化学式是zno,氧化锌
氧化锌的工业加工方法如下:
最佳答案 1 021324867 固相低温热分解合成晶态和非晶态超微氧化锌粉末的制备
2 021104972 用于橡胶添加的改性纳米氧化锌复合母粒及其制备方法
3 021136041 超声波-微波联合法从锌浮渣中制备活性氧化锌
4 02133742X 制作氧化锌压敏电阻的材料
5 02137628X 掺铒氧化锌近红外光源
6 011282711 一种纳米氧化锌浆料组合物及其制备方法
7 021338434 一种制备高纯纳米级氧化锌的新方法
8 021337845 一种处理低品位氧化锌矿石的方法
9 011344245 一种纳米尺寸氧化锌的制备方法
10 021360170 低温易烧结的纳米级氧化锌粉末的制备方法
11 021212465 多功能纳米氧化锌悬浮液及其制备方法
12 021279373 从低品位含锌物料制备纳米活性氧化锌的方法
13 021228515 氧化锌系压电陶瓷组合物及其制造方法
14 021404860 氧化锌线性电阻介质及其制备方法
15 021351120 一种纳米氧化锌的制备方法
16 021252157 物理气相沉积制备大面积氧化锌纳米线膜层的方法
17 02136642X 一种镀氧化锌膜层的玻璃
18 021366438 一种镀纳米氧化锌膜层的玻璃
19 021008272 超细氧化锌复合物及其制备方法
20 021008264 改性的超细氧化锌及其制备方法
21 021132488 微弧氧化锌铝合金表面生成陶瓷层
22 021090785 纳米氧化锌材料的制备方法
23 031166113 过氧化锌的制备方法
24 031132197 银氧化锡氧化锌合金电触点及其生产工艺
25 031289924 一种经改进的沉淀法制备纳米氧化锌粉体的方法
26 031372546 绒面氧化锌透明导电薄膜及其制备方法
27 03129300X 一种制备p型氧化锌薄膜的方法
28 03131516X 氨浸法生产低堆积密度纳米氧化锌的方法
29 031122108 一种P型氧化锌薄膜的制备方法
30 021086079 回转窑冶炼生产氧化锌的工艺方法
31 031040179 氧化锌脱除烟气二氧化硫方法及装置
32 031167543 一种用氧化锌矿生产高纯度金属锌的方法
33 031167985 三维取向氧化锌薄膜的制备方法
34 031163572 纳米氧化锌填充聚酰亚胺材料
35 021419795 用热氧化氮化锌制备受主型氧化锌薄膜材料的方法
36 021364257 氧化锌紫外光电探测器原型器件的制备方法
37 021329028 透明的n-型氧化锌/p-型金刚石薄膜异质结及其制备
38 96122469X 氧化锌系陶瓷组合物及其制造方法和氧化锌系非线性电阻
39 961062088 估计氧化锌元件放电容量的方法,筛选元件的方法及系统
40 951915215 含氧化锌的杀虫微营养组合物
41 961073454 氧化锌系压电陶瓷组合物及其制造方法
42 951114476 活性氧化锌的生产工艺方法
43 951127462 氨水循环络合法生产高纯度活性氧化锌的工艺
44 961181451 高级氧化锌制备工艺
45 971109265 氧化锌薄膜和使用该膜的衬底及光电转换器的制造方法
46 971062358 成核生长分步进行的液相制取超细氧化锌的方法
47 86102994 用氧化锌制造压敏陶瓷电阻的方法及用本方法制造的电阻
48 86105751 激光打印机制氧化锌胶印版的方法
49 86104306 以氧化锌氟化钙和氯化钙为主要矿化剂低温烧成硅酸盐水泥
50 86107218 由保险粉滤渣制取氧化锌的新工艺
51 86107833 合成醋酸乙烯用氧化锌催化剂
52 86108798 锌矿全湿法制取硫酸锌及活性氧化锌
53 88102610 从菱锌矿制氧化锌技术
54 871020246 高硅氧化锌矿制硫酸锌的方法
55 881051497 铜灰炼铜粉尘治理氧化锌回收技术
56 881005134 氧化锌电阻片的制造方法
57 891035532 联合法矿粉直接生产高纯度氧化锌新工艺
58 891047107 使用烷基锌和含氧气体制备功能性氧化锌薄膜的方法
59 881055581 一种高纯度氧化锌的生产方法
60 891092358 化学惰性颜料氧化锌
61 891024964 氧化锌静电胶印纸版
62 891018948 用碳酸氢铵沉淀法制取碱式碳酸锌及活性氧化锌
63 901054887 一种制取氧化锌的方法
64 891049568 氧化锌矿石除铅、除镉工艺
65 901002992 碳酸氢铵中和法制取氧化锌
66 91102106X 用于磁光记录的氧化锌或氧化铟基层的铂或钯/钴多层薄膜
67 911033610 从含锌烟道灰制取氧化锌的工艺
68 901070335 富氧化锌原矿生产合金锌粉的方法和设备
69 911116001 制取氧化锌的新工艺
70 911108882 聚乙烯醇与氧化锌复合膏子涂料及制备方法
71 921032307 氨法制取氧化锌方法
72 911066772 生产活性氧化锌的工艺方法
73 921060955 氧化锌版纸的一种湿法制造技术
74 911046070 氧化锌压敏电阻与热敏过流保护组件
75 921135912 用氯化铵与次氧化锌生产活性氧化锌的方法
76 921099509 氧化锌电阻片的热处理方法
77 921029136 活性氧化锌及高纯氧化锌制备工艺
78 931036674 氧化锌变阻器及其制造方法
79 931038693 改进的碳酸氢铵全湿法制取高活性氧化锌
80 921097948 等离子法制取氧化锌工艺及设备
其加工过程及腐蚀和力学性能有许多特点:散热快、质量轻、刚性好、具有一定的耐蚀性和尺寸稳定性、抗冲击、耐磨、衰减性能好及易于回收;另外还有高的导热和导电性能、无磁性、屏蔽性好和无毒的特点。
应用范围:镁合金广泛用于携带式的器械和汽车行业中,达到轻量化的目的。
镁合金的比重虽然比塑料重,但是,单位重量的强度和弹性率比塑料高,所以,在同样的强度零部件的情况下,镁合金的零部件能做得比塑料的薄而且轻。另外,由于镁合金的比强度也比铝合金和铁高,因此,在不减少零部件的强度下,可减轻铝或铁的零部件的重量。
镁合金相对比强度(强度与质量之比)最高。比刚度(刚度与质量之比)接近铝合金和钢,远高于工程塑料。
在弹性范围内,镁合金受到冲击载荷时,吸收的能量比铝合金件大一半,所以镁合金具有良好的抗震减噪性能。
镁合金熔点比铝合金熔点低,压铸成型性能好。镁合金铸件抗拉强度与铝合金铸件相当,一般可达250MPA,最高可达600多Mpa。屈服强度,延伸率与铝合金也相差不大。
镁合金还个有良好的耐腐蚀性能,电磁屏蔽性能,防辐射性能,可做到100%回收再利用。
镁合金件稳定性较高压铸件的铸造行加工尺寸精度高,可进行高精度机械加工。
镁合金具有良好的压铸成型性能,压铸件壁厚最小可达05mm。适应制造汽车各类压铸件。
但镁合金线膨胀系数很大,达到25~26 μm/m℃,而铝合金则为23 μm/m℃,黄铜约20 μm/m℃,结构钢12 μm/m℃,铸铁约10μm/m℃,岩石(花岗岩、大理石等)仅为5~9 μm/m℃,玻璃5~11 μm/m℃。
镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金。其特点是:密度小,比强度高,弹性模量大,消震性好,承受冲击载荷能力比铝合金大,耐腐蚀性能好。主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。目前使用最广的是镁铝合金,其次是镁锰合金和镁锌锆合金。
镁合金比重在所有结构用合金中属于最轻者,因此,在不减少零部件的强度下,可减轻铝或铁的零部件的重量。镁合金的比强度明显高于铝合金和钢,比刚度与铝合金和钢相当。在弹性范围内,镁合金受到冲击载荷时,吸收的能量比铝合金件大,所以镁合金具有良好的抗震减噪性能。在相同载荷下,减振性是铝的100倍,钛合金的300~500倍。电磁屏蔽性佳,3C产品的外壳(手机及电脑)要能够提供优越的抗电磁保护作用,而镁合金外壳能够完全吸收频率超过100db的电磁干扰。质感佳,镁合金的外观及触摸质感极佳,使产品更具豪华感,而且,在空气中更不容易腐蚀。
