℃ 沸
点
℃ 闪
点
℃ 自燃
点
℃ 在空气中爆炸极限(V%) 国家环保标准
下限
硅粉 28 1420 2355 <7%02
表4:硅粉的化学成份:
Si Fe Al Ca Zn Ca Ni Sn Db Mh Ti
798.5 <0.4 <0.2% 0.1 微量 微量 微量 微量 微量 微量 微量
注:总杂质<1.5%(一级品),其中Fe<0.3,Al<0.15,Ca<0.1
五、硅粉生产工艺流程简述:
①袋装硅块→行吊或叉车吊卸→颚式破碎机→斗式提升机→≤15mm硅块贮仓→电磁振动给料机→磨制粉机→旋风分离器→集粉仓→筛分机→成品硅粉→布袋过滤器→收尘罐→尾气放空抽风机。
②硅块→破碎→皮带→斗提→制粉机→气固分离→分筛→成品仓
放空←抽风机←布袋过滤←鼓风机← →粗粉回制粉机
↑进N2
→细粉回收
③原料硅块仓→皮带称→一级破碎→分筛→二级破碎
冲旋式粉碎←给料机电磁振动←斗提←
↑
→筛分→粗粉回斗提
中粉贮存→二级筛分→细粉仓→布袋过滤→抽风机→尾气放空
包装微细粉←
六、硅粉设备组成:
根据工艺条件与技术要求,匹配以ZYF430型冲旋式制粉机组为核心,前后系统配置的定型设备及非标设备见表5。
表5:
序号 设备名称 型号规格 数量 材质
1 原料仓 L2非标 1 A3碳钢
2 振动给料机 GZ2F定型 1 碳钢
3 颚式破碎机 PE-400-250定型 1 铸钢
4 冲旋式粉碎机 GCF430定型 1 铸钢 高温锰钢
5 斗式提升机 D200 1m/s定型 1 A3碳钢
6 振动筛 φ400×1200 1 外克碳钢 白钢网
7 离心风机 9-19No.6.3A 1 外壳碳钢
8 布袋式收尘器 FGM64-6 1 外壳碳钢 防静电材料
七、活性好的硅粉:
不同的制粉方法得到的硅粉活性是有区别的,判定活性的因素为:粉粒的微观结构,比表面积、粒径级配、表面保护和设备钢耗等。
①微观结构:
化学成份符合要求指标的硅,炼制中已获得最佳微观结构,保证其拥有参与反应的最佳活性,即其天性或自然性能,制粉时一定要尽量降低对其天然微观结构的劣化作用,减少其晶粒及晶粒群间的变形,使绝大部分硅粉(99.8%以上)仍保持住原有的天然微观结构。表1中列举四法中,以冲旋法为最佳。因为它利用凌空打碎硅块的方式,让其自身循着体内最薄弱环节碎裂,没有挤、压、碾引起的结构变形。
②比表面积:
粉粒的表面积是单位质量所占有的表面积以m2/g为单位。它是参与化学反应能力的重要指标。硅粉比表面积大,参与反应速度加快,反应更完善,硅的利用率高,反应区域流化态更理想,硅耗率最低,从而显示其活性高。因此表面积已成为硅粉活性的一个重要指标。表1中列出各类粉的比表面积,其中以冲旋粉为最佳。
③粒度级配:
直接合成法是流化态中分步完成的,物料粒度逐步变化,其表面不断进行更新,反应完全,硅的单耗也明显下降。所以,硅粉粒径粗细搭配成粒级,以便获得最佳效果,来制定相应的最适宜的粒度级配。因此制粉方法必须保证粒度组成可调,而且得率更高。如制取1t硅粉的粒级0.1mm~0.4mm约占85%以上是最适宜合成反应的,这是国外某家10万t/a有机硅粗单体流化床使用的Si粉原料指标。
④表面保护:
生产出符合质、粒指标要求的合格成品硅粉,表面需要活性保护,其原则有三:1、有利于化学反应;2、有利于预防燃烧;3、有利于保持松散干燥。硅的氧化性能较强,尤其是微细粉状态,在空气中遇到明火能燃烧,生成二氧化硅同时放出大量的热:Si+O2→SiO2。
