您的位置:首页 > 起名

钛合金是金属吗(金是金属吗)

钛合金是金属吗(金是金属吗)

黄金是怎么来的?都是金属,为什么黄金就非得比铁贵?

最近地球上最不靠谱先生和中东大国扛上了,导致黄金和石油价格飙升,当然对于期货炒家来说无论涨跌都能赚到,关键在于谁能洞察先机!不过无论咋个涨跌,肯定不会有人认为铁比黄金珍贵,毕竟物以稀为贵嘛,但问题是黄金和铁都是金属,为什么黄金就比铁珍贵了呢?会有可能会出现黄金比铁多的可能嘛?

黄金是怎么来的?

其实这得从元素说起,因为黄金并不能凭空产生,它需要有一个过程,而最后还必须来一个涅磐重生的的经历,下面简单来说说黄金是怎么来的!

元素之间区分的标准是什么?

在了解黄金来历之前,我们先来区分下什么才是元素区分的标准!道尔顿曾经认为原子是物质不可分割的最小单位,但后来汤姆逊发现了电子,因此提出了原子的葡萄干布丁模型!1909年卢瑟福在验证汤姆逊的原子模型时却发现α粒子大都穿过了金箔,只有极少数α粒子被反射回来,还有部分偏离,因此发现了巨大的原子内部有一个小小的原子核存在!因此提出了卢瑟福的原子模型。

到了1917年卢瑟福做实验时候发现用α粒子撞击氮原子核能崩出氢原子核,因此卢瑟福认为氢原子核是氮原子核的基础材料,得以发现质子的存在!质子发现后,因为原子量和原子序号的差异,卢瑟福猜测有一种中性粒子存在,1932年卢瑟福的学生查德威克发现了中子!

这元素周期表不错,还有各层电子数

元素的三大组成:质子、中子和电子都已经齐备了,质子数决定了原子序号,质子和中子则决定了原子量,而电子则能在很大程度上决定它的化学属性,因此我们就知道了各种元素不过是这些原料搭积木一样构成了不同的元素,从元素周期表上就可以看出各种元素的差异!

这个积木是如何搭建起来的?

将质子中子凑一起不就可以了么?其实这很难,因为宇宙大爆炸诞生丰度最高的是氢元素,因此物质大都是从氢元素开始演化的,但氢元素中最多的元素比如氕和氕一起聚变时却不是变成氦,而是氘,因为一个质子会转换成中子,而这个过程却要吸收能量,因此当爱丁顿提出太阳上最初核聚变的这个方案后,却遭遇了太阳温度不足的问题,后来伽莫夫推导出了能够库仑障壁的量子力学公式时,太阳的发光才明证言顺。

质子-质子链反应

然后物质的诞生就进入了快车道,因为条件都具备了,高温和高压让质子之间突破了库伦斥力达到了强作用力的范围,与质子结合,或者与中子与质子的组合结合,形成了更重的元素!以下就是元素诞生的大致顺序,当然并非这么简单,但大致上是朝着这个方向前进的!

氦-4 → 铍-8 → 碳-12 → 氧-16 → 氖-20 → 镁-24 → 硅–28 → 硫–32 → 氩–36 → 钙–40 → 钛–44 → 铬–48 → 铁–52 → 镍–56

质子聚变的终点是铁,当然上文说是镍,但镍56会衰变会铁52,因此说铁是最终聚变元素并没有错。

慢中子捕获(S过程)

元素从序号一级级往上爬,也不只是质子聚变这一条路,它还可以通过中子捕获完成,中子被原子核捕获多了后非常不稳定,其中会有中子衰变,释放出一个反中微子和电子后变为质子,元素序号+1,变成更重的元素,当然这会在红巨星内部发生,而且这个过程一直会持续发生,不过这个效率却非常慢,但好在是大部分低质量的红巨星阶段也够久,因此它贡献的比铁重的元素约占整个恒星生涯中重元素的一半!

中子捕获过程

快中子捕获(R过程)

其实快中子捕获过程和慢中子一样,唯一的不同它只发生在超新星爆发的超强中子流中,而且它需要铁核作为基底元素,这个过程不过数秒,但产生了另一半重元素!

快中子捕获生成黄金

铁以后的元素都是这种中子捕获的方式诞生的,所谓的不同就是超新星爆发过程中时间并不足以诞生足够多的重元素,比如铀元素比例就极低,当然黄金这类重元素的比例也极低!但仍然会有,因为R过程快速捕获中子再衰变过程是不可预测的,只要时间足够,它可以生成任何稳定元素,只要有足够的中子和足够的时间,但越重的元素显然需要的时间会更久,可惜超新星时间显然不不太够!