镁合金的散热相对与合金来说有绝对的优势:根据公式:Q=dvC△t 其中Q—热量;d=比重;V=体积;C=比热容;△t =(t1-t2)变化的温度;当相同体积与形状的镁合金与铝合金,接受相同的热量Q时,二者变化的温度比为:△t/△t=274x023/181x105=1/3;即镁合金为铝合金的1/3;镁合金导热系数54W/mk;铝合金导热系数100W/mk;相差一倍。意味对于相同体积与形状的镁合金与铝合金材料的散热器,某热源生产的热量(温度)镁合金比铝合金更容易由散热片根部传递到顶部的速度,顶部更容易达到高温。即铝合金材料的散热器根部与顶部的温度差,比镁合金材料的散热器小。这意味着由镁合金材料制作的散热片根部的空气温度与顶部的空气温度温度差,比铝合金材料制作的散热片大,因此加速散热器内部空气的扩散对流,使散热效率提高。因此,相同温度,镁合金的散热时间还不用铝合金的一半。
所以,镁合金是应用于LED及其他灯饰,汽车应用零部件,及其他要求高质量,高强度,高韧性配件的理想材料。 在航天的应用
镁合金是航空器、航天器和火箭导弹制造工业中使用的最轻金属结构材料。镁的重量比铝轻,比重为18,强度也较低,只有200~300兆帕(20~30公斤/毫米2),主要用于制造低承力的零件。镁合金在潮湿空气中容易氧化和腐蚀,因此零件使用前,表面需要经过化学处理或涂漆。德国首先生产并在飞机上使用含铝的镁合金。镁合金具有较高的抗振能力,在受冲击载荷时能吸收较大的能量,还有良好的吸热性能,因而是制造飞机轮毂的理想材料。镁合金在汽油、煤油和润滑油中很稳定,适于制造发动机齿轮机匣、油泵和油管,又因在旋转和往复运动中产生的惯性力较小而被用来制造摇臂、襟翼、舱门和舵面等活动零件。民用机和军用飞机、尤其是轰炸机广泛使用镁合金制品。例如,B-52轰炸机的机身部分就使用了镁合金板材635公斤,挤压件90公斤,铸件超过200公斤。镁合金也用于导弹和卫星上的一些部件,如中国“红旗”地空导弹的仪表舱、尾舱和发动机支架等都使用了镁合金。中国稀土资源丰富,已于70年代研制出加钇镁合金,提高了室温强度,能在300°C下长期使用,已在航空航天工业中推广应用。
目前,镁合金在汽车上的应用零部件可归纳为2类。
(1)壳体类。如离合器壳体、阀盖、仪表板、变速箱体、曲轴箱、发动机前盖、气缸盖、空调机外壳等。
(2)支架类。如方向盘、转向支架、刹车支架、座椅框架、车镜支架、分配支架等。
根据有关研究,汽车所用燃料的60%是消耗于汽车自重,汽车自重每减轻10%,其燃油效率可提高5%以上;汽车自重每降低100 kg,每百公里油耗可减少07 L左右,每节约1 L燃料可减少CO2排放25 g,年排放量减少30%以上。所以减轻汽车重量对环境和能源的影响非常大,汽车的轻量化成必然趋势。
手机电话,笔记本电脑上的液晶屏幕的尺寸年年增大,在它们的枝撑框架和背面的壳体上使用了镁合金。
虽然镁合金的导热系数不及铝合金,但是,比塑料高出数十倍,因此,镁合金用于电器产品上,可有效地将内部的热散发到外面。 在内部产生高温的电脑和投影仪等的外壳和散热部件上使用镁合金。电视机的外壳上使用镁合金可做到无散热孔。
电磁波屏蔽性:镁合金的电磁波屏蔽性能比在塑料上电镀屏蔽膜的效果好,因此,使用镁合金可省去电磁波屏蔽膜的电镀工序。
在硬盘驱动器的读出装置等的振动源附近的零件上使用镁合金。若在风扇的风叶上使用镁合金,可减小振动达到低骚音。此外,为了在汽车受到撞击后提高吸收冲击力和轻量化,在方向盘和坐椅上使用镁合金。
合金名称 特征 应用范围
AZ91D 强度高且耐腐蚀性好 电器产品的壳体等
AM60B 延伸率和抗冲击力大 汽车上的方向盘和坐椅等
AM50A 延伸率和抗冲击力大 汽车上的方向盘和坐椅等
AS41B 抗蠕变性能好 汽车上的减速箱等
机械加工性能
:镁合金比其他金属的切削阻力小,在机械加工时,可以较快的速度加工。
表:各种金属的切削阻力(以镁合金的切削阻力为1)
金属名 切削阻力
镁合金 10
铝合金 18
黄铜23
铸铁35
耐凹陷性好:镁合金与其他金属相比抗变形力大,由冲撞而引起的凹陷小于其他金属。
对振动·冲击的吸收性:由于镁合金对振动能量的吸收性能好,使用在驱动和传动的部件上可减少振动。另外,冲击能量吸收性能好,比铝合金具有更好的延伸率的镁合金,受到冲击后,能吸收冲击能量而不会产生断裂。
再生:镁合金与塑料不同,它可以简单地再生使用且不降低其机械性能,而塑料很难在不降低其机械性能再生使用。镁合金与其他金属相比,熔点低,比热小,在再生熔解时所消耗的能源是新材料制造所消耗的能源的4%。
表:各种材料的物理性质比较
材料名 密度(g/cm3) 熔点(℃) 导热系数(W/Mk) 抗拉强度(MPa) 屈服点(MPa) 延伸率(%) 比强度 杨氏模量(GPa)
镁合金(触变成形)
AZ91 182 596 72 280 160 8 154 45
AM60 179 615 62 270 140 15 151 45
铝合金
(压铸成形) 380 270 595 100 315 160 3 117 71
钢铁 碳素钢 786 1520 42 517 400 22 66 200
塑料 ABS 103 90(Tg) 02 35 40 34 21
PC 123 160(Tg) 02 104 3 85 67镁合金的种类
在数码单反相机上的应用
镁合金由于密度低、强度较高,具有一定的防腐性能,常用来做单反相机的骨架。一般中高端及专业数码单反相机都采取镁合金做骨架,使其坚固耐用,手感好。
采用了镁合金机身的数码单反相机不仅是准专业级专业的象征,也具有高昂的价格。
按成型方法分为变形镁合金和铸造镁合金两类。
1、合金名称
镁合金的合金名称是以主要添加合金元素及其百分比来取名。
2、主要合金的成分(ASTM规格)
合金名称 Mg Al Zn Mn Si Cu Ni Fe
AZ91D bal 85-95 045-090 017-04 <=005 <=0025 <=0001 <=0004
AM60B bal 56-64 <=020 026-05 <=005 <=0008 <=0001 <=0004
AM50A bal 45-53 <=020 028-05 <=001 <=0008 <=0001 <=0004
AS41B bal 37-48 <=010 035-060 06-14 <=0015 <=0001 <=00035 1、电弧炉一步法冶炼稀土硅铁镁合金的工艺方法
2、铝、镁合金的固溶或均匀化热处理方法
3、镁合金的表面处理方法
4、镁合金加工专用模具组
5、镁合金在喷灌设备上的应用
6、镁合金在制做合金门窗及其型材方面的应用
7、耐热阻燃压铸镁合金及其熔炼铸造工艺
8、镁合金锻造成型新工艺
9、镁合金的熔炼方法
10、含有铝的镁合金用化成处理液、高耐蚀性表面处理镁合金制品及其制造方法
11、高耐腐蚀性表面处理镁合金制品及其制造方法
12、铝镁合金电缆桥架型材
13、铝镁合金电缆桥架
14、披覆有色彩薄膜的镁合金产品
15、铝镁合金电缆桥架型材
16、笔记本电脑铝镁合金外壳碳纤维的补强制法
17、高强度镁合金及其制备方法
18、镁合金专用水平连铸机
19、一种镁合金生产工艺
20、一种镁合金熔炼阻燃保护的方法
21、镁合金表面处理工艺
22、镁合金表面处理方法
23、镁合金的表面处理方法及镁合金构件
24、镁及镁合金环保型阳极氧化电解液及其应用
25、一种用于制备镁合金锭料的方法
26、一种镁合金粒的制备方法及其产品
27、镁合金薄壁铸造的压铸方法
28、含mg2si强化相镁合金的组织细化熔铸工艺
29、汽车用多元耐热镁合金及其熔铸工艺
30、一种制备超细晶粒组织变形镁合金的方法
31、低成本耐热镁合金
32、镁合金凝固过程表面合金化工艺
33、模铸镁合金
34、低热裂倾向性固溶强化高强度铸造镁合金
35、低热裂倾向性高强度压铸镁合金
36、镁合金成形品及其制造方法37、用湿式喷砂机处理镁合金表面的方法
38、镁合金精炼剂及生产方法
39、镁合金成形品的涂覆结构及涂覆方法、以及该涂覆结构作为外包装部件的应用
40、镁合金屑专用铣床
41、一种电磁泵充型的镁合金低压铸造系统
42、镁合金屑数控专用铣床
43、大跨距铝镁合金桥架型材
44、铝镁合金防腐涂层
45、下流式高纯度镁和镁合金熔炼坩锅
46、压流式高纯度镁和镁合金熔炼坩锅
47、通过加钙-镁合金从熔融铅中除去铋的方法
48、基于酰胺的防冻剂浓缩物以及用于保护镁和镁合金的含这些浓缩物的冷却剂组合物
49、镁和/或镁合金制部件的制造方法
50、镁合金压铸机熔炉结构
51、无助熔镁合金废料回收炉结构及其回收系统
52、用于镁合金的化学转化试剂、表面处理方法和镁合金基质
53、抗蠕变镁合金
54、镁合金散热器片及其制造方法
55、镁合金安全气囊方向盘骨架
