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化学元素中的镁与铝


实验室k / 2018-12-06

       镁是第一种真正非凡的结构金属。(第4号元素铍是一种优良的金属,但高昂的价格和毒性使它不能成为非凡的金属。)镁的价格适中,坚固、轻便,并且容易加工,唯一的缺点就是它的高易燃性。

镁的基本数据

       镁是如此易燃,以至于可以用一根火柴将一根镁条点燃,而镁的细粉末则极具爆炸性。早期的照相机闪光灯无非就是用一个橡皮球把一股镁粉吹到一盏烛火中,而许多现代的烟火混合物都含有镁粉,用来产生更亮和更响的效果。

       如果用镁来制造汽车部件,它的可燃性可能是一个障碍。但出乎意料的是,大块镁部件很难着火。这是因为大金属块能以足够快的速度把热量从它的表面传导掉,从而使自己不会被点燃。镁用于制造赛车、飞机和自行车,尽管曾经发生过用镁制造的赛车框架着火的事件,引起了巨大的灾难。(1955年在法国勒芒市,一辆着火的镁制车体的赛车撞入看台,导致81人死亡,这样的事故竟然没有被认为严重到需要停止比赛。)

       含有百分之几镁的铝(13)合金则要普遍得多。令人困惑的是,用这种冒名顶替的东西制作的车轮常常被称为“镁车轮”,但它们比真正的镁制车轮(也能买到,但需花费几倍的价钱)重60%。

       即使镁是那样非凡,但就何为尽善尽美的金属这一点而言实际上没有竞争:铝轻而易举地贏得了胜利。


       尽管还有几种方法加以改进,但铝非常接近理想的金属:它可以像铁(26)一样便宜且容易焊接,像锌(30)或锡(50)那样容易铸造。总的来说,它是一种非常优秀的原材料:轻而且足够坚固,除了性能要求特别高的军用飞机以外,它能用来制造大多数飞机;但它又足够廉价,能够用在每一个厨房里。(过去它并非总是那么便宜:当第一次生产得到纯金属铝时,它被认为是与金和银并列的贵重金属。拿破仑三世用铝盘子招待他最重要的客人,而普通亲王和公爵只能用金盘子。)

铝的基本数据

       和钢比较,铝独具特色的优点是它不会生锈。这使得铝和空气反应的速度比铁更快这一事实让人吃惊。不同之处在于,“铝锈”是一种坚硬、透明的氧化物,也被称为“刚玉”,是已知的最坚硬的物质之一。当暴露在空气中时,铝会马上用一层薄薄的这种物质将自己保护起来,这一保护层比铝金属本身更为坚固。而铁愚蠢地用一层红色的片状粉末包裹自己,那种东西很快就会脱落,将新鲜的铁暴露出来被进一步氧化。

       但实际上,铝的确是非常活泼的。粉末状的铝是现代闪光粉和火箭燃料混合物的基本成分,而某种颗粒度以下的铝粉被禁止销售也就是由于这个原因。

       铝矿是非常普遍的,包括诸如刚玉(红宝石和蓝宝石的一般形式)和绿柱石(翡翠和海蓝宝石的一般形式)这样的基本要素。在矿石和岩石中的铝构成了地壳的大部分,就像它在元素周期表中的邻居——硅那样。


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