由此可以采取两种制粉保护方法:1、氮气保护,在制粉过程中进行氮气循环和不断地补充新鲜N2,控制循环N2含量≥93%,O2的含量≤7%。2、大气条件下,封闭系统,比较干燥的空气同原料硅块同时进入制粉系统,定量给料,空气和碎硅块在机内形成微负压运行,随后制取硅粉,排放空气不循环使用。如:冲旋机制取硅粉。
在成品硅粉贮存和运输、输送中,一般都采用封闭、N2封和N2输送,这也是保护Si粉活性的有效措施。硅粉表面活性高低的最终判定还是生产实践,参与化学反应后的效果如何以及在市场竞争中的能力表现。当然,为获得高活性,还有一个掌握制粉方法的问题,需要一个认识过程,要经得起时间的检验。
辊磨法在制粉过程中,需要高能耗N2保护,其保持制粉系统内N2≤93%,每吨产品需要耗N2量>300m3,由于循环N2在制粉系统温度升高,达到60℃~70℃,其中还含有7%氧气,微硅粉表面N2、O2化也就难免了。而且制粉过程中,钢耗也较高,大约在0.15kg/t,钢耗(铁粉)及易沾附在细硅粉的表面,辊磨法制得的硅粉,外观呈暗黑色。无保护N2气的冲旋法制得的硅粉,外观却是亮晶晶的。就其冲旋机制粉系统内温度一般<40℃,钢耗主要在刀片上,每吨粉耗钢约0.1kg~0.05kg以下。从中可以看出:两种生产方法得出两种差距较大的制造成本与获得不同的硅粉表面活性。
八、结论:
1、硅制粉应选择硅粉质量(活性、粒径、化学成份等)最适宜的条件。
2、硅制粉应选择制粉方法、安全稳定可靠、环保的的国家标准等条件。
3、硅制粉应选择单机加工能力大、成本低的条件。
2. 铝、铜、银的相关性质
元素名称:铝
元素原子量:26.98
原子体积:(立方厘米/摩尔)
10.0
元素类型:金属
原子序数:13
元素符号:Al
元素中文名称:铝
元素在太阳中的含量:(ppm)
60
元素在海水中的含量:(ppm)
太平洋表面 0.00013
元素英文名称:Aluminum
相对原子质量:26.98
地壳中含量:(ppm)
82000
核内质子数:13
核外电子数:13
核电核数:13
氧化态:
Main Al+3
Other Al0, Al+1
质子质量:2.1749E-26
质子相对质量:13.091
所属周期:3
所属族数:IIIA
摩尔质量:27
氢化物:AlH3
氧化物:Al2O3
最高价氧化物化学式:Al2O3
密度:2.702
熔点:660.37
沸点:2467.0
燃点:550摄氏度
热导率: W/(m·K)
237
化学键能: (kJ /mol)
Al-H 285
Al-C 225
Al-O 585
Al-F 665
Al-Cl 498
Al-Al 200
声音在其中的传播速率:(m/S)
5000
电离能 (kJ/ mol)
M - M+ 577.4
M+ - M2+ 1816.6
M2+ - M3+ 2744.6
M3+ - M4+ 11575
M4+ - M5+ 14839
M5+ - M6+ 18376
M6+ - M7+ 23293
M7+ - M8+ 27457
M8+ - M9+ 31857
M9+ - M10+ 38459
莫氏硬度:2.75
外围电子排布:3s2 3p1
核外电子排布:2,8,3
晶体结构:晶胞为面心立方晶胞,每个晶胞含有4个金属原子。
晶胞参数:
a = 404.95 pm
b = 404.95 pm
c = 404.95 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°
颜色和状态:银白色金属
原子半径:1.82
常见化合价:+3
发现人:厄斯泰德、韦勒
发现时间和地点:1825 丹麦
元素来源:地壳中含量最丰富的金属,在7%以上
元素用途:可作飞机、车辆、船、舶、火箭的结构材料。纯铝可做超高电压的电缆。做日用器皿的铝通常称“钢精”、“钢种“
