最新第五章金属通论4-1-金属的分类幻灯片.ppt

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1、第五章金属通论4-1-金属的分类3.重有色金属：>4.5gcm-3Co,Ni,Cu,Zn,Cd,Hg,Sn,Pb,Sb,Bi;存在形式：重有色金属主要以氧化物，硫化物，碳酸盐形式存在。4.贵金属：:10.4~22.4gcm-3,熔点高，化学性质稳定：Au,Ag,铂系元素5.稀有金属：Li,Be,Rb,Cs,Ti,Hf,V,Nb,Ta,Mo,W,Re,Ga,In,Tl,Ge,Ln,Ac.6.稀土金属(RE)：Sc,Y,Ln.黑色金属：Fe,Mn,Cr及合金重有色金属：Co,Ni,Cu,Zn,Cd,Hg,S

2、n,Pb,Sb,Bi;轻有色金属：Na,K,Mg,Ca,Sr,Ba,Al贵金Au,Ag,铂系元素属：稀有金属：Li,Be,Rb,Cs,Ti,Hf,V,Nb,Ta,Mo,W,Re,Ga,In,Tl,Ge,Ln,Ac.稀土金属(RE)：Sc,Y,Ln.黑色金属轻有色金属稀有金属稀有金属稀有金属稀有金属稀土金属重有色金属贵金属2.金属热还原过程的热力学（1）自由能图根据rG=rH-TrS得到自由能图（Ellingham)mM+O2（g)=(m/2)Mn+2OnrG例如：（4/3）Al+O2(g)

3、=(2/3)Al2O3rG假设rH不随温度变化，只要不发生相变，-rS也不随温度变化。rG~T呈直线关系（2）自由能图的应用(a)比较金属氧化物的稳定性.(b)判断金属在不同温度的稳定性(c)从热力学角度选择金属热还原的还原剂例：(4/3)Al+O2=(2/3)Al2O3rG=-1054kJmol-1-)：(4/3)Cr+O2=(2/3)Cr2O3rG=-712kJmol-1(4/3)Al+(2/3)Cr2O3=(4/3)Cr+(2/3)Al2O3rG=-342kJ/mol3.金

4、属的提炼：（1）热分解法冶炼在金属活动顺序中位于氢后面的金属氧化物，例如：2Ag2O4Ag+O2(2)热还原法：碳是万能的还原剂。（a）用焦碳做还原剂（火法冶金）MgO+CMg+CO(b)用比较活泼的金属还原（Al,Ca,Mg,Na):Cr2O3+2Al2Cr(l)+Al2O3TiCl4+2Mg(4Na)Ti+2MgCl2(4NaCl)2RbCl2+Ca=CaCl2+2Rb易于分离（4）用氢气作还原剂WO3+3H2W+3H2OMgO,Al2O3,ZrO2,TiO2基本不能被氢还原。选择还原剂的原则：热力学，

5、动力学，分离，成本。(5)电解法铝前面的活泼金属熔融盐电解2NaCl2Na+Cl2铝后面的金属Zn2++2e-Zn4.金属的精炼（1）气相精练法Ni+4CONi(CO)4(g)Ni(CO)4(l)Ni(CO)4(l)Ni(CO)4(l)Ni+4CO，（2）真空蒸馏（3）区域熔炼5合金低共熔混合物：焊锡，Sn:63%;Pb:37%金属固溶体:置换固溶体，缺位固溶体，间隙固溶体。金属化合物：习题19-2例题：运用p.664,图16-3（1）预测HgO在什么温度下分解为组成它的金属元素？（2）估计MgO用碳还原的

6、温度（3）对哪些金属氧化物可用碳，铝，镁作还原剂？答：（1）~500K（2）〉2073K;（3）高温时几乎所有的氧化物都可以用碳作还原剂。可用铝作还原剂的有TiO2,MnO,Cr2O3,NiO,Cu2O,Al2O3可用Mg作还原剂。一、超导体(superconductor)的主要电磁特性1911卡末林-昂内斯发现水银在4.2K时电阻消失。电阻为零的现象称为超导电性，出现超导电现象的温度称为转变温度或临界温度，常用TC表示。§11-8超导体的电磁特性1.零电阻性电阻为零的导体是理想导体，=0，,根据E=j

7、0得E=0理想导体内部电场也为零。超导体内部不可能存在随时间变化的磁场。∴B=恒矢量20温度不变，逐渐增大磁场达到某特定值时超导态转变为正常态，此特定值称临界磁场BC2.临界磁场超导态不仅要求温度低于TC，且要求磁场小于BC，而正常态只要满足T>TC和B>BC两个条件之一即可。临界电流IC当超导体内电流I>IC时，超导态将转变为正常态。21将超导体置于磁场仍保持超导态，或在磁场中由正常态转变为超导态，超导体都将把磁感应线完全排斥到体外去,此现象称迈斯纳效应或完全抗磁性。3.迈斯纳效应磁场只能透入超导体表面约

8、107m数量级深度。完全抗磁性和零电阻性是超导体的两种彼此独立的基本性质。超导体的完全抗磁性来源于零电阻性是一种误解。由零电阻性只能得到理想导体内部B矢量不随时间变化，若在磁场中降至临界温度以下变为超导态，超导体内只能保持失去电阻时的磁场状态不变，而不可能得到内部磁场为零的结果。224.同位素效应这种特性称同位素效应。同种材料同位素在化学性质、晶体结构、电子组态及静电性质等方面都相同，只是不同原子量对晶体点阵的