56、一种含nd-sr铸造镁合金及其制备方法
57、一种用于镁合金的复合阻燃变质工艺
58、镁合金表面多元复合氧化物膜的氧化处理方法
59、镁合金消失模铸造阻燃涂料及其制备方法
60、锌铝铜镁合金丝
61、镁合金表面复合陶瓷质膜和生成方法
62、废镁合金真空回收工艺及设备
63、镁合金固态冲压成型工艺方法
64、炉内加热固态扩散镁或镁合金制品表面合金化方法
65、一种新型耐蚀锌基稀土铝镁合金负极材料
66、镁合金安全帽或头盔及其制备方法
67、具有高耐蚀性的镁合金和镁合金元件
68、一种倾转式镁合金熔炼炉浇注装置
69、高延展性镁合金材料的制造方法
70、镁合金无铬化学转化膜制备方法及所用成膜溶液
71、强韧阻燃镁合金
72、用镁及镁合金造粒的方法
73、一种镁合金的制备方法
74、镁合金轮毂压力铸造装置及其方法
75、一种铸造轮毂的镁合金及其熔炼与成型方法
76、一种镁合金用细化剂及其制备方法
77、镁合金金属型铸造涂料及制备方法
78、镁合金除铁熔剂及其生产方法
79、镁合金熔炼炉
80、镁合金废旧料再生工艺
81、镁合金超声波阳极氧化方法
82、铜镁合金绞线的制造方法
83、高镁合金包芯线的芯剂及芯线的制作工艺
84、流动性优异的镁合金及其材料
85、热轧用镁合金板的制造方法及镁合金的热轧方法
86、镁合金板材加工方法及专用装置
87、镁合金上化学镀镍的方法
88、镁合金专用泡沫陶瓷过滤器制备方法
89、镁合金表面均匀聚苯胺薄膜的制备方法
90、大型重熔镁及镁合金产品防止收缩裂纹的方法
91、镁合金除硅熔剂及生产方法
92、镁合金型材毛坯、其连续铸造方法及连续铸造装置
93、一种镁及镁合金锭的浇注方法
94、用于摩托车发动机上的镁合金左后盖
95、除涂层的方法、制备再生镁合金的方法和再生涂料的方法
96、用于摩托车发动机上的镁合金左前盖
97、用于摩托车发动机上的镁合金右曲轴箱盖
98、镁合金板材热冲压装置
99、一种镁及镁合金锭的浇注设备
100、卧式冷室镁合金压铸机
目前,全国六大镁合金基地建设已经初具规模,形成了重庆——镁合金汽车、摩托车制造,青岛——信息和通信产品开发,上海——汽车工业应用,深圳——镁合金压铸设备,辽宁——氧化镁及镁矿开发,宁夏——盐湖镁资源开发布局。
(1)根据反应过程:贮氢合金能够结合氢气形成金属化合物,并在一定条件下分解释放出氢气,有新物质生成所以是化学变化,根据金属活动顺序表,比金属铁活泼的金属是锌,故答案为:化学;锌块;
(2)①硝酸钙与碳酸铵在溶液中反应生成硝酸铵和碳酸钙沉淀,化合物之间交换成分,属于复分解反应,故答案为:复分解反应;
②固体和液体的分离采用过滤的方法,故答案为:过滤;
③高温灼烧条件下碳酸钙会分解生成氧化钙和二氧化碳气体,故答案为:高温灼烧会使碳酸钙分解,所得的碳酸钙含有杂质氧化钙而不纯;
④氧化钙和水反应会生成氢氧化钙,所以在高纯氧化钙生产过程中一定要保持“干燥”,故答案为:CaO+H2O═Ca(OH)2;
(3)可降解塑料不会导致白色污染,蚕丝主要成分是蛋白质燃烧会有焦羽毛味,人造丝因含有硫元素往往会燃烧后有刺鼻气味,且冒黑烟,生活中可采用灼烧的方法区分尼龙和蚕丝,故答案为:白色污染;灼烧.
主要看第二个~
金属材料发展历史回顾
石器时代(公元五千年前)→青铜器时代(公元一千二百年前)→铁器时代
三星堆博物馆(Sanxingdui Museum)位于全国重点文物保护单位三星堆遗址东北角,地处历史文化名城四川省广汉市城西鸭子河畔,南距成都38公里,北距德阳26公里,是我国一座大型现代化的专题性遗址博物馆。博物馆于1992年8月奠基,1997年10月正式开放。
发掘历程
1初始时期(1929年-1934年)
1929年在三星堆遗址真武村燕家院子发现玉石器坑,出土玉石器三、四百件。
1931年英国神父董宜笃四处奔走,使1929年出土的玉石器大部分归华西大学博物馆。
1932年华西大学博物馆馆长葛维汉提出在广汉进行考古发掘的构想并获四川省政府教育厅的批准。
1934年3月1日葛维汉、林名均抵达广汉。
3月葛维汉、林名均等在真武村燕家院子附近清理玉石器坑, 并在燕家院子东、西两侧开探沟试掘。
2初步调查与发掘(1951年-1963年)
1951年四川省博物馆王家佑、江甸潮等调查三星堆、月亮湾,首次发现大 片古遗址。
1958年四川大学历史系考古教研组再次调查三星堆遗址。
1963年四川省博物馆和四川大学历史系联合发掘三星堆遗址。由著名考古学家、四川省博物馆馆长、四川大学历史系教授冯汉骥主持。
3两坑的发掘及古城再现(1980年-2005年)
1980年~1981年四川省文物管理委员会与广汉县联合首次发掘三星堆遗址,揭露出大面积的房屋基址。
1982年 11月~83年1月第二次发掘 三星堆遗址,首次在三星堆遗址发现陶窑。
1984年 3月~12月第三次发掘三星堆遗址,在西泉坎发掘出龙山时代至西周早期的文化堆积,确定了三星堆遗址的年代上、下限。
1984年12月~1985年10月 第四次发掘三星堆遗址,发现三星堆土埂为人工夯筑,首次提出三星堆遗址是蜀国都城的看法。
1986年3月~5月四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究所、四川大学历史系与广汉县联合,第五次发掘三星堆遗址,发掘面积1200平方公尺,发现大量灰坑和房屋遗迹‘将三星堆遗址的代上限推至距今 5,000年前。
1986年7月18日当地砖厂在第二发掘区取土时发现祭祀坑,挖出玉石器。第六次发掘三星堆遗址。
1986年7月18日四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究所与广汉县联合发掘祭祀坑,编号为一号祭祀坑。出土铜、金、玉、琥珀、石、 陶等器物共420件,象牙13根。
8月14日距一号祭祀坑东南约30公尺处发现二号祭祀坑。
8月20日发掘清理二号祭祀坑,出土铜、金、玉、石等珍贵文物1302件(包括残件和残片中可识别出的个体),象牙67根,海贝约4600枚。
1988年10月第七次发掘三星堆遗址,对三星堆土埂进行试掘,确定土 埂为内城墙的南墙。~1989年1月
1990年1月~5月 第八次联合发掘三星堆遗址,在东城墙发现土坯,首次了解三星堆古城城墙的结构、夯筑方法和年代。
3月举行三星堆遗址祭祀坑出土铜树修复方案论证会,并对铜树进行预合。
1991年12月四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究所第九次联合发
~1992年5月发掘三星堆遗址,将西城墙进行试掘并得到确认。
1994年11月四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究所第十次发掘三星堆遗址,调查发现了三星堆遗址南城墙,并进行了试掘。
1996年10月中日合作对三星堆遗址进行环境考古工作,主要项目有磁场
~11月 雷达探测、红外遥感探测与摄影、卫星图像解析、微地形调查、炭素年代测定、花粉分析、硅质体分析、硅藻分析等。
1997年11月四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究所第十一次发掘三星堆遗址,对三星堆遗址仁胜砖厂墓地进行发掘。共发现墓葬28座,发现了大量玉石器,其中具有良渚文化风格的"玉锥形器"的发现,引起研究者对三星堆玉石器的文化渊源关系进行重新思考。
1999年1月~四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究所第十二次发掘三星堆遗址,对三星堆遗址月亮湾城墙进行发掘,在城墙下发现大量龙山至商代早期的文化堆积,同时城墙又被殷墟时期的堆积叠压叠压,从而可以确定月亮湾内城墙的年代为殷墟早期。
2000年12月~2001年7月四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究所 第十三次发掘三星堆遗址。在燕家院子发现大量三星堆第四期的文化堆积,使人们对三星堆遗址第四期的文化面貌和年代下限有较为清楚的认识。
2005年3月四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究院第十四次发掘三星遗址。在青关山发现大型夯土建筑台基。
后续整理工作(2005年至今)
目前,三星堆遗址考古工作站正在全力以赴地整理三星堆遗址综合报告,
此项工作预计2008年初结束。
问题:能把"贱金属"变成"贵金属"吗?
