金属知识大全
- 来源：建筑网 2018-01-05 15:45:36
摘要：
硅的同位素，已发现的硅的同位素共有12种，包括硅25至硅36，其中只有硅28，硅29，硅30是稳定的，其他同位素都带有放射性。硅是一种半导体材料，可用于制作半导体器件和集成电路。还可以合金的形式使用(如硅铁合金)，用于汽车和机械配件。也与陶瓷材料一起用于金属陶瓷中。还可用于制造玻璃、混凝土、砖、耐火材料、硅氧烷、硅烷。造房子用的砖、瓦、砂石、水泥、玻璃，吃饭，喝水用的瓷碗、水杯，洗脸间的洁具，它们看上去截然不同，其实主要成分都是硅的化合物。虽然人们早在远古时代便使用硅的化合物粘土制造陶器。但直到1823年，瑞典化学家贝采利乌斯才首次分离出硅元素，并将硅在氧气中燃烧生成二氧化硅，确定硅为一种元素。中国曾称它为矽，因矽和锡同音，难于分辨，故于1953年将矽改称为硅。硅是一种非金属元素，化学符号是Si。
建筑网带来金属知识大全的介绍，希望大家在今后的工作中能够有效的区分他们。
硅
硅（台湾、香港称矽）是一种化学元素，它的化学符号是Si，旧称矽。原子序数14，相对原子质量28.09，有无定形和晶体两种同素异形体，同素异形体有无定形硅和结晶硅。属于元素周期表上IVA族的类金属元素。
晶体硅为钢灰色，无定形硅为黑色，密度2.4g／cm3，熔点1420℃，沸点2355℃，晶体硅属于原子晶体，硬而有光泽，有半导体性质。硅的化学性质比较活泼，在高温下能与氧气等多种元素化合，不溶于水、硝酸和盐酸，溶于氢氟酸和碱液，用于造制合金如硅铁、硅钢等，单晶硅是一种重要的半导体材料，用于制造大功率晶体管、整流器、太阳能电池等。硅在自然界分布极广，地壳中约含27.6％，主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。
性状
结晶型的硅是暗黑蓝色的，很脆，是典型的半导体。化学性质非常稳定。在常温下，除氟化氢以外，很难与其他物质发生反应。
发现
1822年，瑞典化学家白则里用金属钾还原四氟化硅，得到了单质硅。
名称由来：源自英文silica，意为“硅石”。
分布
硅主要以化合物的形式,作为仅次于氧的最丰富的元素存在于地壳中，约占地表岩石的四分之一，广泛存在于硅酸盐和硅石中。
制备
工业上，通常是在电炉中由碳还原二氧化硅而制得。
化学反应方程式：SiO2 + 2C →Si + 2CO
这样制得的硅纯度为97~98%，叫做金属硅。再将它融化后重结晶，用酸除去杂质，得到纯度为99.7~99.8%的金属硅。如要将它做成半导体用硅，还要将其转化成易于提纯的液体或气体形式，再经蒸馏、分解过程得到多晶硅。如需得到高纯度的硅，则需要进行进一步的提纯处理。
硅的同位素
已发现的硅的同位素共有12种，包括硅25至硅36，其中只有硅28，硅29，硅30是稳定的，其他同位素都带有放射性。
用途
硅是一种半导体材料，可用于制作半导体器件和集成电路。还可以合金的形式使用(如硅铁合金)，用于汽车和机械配件。也与陶瓷材料一起用于金属陶瓷中。还可用于制造玻璃、混凝土、砖、耐火材料、硅氧烷、硅烷。
造房子用的砖、瓦、砂石、水泥、玻璃，吃饭，喝水用的瓷碗、水杯，洗脸间的洁具，它们看上去截然不同，其实主要成分都是硅的化合物。虽然人们早在远古时代便使用硅的化合物粘土制造陶器。但直到1823年，瑞典化学家贝采利乌斯才首次分离出硅元素，并将硅在氧气中燃烧生成二氧化硅，确定硅为一种元素。中国曾称它为矽，因矽和锡同音，难于分辨，故于1953年将矽改称为硅。硅是一种非金属元素，化学符号是Si。它是构成矿物与岩石的主要元素。在自然界硅无游离状态，都存在于化合物中。硅的化合物主要是二氧化硅（硅石）和硅酸盐。例如，花岗岩是由石英、长石、云母混合组成的，石英即是二氧化硅的一种形式，长石和云母是硅酸盐。砂子和砂岩是不纯硅石的变体，是天然硅酸盐岩石风化后的产物。硅约占地壳总重量的27.72％，其丰度仅次于氧。
