非晶態(tài)金屬,也稱金屬玻璃。金屬玻璃又稱非晶態(tài)合金, 它既有金屬和玻璃的優(yōu)點, 又克服了它們各自的弊?。绮Aб姿椋?沒有延展性。金屬玻璃的強度高于鋼, 硬度超過高硬工具鋼, 且具有一定的韌性和剛性, 所以, 人們贊揚金屬玻璃為“敲不碎、砸不爛”的“玻璃”。
對科學(xué)家來講,玻璃是任何能從液體冷卻成固體而無結(jié)晶的材料。大多數(shù)金屬冷卻時就結(jié)晶,原子排列成有規(guī)則的形式稱作晶格。如果不發(fā)生結(jié)晶并且原子依然排列不規(guī)則,就形成金屬玻璃。不像玻璃板,金屬玻璃不透明或者不發(fā)脆,它們罕見的原子結(jié)構(gòu)使它們有著特殊的機械特性及磁力特性。普通金屬由于它們晶格的缺陷而容易變形或彎曲導(dǎo)致永久性地失形。對比之下,金屬玻璃在變形后更容易彈回至它的初始形狀。缺乏結(jié)晶的缺陷使得原鐵水的金屬玻璃成為有效的磁性材料。
金屬玻璃是 1960 年被發(fā)明的新材料,多年以來被各國科學(xué)家廣泛而深入地研究。與相應(yīng)的晶態(tài)合金相比,這種材料展現(xiàn)出非常獨特的力學(xué)與物理性能,使之在多個領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景。同時,金屬玻璃作為結(jié)構(gòu)無序材料中一類相對簡單的代表體系,是研究非晶態(tài)物理的一個比較理想的材料模型。解決金屬玻璃中的基本科學(xué)問題,比如它的結(jié)構(gòu)表征、形變機理、玻璃轉(zhuǎn)變、玻璃形成能力等,不僅可以促進金屬玻璃本身的應(yīng)用,而且也將推動整個凝聚態(tài)物理學(xué)的發(fā)展。

稀有金屬是在地殼中含量較少,分布稀散或難以從原料中提取的金屬。如鋰、鈹、鈦、釩、鍺、鈮、鉬、銫、鑭、鎢、鐳等。按其物理、化學(xué)性質(zhì)及生產(chǎn)方法上的不同可分為:(1)稀有輕金屬,如鈹、鋰、銣、銫等;(2)稀有貴金屬,如鉑、銥、鋨等;(3)稀有分散金屬,如鎵、鍺等;(4)稀土金屬,如、鈧釔、鑭、鈰、釹等,(5)難熔稀有金屬,如鈦、鋯、鉭等; (6)放射性稀有金屬,如釙、鐳、錒、鈾、钚等。
稀有金屬主要用于制造特種鋼、超硬質(zhì)合金和耐高溫合金,在電氣工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、陶瓷工業(yè)、原子能工業(yè)及火箭技術(shù)等方面。
稀有金屬的名稱具有一定的相對性,隨著人們對稀有金屬的廣泛研究,新產(chǎn)源及新提煉方法的發(fā)現(xiàn)以及它們應(yīng)用范圍的擴大,稀有金屬和其它金屬的界限將逐漸消失,如有的稀有金屬在地殼中的含量比銅、汞、鎘等金屬還要多。
有的稀有金屬在物理-化學(xué)性質(zhì)上近似而不容易分離成單一金屬。過去制取和使用得很少,因此得名為稀有金屬。19世紀即有稀有元素(rare elements)一詞,20世紀20年代在此基礎(chǔ)上定名為稀有金屬。稀有金屬開發(fā)較晚,所以有時還稱為新金屬(new metals)。第二次世界大戰(zhàn)以來,由于新技術(shù)的發(fā)展,需求量的增大,稀有金屬研究和應(yīng)用迅速發(fā)展,冶金新工藝不斷出現(xiàn),這些金屬的生產(chǎn)量也逐漸增多。稀有金屬已經(jīng)不稀。稀有金屬所包括的金屬也在變化,如鈦在現(xiàn)代技術(shù)中應(yīng)用日益廣泛,產(chǎn)量增多,所以有時也被列入輕金屬。

