认识化学元素(金属篇):轻金属的钢——铍

今天童乐福科学网小编带同学们认识一种金属——铍:被称为轻金属的钢。在过去,人们将一种翠绿晶莹、光耀夺目的宝石称为绿柱石。它曾是供贵族玩赏的宝物,为什么绿柱石被当作珍品呢?这不仅是由于它美丽的外表,更是因为它里面含有一种珍贵稀有的金属元素——铍。

认识化学元素(金属篇):轻金属的钢——铍插图

适合年龄:6岁以上

难易程度:中级

化学知识点:化学元素铍元素、金属。

知识导航:

“铍”的含义就是“绿宝石”。最初,人们只能用活泼的金属钙和钾还原氧化铍和氯化铍,制得纯度不高的金属铍。后来,人们才对铍进行小规模的加工生产。现在,铍的产量逐年激增,质量和纯度也不断地提高,人们每年要生产数百吨的铍。

认识化学元素(金属篇):轻金属的钢——铍插图1

铍的发现比较早,但在工业上的应用却很晚。其原因是在铍的提纯工作上,要从铍矿石中把铍提出来很困难,而铍又极易与其他物质反应,只要含有一点杂质,它的性能就会发生很大的变化,推动许多优良的品质。

在最初的时间里,由于冶炼技术不过关,提炼出来的铍含有杂质,脆性大,不好加工,加热时又容易氧化,所以少量的铍只是在特殊情况下使用,比如X射线管的透光窗、霓虹灯的零件等等。后来,人们给铍的应用开辟了一个广阔而又重要的新领域——制造合金,特别是制造铍铜合金—铍青铜。

我们知道,铜比铁软许多,弹性和抗腐蚀的能力也不强。但是,在铜中加进一些铍后,铜的性能就发生了惊人的变化。用铍青铜制成的弹簧,可以压缩几亿次以上。铍青铜近年又被用来制造深海探测器和海底电缆,这对海洋资源的开发具有重要的意义而含镍的铍青铜有更加突出的优点:受到撞击的时候不会产生火花。这个特点对炸药厂很有用。因为许多易燃易爆的材料一见火星就会发生爆炸。而铁制的锤子、钻头等工具在使用时都会产生火花,这自然不适合在炸药厂用。自然,用这种含镍的铍青铜来制造这些工具最合适不过了。另外,含镍的铍青铜不受磁铁吸引,不受磁场磁化,所以又是制造防磁零件的好材料。

近年来,比重小、强度高、弹性好的铍还被用作反射镜,用到高精度的电视传真上,效果显著,一张照片的发送时间只要几分钟。铍在航空领域也得到了很大的应用。有些铍合金是制造飞机的方向舵、机翼箱、喷气发动机金属构件的好材料。现代化战斗机上的许多构件改用铍制造后,由于质量减轻,装配部分减少,使飞机的行动更加迅速灵活。

铍是金属中最好的良导体。现在有许多超音速飞机的制动装置是用铍来制造的,因为它有极好的吸热、散热的性能,使“刹车”时产生热量很快就消失。

铍还是火箭燃料,可在燃烧的过程中能释放出巨大的能量。

认识化学元素(金属篇):轻金属的钢——铍插图2

知识拓展:

揭开铍的面纱:

现在人们已经能采用现代的科学方法生产出大量纯度很高的金属铍。

铍的神秘面纱也被人们揭开了:比重比铝轻1/3;强度跟钢差不多,传热本领是钢的3倍,是金属中良好的导体;穿透ⅹ射线的能力最强,有“金属玻璃”之称。也因为有诸多的性能,人们称它是“轻金属中的钢”。

铍的本领:

当人造卫星和宇宙飞船穿越大气层的时候,机体与空气分子摩擦会产生高温。铍作为它们的“防热外套”,能够吸收大量的热量并很快地散发出去,这样就可以防止温度过度升高,保障飞行安全。

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