金与银出现,色泽美丽和稀少而称为"贵金属",其它金属则相应地被称为"贱金属"
炼金术,希望用某种工艺把贱金属转变为贵金属,客观上起到了促进材料科学发展的作用,在随后一千多年的时间里,使人类积累了一定的材料制备方面的经验,这对十九世纪以后材料科学的形成与发展奠定了基础。
几个著名的"炼金术士"摩耳、玻意耳、牛顿。
1711年英国出现了高六米,边长二点五米见方的高炉,日产铁六吨。1856年英国人亨利•贝赛尔首先用铁炼成了钢 。
炼金术偏重于实际操作,在这方面的技术也的确造福于后代子孙,现代化学中使用的很多设备和技术是由此发展的,制药技术中的一些精炼技术、净水技术、合成橡胶和一些现代材料的制造都与其密切相关。
十九世纪末到二十世纪中叶
低合金高强度钢→超高强度钢→合金工具钢→高速钢
不锈钢→耐热钢→耐磨钢→电工用钢
铝合金→铜合金→钛合金→钨合金→钼合金
金属材料依然在材料家族中占有统治地位
主要优势:
1、金属材料的力学性能全面,可靠性高,使用安全;
2、具有良好的温度使用范围;良好的工艺性能;
3、储量丰富,适合大规模应用
钢铁材料
自工业革命以来,钢铁一直是人类使用的最重要的材料,是国家工业化的基础,钢铁的生产能力是一个国家综合实力的重要标志。目前世界钢铁产量仍然在逐年增长。
中国钢铁工业协会秘书长戚向东说:在2005年钢铁行业还是要把严格控制固定资产的投资作为一项首要的任务,同时进一步提高钢铁行业运行的质量和效益。
钢铁工业发展的趋势
产品结构在变化:板材、管材、带材等高附加值产品的比重大幅增长
产业集中度进一步提高:产钢500万吨以上的企业由13家增加到15家,占全国钢产量的45%
主要应用领域:作为工业中最重要的材料,在未来很长的一段时期内,钢铁材料的主导地位仍将难以动摇。
电力系统:工业锅炉、热交换管道、大型转子和叶轮等
汽车工业:主要结构件、车床与机械工业
铁路与桥梁、船舶与海上钻井平台、兵器工业:坦克、大炮、枪械
石油开采机械及输油管道、化工压力容器、建筑钢筋和构架、
有色金属材料
有色金属材料是金属材料中的重要一员,虽然其产量只是钢铁材料的6%,然而它却以其独有的性能有时占有不可替代的作用。
铝合金:最重要的轻金属合金,具有低密度(27g/cm3)、抗大气腐蚀、良好的导电性、高比强度和良好的加工性。是航空工业及多种工业领域中的重要结构材料。
钛合金:密度小(45g/cm3)、强度高、耐高温和腐蚀,在航空航天及其它工业领域有重要用途。
镁合金:密度仅有17g/cm3,比强度高,减振能力强,在航空航天领域有重要作用。
铍合金:密度18g/cm3,比刚度很高,尺寸稳定,惯性低,用于惯性导航和航天低重量刚性件,比热大,可用于散热片和飞行器头部;中子反射截面高,用于原子能反应堆反射层等。
铜合金:用于机械、仪表、电机、轴承、汽车等工业。
锌合金:用于电池锌板,照相和胶印制版,模具和仪表零件。
镍合金:工作温度可达1050℃,用于航空、火箭发动机和反应堆中的高温部件。
锰合金:减振性好,用于潜艇螺旋浆、钻杆等。
铅合金、锡合金:用于保险丝、熔断器、焊料等
钨合金:熔点高3407℃、密度大(193g/cm3),可用于大威力穿甲弹等。
钼合金:熔点2610℃、在1100-1650℃下有较高的比强度。
铌合金:熔点2477℃,用于飞机和宇宙飞船推进系统中的高温材料。
金、银、铂、钯、铑、铱等:具有良好的化学惰性、艳丽的色泽、长期不褪色,可做装饰品、电子线路引线、精密电阻、热电偶等。
金属学的发展历史
金属材料在人类社会中的使用历史虽然很长,然而,在相当长的一段时间内关于金属材料方面的相关技术都只是停留在手工艺阶段,而对掌握相关技术的人也只能称为工匠,其原因在于其所掌握的只是经验而没有对金属材料本质的理解。
1861年,英国人肖比首先使用光学显微镜研究了金属的显微结构,对金属的组织结构有了初步的了解,从而开创了一门新的学科--金相学。
1905年X射线用于金属研究,发现了金属原子排列的规律性。
金属学诞生
人类对金属内部微观结构的认识又深入了一步,发现了许多科学规律,解释了大量过去不理解的现象。
电子显微镜的出现使人们能够更加细致地了解金属内部的结构,对其微观世界的认识又前进了一大步。
近20年来,各种电子显微分析设备不断被研制成功,人们已经可以看到原子在材料中的排列,这一切都使金属材料的研究进入了一个崭新的阶段。
不断开拓新的功能:高温合金、钛合金、金属间化合物、阻尼合金、超导合金、形状记忆合金、储氢合金、纳米金属材料、非晶态金属材料。
非晶态金属
1960年美国加洲大学Duwez小组用快冷技术首次获得了非晶态合金(Amorphous alloys) Au70Si30,发现非晶态合金具有很多常规合金不可比拟的优越性。
强度最高、韧性最好、最耐腐蚀、最易磁化
非晶的结构:晶体和非晶体都是真实的固体。晶体是长程有序,在晶体中原子的平衡位置为一个平移的周期阵列。非晶体是长程无序,短程有序,原子排列无周期性,又称金属玻璃。
玻璃化转变动力学性质和冷却速度有关,冷却速度提高,玻璃转变温度降低。
要使原子冻结成保持非晶固体的位移,必须满足原子弛豫时间(t)大于实验冷却时间。
相对于处于能量最低的热力学平衡态的晶体相来说,非晶态固体是处于亚稳态。
金属玻璃一旦形成,就能保持实际上无限长的时间。
结晶的基本过程:形核、长大
C曲线中开始结晶时间的长短决定了生成物的状态
两个方向:降低临界冷却速度、发展快速冷却技术。
非晶的结构特点:
(1)非晶态是一种亚稳态,是在特定条件下形成的,因此在一定条件下将向晶态转变,在向晶态转变的过程中形核率高,因此可以得到十分细小的晶体,在许多条件下还可以 形成一些过度结构。
(2)非晶态合金中没有位错,没有相界和晶界,没有第二相,因此可以说是无晶体缺陷的固体。
(3)原则上可以得到任意成分的确均质合金相,因此大大开阔了合金材料的范围,并且可以获得晶态合金所不能得到的优越性能。
非晶合金的性能:
(1)特殊的物理性能:优异的磁学性能是许多非晶态合金的突出特点,具有软磁性能的合金很容易磁化,一些非晶态永磁合金经过部分晶化后,性能还有大幅度的提高。非晶合金还有较高的电阻率,密度比晶体合金低1-2%,原子的扩散系数大一个数量级,热膨胀系数为晶体的一半左右
(2)优良的耐腐蚀性能:由于其结构更加均匀,使腐蚀过程中不易形成微电池,因而具有更强的抗腐蚀能力。例如,在FeCl3溶液中,钢完全不耐腐蚀,而Fe-Cr非晶合金基本不腐蚀,在H2SO4中,Fe-Cr非晶的腐蚀率是不锈钢的千分之一。其中Cr的主要作用是形成富Cr的钝化膜。
(3)优异的力学性能:非晶合金中原子之间的键合比一般的晶体中的键强,而且无位错等晶体缺陷,因此具有极高的强度。例如,4340超强度钢的断裂强度为16GPa,而非晶Fe80B20合金为363GPa,Fe60Cr6Mo6B28则达到45GPa。在具有高强度的同时,非晶态合金还有良好的韧性和良好的延展性,较高的硬度和耐磨性。
非晶的应用
新一代变压器铁芯,不仅易磁化、矫顽力低,且有很高的电阻,可以大为降低涡流,如Fe81B135Si35C2和Fe82B10Si8等铁基软磁材料的磁损是常用硅钢片的1/3-1/5,能耗可以因此降低2/3,此外还可做磁记录装置、记忆元件材料等。
由于制造大块非晶困难,因此其应用也受到限制,但可作为复合材料的增强体,高强度、抗海水腐蚀的铜基非晶合金可作为制造潜水艇的材料,某些铁基非晶合金可作为快中子反应堆的化学过滤器。
