鉬元素:一種神奇的金屬元素,它真的能夠將鋼板切開嗎?
2022-12-28由 答案在這兒 發表于 農業
第五元素是真的嗎
你是否見過這種灰色的金屬?它是如今能源與高階製造的核心材料之一,屬於不可再生的重要戰略資源。
這種灰色的金屬是能源與高階製造的核心材料之一
當然,其本身也是一種十分神奇的金屬元素,叫做
鉬
。
那麼,鉬元素到底是什麼?它又有哪些應用呢?
神奇的金屬元素“鉬”
絕大多數人對於鉬元素並不熟悉,因為它在元素週期表當中的排名並不算靠前,日常生活中似乎也沒見過它的身影。不過這傢伙的出鏡頻率還是比較高的,只是相對低調一些罷了。
鉬的化學符號為Mo,原子係數為42,在元素週期表當中屬於第五週期第六副族,是一種難熔的稀有金屬。
根據資料來看,鉬的熔點為2623攝氏度,沸點為4639攝氏度,這就意味著它還是比較“耐熱”的。
鉬元素在元素週期表當中的位置
此外,鉬元素的
膨脹係數小、強度大、電導率大、導熱效能好、耐腐蝕
,這些優勢都使它在電氣、化工、宇航等方面,都有著較好的發展前景。不過,它在地球上的含量並不多,可謂是用一點兒就少一點兒。
資料顯示,鉬在地球上的蘊藏量較少,其含量僅佔地殼重量的0。001%,鉬礦總儲量約為1500萬t,主要分佈在美國、中國、智利、俄羅斯、加拿大等國。
鉬元素的地球化學引數,它的蘊藏量是比較少的
值得一提的是,這種擁有多重優點的神奇元素,身世卻有些坎坷。
在1778年被確認之前,鉬元素總是被人們當成鉛來對待,因為它常常出現於
輝鉬礦
當中,而這種礦長的和鉛實在是太像了。所以在瑞典化學家
舍勒
幫鉬元素“正名”之前,鉬元素一直籍籍無名,頂著別人的名字“活著”。
瑞典化學家舍勒發現鉬元素之前,它總是被人們當成鉛對待
人們重視鉬,大多是因為它不但延展性強,熱膨脹係數也低。若我們將其的密度與鎢進行對比,就會發現
它只有鎢的1/2左右
,但是延展性卻明顯更強,所以更容易被壓成薄片或者細絲,用於切割加工。
熱膨脹係數低,主要說的是它在高溫之下,依舊能保持穩定的形態和尺寸,極少會變形。不過,這個優點放在低溫下就很尷尬了,會讓它變得嘎嘣脆。
如今大部分
工業切割
當中,都會使用到鉬,只不過它並不引人注目,因為這時的鉬常常是
以一根細細的金屬絲模樣出現
的。
工業切割當中使用到的鉬絲
那麼,這麼細的一根鉬絲,為何能在切割領域“如魚得水”,它真有這麼鋒利能直接切開鋼板嗎?
為什麼這傢伙能切鋼板?
鉬絲莫式硬度5。5的性質雖然很不錯,但是用這麼細一根拿來切鋼板,似乎還是有些誇張了,畢竟鋼板又不是“豆腐”,本身的強度擺在那的。
因此
工業切割鋼板並不單是靠鉬絲
,還有切割裝置原理。因為這種線切割技術也被稱之為
電火花切割
,它是在電火花穿孔和成形加工的基礎上發展而來的,最初的發現者是
拉扎連科夫婦
。
在發現電火花瞬時產生的高溫能夠讓金屬融化、腐蝕之後,他們便發明了使用電火花進行切割加工的方法,後來演化為了
線切割機。
線切割機的主要結構示意圖
一般來說,這一方法需要
利用移動的金屬絲來當“電極絲”,然後讓電極絲和元件之間的脈衝產生電火花,而這個電火花的高溫就能夠讓被切割物質融化了
。所以如果大家觀察線切割機工作,就會發現它一直滋滋啦啦的冒火花。
那麼,發明者為何從眾多金屬元素當中,選擇了鉬元素呢?