工业制法:电解熔融的氧化铝和冰晶石的混合物
实验室制法:电解熔融的氯化铝
其他化合物:AlCl3-氯化铝 NaAlO2-偏铝酸钠 Al(OH)3-氢氧化铝
扩展介绍:带蓝色的银白色三价金属元素,延展性好,有韧性并能发出[响亮]声音,以其轻、良好的导电和导热性能、高反射性和耐氧化而著称。
发现人:韦勒 发现年代:1827年
发现过程:
1827年,德国的韦勒把钾和无水氯化铝共热,制得铝。
元素描述:
银白色有光泽金属,密度2.702克/厘米3,熔点660.37℃,沸点2467℃。化合价±3。具有良好的导热性、导电性,和延展性,电离能5.986电子伏特,虽是叫活泼的金属,但在空气中其表面会形成一层致密的氧化膜,使之不能与氧、水继续作用。在高温下能与氧反应,放出大量热,用此种高反应热,铝可以从其它氧化物中置换金属(铝热法)。例如:8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe+795千卡,在高温下铝也同非金属发生反应,亦可溶于酸或碱放出氢气。对水、硫化物,浓硫酸、任何浓度的醋酸,以及一切有机酸类均无作用。
元素来源:
铝以化合态的形式存在于各种岩石或矿石里,如长石、云母、高岭市、铝土矿、明矾时,等等。有铝的氧化物与冰晶石(Na3AlF6)共熔电解制得。
元素用途:
铝可以从其它氧化物中置换金属(铝热法)。其合金质轻而坚韧,是制造飞机、火箭、汽车的结构材料。纯铝大量用于电缆。广泛用来制作日用器皿。
元素辅助资料:
铝在地壳中的分布量在全部化学元素中仅次于氧和硅,占第三位,在全部金属元素中占第一位。但由于铝的氧化力强,不易被还原,因而它被发现的较晚。
1800年意大利物理学家伏特创建电池后,1808~1810年间英国化学家戴维和瑞典化学家贝齐里乌斯都曾试图利用电流从铝钒土中分离出铝,但都没有成功。贝齐里乌斯却给这个未能取得的金属起了一个名字alumien。这是从拉丁文alumen来。该名词在中世纪的欧洲是对具有收敛性矾的总称,是指染棉织品时的媒染剂。铝后来的拉丁名称aluminium和元素符号Al正是由此而来。
1825年丹麦化学家奥斯德发表实验制取铝的经过。1827年,德国化学家武勒重复了奥斯德的实验,并不断改进制取铝的方法。1854年,德国化学家德维尔利用钠代替钾还原氯化铝,制得成锭的金属铝。
元素符号: Al 英文名: Aluminum 中文名: 铝
相对原子质量: 26.9815 常见化合价: +3 电负性: 1.61
外围电子排布: 3s2 3p1 核外电子排布: 2,8,3
同位素及放射线: Al-26[730000y] *Al-27 Al-28[2.3m]
电子亲合和能: 48 KJ·mol-1
第一电离能: 577.6 KJ·mol-1 第二电离能: 1817 KJ·mol-1 第三电离能: 2745 KJ·mol-1
单质密度: 2.702 g/cm3 单质熔点: 660.37 ℃ 单质沸点: 2467 ℃
原子半径: 1.82 埃 离子半径: 0.51(+3) 埃 共价半径: 1.18 埃
常见化合物: Al2O3 AlCl3 Al2S3 NaAlO2 Al2(SO4)3 Al(OH)3
铝,原子序数13,原子量26.981539。1825年丹麦科学家奥斯特用无水三氯化铝与钾汞齐作用,并蒸掉汞后得到铝;1854年德维尔用金属钠还原氯化钠和氯化铝的熔盐,制得金属铝,并在1855年的巴黎博览会上展示;1886年霍尔和埃鲁分别发明了电解氧化铝和冰晶石的熔盐制铝法,使铝成为可供实用的金属。铝在地壳中的含量为8%,仅次于氧和硅。它广泛分布于岩石、泥土和动、植物体内。