高纯金属是现代许多高、新技术的综合产物,虽然20 世纪30 年代便已出现“高纯物质”这一名称,但把高纯金属的研究和生产提高到重要日程,是在二次世界大战后,首先是原子能研究需要一系列高纯金属,而后随着半导体技术、宇航、无线电电子学等的发展,对金属纯度要求越来越高,大大促进了高纯金属生产的发展。
纯度对金属有着三方面的意义。第一,金属的一些性质和纯度关系密切。纯铁质软,含杂质的铸铁才是坚硬的。另一方面,杂质又是非常有害的,大多数金属因含杂质而发脆,对于半导体,极微量的杂质就会引起材料性能非常明显的变化。锗、硅甲含有微量的m 、V 族元素、重金属、碱金属等有害杂质,可使半导体器件的电性能受到严重影响。第二,纯度研究有助阐明金属材料的结构敏感性、杂质对缺陷的影响等因素,并由此为开发预先给定材料性质的新材料设计创造条件。第三,随着金属纯度的不断提高,将进一步揭示出金属的潜在性能,如普通金属被是所有金属中最脆的金属。而在高纯时被便出现低温塑性,超高纯时更具有高温超塑性。超高纯金属的潜在性能的发现,有可能开阔新的应用领域,在材料学方面打开新的突破口,为高技术的延伸铺平道路。
金属的纯度是相对于杂质而言的,广义上杂质包括化学杂质(元素)和物理杂质(晶体缺陷)。但是,只有当金属纯度极高时,物理杂质的概念才是有意义的,因此生产上一般仍以化学杂质的含量作为评价金属纯度的标准,即以主金属减去杂质总含量的百分数表示,常用N ( nine的第一字母)代表。如999999 %写为6N , 9999999 %写为7N 。此外,半导体材料还用载流子浓度和低温迁移率表示纯度。金属用剩余电阻率RRR和纯度级R表示纯度。国际上关于纯度的定义尚无统一标准。一般讲,理论的纯金属应是纯净完全不含杂质的,并有恒定的熔点和晶体结构。但技术上任何金属都达不到不含杂质的绝对纯度,故纯金属只有相对含义,它只是表明目前技术上能达到的标准。随着提纯水平的提高,金属的纯度在不断提高。例如,过去高纯金属的杂质为10-6级(百万分之几),而超纯半导体材料的杂质达10一9 级(十亿分之几),并逐步发展到10 一12 级(一万亿分之几)。同时各个金属的提纯难度不尽相同,如半导体材料中称9N 以上为高纯,而难熔金属钨等达6N 已属超高纯。
高纯金属制取通常分两个步骤进行,即纯化(初步提纯),和超纯化(最终提纯)。生产法大致分为化学提纯和物理提姓两类。为获高纯金属,有效除去难以分离的杂质,往往需要将化学提纯和物理提纯配合使用,即在物理提纯的同时,还进行化学提纯,如硅在无坩埚区熔融时可用氢作保护气,如果在氢气中加入少量水蒸气,则水与硅中的硼起化学反应,可除去物理提纯不能除去的硼。又如采用真空烧结法提纯高熔点金属钽、铌等时,为了脱碳,有时需要配人比化学计量稍过量的氧,或为脱氧配人一定数量的碳,这种方法又称为化学物理提纯。
一、化学提纯
化学提纯是制取高纯金属的基础。金属中的杂质主要靠化学方法清除,除直接用化学方法获得高纯金属外,常常是把被提纯金属先制成中间化合物(氧化物、卤化物等), 通过对中间化合物的蒸馏、精馏、吸附、络合、结晶、歧化、氧化、还原等方法将化合物提纯到很高纯度,然后再还原成金属,如锗、硅选择四氯化锗、三氧氢硅、硅烷( SiH4)作为中间化合物,经提纯后再还原成锗和硅。化学提纯方法很多,常用的列于表一
表一:常用化学提纯方法
二、物理提纯
物理提纯主要利用蒸发、凝固、结晶、扩散、电迁移等物理过程除去杂质。物理提纯方法主要有真空蒸馏、真空脱气、区域熔炼、单晶法(参见半导体材料章)、电磁场提纯等,此外还有空间无重力熔炼提纯方法。
物理提纯时,真空条件非常重要。高纯金属精炼提纯一般都要在高真空和超高真空(10一6 一10-8Pa )中进行,真空对冶金过程的重要作用主要是:① 为有气态生成物的冶金反应创造有利的化学热力学和动力学条件,从而使在常压下难以从主金属中分离出杂质的冶金过程在真空条件下得以实现;② 降低气体杂质及易挥发性杂质在金属中的溶解度,相应降低其在主金属中的含量;③ 降低金属或杂质挥发所需温度,提高金属与杂质问的分离系数;④ 减轻或避免金属或其他反应剂与空气的作用,避免气相杂质对金属或合金的。污染。因此许多提纯方法,如真空熔炼(真空感应熔炼、真空电弧熔炼、真空电子束熔炼)、真空蒸馏、真空脱气等必须在真空条件下进行。
1 .真空蒸馏
真空蒸馏是在真空条件下,利用主金属和杂质从同一温度下蒸气压和蒸发速度的不同,控制适当的温度,使某种物质选择性地挥发和选择性地冷凝来使金属纯化的方法,这种方法以前主要用来提纯某些低沸点的金属(或化合物),如锌、钙、镁、镓、硅、锂、硒、碲等,随着真空和超高真空技术的发展,特别是冶金高温高真空技术的发展,真空蒸馏也用于稀有金属和熔点较高的金属如铍、铬、钇、钒、铁、镍、钴等的提纯。
蒸馏的主要过程是蒸发和冷凝,在一定温度下,物质都有一定的饱和蒸气压,当气压中物质分压低于它在该温度下的饱和蒸,气压的蒸气压时,该物质便不断蒸发。蒸发的条件是不断供给被蒸发物质热量,并排出产生的气体;冷凝是蒸发的逆过程,气态物质的饱和蒸气压随温度下降而降低,当气态组分的分压大于它在冷凝温度下的饱和蒸气压时,这种物质便冷凝成液相(或固相),为使冷凝过程进行到底,必须及时排出冷凝放出的热量。影响真空蒸馏提纯效果的主要因素是:① 各组分的蒸气分压,分压差越大,分离效果越好;② 蒸发和冷凝的温度和动力学条件,一般温度降低可增大金属与杂质蒸气压的差距,提高分离效果;③ 待提纯金属的成分,原金属中杂质含量越低,分离效果越好;④ 金属和蒸发和冷凝材料间的作用,要求蒸发冷凝材料本身有最低的饱和蒸气压;⑤ 金属残余气体的相互作用;⑥ 蒸馏装置的结构;⑦ 真空蒸馏有增锅式和弟增锅式两种,无增锅蒸馏一般通过电磁场作用将金属熔体悬浮起来(见图一 ) ,有关蒸馏工艺请参见上述元素的精制过程。
图一: 无坩埚蒸馏装置
1—绐料机构;2—待提纯金属;3—挡板;4—阴极;5—冷凝器;
6—遮热板;7—金属收集器;8—真空;9—抽真空装置
2 真空脱气
真空脱气是指在真空条件下脱除金属中气体杂质的过程。实际上是降低气体杂质在金属中的溶解度。根据西韦茨定律,恒温下双原子气体在金属中的溶解度和气体分压的平方根成正比。因此提高系统的真空度,便相当于降低气体的分压,亦即能降低气体在金属中的溶解度,而超过溶解度的部分气体杂质便会从金属中逸出而脱除。以担粉真空热处理为例,在高真空(25 一6μPa)条件下,担的水分在100 一200℃ 急剧挥发,600 - 700℃ 氢化物分解逸出,碱金属及其化合物在1100 一1600℃ 温度下挥发,大部分铁、镍、铬等以低熔点氧化物形态挥发,2300℃ 时氮挥发逸出,对比氢、氮对金属亲和势大的氧,则以加碳脱氧(「C] +「O] = CO↑)和以上杂质金属低价氧化物MeON 的方式除去。真空脱气广泛用于高熔点金属钨、钼、钒、铌、钽、铼等的纯化。
3 .区域熔炼
区域熔炼是一种深度提纯金属的方法,其实质是通过局部加热狭长料锭形成一个狭窄的熔融区,并移动加热使此狭窄熔融区按一定方向沿料锭缓慢移动,利用杂质在固相与液相同平衡浓度差异,在反复熔化和凝固的过程中,杂质便偏析到固相或液相中而得以除去或重新分布;熔区一般采用电阻加热,感应加热或电子束加热,下图为锗区域熔炼示意图。
图二:锗的区域熔炼提纯示意图
