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回顧鉬:一種神奇的金屬元素,很難想象它是怎麽將鋼板切開的

2024-04-11科學

在生活中,有時需要將堅硬的金屬切開,然而這些金屬的 硬度 讓我們望而卻步。

利用它制作的 能夠輕松將鋼板切開,你很難想象它的工作原理!

神奇的金屬鉬

雖然大家可能對鉬這種金屬元素很陌生,但人體當中都或多或少含有微量的鉬元素,是人體 不可缺少 的存在。

鉬在人體當中主要對人的 新陳代謝 起推動作用,一旦缺乏鉬元素,嬰兒很有可能出現生長遲滯的情況,甚至是死亡。

成年人則會出現過高的尿酸、嘌呤等情況,危及人類的健康安全。

如果鉬元素過量又會 對新陳代謝造成障礙 ,使尿道、腎臟部位出現結石。既然鉬元素對人們如此重要,那麽人體中的鉬究竟從何而來呢?

我們平時吃的一些 食物 中,就含有微量的鉬元素,這些鉬元素完全能夠滿足人體所需。

比如,番茄和各類谷物的含鉬量比較高,絕大部份蔬菜都含有鉬元素。

要是某個人檢查出身體當中缺乏鉬元素,那就要在飲食方面註意一下了。

作為自然金屬的鉬元素,它本身的性質也很神奇。

自然界的鉬元素

鉬元素在自然條件下,會形成一種名為 輝鉬礦 的礦物質,經過一定的提煉加工,就可以得到純金屬鉬。

提煉出的金屬鉬呈現灰色,屬於立體方塊狀的金屬結構。

別看它長得像石墨,但是它的熔點和沸點要比石墨高上不少。

金屬鉬的熔點高達2600攝氏度,沸點約為4600攝氏度,密度奇高且韌性十足,常用於其他金屬的制作當中。

如果在鋼鐵工業當中,加入適量的鉬元素,可以提升鋼材的堅硬程度和耐腐蝕性,並提高鋼材的熔點。

在航空航天領域當中,鉬元素摻雜的復合材質,是建造耐高溫部件的重要原材料。

科學研究表明,含鉬量超過18%的 鎳基超合金 ,能夠耐得住3000攝氏度以上的高溫,非常實用。

因此,鉬元素也被運用到各種電子機械當中,成為一層堅硬的保護屏障。

鉬金屬不僅堅硬,而且表層的摩擦系數小,非常光滑,含有鉬元素的二硫化鉬也是重要的潤滑劑。

除了各種高端領域,鉬元素也被運用到 肥料 當中,使各種植物能夠正常生長。

科學界有傳,鉬元素很有可能在相關領域當替代石墨烯。

石墨烯由於其特殊的分子結構,具有很強的穩定性,能夠被運用到各種領域,尤其是新能源和晶體管等高端領域當中,石墨烯有著重要地位。

然而,相關研究表明,它相比石墨烯,性質更加優越。

美國加州納米技術研究院此前用輝鉬和二硫化鉬制作出了一種 新型芯片 ,這種芯片比普通芯片更小、更薄,並且延展性和成本要比石墨烯為原料芯片更優越。

只可惜,如今鉬元素為原料的芯片技術要求太高,無法用於批次生產,相信日後人類的技術進步,能夠從根源上解決這個問題。

無獨有偶,瑞士聯邦理工學院洛桑分校的科學家也利用鉬元素制作出了一種新型芯片。

科學家研究其性質的時候發現,鉬元素原料的 分子結構是二維的 ,所以它制作出的芯片極薄。

再加上延展性等特點,使得鉬元素芯片能夠植入到人體當中。

科學家表示,含有鉬元素的輝鉬是優秀的 半導體材料 ,在芯片、二極管等相關領域的制作中,有著無法估量的前景。

此外,鉬元素制作的鉬絲,被廣泛運用到切割領域,它的切割方式,絕對超乎大家的想象。

鉬絲的切割方式

我們生活中常見的切割方式是暴力破壞材質的物質結構,達到分離的目的,然而鋼鐵的材質特殊,常用的切割方式肯定不起效,這個時候就要用到線割。

利用鉬絲等工具制作的切割裝置被稱為線割器,它的結構很簡單,機器有一個凹槽,在兩端由一條鉬絲連線,絕大部份鋼鐵透過鉬絲,都能被輕松一分為二。

如此神奇的切割方式,它的 工作原理最要緊之處 在於這根 鉬絲

因為鉬絲上是通了高壓電流的,帶有電流的鉬絲與鋼鐵接觸,能夠瞬間產生高溫,將接觸點融化,達到切割的目的。

當然這樣的切割方式需要絲線擁有極高的熔點,而鉬絲恰好能夠滿足,是線割的主要原材料。

根據絲線的材質不同, 線割的速度 存在差異。

采用高熔點的銅、鐵等原材料的絲線,屬於低配版的線割機,本身的熔點並不是很高,能夠承受的電流弱,速度自然就低,並且耐磨性差,用不了多久就會出現損壞等情況。

而鉬絲則是高配版的線割機,本身材質穩定,只要電流足夠,高溫很容易就將鋼鐵給切割開來,非常的實用。

線割機的來源

這麽實用的線割機,又是誰發明的呢?

上個世紀中期,蘇聯的拉紮聯科夫婦發現,金屬在受到放電的火花時,會被腐蝕和氧化。

他們立刻反應過來,既然金屬擁有如此性質,為什麽不生產一個放電的火花裝置,來解決切割金屬的難題呢?

於是花了幾年時間,研發了 電火花加工 的方法,這是線割機的雛形,人們經過不斷地改良,終於在1960年,出現了第一台線割機。

然而,這樣的切割方法並不受到歐美人的認可,於是就轉賣到中國。

因此,中國是世界上第一個將線割機用於工業生產的國家。

一用嚇一跳,沒想到這種切割機如此好用,完美解決了工業生產中的許多難題。

經過中國科學家的多次改良,線割機的絲線也不斷更替,自從鉬元素的特性被發現後,鉬絲便成為線割機的重要部件,充分發揮了線割機的優勢。

如今,歐美國家也在使用線割機進行各類金屬 切割操作 ,中國的線割機發展水平水漲船高,實作了智能化操作。

中國較為高端的線割機主要采用微型電腦控制,對切割物件進行自動化、精準化操作,屬於世界一流切割技術。

了解完鉬絲制作的線割機操作後,相信大家對神奇的鉬元素又有了更多的了解,那麽它神奇的性質還有哪些呢?

鉬元素的價值

鉬可以用於 藥物制作 當中,比如,鉬酸銨就可以補充人體所需的鉬元素,適量使用可以加強孩童的健康發育。

利用鉬制作的合金優點很多,被廣泛用於各種領域。

只可惜,鉬在地球的儲量並不多可,開采量約為 800萬噸

如何將為數不多的鉬利用起來,是人類以後要思考的問題。