铝是银白色的轻金属,熔点660.37°C,沸点2467°C,密度2.702克/厘米³。铝为面心立方结构,有较好的导电性和导热性;纯铝较软。
铝是活泼金属,在干燥空气中铝的表面立即形成厚约50埃的致密氧化膜,使铝不会进一步氧化并能耐水;但铝的粉末与空气混合则极易燃烧;熔融的铝能与水猛烈反应;高温下能将许多金属氧化物还原为相应的金属;铝是两性的,即易溶于强碱,也能溶于稀酸。
铝的应用极为广泛。
铜元素
元素名称:铜
元素符号:Cu
元素原子量:63.55
元素类型:金属元素
元素在太阳中的含量:(ppm)
0.7
晶体结构:晶胞为面心立方晶胞,每个晶胞含有4个金属原子。
原子体积:(立方厘米/摩尔)
7.1
元素在海水中的含量:(ppm)
太平洋表面 0.00008
氧化态:
Main Cu+2
Other Cu-1, Cu0, Cu+1, Cu+3, Cu+4
晶胞参数:
a = 361.49 pm
b = 361.49 pm
c = 361.49 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°
地壳中含量:(ppm)
50
质子数:29
中子数:35
原子序数:29
所属周期:3
所属族数:IB
电子层分布:2-8-18-1
莫氏硬度:3
声音在其中的传播速率:(m/S)
3810
一般状况下的密度:8.9*10^3kg/m3
发现人: 发现年代: 发现过程:
在古代就发现有铜存在。
元素描述
呈紫红色光泽的金属,密度8.92克/厘米3。熔点1083.4±0.2℃,沸点2567℃。常见化合价+1和+2(3价铜仅在少数不稳定的化合物中出现)。电离能7.726电子伏特。铜是人类发现最早的金属之一,也是最好的纯金属之一,稍硬、极坚韧、耐磨损。还有很好的延展性。导热和导电性能较好。铜和它的一些合金有较好的耐腐蚀能力,在干燥的空气里很稳定。但在潮湿的空气里在其表面可以生成一层绿色的碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3],这叫铜绿。可溶于硝酸和热浓硫酸,略溶于盐酸。容易被碱侵蚀。
铜的发现简史
铜是古代就已经知道的金属之一。一般认为人类知道的第一种金属是金,其次就是铜。铜在自然界储量非常丰富,并且加工方便。铜是人类用于生产的第一种金属,最初人们使用的只是存在于自然界中的天然单质铜,用石斧把它砍下来,便可以锤打成多种器物。随着生产的发展,只是使用天然铜制造的生产工具就不敷应用了,生产的发展促使人们找到了从铜矿中取得铜的方法。含铜的矿物比较多见,大多具有鲜艳而引人注目的颜色,例如:金黄色的黄铜矿CuFeS2,鲜绿色的孔雀石CuCO3Cu(OH)2,深蓝色的石青2CuCO3Cu(OH)2等,把这些矿石在空气中焙烧后形成氧化铜CuO,再用碳还原,就得到金属铜。纯铜制成的器物太软,易弯曲。人们发现把锡掺到铜里去,可以制成铜锡合金——青铜。铜,COPPER,源自Cuprum,是以产铜闻名的塞浦路斯岛的古名,早为人类所熟知。它和金是仅有的两种带有除灰白黑以外颜色的金属。铜与金的合金,可制成各种饰物和器具。加入锌则为黄铜;加进锡即成青铜。
元素来源
黄铜矿、辉铜矿、赤铜矿和孔雀石是自然界中重要的铜矿。把硫化物矿石煅烧后,再与少量二氧化硅和焦炭共熔得粗炼铜,再还原成泡铜,最后电解精制,即可得到铜。一个新的提取铜的方法正在研究中,就是把地下的低品位矿用原子能爆破粉碎,以稀硫酸原地浸取,再把浸取液抽到地表,在铁屑上将铜沉淀出来。
元素用途