超新星和中子星合并生成黄金

还有另一种生成黄金的途径,那就是中子星合并时的快中子捕获过程,显然中子星合并时会有强大的潮汐引力出现,导致这两颗中子星会形成一个长长的尾巴,而且碰撞过程中也会喷射大量的中子星物质,这些弥漫的中子星物质是不稳定的,超重中子质子组成的重核(两者比例10:1)的中子会衰变,至于衰变成什么元素只有鬼知道,凑巧那一堆组合衰变到哪个稳定了那就是哪个!不过金和铂元素的比例要比超新星高出N个数量级!

假如超新星能形成月球大小的黄金的话,那么中子星合并能形成木星一样大的黄金!

黄金的优良性能

金的首饰价值就不说了哈,这个大家都知道!黄金的化学性能和导电性能十分优良,所以稳定性要求极高的场合,黄金是少不了的,比如现代IT产业中的CPU和IC中的黄金含量可是不少的,还有各种接插件的镀金层,比如你家里用的水晶头和RJ45模块,除非是假冒货,必定有镀金层,假如没有黄金,估计现代IT设备的性能要下降多少个数量级!

黄金的化学稳定性稳定,因此它很难在各种酸性溶液中被溶解,除了王水!这是它作为首饰一个重要原因,另一个大家也知道,黄金这种稀有金属曾经成了为美元背书的金本位,当然布雷顿森体系崩溃后美元不再和黄金挂钩,所以现在的美元印疯了也没人管,只要美国政府以停摆为威胁,让美联储超发即可!但买单的却是全世界人民哈,各位你们都为美国做贡献了,美国人民感谢你!

当然铁也很重要,全世界能没有黄金,但真不能没铁,没有黄金,我们的IT产业完了,首饰产业完了,电气化产业影响一大半.......但没了铁,估计大家出行要靠马车了,住房子得木结构啦,跨洋过海要靠帆船啦.......

但很明显,我们不会在家里储备铁,更不会在脖子上挂上铁链,因为它不是拿来装饰的!

黄金有可能比铁多吗?

恒星内核最终形成的元素是铁,因此宇宙中元素是铁含量最高?但其实并不是,因为有几个原因,其一是红矮星和黄矮星无法演变到到铁元素,其二是是能演变到铁元素的恒星只有内核是铁元素,而且内核只占整颗恒星一部分,而洋葱结构的恒星,各个部分占比远比内核的铁核要大!

恒星内核结构示意图

所以现代宇宙发展上预言的理论元素最终是铁(重元素会衰变),在现代宇宙发展阶段铁元素仅仅排名第六名而已,当然黄金就不知道排到第几名去了!那么为什么又说中子星合并能产生木星大的黄金么?

铁元素排第六名

但很可惜中子星合并的机会是很少的,尽管LIGO和VIRGO发现的引力波中中子星合并比例挺高,但事实上超新星发现的频率则更高,所以总的来说,中子星合并还是因为机会太少,所以地球上黄金才那么稀有!

地壳中元素的丰度

地壳中元素比例中看起来像黄金与铂金这些元素也不少,但请注意左边的坐标是指数级下降的,所以黄金在地壳中的含量大约只有6×10^-4 ppm,而铁则是0.11%,两者不知道差了多少个数量级!但即使如此黄金也有60万亿吨,但很可惜在根本无法开采的地球深处,比如前苏联科拉深钻孔在10千米的位置就发现了黄金含量很高的地层,但人类极限开采的南非姆波尼格金矿也不过4000米左右,所以对于这样的宝藏,只能垂涎三尺!

黄金永远都不可能比铁多,但钻石可能会超级多!

黄金的形成都是在超新星爆发和中子星合并这种天文级别的能量释放事件中发生的,所以它的初始状态始终都是弥散而且和其他元素混杂的,因此宇宙中可能存在黄金星,但有可能存在黄金比例比较高的星星,比如中子星爆炸后的尘埃云坍缩的天体,如果可能的话,这些天体重元素比例极高,贵金属比例就爽的不要不要了!

而钻石星则是有成因的,因为一些质量比较小的恒星,比如太阳它未来的最终的归属是碳氧白矮星,因为氧燃烧需要更高的温度,因此到碳氧内核后再无法继续燃烧,强大引力压缩下会坍缩成电子简并力支撑的碳氧白矮星,因此在这种白矮星上碳的比例是极高的,有人将其称为钻石星,但这中简并力支撑的碳单质并不能形成钻石,也许要让大家失望了,那么就叫碳星吧,可惜大家只对钻石感兴趣,谁喜欢黑不溜秋的碳呢!