区域熔炼广泛用于半导体材料煌高熔点金属钨、钼、钽、铌的提纯,更用于高纯铝、镓、锑、铜、铁、银等金属的提纯。对含杂质约1x10-3 %的锗,在区域提纯6 次后,高纯锗部分的杂质浓度可降到1x 10一8 %。钨单晶经5 次区熔后可由40 提高到2000。
4 .电迁移提纯
电迁移是指金属和杂质离于在电场的作用下往一定方向迁移或扩散速度的差别来达到分离杂质的目的。是新近发展起来的用于深度提纯金属的方法,其特点是分离间隙杂质(特别是氧、氮、碳等)的效果好,但目前仅应用于小量金属的提纯。将其和其他提纯方法结合使用,可获超高纯度的金属。
将棒状样品通过流电,母体金属和杂质离子便向一定方向移动,这时离子的漂移速度为:V = UF
式中,V 为离子漂移速度;U 为离子迁移率;F 为作用于离子的外力,它由电场作用力。和导电电子散射作用于离子的力组成。这些作用力和离子有效电荷数有关。依母体离子和杂质离子的电荷数不同租扩散、漂移速度不同而达到分离目的。
5 .电磁场提纯
在电磁场作用下深度提纯高熔点金属的技术越来越多地被采用。电磁场不限于对熔融金属的搅拌作用,更主要的是电磁场下可使熔融金属在结晶过程中获得结构缺陷的均匀分布,并细化晶粒结构。在半导体材料拉制单晶时,在定向结晶时熔体中存在温度波动,这种温度波动会导致杂质的层状分布,而一个很小的恒定磁场就足以消除这种温度波动。在多相系统结晶时,利用电磁场可使第二相定向析出,生成类似磁性复合材料的各向异性的组织结构,电磁场还用于悬浮熔炼,这时电磁场起能源支撑作用和搅拌作用,利用杂质的蒸发和漂走第二相(氧化物、碳化物等)来纯化金属。由于不存在和容器接触对提纯金属造成的污染问题,被普遍用于几乎所有高熔点金属的提纯,如钨、钼、钽、铌、钒、铼、锇、钌、锆等。
6 .提纯方法的综合应用
各个提纯方法都是利用金属的某个物理性质或化学性质和杂质元素间的差异而进行分离达到提纯目的的,如真空蒸馏是利用金属和杂质的饱和蒸气压和挥发速度的差异。区域熔炼是利用杂质在固相和液相间的溶解度差异而进行提纯分离的,因而各个方法都有一定的长处(对某些杂质分离效果好)和短处(对另一些杂质分离效果差)。即使是同一个提纯方法,也因金属性质的不同,提纯效果差别很大,如区域熔炼对高熔点金属的提纯效果好,但对某些稀土金属的提纯效果则不理想。欲获深度提纯金属的效果,一般需要综合应用多种提纯手段。在这方面,各个方法的合理结合应用和先后顺序使用十分重要,通常是将电子束熔炼或蒸馏和区域熔炼或电迁移法相结合,即先进行电子束熔炼或蒸馏提纯,再以区域熔炼或电迁移提纯作为终极提纯手段,以被为例,为获超高纯铍,最好先多次蒸馏提纯,再真空熔炼,最后进行区域熔炼或电迁移提纯,经这样提纯后所得铍单晶纯度达99 999 % ,残余电阻率R>1 000 。在制取超纯锗时,一般先用化学法除去磷、砷、铝、硅、硼等杂质,再用区熔法提纯得到电子级纯锗;最后多次拉晶和切割才能达到13N 的纯度要求。下表为各种方法结合使用提纯金属铼的效果。
表二:各种提纯方法提纯金属铼的效果
7 .宇宙空间条件下提纯金属
宇宙空间的开发为提纯金屑制造了新的机会。宇宙空间的超高真空(约10-1OPa)、超低温和基本上的无重力,为金属提纯提供了优越条件。在这种条件下,液态金属中将不会有对流的问题,结晶时杂质的分布将只具有纯扩散性质,熔化金属毋需坩埚,超高真空尤其有利于杂质的挥发和脱气。这些对于采用熔炼、蒸发、区域熔炼等方法提纯化学活性大的金属和半导体材料来说更是非常理想的条件。以提纯锗为例,在地球上锗垂熔时杂质稼的分离系数为01/015,而在宇宙空间时则达023/017 。在无重力条件拉制的晶体的完整性较在重力条件下的完整性好很多。以锑化铟为例,其位错密度比只是在重力条件下的位错密度的1/6 。由于宇宙中液态金属表面张力系数值很大,故在宇宙间用无坩埚区域熔炼法必定能制备出极高纯度和完整性的单晶来。此外,超低“宇宙”温度也具有良好的应用前景。
此文附图,参考:http://wwwchineseminecn/zy/2008/0706/article_202html
石墨不属于金属,而是碳的一种同素异构体——六方晶系的晶体。
石墨是元素碳的一种同素异形体,每个碳原子的周边连结着另外三个碳原子(排列方式呈蜂巢式的多个六边形)以共价键结合,构成共价分子。
由于每个碳原子均会放出一个电子,那些电子能够自由移动,因此石墨属于导电体。 石墨是其中一种最软的矿物,它的用途包括制造铅笔芯和润滑剂。碳是一种非金属元素,位于元素周期表的第二周期IVA族。
通常将具有正的温度电阻系数的物质定义为金属。使用的含112种元素的元素周期表中,金属元素共90种。位于“硼-砹分界线”的左下方,在s区、p区、d区、f区等5个区域都有金属元素,过渡元素全部是金属元素。
扩展资料:
金属的性质
1、氢前面的金属能与弱氧化性强酸反应,置换出酸中的氢(浓硫酸、硝酸强氧化性强酸与金属反应不生成氢气)。
2、活动性强的金属能与活动性弱的金属盐溶液反应。
3、大多数金属能与氧气反应。
4、排在H前面的金属,理论上讲都能与水发生化学反应。在常温下,钾,钙,钠等能与水发生剧烈反应,镁、铝等能与热水反应,铁等金属在高温下能与水蒸气反应。
5、金属均无氧化性,但金属离子有氧化性,活动性越弱的金属形成的离子氧化性越强。
6、金属都有还原性,活动性越弱的金属还原性越弱。
-石墨
水处理工艺:
污水处理一般来说包含以下三级处理:一级处理是它通过机械处理,如格栅、沉淀或气浮,去除污水中所含的石块、砂石和脂肪、油脂等。二级处理是生物处理,污水中的污染物在微生物的作用下被降解和转化为污泥。三级处理是污水的深度处理,它包括营养物的去除和通过加氯、紫外辐射或臭氧技术对污水进行消毒。可能根据处理的目标和水质的不同,有的污水处理过程并不是包含上述所有过程。
机械处理工段
机械(一级)处理工段包括格栅、沉砂池、初沉池等构筑物,以去除粗大颗粒和悬浮物为目的,处理的原理在于通过物理法实现固液分离,将污染物从污水中分离,这是普遍采用的污水处理方式。机械(一级)处理是所有污水处理工艺流程必备工程(尽管有时有些工艺流程省去初沉池),城市污水一级处理BOD5和SS的典型去除率分别为25%和50%。在生物除磷脱氮型污水处理厂,一般不推荐曝气沉砂池,以避免快速降解有机物的去除;在原污水水质特性不利于除磷脱氮的情况下,初沉的设置与否以及设置方式需要根据水质特注的后续工艺加以仔细分析和考虑,以保证和改善除磷除脱氮等后续工艺的进水水质。
污水生化处理
污水生化处理属于二级处理,以去除不可沉悬浮物和溶解性可生物降解有机物为主要目的,其工艺构成多种多样,可分成活性污泥法、AB法、A/O法、A2/O法、SBR法、氧化沟法、稳定塘法、土地处理法等多种处理方法。日前大多数城市污水处理厂都采用活性污泥法。生物处理的原理是通过生物作用,尤其是微生物的作用,完成有机物的分解和生物体的合成,将有机污染物转变成无害的气体产物(CO2)、液体产物(水)以及富含有机物的固体产物(微生物群体或称生物污泥);多余的生物污泥在沉淀池中经沉淀池固液分离,从净化后的污水中除去。
在污水生化处理过程中,影响微生物活性的因素可分为基质类和环境类两大类:
一、基质类包括营养物质,如以碳元素为主的有机化合物即碳源物质、氮源、磷源等营养物质、以及铁、锌、锰等微量元素;另外,还包括一些有毒有害化学物质如酚类、苯类等化合物、也包括一些重金属离子如铜、镉、铅离子等。
二、环境类影响因素主要有:
