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有一种翠绿耀眼的宝石,叫绿柱石。曾经是贵族欣赏的珍宝,如今却成为劳动人民的珍宝。
为什么我们也把绿柱石视为宝物呢?这并不是因为它拥有美丽诱人的外观,而是因为它含有一种珍贵的稀有金属——铍。
“铍”的意思是“祖母绿”。三十年后,人们用活性金属钙和钾还原氧化铍和氯化铍,生产出了第一块低纯度的金属铍。又过了近七十年,铍才被小规模加工和生产。近三十年来,铍产量逐年增加。现在,铍的“隐名”时期已经过去,人们每年生产数百吨铍。
看到这里,你可能会问:为什么铍被发现这么早,工业应用却这么晚?
关键是铍的提纯。从铍矿石中提纯铍非常困难,而铍喜欢“干净”。铍只要含有少量杂质,其性能就会受到很大影响。改变并失去许多好的品质。
现在情况肯定已经有了很大的改善,我们已经能够利用现代科学方法来生产纯度非常高的金属铍。我们都知道铍的很多特性:它的比重比铝轻三分之一;强度如钢,传热能力是钢的三倍;是金属中的良导体;它具有最强的X射线透过能力,有“金属玻璃”的美誉。
它具有如此多的优良性能,难怪人们称赞它为“轻金属中的钢”!
不屈不挠的铍青铜
起初,由于冶炼技术不达标,冶炼出来的铍含有杂质,质脆,加工困难,受热时容易氧化。因此,少量的铍仅在特殊情况下使用,例如X射线管的小透光窗口。霓虹灯零件等
后来,人们为铍——合金的制造,特别是铍铜合金——铍青铜的制造开辟了广阔而重要的新领域。
众所周知,铜比钢软得多,弹性较差,耐腐蚀性较差。然而,当铜中添加一些铍时,铜的性能会发生惊人的变化。含有1%~3.5%铍的铍青铜具有优异的机械性能、硬度增强、弹性优良、耐腐蚀性高、导电率高。铍青铜制成的弹簧可压缩数亿次。
不屈不挠的铍青铜最近被用来制造深海探测器和海底电缆,对海洋资源的开发具有重要意义。
含镍铍青铜还有一个可贵的特点:——受到撞击时不会产生火花。此功能对于炸药工厂很有用。你想一想,易燃易爆物品都怕火,比如炸药、雷管,遇火就会爆炸。铁锤、钻头等工具在使用时会发出火花。怎么会发生这种事呢?显然,使用含镍铍青铜来制造这些工具是最合适的。另外,含镍铍青铜不会被磁铁吸引,也不会被磁场磁化,因此是制作防磁零件的良好选择。材料。
我之前不是说过铍有“金属玻璃”的绰号吗?近年来,铍由于比重小、强度高、弹性好,被用作高精度电视传真机中的反射镜。效果确实不错,发一张照片只需要几分钟。
为原子能锅炉建造“住房”
尽管铍有很多用途,但在众多元素中,它仍然是一个默默无闻的“小玩家”,没有受到人们的重视。但到了20世纪50年代,铍的“命运”大为改观,成为科学家们的抢手货。
为什么是这样?
事实证明,在无煤锅炉——原子反应堆中,为了从原子核中释放出大量的能量,需要用巨大的力量轰击原子核,使原子核分裂,就像轰击固体一样。带炮弹的炸药库。导致炸药库爆炸。这种用来轰击原子核的“炮弹”叫做中子,而铍是一种非常高效的“中子源”,可以提供大量的中子炮弹。用中子“点燃”原子锅炉是不够的。点火后,它实际上必须“点燃并燃烧”。
中子轰击原子核,导致原子核分裂,释放原子能并产生新的中子。新的中子速度极快,达到每秒数万公里。这种快中子必须被减速,变成慢中子,这样它们才能轻易地继续轰击其他原子核,引起新的分裂,一变成二,二变成四……“连锁反应”不断发展,使得原子锅炉中的原子燃料实际上“燃烧”。正是因为铍对中子具有很强的“制动”能力,所以它成为原子反应堆中高效的慢化剂。
不仅如此,为了防止中子逃出反应堆,还需要在反应堆周围设置一条“警戒线”——中子反射器,命令那些试图“越界”的中子返回反应区。这样,一方面可以防止不可见射线对人体健康和工人安全的危害;另一方面可以减少逸出的中子数量,节省“弹药”,维持核裂变的顺利进行。
氧化铍比重小,硬度高,熔点高达2450摄氏度。它可以像镜子反射光一样将中子反射回来。它是建造原子锅炉“外壳”的好材料。
如今,铍在几乎所有类型的原子反应堆中都被用作中子反射器,特别是在各种车辆的小型原子锅炉的建造中。建造大型原子反应堆往往需要使用两吨以上的金属铍。
展现您在航空业的才华
航空业的发展要求飞机飞得更快、更高、更远。当然,重量轻、强度强的铍在这方面也能大显身手。
一些铍合金是制造飞机方向舵、翼盒和喷气发动机金属部件的良好材料。现代战斗机上的许多部件采用铍制成后,重量减轻,装配零件数量减少,使飞机移动速度更快、更加灵活。有一种新设计的超音速战斗机————铍机,飞行速度可达每小时4000公里,相当于音速的三倍多。在未来的原子能飞机和短距离起降飞机上,铍及铍合金肯定会得到更多的应用。
自20世纪60年代以来,铍在火箭、导弹、航天器等方面的使用也急剧增加。
铍是最好的金属导体。现在很多超音速飞机的制动装置都是由铍制成的,因为它具有优良的吸热和散热性能,“制动”时产生的热量会很快散失。
当人造地球卫星和航天器高速穿过大气层时,机体与空气分子的摩擦会产生高温。铍作为它们的“耐热外衣”,能吸收大量热量并迅速激发,从而防止温升过高,保证飞行安全。
铍也是一种高效的火箭燃料。铍在燃烧过程中可以释放大量的能量。每公斤铍完全燃烧放出的热量高达大卡,是优质的火箭燃料。
治疗“职业病”的妙方
人们在工作或工作一段时间后会感到疲倦。这是正常的生理现象。然而,许多金属和合金也会“疲劳”。不同的是,人休息一段时间后,疲劳感会自动消失,可以继续工作。但对于金属和合金来说却并非如此。当他们过度疲劳后,就会导致东西无法再使用。真可惜!
如何治疗金属及合金的这种“职业病”?
科学家找到了治愈这种“职业病”的“灵丹妙药”。它是铍。如果在钢中加入少量铍,制成汽车弹簧,可承受1400万次冲击而不疲劳。马克.
甜金属
金属也有甜味吗?当然不是,那为什么标题是“甜金属”呢?
原来,有些金属化合物具有甜味,所以人们称这种金属为“甜味金属”,铍就是其中之一。
但一定不要接触铍,因为它有毒。只要每立方米空气中含有一毫克铍尘,人就会感染急性肺炎——铍肺病。我国冶金战线上的广大工人向铍中毒发起了进攻,最终将一立方米空气中的铍含量降低到了十万分之一克以下,成功解决了铍中毒问题保护。
与铍相比,铍化合物的毒性更大。铍化合物会在动物组织和血浆中形成可溶性胶体物质,然后与血红蛋白发生化学反应,生成新物质,从而引起组织和器官损伤。各种病变,肺部和骨骼中的铍,也可能导致癌症。铍化合物虽然甜,但它就像“老虎的屁股”,绝对不能碰。