硅是非金属元素，有无定形和晶体两种同素异形体，晶体硅具有金属光泽和某些金属特性，因此常被称为准金属元素。硅是一种重要的半导体材料，掺微量杂质的硅单晶可用来制造大功率晶体管、整流器和太阳能电池等。二氧化硅（硅石）是最普遍的化合物，在自然界中分布极广，构成各种矿物和岩石。最重要的晶体硅石是石英。大而透明的石英晶体叫水晶，黑色几乎不透明的石英晶体叫墨晶。石英的硬度为7。石英玻璃能透过紫外线，可以用来制造汞蒸气紫外光灯和光学仪器。自然界中还有无定形的硅，叫做硅藻土，常用作甘油炸药（硝化甘油）的吸附体，也可作绝热、隔音材料。普通的砂子是制造玻璃、陶瓷、水泥和耐火材料等的原料。硅酸干燥脱水后的产物为硅胶，它有很强的吸附能力，能吸收各种气体，因此常用来作吸附剂、干燥剂和部分催化剂的载体。
磷
元素名称：磷
元素原子量：30.97
元素类型：非金属
发现人：布兰特 发现年代：1669年
发现过程：
1669年，德国的布兰特，从人尿蒸馏和干馏后的物质中制得白磷。
元素描述：
单质磷有几种同素异形体。其中，白磷或黄磷是无色或淡黄色的透明结晶固体。密度1.82克/厘米3。熔点44.1℃，沸点280℃，着火点是40℃。放于暗处有磷光发出。有恶臭。剧毒。几乎不溶于水。在高压下加热会变为黑磷，其密度2.70克/厘米3，略显金属性。电离能为10.486电子伏特。不溶于普通溶剂中。白磷经放置或在400℃密闭加热数小时可转化为红磷。红磷是红棕色粉末，无毒，密度2.34克/厘米3，熔点59℃，沸点200℃，着火点240℃。不溶于水。在自然界中，磷以磷酸盐的形式存在，是生命体的重要元素。存在于细胞、蛋白质、骨骼和牙齿中。在含磷化合物中，磷原子通过氧原子而和别的原子或基团相联结。
元素来源：
单质磷是由磷酸钙、石英砂和碳粉的混合物在电弧炉中熔烧而制得。
元素用途：
白磷用于制造磷酸、燃烧弹和烟雾弹。红磷用于制造农药和安全火柴。
元素辅助资料：
西方化学史的研究者们几乎一致认为，磷是在1669年首先由德国汉堡一位叫汉林布朗德的人发现的。他是怎么样取得磷的呢？一般只是说他是通过强热蒸发尿取得。他在蒸发尿的过程中，偶然地在曲颈瓶的接受器中发现到一种特殊的白色固体，在黑暗中不断发光，称它为kalte feuer（德文，冷火）。
磷广泛存在于动植物体中，因而它最初从人和动物的尿以及骨骼中取得。这和古代人们从矿物中取得的那些金属元素不同，它是第一个从有机体中取得的元素。最初发现时取得的是白磷，是白色半透明晶体，在空气中缓慢氧化，产生的能量以光的形式放出，因此在暗处发光。当白磷在空气中氧化到表面积聚的能量使温度达到40℃时，便达到磷的燃点而自燃。所以白磷曾在19世纪早期被用于火柴的制作中，但由于当时白磷的产量很少而且白磷有剧毒，使用白磷制成的火柴极易着火，效果倒是很好，可是不安全，所以很快就不再使用白磷制造火柴。到1845年，奥地利化学家施勒特尔发现了红磷，确定白磷和红磷是同素异形体。由于红磷无毒，在240℃左右着火，受热后能转变成白磷而燃烧，于是红磷成为制造火柴的原料，一直沿用至今。
是拉瓦锡首先把磷列入化学元素的行列。他燃烧了磷和其他物质，确定了空气的组成成分。磷的发现促进了人们对空气的认识。
磷的拉丁名称phosphorum有希腊文phos（光）和phero（携带）组成，也就是“发光物”的意思，元素符号是P。
另外，我们常说的的“鬼火”是P2H4气体在空气中自动燃烧的现象。
铝
铝是一种化学元素，它的化学符号是Al，它的原子序数是13。