铜是与人类关系非常密切的有色金属,被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域,在我国有色金属材料的消费中仅次于铝。
铜在电气、电子工业中应用最广、用量最大,占总消费量一半以上。用于各种电缆和导线,电机和变压器的绕阻,开关以及印刷线路板等。
在机械和运输车辆制造中,用于制造工业阀门和配件、仪表、滑动轴承、模具、热交换器和泵等。
在化学工业中广泛应用于制造真空器、蒸馏锅、酿造锅等。
在国防工业中用以制造子弹、炮弹、枪炮零件等,每生产100万发子弹,需用铜13--14吨。
在建筑工业中,用做各种管道、管道配件、装饰器件等。
以下是各行业铜消费占铜总消费量的比例: 行业 铜消费量占总消费量的比例
电子(包括通讯) 48%
建筑 24%
一般工程 12%
交通 7%
其他 9%
铜性能的应用
导电性:64%,耐蚀性:23%,结构强度:12%,装饰性:1%
元素辅助资料
自然界中获得的最大的天然铜重420吨.在古代,人们便发现了天然铜,用石斧将其砍下来,用锤打的方法把它加工成物件。于是铜器挤进了石器的行列,并且逐渐取代了石器,结束了人类历史上的新石器时代。
在我国,距今4000年前的夏朝已经开始使用红铜,即天然铜。它的特点是锻锤出来的。1957年和1959年两次在甘肃武威皇娘娘台的遗址发掘出铜器近20件,经分析,铜器中铜含量高达99.63%~99.87%,属于纯铜。
当然,天然铜的产量毕竟是稀少的。生产的发展促进人们找到从铜矿中取得铜的方法。铜在地壳中总含量并不大,不超过0.01%,但是含铜的矿物是比较多见的,它们大多具有各种鲜艳而引人注目的颜色,招至人们的注意。例如鲜绿色的孔雀石CuCO3.Cu(OH)2,深蓝色的石青2CuCO3.Cu(OH)2等。这些矿石在空气中燃烧后得到铜的氧化物,再用碳还原,就得到金属铜。
1933年,河南省安阳县殷虚发掘中,发现重达18.8千克的孔雀石,直径在1寸以上的木炭块、陶制炼铜用的将军盔以及重21.8千克的煤渣,说明3000多年前我国古代劳动人民从铜矿取得铜的过程。
但是,炼铜制成的物件太软,容易弯曲,并且很快就钝。接着人们发现把锡掺到铜里去制成铜锡合金——青铜。青铜器件的熔炼和制作比纯铜容易的多,比纯铜坚硬(假如把锡的硬度值定为5,那么铜的硬度就是30,而青铜的硬度则是100~150),历史上称这个时期为青铜时代。
我国战国时代的著作《周礼·考工记》总结了熔炼青铜的经验,讲述青铜铸造各种不同物件采用铜和锡的不同比例:“金有六齐(方剂)。六分其金(铜)而锡居一,谓之钟鼎之齐;五分其金而锡居一,谓之斧斤之齐;四分其金而锡居一,谓之戈戟之齐;三分其金而锡居一,谓之大刃之齐;五分其金而锡居二,谓之削杀矢(箭)之齐;金锡半,谓之鉴(镜子)燧(利用镜子聚光取火)之齐。”这表明在3000多年前,我国劳动人民已经认识到,用途不同的青铜器所要求的性能不同,用以铸造青铜器的金属成分比例也应有所不同。
青铜由于坚硬,易熔,能很好的铸造成型,在空气中稳定,因而即使在青铜时代以后的铁器时代里,也没有丧失它的使用价值。例如在公元前约280年,欧洲爱琴海中罗得岛上罗得港口矗立的青铜太阳神,高达46米,手指高度超过成人。
我国古代劳动人民更最早利用天然铜的化合物进行湿法炼铜,这是湿法技术的起源,是世界化学史上的一项发明。西汉《淮南子·万毕术》记载:曾青得铁则化为铜。曾青为硫酸铜。这种方法用现代化学式表示就是:
CuSO4+Fe=FeSO4+Cu
西方传说,古代地中海的CYPRUS岛是出产铜的地方,因而由此得到它的拉丁名称CUPRUM和它的元素符号Cu。英文中的COPPER,拉丁文中的CUIVRE、都源于此。
