常见的金属都是怎么造出来的?
我知道人类历史经过了青铜时代,铁器时代,XX时代。人类在不断提高发现和加工金属的姿势水平。现在常见的的金属材料都是怎么被发现和利用的呢?我不是这方面专业的学生,我不懂这些,希望懂的人给我扫扫盲。
以我日思夜想的《铁》为例,由于化合物的能量低于纯金属,因此自然界不存在纯铁(月球上有),所以铁基本来自于铁矿石(赤铁矿Fe2O3、磁铁矿Fe3O4、褐铁矿2Fe2O3 ? 3H2O、菱铁矿FeCO3、黄铁矿FeS2)。 所以,首先就找矿、采矿、选矿,然后将品位符合要求的矿(主要是赤铁矿和磁铁矿)运到钢铁生产厂,然后破碎,在高炉里面被C、CO还原,得到生铁。 生铁太软了,很少在工业上直接应用。需要根据用途调节C、N、S、P、Mn、Ni、Cr等元素含量,得到铁合金,再将铁合金加工成需要的型材、板材等。 最后帖张金属在自然界中循环的图。 ----------------------------------------- 写完之后才发现题主提问的是《常见的金属都是怎么造出来的?》,我想你就是问金属材料的生产过程,但是下面又写到「现在常见的的金属材料都是怎么被发现和利用的呢?」难道你想知道历史?历史我就不知道了,不管了,就这么答了。------------------------------------------
最开始人类能够使用的金属为金,银,铜;都是自然界本身就有的,不过数量稀少;偶尔会有天上掉下来的陨铁供人使用,不过自然界的金属太过稀缺,基本不能满足人类的使用。在人类熟练使用火之后,人类开始发现一些矿物,在炭火烧过以后会得到一些金属,于是人类就逐渐发明了冶金技术。最开始的青铜时代,人类冶金的对象是孔雀石,得到的主要为铜;在冶炼过程中发现加入其他矿石可以得到金黄色的青铜,随著技术的进步,青铜合金的冶炼就变得非常成熟了。但由于铜矿的稀缺,铁矿石就开始受到重视,炼铁的技术逐渐发展;在战国时代中国就基本能够冶炼铁器进行农耕和打仗。汉代时,就有人通过炼铁成为一代首富。由于古代选矿技术不发达,许多其他金属的矿物作为杂质也会被提炼出来;一些熔点较低,较容易被还原的金属比如铅,汞,锡,锌就被人类发现了。到了近代,由于西方几千年的炼金术积累的化学知识,再加上科学的普及,许多金属相继被发现。由于西方能够使用电流,许多过去无法提炼的金属都被冶炼出来了。从比较活泼的钾,钠,钙;到常见的有色金属铝都相继被发现。一些高熔点的金属也通过化学还原的方法被提炼出来。其中铝在开始发现的时候,由于氧化铝的高熔点,几乎没法使用电解将铝提炼出来;所以当时的铝比黄金还贵。后来有一位年轻的科学家,在铝矿中加入了冰晶石,大大降低了铝矿的熔点,从而可以较低廉的提炼出铝来。
学渣一名,本科专业材料成型与控制,试著答一发
- 首先,我们来明确一下「什么是常见金属」。
其实...除了稀有金属外都是常见金属。稀有金属有什么特点呢?就是发现时间晚、工业应用迟、在自然界中分布分散、提取方法复杂、成本高;比如居里夫人发现的镭、核武器中常见的铀等。所以说,生活中放眼所及之处,大规模应用的金属材料都是「常见金属」;比如塑材铝合金、耳机发烧友们嘴里手中的「银线铜线」、钢轨、民用耐蚀钛合金型材等等。
- 然后,我们来看看常见金属材料的「发现」。
虽然不同的金属有不同的性质,但它们大都有个共同点——纯金属单质在自然环境下易失电子、成为金属离子,以化合物的形式被「封印」在矿石中,不能直接为人类所用。科学家推测,石器时代的人类通过烧制陶器无意中制得了青铜器,从此迈入了人类历史上第一个使用金属材料的时代;其中,世界上已知最早的冶铜遗址就在我国陕西临潼姜寨。智慧勤劳的先民尝到了甜头、不断推陈出新,从此人类便一发不可收拾地相继迈入铁器时代、机器时代、信息时代、改革开放新时代等等【咦?】。
- 最后,我们简单聊聊「利用」
把金属单质从矿石中提纯出来,这只是百尺云梯第一步。和金属被发现的历程一样,金属利用也经过了漫长的发展才走到今天这一步。
中国自古有湿法冶金火法冶金等等,西方也有炼金术士玩得飞起。最初是单纯的经验积累,师父告诉你一块铁要折叠捶打三十次才能炼成玄铁宝剑;后来是科学家们通过精确的化学实验,尝试揭示冶金过程的内在机制,于是才有了我们课本上的「金属固态相变」「材料物理化学」「金属微观分析」等等,它们进一步指导了我们的金属材料设计与生产;最后,今天的我们通过把金属和陶瓷甚至高分子材料重组为复合材料、扬长避短,不断为人类做著贡献。以上~欢迎指正讨论~说说钢铁和金子吧,钢铁最常用,金子大家都喜欢。