形状：铝具有特殊的化学、物理特性，是当今最常用的工业金属之一，不仅重量轻，质地坚，而且具有良好的延展性、导电性、导热性、耐热性和耐核辐射性，是国民经济发展的重要基础原材料。
自然分布：铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素。在金属品种中，仅次于钢铁，为第二大类金属。
物理化学属性
铝是一种轻金属。纯净的铝是银白色的，因在空气中易与氧气化合，在表面生成一种致密的氧化物薄膜（氧化铝Al2O3），所以通常略显银灰色。
铝能够与稀的强酸（如稀盐酸，稀硫酸等）进行反应，生成氢气和相应的铝盐。与一般的金属不同的是，它也可以和强碱进行反应，形成偏铝酸盐和氢气。因此认为铝是两性金属。
在常温下，铝在浓硝酸和浓硫酸中被钝化，不与它们反应，所以浓硝酸是用铝罐（可维持约180小时）运输的。
纯铝较软，在300℃左右失去抗张强度。经处理过的铝合金，质轻而较坚韧。
铝回收率不高。
品种分类
根据铝锭的主成份含量可以分成三类:高级纯铝（铝的含量99.93%-99.999%）、工业高纯铝（铝的含量99.85%-99.90%）、工业纯铝（铝的含量98.0%-99.7%）。
铝的应用
铝的合金质量较轻而强度较高，因而在制造飞机、汽车、火箭中被广泛应用。
由于铝有良好的导电性和导热性，可用作超高电压的电缆材料。高纯铝具有更优良的性能。
铝在高温时的还原性极强，可以用于冶炼高熔点的金属。（这种冶炼金属的方法称为“铝热法”）
铝富展性，可制成铝箔，用于包装
镁
镁是地球上储量最丰富的轻金属元素之一，镁的比重是1.74g/cm3，只有铝的2/3、钛的2/5、钢的1/4；镁合金比铝合金轻36%、比锌合金轻73%、比钢轻77%。
镁具有比强度、比刚度高，导热导电性能好,并具有很好的电磁屏蔽、阻尼性、减振性、切削加工性以及加工成本低、加工能量仅为铝合金的70%和易于回收等优点。
镁合金的比强度高于铝合金和钢，略低于比强度最高的纤维增强塑料；比刚度与铝合金和钢相当,远高于纤维增强塑料；耐磨性能比低碳钢好得多,已超过压铸铝合金A380；减振性能、磁屏蔽性能远优于铝合金。
镁物理性能
除了比重低，镁还有很多其它的良好的物理特性，使之在汽车结构材料应用中，有时比铝和塑料更有应用价值。镁物理性能的主要优点是：比铝高30倍的减振性能；比塑料高200倍的导热性能；其热膨胀性能只有塑料的1/2。
表1 镁物理性能的优点
物理性能
单位
AZ91
AM60
A380
DC
A356
T6
尼龙
ABS
钢
Sp比重
g/cm3
1.81
1.79
2.74
2.69
1.4
1.05
7.8
传热系数
W/m0k
51
61
96
159
0.33
0.28
14
膨胀系数
μm/m0k
26
25.6
22
21.5
34.5
76.5
12
减振性能
%@35MPa
29
52
1.2
比热
J/L0k
1900
2640
2590
1200
熔化潜热
kJ/L
673
1066
凝固范围
0C
470-595
540-615
540-595
555-615
腐蚀失重
3天5% NaCL
Mg/cm/d
0.02
0.05
0.1
0.5
镁机械性能的优点
和压铸铝合金相比，镁除了上述物理性能等优点，还具有较高的机械性能。镁的强度和刚度要明显好于塑料，延伸率和冲击抗力则明显好于压铸铝合金。见下表2。
镁机械性能的缺点
镁的强度和硬度比钢低很多。它的拉断强度和疲劳强度也比铝低，见下表3。但是，它的性能重量比(性能/比重)要明显好于所比较的其它材料。从绝对值讲，钢的性能是所有汽车材料中最好的。但镁的屈服强度比是钢的二倍，模量比几乎相同。更有利的是，镁部件在设计和铸造时，可通过变化截面，布置加强筋和改善表面特性，来减轻材料性能低的不利因素，以保证镁部件的质量和耐用性。