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化学元素中的钛与钒


实验室k / 2018-12-07

       钛是最受大众欢迎的元素之一,它是如此受欢迎,以至于那些销售人员将这个名字用在成千上万种商品上而不管它们是否含有真正的钛。

钛的基本数据

       如果你有一根在金属部分显著地铸有“钛”字样的高尔夫球杆,那么请你在相信它的确是钛制的之前三思。有些真是钛制的,而有些则不是。一种简单的测试方法是将球杆放在砂轮上,如果你没有看到真正的钛发出的那种特有的明亮的白色火花,那么你就没有损坏任何有价值的东西。

       无论是在名字上(其名字来自希腊神话中的泰坦巨神)还是在事实中(由于其极高的强度,它被用在喷气发动机、各类工具以及火箭中),钛都代表着强大。钛根本不生锈,并且不会引起过敏,这两种特性是如此杰出,以至于用钛制造的人造髋关节、牙科植入物以及贴身首饰(例如,舌钉、眉环以及其他通常插在青少年身体上的东西)广受欢迎,广泛用于人体内。

       虽然金属钛很昂贵,但是钛矿石是很丰富的。其高昂的价格源自此种金属精炼上的困难,而非其稀缺。二氧化钛(俗称钛白粉)到处都有分布。它是白色油漆中的白色成分,在其他颜色的油漆中作为不透明物质,用来阻止底层的颜色透过表层显示出来。甚至书的纸张中也含有二氧化钛,以防止同一张纸上这一个页面的内容会透过下一个页面显示出来。

       从导弹到剃须刀,钛是一个流行的超级明星,这必定是使它的邻居钒产生嫉妒的原因。虽然在它的帮助下能产生强度甚至比钛还要高得多的合金,但钒的努力依然是默默无闻的。


       工具钢和高速钢是铁(26)合金家族中的成员,它们的特征是超高的硬度、韧性和抗腐蚀性,这些特性是由几个百分比的钒以碳化钒的形式提供的。虽然比钛(22)要重一些,但钒钢比钛硬得多。

钒的基本数据

       由于制造钢合金是它的主要用途,大多数情况下钒以铁钒母合金的形式出售,这意味着在铸造之前就要把钒加到铸炉中的钢里。母合金的含钒量远高于最终产品,但它被加入到液态铁中以后很容易熔化——不像熔点高得多的纯钒。

       虽然在商场中钒不如钛那样迷人并为众人所喜爱,但还是会在许多工具上看到显著的“钒”标志。与很多用钛来打牌子的东西不同,我们可以非常肯定那些工具的确是用钒合金钢制造的。虽然碳化钨切制工具已经是一种更为坚硬的替代品,但是以钻头、木工刀,套筒板手,钳子及其他种种形式,钒高速钢在工业机械加工中仍然保持了骨干身份,在家庭作坊中也是主角。

       力量和刚毅决定了钒的工作的一生,同时钒还具有美好的另一面:一些翡翠的绿色来自它所含的钒杂质。(相当多辛苦工作的元素聚在一起构成了翡翠的美丽,例如铍铝硅酸盐的晶体,属于绿玉的一类。)

       如果说钒造就了“某些”翡翠的绿色,那么其他的翠绿色又是由谁产生的呢?这些颜色来自于钒的一位邻居,那就是铬。


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