巨蟹座55e

据说真正的钻石星是巨蟹座55e,这颗围绕着类日恒星巨蟹座55A的系外行星大小和海王星差不多,它可能是迄今为止发现的最大固态行星,早先天文学家认为可能是一颗海洋星,但经过反复观测后认为可能是一颗含碳量极高的行星,因此天文学家猜测其内部肯定形成了大量的钻石,因为这个压力足够高!

不过各位不必狂喜,一来巨蟹座55e很远,大约超过40光年,二来人类已经可以工业化生产钻石,所以现在去买钻石来保值的朋友可得掂量掂量,当然土豪不在此列!

大家能准确区分锌合金与钛合金吗?以下就此介绍几种区分方法

首先要说明一下什么是锌合金,什么是钛合金,锌合金是以金属锌为主要原料与其它金属的合金,钛合金则是以钛为原料与其它金属的合金材料。这两种合金的区分方法有以下几种,从中让大家知道了两者的区分办法,顺便让大家了解到这两种合金的用途与物理性能以及化学成分。尤其是对于广大初入行的回收者来说,解决了实际中遇到的一些难题,遇到这些材料能准确区分,分类出售从中赚取利润,避免了回收中不必要的利润的损失。以此来普及一下,各种合金材料的基本常识,普及废旧金属回收中的一些常识与经验。

区分方法有以下几种,其一:两者比重不同,锌合金比重为7.14克/立方厘米,钛合金的比重为4.5克/立方厘米,也就是锌合金重而钛合金轻。其二:性能(物理)有所不同,锌合金铸造性能好,表面光滑,但抗腐性能差,强度不是太高,而且熔点低熔点为385℃。钛合金强度高,耐高温与耐低温性能好,机械性能好且耐磨性强,再加上其熔点高熔点为1725℃。其三:应用不同,锌合金是制作门窗材料、汽车零件的材料以及日常玩具、灯具中的材料。钛合金广泛应用于飞机与航天工业中,是飞机发动机压气机部件以及火箭、导弹等上面的结构件材料。其四:其回收价格不同,锌合金废旧料回收价格低,仅为十几元每斤,钛合金的回收价格高,每斤的回收价在100元一800元之间。其五:坚韧性能不同,锌合金韧性差,硬度不高,钛合金韧性与硬度大,且两者颜色不同,锌合金为灰白色,钛合金为银白色。

从以上对两种金属合金区分方法的介绍让大家对两者有一个初步的了解,具体准确的方法是用金属测试仪来区分是最为可靠的办法。从两者的区分办法中得到一些启发,任何废旧金属只有能够掌握其基本化学成分,就可以推算出其回收价格的高低,只有知道了其物理性能以及适用范围,就可以判断出其回收价格的高低。从中让大家明白了市场上的一些废旧金属为什么会有价格的高低不同,这与其成分中含不同金属材料有关,与是否被市场所热捧有关系。这些因素就是造成市场上不同金属材料价格不同的主要因素,当然还受其它因素所影响,在此不做过多的分析与说明。

以上就是我个人对于两种合金的一些理解与看法,大家有什么不同的看法?欢迎在评论区留言,发表你的个人观点,分享你个人的经验与看法。共同关注锌合金与钛合金在工业上的应用,共同分享一下各自对两种合金材料的认知,关注我每天分享给大家有关废旧金属回收方面的一些知识点。从中学习到一些废旧金属回收方面的知识,增长各自的生活知识储备,进而促进与普及废旧物资回收与利用行业的发展。

什么是钛合金,钛合金到底是什么材料,钛合金材料是怎么加工制造

我们在一些电视节目或者网络上,经常能看到介绍建造航母有多么的烧钱,这是因为航母的建造需要涉及到很多技术领域和相关的材料,所以说建造航母光有钱还不够,还需要有强大的工业基础和材料研发能力。

(此处已添加圈子卡片,请到今日头条客户端查看)

图片来源:pixabay

曾经有报道说航母甲板上一颗铆钉就能换一辆轿车,可见有多烧钱,这种铆钉也不是普通的铆钉,它是用钛合金材料制成的铆钉,这种昂贵的钛合金铆钉并不是满甲板都是,也只有在起落战斗机的地方才有。