铜具有独特的导电性能,是铝所不能代替的,在今天电子工业和家用电器发展的时代里,这个古老的金属有恢复了它的青春。铜导线正在被广泛的应用。从国外的产品来看,一辆普通家用轿车的电子和电动附件所须铜线长达1公里,法国高速火车铁轨每公里用10吨铜,波音747-200型飞机总重量中铜占2%。
元素名称:银
元素符号:Ag
元素英文名称:Silver
拉丁原名:Argentum
中文是将金属金字部首,加上艮字形声。
元素类型:金属元素
原子体积:(立方厘米/摩尔) 10.3
颜色和状态:银白色金属
莫氏硬度:2.5
声音在其中的传播速率:(m/S)2680
含量
元素在太阳中的含量:(ppm)
0.001
元素在海水中的含量:(ppm)
太平洋表面 0.0000001
地壳中含量:(ppm)
0.07
相对原子质量:107.9
原子序数:47
质子数:47
摩尔质量:108
所属周期:5
所属族数:IB
电子层排布:2-8-18-18-1
常见化合价:+1
单质:银
单质化学符号:Ag
氧化态:
Main Ag+1
Other Ag0, Ag+2, Ag+3
电离能 (kJ /mol)
M - M+ 731
M+ - M2+ 2073
M2+ - M3+ 3361
M3+ - M4+ 5000
M4+ - M5+ 6700
M5+ - M6+ 8600
M6+ - M7+ 11200
M7+ - M8+ 13400
M8+ - M9+ 15600
M9+ - M10+ 18000
物理性质
密度:11.7克/厘米3
熔点:961.93℃
沸点:2213℃
其他性质:富延展性,是导热、导电性能很好的金属。第一电离能7.576电子伏。化学性质稳定,对水与大气中的氧都不起作用;易溶于稀硝酸、热的浓硫酸和盐酸、熔融的氢氧化碱。
晶体结构:晶胞为面心立方晶胞,每个晶胞含有4个金属原子。
晶胞参数:
a = 408.53 pm
b = 408.53 pm
c = 408.53 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°
化学性质:
银是古代发现的金属之一。银在自然界中虽然也有单质存在,但绝大部分是以化合态的形式存在。
银具有很高的延展性,因此可以碾压成只有0.00003厘米厚的透明箔,1克重的银粒就可以拉成约两公里长的细丝。
银的导热性和导电性在金属中名列前茅。
银的特征氧化数为+1,其化学性质比铜差,常温下,甚至加热时也不与水和空气中的氧作用,但久置空气中能变黑,失去银白色的光泽,这是因为银和空气中的H2S化合成黑色Ag2S的缘故。其化学反应方程式为:
4Ag + H2S + O2 = 2Ag2S + 2H2O
银不能与稀盐酸或稀硫酸反应放出氢气,但银能溶解在硝酸或热的浓硫酸中:
加热
2Ag + 2H2SO4(浓) ==== Ag2SO4 + SO2↑ + 2H2O
银在常温下与卤素反应很慢,在加热的条件下即可生成卤化物:
473K
2Ag + F2 ===== 2AgF 暗棕色
加热
2Ag + Cl2 ===== 2AgCl↓ 白色
加热
2Ag + Br2 ===== 2AgBr↓ 黄色
加热
2Ag + I2 ===== 2AgI↓ 橙色
银对硫有很强的亲合势,加热时可以与硫直接化合成Ag2S:
加热
2Ag + S ==== Ag2S
3. 铝的比重是多少
铝的比重是:2.7 g/cm3=2.7KG/M3
密度:2.702g/c㎡,银白色,有光泽,质地坚韧而轻,有延展性。 做日用皿器的铝通常叫“钢精”或“钢种”。
