金属材料

金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称包括纯金属合金特种金属等

纯金属不含其他杂质具有较高的导电性导热性和良好的塑性等例如纯铜因导电导热塑性极好大量用于制作发电机电缆开关装置等电工器材也广泛用于热交换器管道太阳能加热装置的平板集热器等导热器材纯金属的强度较低种类有限制取困难价格较高因此在各行业上应用较少实际上工程中使用的金属材料都是合金例如钢铁铁碳为主要成份的合金

人类生产合金是从制作青铜器开始合金是由两种或两种以上的金属与金属或非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质与纯金属相比合金具有许多优良的物理化学和机械性能例如一般情况下合金的熔点低硬度大导电性和导热性低利用合金的这些特性可制造特殊性能的材料合金的性能还可通过添加的合金元素的种类含量和生成合金的条件来加以调节因此合金大大拓展了金属材料的使用范围和价值

目前应用最广泛的合金是钢铁铁碳合金钢铁中含碳量较生铁低性能优越广泛用于制造机械和交通工具为了提高钢的某些性能人们向其中加入一定量的一种或几种其他元素可得到具有各种不同性能的合金钢例如不锈钢其合金元素主要是铬和镍其抗腐蚀能力很强不易生锈用于制造医疗器械厨房用具和餐具等

铝合金也是目前用途广泛的合金之一铝中加入MnMg形成的合金具有很好的耐蚀性塑性和强度用于制造油箱容器管道铆钉等硬铝合金加入CuMgMnS元素因密度小强度高抗腐蚀能力强是制造飞机舰艇和宇宙飞船的理想材料此外铜合金青铜黄铜白铜在生活中也随处可见

特种金属材料是近年来设计合成的新型合金例如形状记忆合金隐身储氢超导等合金储氢合金的研究将为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用此外钛合金耐热合金和形状记忆合金等广泛应用于卫星航空航天生物工程和电子工业等领域

文章来源科普中国

作者昌平一中杜德娟

对外经贸大学附中中荆连有

审核李继良