因为战斗机在起飞时会喷出超过1000摄氏度的高温,这就需要对甲板有耐高温的要求,而对耐高温材料的焊接技术又不成熟,所以甲板之间的拼装就需要靠钛合金铆钉来完成。

钛合金是以钛为基础加入了其它元素组成的合金,钛合金材料具有质量轻,强度大,弹性小,耐高温和耐腐蚀等特点,主要用于航空发动机,火箭,导弹的部件,(普通工业也会用到钛,钛的等级也有很多,不同行业根据要求会选择合适等级的钛。)

钛合金是比较年轻的一种金属,从被研发出来到现在也就六,七十年的历史,进入20世纪后传统的钢铁和铝已经不能满足航天航空,航海等领域的需求,在1954年由美国公司研发出了钛合金材料。

每当说起一个产品的材料采用了钛合金时,就会吸引很多人的眼球,因为钛合金这种材料特别的贵,在很多人眼中钛合金都是高档金属材料的代名词,这么金贵的材料一般都是用在航空发动机上,它还是一些尖端武器装备的最理想材料。

但事实上,组成钛合金这种材料的主要金属钛并不稀有,在地球上钛元素的含量占到地壳总质量的0.45%,仅次于铁,铝,镁等金属元素,目前已知的钛矿物种类就超过了140多种,储量也是很丰富的。

在自然界中钛存在于钛铁矿和金红石等矿物中,纯钛呈银灰色,同时它也是一种轻质金属,钛的密度只有4.54克每立方厘米,熔点在1668摄氏度,具有可塑性。

而真正让钛备受追捧的还是它本身具有的特性,作为一种轻质金属,在所有元素中,钛的重量与强度的比例最高,重量比钢轻44%,但机械强度却与钢差不多,比铝强3倍,钛拥有极强的抗腐蚀能力,与铝相似的是钛在常温下表面也会覆盖一层致密的氧化膜。

其无毒,无磁的特点也很适合于工业生产,液态钛几乎可以与所有金属相溶,因此可以与多种金属形成合金,通过加入一定比例的其它金属元素,可以让冶炼出来的钛合金在保证重量轻,强度大,耐腐蚀特性的同时,还拥有更大的强度或者更强的耐高温度性能,甚至还拥有记忆能力,钛是与人体最相容的一种金属,在医学领域也有使用,比如心脏支架,骨科钛板等,日常生活中一些眼镜框,手表框,还有一些体育用品也会广泛使用钛合金。

有人就疑惑了,钛这种金属也不稀有,而储量又那么多,为什么钛合金还那么贵重呢?

这就会涉及到金属的冶炼技术,钛合金对冶炼环境及其苛刻,钛在高温条件下化学活性小,所以冶炼钛合金必须要在高温下进行,一般情况下钛合金冶炼温度要在800摄氏度以上,并且还要在真空的环境下操作,这个冶炼环境相对于钢铁等金属要高很多,正所谓物以稀为贵,久而久之钛合金就成了所谓的稀有金属,这就导致了它的价格居高不下。

虽然钛合金的产量低价格贵,但并不代表用得少,特别是各国在一些尖端武器装备和国之重器上对钛合金的使用也是很豪放的,据透露,中国歼-20使用的钛合金大约占机身重量的20%,这些钛合金主要用于机身的结构材料。

目前钛合金材料在航空航天工业中应用是最多的,所以也将钛合金叫作“空间金属”,它重量轻,强度大又耐高温,特别适合制造航空航天器,很多以前使用铝合金的部件都改用了钛合金。

随着技术的发展,现在飞机的最高航速时是音速的3倍以上,这么快的超音速飞行,会使飞机与空气摩擦而产生大量的热,一般当飞行速度达到音速2倍以下时机身用铝合金就可以了,当飞行速度达到音速的2倍以上时,铝合金就经受不住了,就必须采用耐高温和性能更好的钛合金,当飞行速度超过音速的3倍时,机身就要使用更多的钛合金。

一些攻击核潜艇的内压艇壳,鱼雷舱等部件都是用钛合金打造,钛合金材料无磁,耐腐蚀,强度极高,可以有效的抵抗炸弹的冲击波,还有就是能够下潜得更深,例如我国“蛟龙号”载人舱就使用了钛合金材料,能够下潜到7000多米的深海,这就相当于每平方米要承受7000吨的压力,压力大得惊人啊。