(1)温度。温度对微生物的影响是很广泛的,尽管在高温环境(50℃~70℃)和低温环境(-5~0℃)中也活跃着某些类的细菌,但污水处理中绝大部分微生物最适宜生长的温度范围是20-30℃。在适宜的温度范围内,微生物的生理活动旺盛,其活性随温度的增高而增强,处理效果也越好。超出此范围,微生物的活性变差,生物反应过程就会受影响。一般的,控制反应进程的最高和最低限值分别为35℃和10℃。
(2)PH值。活性污泥系统微生物最适宜的PH值范围是65-85,酸性或碱性过强的环境均不利于微生物的生存和生长,严重时会使污泥絮体遭到破坏,菌胶团解体,处理效果急剧恶化。
(3)溶解氧。对好氧生物反应来说,保持混合液中一定浓度的溶解氧至关重要。当环境中的溶解氧高于03mg/l时,兼性菌和好氧菌都进行好氧呼吸;当溶解氧低于02-03mg/l接近于零时,兼性菌则转入厌氧呼吸,绝大部分好氧菌基本停止呼吸,而有部分好氧菌(多数为丝状菌)还可能生长良好,在系统中占据优势后常导致污泥膨胀。一般的,曝气池出口处的溶解氧以保持2mg/l左右为宜,过高则增加能耗,经济上不合算。
在所有影响因素中,基质类因素和PH值决定于进水水质,对这些因素的控制,主要靠日常的监测和有关条例、法规的严格执行。对一般城市污水而言,这些因素大都不会构成太大的影响,各参数基本能维持在适当范围内。温度的变化与气候有关,对于万吨级的城市污水处理厂,特别是采用活性污泥工艺时,对温度的控制难以实施,在经济上和工程上都不是十分可行的。因此,一般是通过设计参数的适当选取来满足不同温度变化的处理要求,以达到处理目标。因此,工艺控制的主要目标就落在活性污泥本身以及可通过调控手段来改变的环境因素上,控制的主要任务就是采取合适的措施,克服外界因素对活性污泥系统的影响,使其能持续稳定地发挥作用。
实现对生物反应系统的过程控制关键在于控制对象或控制参数的选取,而这又与处理工艺或处理目标密切相关。
前已述及溶解氧是生物反应类型和过程中一个非常重要的指示参数,它能直观且比较迅速地反映出整个系统的运行状况,运行管理方便,仪器、仪表的安装及维护也较简单,这也是近十年我国新建的污水处理厂基本都实现了溶解氧现场和在线监测的原因。
三级处理:
三级处理是对水的深度处理,现在的我国的污水处理厂投入实际应用的并不多。它将经过二级处理的水进行脱氮、脱磷处理,用活性炭吸附法或反渗透法等去除水中的剩余污染物,并用臭氧或氯消毒杀灭细菌和病毒,然后将处理水送入中水道,作为冲洗厕所、喷洒街道、浇灌绿化带、工业用水、防火等水源。
由此可见,污水处理工艺的作用仅仅是通过生物降解转化作用和固液分离,在使污水得到净化的同时将污染物富集到污泥中,包括一级处理工段产生的初沉污泥、二级处理工段产生的剩余活性污泥以及三级处理产生的化学污泥。由于这些污泥含有大量的有机物和病原体,而且极易腐败发臭,很容易造成二次污染,消除污染的任务尚未完成。污泥必须经过一定的减容、减量和稳定化无害化处理井妥善处置。污泥处理处置的成功与否对污水厂有重要的影响,必须重视。如果污泥不进行处理,污泥将不得不随处理后的出水排放,污水厂的净化效果也就会被抵消掉。所以在实际的应用过程中,污水处理过程中的污泥处理也是相当关键的。
一般水处理方法及原理
常用的水处理方法有:(一)沉淀物过滤法、(二)硬水软化法、(三)活性炭吸附法、(四)去离子法、(五)逆渗透法、(六)超过滤法、(七)蒸馏法、(八)紫外线消毒法等,现在将这些处理法之原理及功能在此一一说明。
一、沉淀物过滤法:沉淀物过滤法的目的是将水源内之悬浮颗粒物质或胶体物质清除乾净。这些颗粒物质如果没有清除,会对透析用水其它精密的过滤膜造成破坏或甚至水路的阻塞。这是最古老且最简单的净水法,所以这个步骤常用在水纯化的初步处理,或有必要时,在管路中也会多加入几个滤器(filter)以清除体积较大的杂质。滤过悬浮的颗粒物质所使用的滤器种类很多,例如网状滤器,沙状滤器(如石英沙等)或膜状滤器等。只要颗粒大小大於这些孔洞之大小,就会被阻挡下来。对於溶解於水中的离子,就无法阻拦下来。如果滤器太久没有更换或清洗,堆积在滤器上的颗粒物质会愈来愈多,则水流量及水压会逐渐减少。人们就是利用入水压与出水压差来判断滤器被阻塞的程度。因此滤器要定时逆冲以排除堆积其上的杂质,同时也要在固定时间内更换滤器。
沉淀物过滤法还有一个问题值得注意,因为颗粒物质不断被阻拦而堆积下来,这些物质 面或许有细菌在此繁殖,并释放毒性物质通过滤器,造成热原反应,所以要经常更换滤器,原则上进水与出水的压力落差升高达到原先的五倍时,就需要换掉滤器。
二、硬水软化法: 硬水的软化需使用离子交换法,它的目的是利用阳离子交换树脂以钠离子来交换硬水中的钙与镁离子,此来降低水源内之钙镁离子的浓度。其软化的反应式如下:
Ca2++2Na-EX→Ca-EX2+2Na+1
Mg2++2Na-EX→Mg-EX2+2Na+1
式中的EX表示离子交换树脂,这些离子交换树脂结合了Ca2+及Mg2+之后,将原本含在其内的Na+离子释放出来。
现在市面上出售的离子交换树脂为球状的合成有机物高分子电解质。树脂基质(resin matrix)内藏氯化钠,在硬水软化的过程中,钠离子会逐渐被使用耗尽,则交换树脂的软化效果也会逐渐降低,这时需要作还原(regeneration)的工作,也就是每隔固定时间加入特定浓度的盐水,一般是10%,其反应方式如下:
Ca-EX2+2Na+ (浓盐水)→ 2Na-EX+Ca2+
Mg-EX2+2Na+ (浓盐水)→ 2Na-EX+Mg2+
如果水处理的过程中没有阳离子的软化,不只是逆渗透膜上会有钙镁体的沉积以致降低功效甚至破坏逆渗透膜,同时病人也容易得到硬水症候群。硬水软化器也会引起细菌繁殖的问题,所以设备上需要有逆冲的功能,一段时间后就要逆冲一次以防止太多杂质吸附其上。另一个值得注意问题的是高血钠症,因为透析用水的软化与再还原过程是计时器来控制,正常情况还原作用大多发生在半夜,这是阀门在控制,如果发生故障,大量盐水就会涌进水源,进而造成病人的高血钠症。
三、活性碳: 活性碳是由木头,残木屑,水果核,椰子壳,煤炭或石油底渣等物质在高温下乾馏炭化而成,制成后还需以热空气或水蒸气加以活化。它的主要作用是清除氯与氯氨以及其它分子量在60到300道尔顿的溶解性有机物质。活性碳的表面呈颗粒状,内部是多孔的,孔内有许多约1Onm~lA大小的毛细管,1g的活性碳内部表面积高达700-1400m2,而这些毛细管内表面及颗粒表面就是吸附作用之所在。影响活性碳清除有机物能力的因素有活性碳本身的面积,孔洞大小以及被清除有机物的分子量及其极性(Polarity),它主要物理的吸附能力来排除杂物,当吸附能力达饱合之后,吸附过多的杂质就会掉落下来污染下游的水质,所以必须定时利用逆冲的方式来清除吸附其上的杂质。
这种活性碳滤器如果吸附能力明显下降,必须更新。测定进水及出水的TOC浓度差(或细菌数量差)是考量更换活性碳的依据之一。有些逆渗透膜对氯的耐受性不佳,所以在逆渗透之前要有活性碳的处理,使氯能够有效的被活性炭吸附,但是活性碳上的孔洞吸附的细菌容易繁殖滋长,同时对於分子较大有机物的清除,活性碳的功效有限,所以必须逆渗透膜在后面补强。
四、去离子法: 去离子法的目的是将溶解於水中的无机离子排除,与硬水软化器一样,也是利用离子交换树脂的原理。在这 使用两种树脂-阳离子交换树脂与阴离子交换树脂。阳离子交换树脂利用氢离子(H+)来交换阳离子;而阴离子交换树脂则利用氢氧根离子(OH-)来交换阴离子,氢离子与氢氧根离子互相结合成中性水,其反应方程式如下:
