“掘宝地图”—元素周期表
2019年11月21日 发布
分类:粉体应用技术 点击量:2911
觉得文章不错?分享到:
|
↓↓↓ 一个伟大的俄罗斯科学家 今天在查资料的时候,突然意识到我这样一个一个材料的跟大家聊有点零散,有点“术”的意思,只告诉大家这个东西“是什么”,对于咱们吃材料这碗饭的行家,我觉得应该谈一些 “道”,左思右想,小编还是决定给大家从最基础最基础的规律出发,跟大家聊聊我们的材料“大道”,让大家从整体角度了解“为什么”。 元素周期表,几乎每个人在初中都学习过,如今再回首看看这张表,是不是觉得有别种感受?这其实是一张藏宝图!!!元素周期表中118个元素,一般人平常能接触到的大概不超过20种,从事工业,像粉友们,大概能接触的到的也就40种不到,剩下了70多种元素,就是一些特殊的工业应用了。但就这屈指可数的元素,却构成了花样万千的世界。 决定一个材料贵贱的因素,首先是它的储量,接下来是开采的难易程度,再下来是品质的要求,以及使用的必要设备成本。 那么已知的118种元素,谁多谁少?大家参考元素丰度表。 丰度最高的是H,O,C这三个元素,我们喝的水,呼吸的氧气,植物光合作用需要的CO2,食用的鸡鸭鱼肉,蛋奶果蔬,基本都是由C,H,O三种元素构成。获取它们的价格几乎是免费的,这是造物主赐予每个人生命最公平的东西。 随着工业革命, 人类开始使用的石油,煤,化纤,塑料,特种有机材料,各种调味剂,染色剂,感光剂等等这些基于C,H,O 形成了具有一定功能产品,这个时候,我们获得C,H,O 变得不再免费、廉价了。聪明的人会将这些元素魔术一般进行排列组合,使他不再是粮食,空气,它们的价值也随之而增值。而且随着科技的进步,这种影响会越来越大,储量对价格的影响慢慢变弱,这就本质上就形成了一种剪刀差,所以即便是非洲,南美洲,澳洲拥有巨大是自然资源储量,但是它们永远不会因此而获得最高的利润,反观我们中华家的稀土也一样,2025的目的就是样扭转这种局势,咱么再不能用卖资源去获取经济发展了,必须在自然资源上增添更多”知识”的属性,提高自然资源资源附加值。 提高附加值的前提就是要了解这才元素的脾气,小编下面就是给大家讲一讲,希望对大家今后的工作有所帮助。 首先元素周期表最左边的第一列,我们称之为第一主族,也叫碱金属族(氢)除外,这一族的特性是什么?因为它最外层只有一个电子,所以非常容易失去这个电子,它性格很爆,容易与具有氧化性物质反应。它这特点决定了它们几乎不会以单质的形式存在于自然界,大家也可以瞄瞄你们的购货规格书中对纯度的要求,有没有Na,K的含量要求?如果没有的话,那你可要当心了,Na.K几乎存在于所有的自然矿物中。那如下是一些主要的应用: 1、固体电池: Li,Na,失去一个电子后,它的原子核会收缩,导致它极易在纳米尺度空隙内移动,这也是我们有Li电池、Na电池的原因,为啥不用其它的元素了?这样想就会很清楚了。之前我们提到的β-氧化铝就是氧化铝中掺杂了一些Na ,它就具备了优秀的导电性。而锂离子电池目前几乎是固体电池的霸主。 2、高灵敏光电侦测:随着离子半径增加,最外层电子越容易脱离,这里必须要提一个物理史上有名的实验“光电效应”,爱因斯坦也因为这个效应而获得了诺贝尔奖,原理是啥?就是用一个光子去打碱金属表面,金属表面就会逃逸出一个对应的电子,目前工业种有个结构叫做“光电倍增管”就采用了CS作为反应层,稍微有一点光线就会发射电子,然后再给这些电子加速增加能量,继续撞击到第二块CS上,如此这般持续发生链式反应,最终一个光子激发出n多个电子,从而实现对微光进行侦测,这也是第一族元素附加值最高应用之一。 3、工业化工品应用,NaOH,KOH,Na2CO3,K2CO3,K3PO4,等等这琳琅满目的化工品广泛的应用于工业,农业等各个行业,这里就不再多讲了。 4、着色,主要原理就是外层电子的跃迁导致。当然这个现象也不是只有在碱金属才有。我们的一些宝石,陶瓷杂色,主要就是某些杂质元素的含量不达标而导致的,反过来为达到某种颜色,我们也可以适当的去添加一些金属元素。应用最漂亮的地方就是中国逢年过节放的烟花爆竹。 最后给大家讲一个普适规律,或多或少可以帮助大家今后的工作。 因为碱金属族,失去一个电子后,核外电子层就是一个nS2的结构,大家可以把他想想成一个球,很容易移动,所以高强度的陶瓷碱金属的浓度要严格控制;它以离子化合物为主,键能不是很大,所以,耐热材料种也要严格控制它的含量;另外由于K,Na的离子半径很小,容易移动,所以一般介电材料,也要严格控制其杂质浓度;因为碱金属的盐,基本上都是离子型的,溶解度很高,所以,一般矿物提纯的时候,都很难将它们去除到很低含量,意思就是想要控制它的纯度,就需要花更多的钱;还是因为它键能低,所以它的含量直接会影响到材料是热膨胀系数。 下一章,小编会给大家讲解一下碱土族元素,敬请期待! 作者:青鸟飞鱼 相关标签:
相关内容:
|