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| 神奇的調(diào)料-鈧 | |
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| 鈧的一些應用，因為價格高昂，考慮到成本在工業(yè)產(chǎn)品里很少會用到很大 數(shù)量鈧和鈧的化合物，都是像燈泡里那樣薄薄的一層鈧箔之類的用法。而在更多一些領域 ，鈧和鈧的化合物更是被作為神奇的調(diào)料使用，好像大廚手中的鹽、糖或味精，只需要一 星半點，就有畫龍點睛的作用。 在無機化學里，摻雜是一個非常重要的手段。在一個作為基體的晶體結(jié)構(gòu)中摻入少量的其 他化合物，因為被摻雜物質(zhì)在化學性質(zhì)上和原有基體的不同，晶格結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)各種各樣的 變化和缺陷，從而或者提升原有基體的性質(zhì)，或者增添原來不具有的活性。比如大家最耳 熟能詳?shù)腜型和N型半導體原料，就是分別在導通能力很差的單晶硅里面，添加了因為缺少 價電子導致空穴的硼，和因為富余價電子而產(chǎn)生自由電子的磷獲得的。我們的鈧也是一個 重要的摻雜原料，很多材料就是因為摻入了鈧獲得了意料之外的性質(zhì)。 單質(zhì)形式的鈧，已經(jīng)被大量應用于鋁合金的摻雜。在鋁中只要加入千分之幾的鈧就會生成 Al3Sc新相，對鋁合金起變質(zhì)作用，使合金的結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生明顯變化。加入0.2%~0.4%的 Sc（這個比例也真的和家里炒菜放鹽的比例差不多，只需要那么一點）可使合金的再結(jié)晶 溫度提高150~200oC，且高溫強度、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、焊接性能和抗腐蝕性能均明顯提高，并 可避免高溫下長期工作時易產(chǎn)生的脆化現(xiàn)象。高強高韌鋁合金、新型高強耐蝕可焊鋁合金 、新型高溫鋁合金、高強度抗中子輻照用鋁合金等，在航天、航空、艦船、核反應堆以及 輕型汽車和高速列車等方面具有非常誘人的開發(fā)前景。鈧也是鐵的優(yōu)良改化劑，少量鈧可 顯著提高鑄鐵的強度和硬度。另外，鈧還可用作高溫鎢和鉻合金的添加劑。當然，除了為 他人做嫁衣裳之外，因為鈧具有較高熔點，而其密度卻和鋁接近，也被應用在鈧鈦合金和 鈧鎂合金這樣的高熔點輕質(zhì)合金上，但是這樣的稀罕東西恐怕只有航天飛機和火箭上才舍 得用了，要是拿來做自行車架子，這個價值擺出去恐怕一天能被偷上二三十次。 單質(zhì)的鈧一般應用于合金，而鈧的氧化物也是物以類聚地在陶瓷材料上面起到了重要的作 用。像可以用作固體氧化物燃料電池電極材料的四方相氧化鋯陶瓷材料有一種很特別的性 質(zhì)，在這種電解質(zhì)的電導會隨著溫度和環(huán)境中氧的濃度增高而增大。但是這種陶瓷材料的 晶體結(jié)構(gòu)本身不能穩(wěn)定存在，不具有工業(yè)價值；必須要在其中摻雜一些能夠?qū)⑦@種結(jié)構(gòu)固 |
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