M+x+xH-Re→M-M-Rex+xH+1
A-z+zOH-Re→A-Rez+zOH-1
上式中的的M+x表阳离子,x表电价数,M+x阳离子与阳离子树脂上H-Re的氢离子交换,A-z则表阴离子,z表电价数,A-z与阴离子交换树脂结合后,释放出OH-离子。H+离子与OH-离子结合后即成中性的水。
这些树脂之吸附能力耗尽之后也需要再还原,阳离子交换树脂需要强酸来还原;相反的,阴离子则需要强碱来还原。阳离子交换树脂对各种阳离子的吸附力有所差异,它们的强弱程度及相对关系如下:
Ba2+>Pb2+>Sr2+>Ca2+>Ni2+>Cd2+>CU2+>Co2+>Zn2+>Mg2+>Ag1+>Cs1+>K1+>NH41+>Na1+>H1+
阴离子交换树脂与各阴离子的亲合力强度如下:
S02-4+>I->NO3->NO2->Cl->HCO3->OH->F-
如果阴离子交换树脂消耗殆尽而没有还原,则吸附力最弱的氟就会逐渐出现在透析用水中,造成软骨病,骨质疏松症及其它骨病变;如果阳离子交换树脂消耗尽了,氢离子也会出现在透析用水之中,造成水质酸性的增加,所以去离子功能是否有效,需要时常监视。一般是水质的电阻系数(resistivity)或传导度(conductivity)来判断。去离子法所使用的离子交换树脂同样也会造成细菌的繁殖引起菌血症,这是值得注意的一点。
五、逆渗透法: 逆渗透法可以有效的清除溶解於水中的无机物,有机物,细菌,热原及其它颗粒等,是透析用水之处理中最重要的一环。要了解"逆渗透"原理之前,要先解释"渗透(osmosis)的观念。所谓渗透是指以半透膜隔开两种不同浓度的溶液,其中溶质不能透过半透膜,则浓度较低的一方水分子会通过半透膜到达浓度较高的另一方,直到两侧的浓度相等为止。在还没达到平衡之前,可以在浓度较高的一方逐渐施加压力,则前述之水分子移动状态会暂时停止,此时所需的压力叫作 "渗透压 (osmotic pressure)",如果施加的力量大於渗透压时,则水份的移动会反方向而行,也就是从高浓度的一例流向低浓度的一方,这种现象就叫作"逆渗透"。逆渗透的纯化效果可以达到离子的层面,对於单价离于(monovalent ions)的排除率(rejection rate)可达90%-98%,而双价离子(divalent ions)可达95%-99%左右(可以防止分子量大於200道尔敦的物质通过)。
逆渗透水处理常用的半透膜材质有纤维质膜(cellulosic),芳香族聚酝胺类(aromatic polyamides),polyimide或polyfuranes等,至於它的结构形状有螺旋型(spiral wound),空心纤维型(hollow fiber)及管状型(tubular)等。至於这些材质中纤维素膜的优点是耐氯性高,但在碱性的条件下(pH ≥80)或细菌存在的状况下,使用寿命会缩短。polyamide的缺点是对氯及氯氨之耐受性差。至於采用那一种材质较好,则目前还没有定论。
如果逆渗透前没有作好前置处理则渗透膜上容易有污物堆积,例如钙,镁,铁等离子,造成逆渗透功能的下降;有些膜(如polyamide)容易被氯与氯氨所破坏,因此在逆渗透膜之前要有活性碳及软化器等前置处理。逆渗透虽然价钱较高,因为一般逆渗透膜的孔径约在l0A以下,它可以排除细菌,病毒及热原甚至各种溶解性离子等,所以在准备血液透析析释用水最好准备这一道步骤。
六、超过滤法:超过滤法与逆渗透法类似,也是使用半透膜,但它无法控制离子的清除,因为膜之孔径较大,约10-200A之间。只能排除细菌,病毒,热原及颗粒状物等,对水溶性离子则无法滤过。超过滤法主要的作用是充当逆渗透法的前置处理以防止逆渗透膜被细菌污染。它也可用在水处理的最后步骤以防止上游的水在管路中被细菌污染。一般是利用进水压与出水压差来判断超过滤膜是否有效,与活性碳类似,平时是以逆冲法来清除附着其上的杂质。
七、蒸馏法: 蒸馏法是古老却也是有效的水处理法,它可以清除任何不可挥发性的杂质,但是无法排除可挥发性的污染物,它需要很大的储水槽来存放,这个储水槽与输送管却是造成污染的重要原因,目前血液透析用水不用这种方式来处理。
八、紫外线消毒法:紫外线消毒法是目前常使用的方法之一,它的杀菌机转是破坏细菌核酸的生命遗传物质,使其无法繁殖,其中最重大的反应是核酸分子内的pyrimidine盐基变成双合体(dimer)。一般是使用低压水银放电灯的人工2537nm波长的紫外线能量。紫外线杀菌灯的原理与日光灯相同,只是灯管内部不涂萤光物质,灯管的材质是采用紫外线穿透率高的石英玻璃。一般紫外线装置依用途分照射型,浸泡型及流水型。
在血液透析稀释用水所使用的紫外线是安放在储水槽到透析机器之间的管路上,也就是所有的透析用水在使用之前都要接受一次紫外线的照射,以达到彻底杀菌的效果。对紫外线的感受性最大的是绿脓 菌,大肠 菌;相反的,耐受性较大的则是枯草菌芽胞体。因为紫外线消毒法安全,经济,对菌种的选择性少,水质也不会改变,所以近年已广泛使用这种方法,例如船上的饮用水就常使用这种消毒法
[编辑本段]野外水处理三种方式
关于野外的水是不是要处理以后才喝,每个人是有每个人不同的想法的。有些人认为野外人迹罕至,那会有什么污染,喝了没事。 其实呢,只要是我们这样的业余选手能到的,那还能有什么真正的没有污染的地方呢?其实就算没有污染,也不代表水里没有病毒,细菌,或者各种有害物质。在条件许可的情况下,能处理一下还是最好。 现在水处理的方式,主要是烧开,净水药品和过滤器 烧开 这是最实用,也最有效的手段了。缺点就是浪费燃料(当然用我曾经介绍过的zip炉子是例外),而且比较耗时间。 使用净水药片算是以化学的方式进行净化,多半使用的是氯和碘。市场上的主流是用碘。比如上面的里,白色的那瓶就是碘片。碘片的保存需要注意避光,避潮。净水药片使用上的优点是便宜,方便,轻巧。比较耗时,一般加入净水药片后20分钟左右才能喝了。缺点是一是有异味异色。这点可以通过后期处理一下解决,比如上面那瓶**的药片,就是用来除味的。或者加点果珍什么的。二是有一种主要的病毒无法去除,cryptosporidium,这是可能是最常见的水中的寄生虫了。第三容易引起过敏,同时会和某些食物或是用具起化学反应。 总的来说,净水药片因为它的轻巧,便宜,体积小,还是有着很大的市场。在使用上要注意的是一定要等至少20分钟,二是不要连续使用超过一个星期。 净化过滤器 这里面其实有两个分类,过滤器和过滤净化器。主要的分别是,过滤器以过滤的方式去除细菌和寄生虫。尔过滤净化器除了能去除细菌和寄生虫外,还能去除病毒。(基于REI的分类) 过滤器 一般的过滤净化器,是通过在过滤的基础上,再以化学的方式出去病毒,比如加碘,所以也具有了前面以化学方式净水的净水药片的缺点。上面贴的这个号称是唯一一个不用化学方式来除去病毒的净水器。 使用净化过滤装置的好处是即时可以喝到水,几乎不需要等待,而且几乎也是最安全的净水方式(使用过滤净化器的话)。缺点是价格贵,很少有低于60美金的,后期成本也高,滤芯也需要花钱。体积大,重量大,几乎都要1 lbs以上。使用时也需要经常维护,容易堵塞。 三种方式各有所长,怎么选择就是各人的观点了。
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