现在各国除了在航空,火箭发动机,潜艇,战机等高精尖设备上大量使用钛合金外,在常规或者单兵装备上也广泛使用钛合金,例如榴弹炮,防弹头盔等。

目前世界上钛合金技术最强,应用最多的就是美俄中,而中国的钛矿储量世界第一,约占世界总储量的28.9%,其中钛铁矿储量约为7.2亿吨,占全球钛矿的92%,金红石储量约为4700万吨,二者合计储量约7.67亿吨,这应该就是所说的家里有矿,对于钛合金的冶炼和加工也已经实现了产业化,所以说钛合金在中国各领域的广泛应用已经不存在原理和技术问题了,相信未来钛合金这种“空间金属”不再只是航空航天领域才会使用。

文中Gif截取自Youtube《Titanium The STRONGEST METAL On Earth!》《Nitinol Metallic Muscles with Shape Memory.》

文中图片截取自《Titanium The_STRONGEST METAL On Earth!》

免责声明:本文来源于制造原理,版权归原作者所有。如涉及版权,请联系删除。

牙医牙医,我听说……金属烤瓷牙是“有毒”的?

你的牙好吗?装了个烤瓷牙,尿检重金属「严重超标」,并且出现牙龈发炎,出血,荨麻疹,长期咳嗽,过敏性鼻炎等症状,听说还会影响人的肾功能......做个「烤瓷牙」真的这么可怕吗?烤瓷牙难道还会「渗毒」?

烤瓷牙真的有毒吗?

烤瓷牙是一种理想的「修复体」,它是先用合金制成的金属基底,再在表面覆盖与天然牙相似的「低熔瓷粉」,在真空高温烤瓷炉中烧结熔附而成,它通过改变「牙齿外形、颜色」来达到牙齿美容整形的效果。

在这里我们就要讲到烤瓷牙金属「内冠」的成分了!

1、镍铬合金烤瓷牙

因其「低廉的价格」在临床上普遍使用。以该种金属为烤瓷的基底,生物相容性差,一些人会发生过敏现象,镍、铍元素的缓慢释放,沉淀于牙龈,造成「牙龈变色和口腔毒性」, 影响人体健康。这种烤瓷牙在德国,日本在牙科上是「被禁止使用」的,现在在中国也慢慢被淘汰了。所以建议大家在条件允许的情况下不要选择镍铬烤瓷牙。

2、钴铬合金烤瓷牙

钴铬合金烤瓷牙是针对镍、铍的毒性而开发的,因为不含镍和铍,生物相容性大大提高,造成「牙龈变色」的概率也降低,「钴铬合金」最为理想,对要求不是很高的患者修复效果还是可以的。(这种就没有大的问题了)

3、钛及钛合金烤瓷牙

钛具有良好生物相容性,对人体无毒,同时有良好「耐腐蚀性」,是目前发展较好的金属材料,但由于「制作工艺难度高」,对临床应用进一步发展有待进一步研究。

4、其他还有「贵金属烤瓷牙」和「全瓷牙」等

它们对人体都没有害处。尤其是全瓷牙,不含「金属内冠」的瓷修复体,修复更美观,半透明度与天然牙近似,修复后牙龈边缘表现更加自然,可达到仿真效果,且具有对「周边组织无刺激」等优点,已被广泛用于临床。

金属内冠烤瓷牙

做烤瓷牙,这些东西你要知道!

首先

烤瓷牙作为一种修复手段,如果「牙齿功能」没有问题,是不建议仅仅为了「好看」而做烤瓷牙的,大可通过「牙齿正畸」来解决牙齿不齐的问题。对于烤瓷牙,烤瓷牙虽然可以解决各种难看牙齿问题,但以「磨小健康牙齿」这种带损伤性的治疗是「不可逆」的。所以,做之前一定要慎重。

牙齿矫正效果

其次

烤瓷牙有它的寿命期限,不是一劳永逸的。一般10-15年左右可能需要更换一个(更换时大多数情况下还会再修整下牙齿),这费用也就高了。

再次

金属类烤瓷牙由于有「金属」存在,在以后进行涉及到头面部的影像学检查(X片、CT等)都会受到金属的影响,出现「伪影」,会影响医生的诊断正确性,所以在必要的时候医生可能让您拆除烤瓷牙,检查完以后在粘接上,所以如果您的「头面部有疾病」,经常需要做影像学检查,建议您改为「全瓷材料修复」,价格会比较贵一些,但是这也是必要的。

PS:无论是哪种材料,牙科医生和技师的「技术和责任心」才是最重要的,只要用心制作,镍铬烤瓷牙同样有不俗的效果,可以放心使用,如果技术能力不足,责任心不够,再好的材料也只是被浪费。