元素名称:铝
元素类型:金属
元素原子量:26.98
原子体积(立方厘米/摩尔):10.0
元素中文名称:铝
元素在太阳中的含量(ppm) :60
元素在海水中的含量太平洋表面(ppm):0.00013
元素英文名称:Aluminum
相对原子质量:26.98
地壳中含量(ppm):82000
核内质子数:13
核外电子数:13
核电核数:13
氧化态:MainAl+3 ,OtherAl0,Al+2
质子质量:2.1749E-26
质子相对质量:13.091
所属周期:3
所属族数:IIIA
摩尔质量:27
氢化物:AlH₃
氧化物:Al₂O₃
最高价氧化物化学式:Al₂O₃
密度:2.702g/c㎡
熔点:660.37℃
沸点:2467.0℃
燃点:550℃
热导率W/(m·K):237
化学键能:(kJ /mol)
Al-H 285
Al-C 225
Al-O 585
Al-F 665
Al-Cl 498
Al-Al200
声音在其中的传播速率:(m/s)5000
电离能 (kJ/ mol)
M - M+ 577.4
M+ - M2+ 1816.6
M2+ - M3+ 2744.6
M3+ - M4+ 11575
M4+ - M5+ 14839
M5+ - M6+ 18376
M6+ - M7+ 23293
M7+ - M8+ 27457
M8+ - M9+ 31857
M9+ - M10+ 38459
莫氏硬度:2.75
外围电子排布:3s2 3p1
核外电子排布:2,8,3
晶体结构:晶胞为面心立方晶胞,每个晶胞含有4个金属原子
晶胞参数:
a = 404.95 pm
b = 404.95 pm
c = 404.95 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°
颜色和状态:银白色金属
原子半径:1.82
常见化合价:+3
发现人:厄斯泰德、韦勒
发现时间和地点:1825 丹麦
元素来源:地壳中含量最丰富的金属元素,含量高于7%
元素用途:可做日用器皿,因其具有氧化膜,不会锈蚀。铝的合金可作飞机、船舶、火箭的结 构材料。纯铝可做超高压电缆。
工业制法:电解熔融的氧化铝和冰晶石的混合物
其他化合物:AlCl₃氯化铝,NaAlO₂偏铝酸钠,Al(OH)₃氢氧化铝
扩展介绍:带蓝色的银白色三价金属元素,延展性好,有韧性并能发出[响亮]声音,以其轻、 良好的导电和导热性能、高反射性和耐氧化而著称。
4. 铝的比重是多少
铝的比重为2.7 g/cm³。
铝是一种金属元素,元素符号为Al,是一种银白色轻金属。有延展性,商品常制成棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。
铝粉在空气中加热能猛烈燃烧,并发出眩目的白色火焰,易溶于稀硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液,难溶于水。铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅,居第三位。
铝的密度很小,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铝合金。例如,一架超音速飞机约由70%的铝及其铝合金构成。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。
铝的导电性仅次于银、铜和金,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。