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化学元素中的钨与铼


实验室k / 2018-12-14

       钨主要与一种用途有关:效率奇低的白炽灯泡。这种可怜的创造物通过用电加热一根极细的金属丝,使它发出又黄又热的光。钨是在极高温度下最为坚强的金属,并且十分便宜,这使它成为针对这一用途的最佳选择。

钨的基本数据

       但钨的所谓最佳离足够好还差得很远。一个典型的白炽灯泡只能将它所消耗的电能的10%转化为可见光,另外90%则以热和红外线的形式被浪费掉了。我们大概可以把它称为一个碰巧能产生少量作为副产品的光的电加热器。除非用它来加热鸡舍,白炽灯泡不是好东西。

       如果光才是你真正要的东西,那现在你能得到一种更为优秀的代用品——紧凑型荧光灯,其能效数倍于白炽灯且使用寿命是它的十几甚至20倍。如果你家里还有钨丝灯泡,那么,为了拯救这颗行星,请马上将它们扔掉!每安装一个价值2美元的紧凑型荧光灯所节省的电等于减少了1000磅以上的二氧化碳排放量,并且它发出的光更为悦目,而不是像钨丝灯泡发出的那种令人感到压抑的黄光。

       虽然在灯泡中继续使用钨是一件令人厌恶的事,但碳化钨在切割工具及其他需要保持锋利的东西上有着广泛和极佳的用途。它比金刚石更加坚韧(更能抗碎裂),并且比钢硬得多,能很好地对许多材料进行加工。

       从钨开始一直到金(79)的元素都具有很大的密度,实际上锇(76)和铱(77)是所有元素中密度最大的。但钨的价格只有它们的1%左右,是最为便宜的,这意味着钨可用于要求体积很小但重量很重的场合,包括砝码、钓鱼竿的坠子、飞镖、铅球等。

       随着铼我们进入了贵重金属的领域并开始迈向金属的巅峰——金的最终旅程。


       铼是我们发现的最后一个稳定元素,是1925年在德国发现的。它其实可能早在1908年就已经被日本人小川正孝(小川正孝(1865-1930),日本化学家)发现并命名为nipponium——如果小川不是认为并宣布他所发现的是在周期表中恰好位于铼上方的那个现在我们称之为锝的43号元素的话。

铼的基本数据

       在元素周期表同一列中的元素会有许多共同的化学特性,因此,当小川发现了一个看上去与锰(25)很相似但却更重的元素时,他很有理由假定那一定是43号元素,在元素周期表的正确位置上的一个广为人知的空白。不幸的是,他错了。真正的43号元素锝是自然界中并不存在的放射性元素——这在1908年是猜想不到的。

       铼被发现后很多年,人们才有办法生产具有商业价值数量的铼,并且这种材料至今依然很昂贵(每盎司要好几百美元),这是由它的稀缺性造成的。

       大部分铼用于生产制造战斗机的喷气发动机涡轮叶片的镍铁超合金。用来制造这种最新型的涡轮叶片的最新式单晶超合金含有大约6%的铼。即使生产的喷气战斗机不是很多,它们依然消耗了全球铼年产量的3/4。

       摄影用的一次性闪光灯泡一般用锆(40)纤维填充,而老式广告经常吹嘘它们有“铼点火器”而对锆却提都不提。可能那些广告想要告诉我们它们有电子点火器(钨铼灯丝)而不是其他型号闪光灯中的那种撞击爆炸型点火器,尤其是能让一些老一辈的人愉快地回忆起他们的柯达傻瓜相机里的通用电气公司的MagicCubes牌闪光灯不需要电池:快速敲击一根连接在快门挚上的杆棒,可通过机械原理将其激发,而使用铼点火器的产品则需要电信号。

       而另一种老式的工具自来水笔会用到下面的两个元素:锇和铱。


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