這其實就與咱們上文中所說的
鉬元素的特性
有關了。線上切割機進行切割的時候,往往會產生高溫,而鉬的耐高溫性在此時就能發揮優勢了。再加上這類切割機對於線的形態和穩定性也有著明確的要求,起碼不能切著切著金屬絲就變形了。
鉬元素優異的物理特性,使得它線上切割當中發揮了優勢
在這種情況下,熱膨脹係數很低的鉬就能完美地充當“切割線”,確保加工部件被切割出來是完整的,符合規格的。
要知道,線切割基本都是被運用在精加工領域的,若是使用其他容易變形的金屬絲來替代鉬絲,那麼肯定會產生不少的“廢件”。
所以,
鉬絲一直都是電火花加工當中理想的電極絲,使用它可以來切割各種鋼材和硬質合金,還能夠加工一些對形狀和精度要求極高的複雜零件,放電加工的穩定性非常高。
鉬絲是電火花加工當中理想的電極絲
得益於上世紀與蘇聯之間短暫的“蜜月期”,我國也算是第一個將電火花線切割機用於工業生產的國家了。在這類切割機需求居高不下的情況下,鉬元素的地位當然也就變得很高了。
此外,不起眼的鉬絲還會被用在
燈泡製造業
中,比如
鉬元素和其他元素的合金,常常被用來當做高功率微波管和毫米波管中熱離子陰極的結構元件,能在1200攝氏度左右的溫度當中工作。
資料顯示據中國照明協會統計, 2001年,全國生產鉬絲就已經達到31 。5億m, 實際產量估計達到40億m, 消耗將近800t鉬條, 其數量十分可觀。而其中線切割用鉬絲產量,也超過了20億m。
由於鉬的獨特性質,導致我國對它的需求很大,產量也十分可觀
除了能夠一路火花帶閃電的切開鋼板以外,鉬元素的用途還有很多,可以說是讓人“鉬不暇接”。那麼,它還被運用在哪些領域當中呢?
鉬元素還有哪些應用?
首先就是用在
鋼鐵工業
當中,一般來說它是以
合金化元素
的身份存在的,算是“新增劑”。當人們在鋼鐵生產中加入一定劑量的鉬元素後,就能夠
提高鋼的強度,使其在高溫和韌性方面有更加優異的表現。
鉬元素在鋼鐵工業當中的應用
其次就是運用在
農業生產
當中,這一點大多數人都不知道也無法理解,難道說咱們吃的糧食還需要金屬元素參與?
還真是這樣,因為鉬其實是植物當中必不可少的微量元素之一,有著關鍵的作用。有時候,
它的存在甚至能讓農作物“起死回生”。
研究顯示,鉬能催化硝酸鹽向亞硝酸鹽轉化,然後在固氮酶的作用下生成銨態氮,參與植物中碳、氮代謝等重要的生理過程。鉬還能促進植物對磷的吸收和空氣中氮的固定,提高其抗寒效能。
鉬元素能夠幫助植物提升固氮作用
比如以大豆為例,當其根瘤變長變少後,葉片也會出現斑點並隨之萎縮。而這種症狀,就是因為它體內缺少“鉬元素”了。此時將鉬元素按配比製成的化肥拿來,就能很快解決問題,幫助大豆重新煥發生機。
此外,鉬元素對於人體來說也很重要,只不過它的含量比較少,所以大家鮮少注意到它。根據估算,體重為70千克的健康人體當中,鉬的含量也不會超過9克,其廣泛存在於肝、骨骼、腎臟之類的器官當中。
鉬元素對於人體來說也很重要
人體中的鉬元素可以有效地抑制亞硝酸胺類強致癌物的合成,還具備運載作用,幫助人體輸送一些金屬離子。此外,它還有保護心血管、預防齲齒的功能,總的來說算是比較全能的元素了。
如果大家察覺到缺乏鉬元素,可以透過食用黃豆、玉米、黑米之類的糧食,進行補充。當然,補充也不可過量,具體還是要根據個人情況和醫囑而定。
如果需要補充鉬元素,可以採取食補的方式