工業(yè)純鐵是鋼的一種,其化學(xué)成分主要是鐵,雜質(zhì)總含量<0.2%及含碳量在0.02%~0.04%的純鐵。含碳量不超過0.0218%的純鐵,亦稱錠鐵。純度可達99.8%~99.9%,低于電解鐵,故其強度、硬度、彈性系數(shù)均比電解鐵高,但塑性則較低。工業(yè)純鐵用平爐生產(chǎn),氧化期特長,以除去碳等雜質(zhì),故成本很高。
工業(yè)純鐵是鋼的一種,其化學(xué)成分主要是鐵,含量在99.50%-99.90%,含碳量在0.04%以下,其他元素愈少愈好。因為它實際上還不是真正的純鐵,所以稱這一種接近于純鐵的鋼為工業(yè)純鐵。一般工業(yè)純鐵質(zhì)地特別軟,韌性特別大,電磁性能很好。常見的有兩種規(guī)格,一種是是作為深沖材料的,可以沖壓成極復(fù)雜的形狀;另一種是作為電磁材料的,有高的感磁性的低的抗磁性。
工業(yè)純鐵是用于冶煉精密合金、高溫合金、超低碳不銹鋼、電熱合金等重要的原材料。
工業(yè)純鐵主要由電弧爐、氧氣轉(zhuǎn)爐、電弧爐加爐外真空脫碳、氧氣轉(zhuǎn)爐加爐外真空脫碳等方法生產(chǎn)。不同工藝生產(chǎn)的工業(yè)純鐵各具特點:
1.電弧爐純鐵的特點:是早生產(chǎn)純鐵的方法,含碳量為0.025%,含氮量較高,受石墨電極增碳的影響,不能生產(chǎn)更低含碳量的純鐵。
2.氧氣轉(zhuǎn)爐純鐵的特點:可以生產(chǎn)含碳量小于0.01%的低碳純鐵,但其含氧量高,含氮量較低,只能生產(chǎn)品質(zhì)一般的工業(yè)純鐵。
3.電弧爐或氧氣轉(zhuǎn)爐與爐外精煉雙聯(lián)法生產(chǎn)高品質(zhì)純鐵的特點:純鐵含碳量為0.005%,磷、硫、氧、氮以及非金屬夾雜物含量低,是目前品質(zhì)的純鐵,國內(nèi)太鋼、寶鋼、武鋼、撫鋼等都可以生產(chǎn)高品質(zhì)純鐵。

金屬是一種具有光澤(即對可見光強烈反射)、富有延展性、容易導(dǎo)電、導(dǎo)熱等性質(zhì)的物質(zhì)。 地球上的絕大多數(shù)金屬元素是以化合態(tài)存在于自然界中的。這是因為多數(shù)金屬的化學(xué)性質(zhì)比較活潑,只有極少數(shù)的金屬如金、銀等以游離態(tài)存在。金屬在自然界中廣泛存在,在生活中應(yīng)用極為普遍,是在現(xiàn)代工業(yè)中非常重要和應(yīng)用多的一類物質(zhì)。
由于金屬的電子傾向脫離,因此具有良好的導(dǎo)電性,且金屬元素在化合物中通常帶正價電,但當溫度越高時,因為受到了原子核的熱震蕩阻礙,電阻將會變大。金屬分子之間的連結(jié)是金屬鍵,因此隨意更換位置都可再重新建立連結(jié),這也是金屬伸展性良好的原因。
在自然界中,絕大多數(shù)金屬以化合態(tài)存在,少數(shù)金屬例如金、銀、鉑、鉍以游離態(tài)存在。金屬礦物多數(shù)是氧化物及硫化物,其他存在形式有氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽及硅酸鹽。
屬于金屬的物質(zhì)有金、銀、銅、鐵、錳、鋅等。在一大氣壓及25攝氏度的常溫下,除汞(液態(tài))外,其他金屬都是固體。大部分的純金屬是銀白(灰)色,只有少數(shù)不是,如金為黃赤色,銅為紫紅色。金屬大多帶“钅”旁。