合理使用金属材料和合成材料

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创建于02-15
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常见的金属制品有哪些?

一、金属结构

金属结构件是一种常见的金属制品,主要包括钢结构、铝合金、钛合金等材质。它们广泛应用于航空、航天、汽车、造船、桥梁、建筑等领域,具有强度高、稳定性好、寿命长等特点。

二、工艺品

金属工艺品是一种经过特殊加工处理后具有艺术价值和实用价值的金属制品,例如铜雕、铁艺、金属漆器等。它们不仅可以用于装饰和礼品,还可以作为收藏品,具有极高的价值。

三、厨具

金属制成的厨具广泛应用于厨房中,例如不锈钢锅、铝锅、铁锅等。不锈钢锅最为常见,它具有热传导均匀、易于清洗、抗腐蚀等特点,非常适合于健康饮食。

四、家具

金属制成的家具一般采用结构件与竹木、玻璃、皮革等材料组合而成,例如钢化玻璃茶几、铁艺餐桌、铝合金沙发等。这些家具具有美观大方、坚实耐用等特点。

五、电子产品配件

金属制品在电子产品中也广泛应用,例如手机外壳、电脑机箱、电子配件等。这些金属制品具有抗冲击、防腐蚀、抗氧化等特点,可以保护电子产品并提升其美观度。

总的来说,金属制品应用地广、用途多,不仅具有实用价值,还可以用于装饰、收藏等领域。它们的特点和应用范围也有所不同,在选择金属制品时需要根据实际需求进行选择。

如何辨别铁制品?

一、材料

铸铁是一种混合了铁、碳、硅等元素的合金材料,常见于锅、灯、门铃等制品中。辨别铸铁制品的一种方法是观察其颜色和质地,铸铁呈灰色、黑色或棕色,具有粗糙的质地,表面有坑洼和气孔痕迹。

二、重量

铸铁制品比同样体积的其他材料更重。通过比较不同材质的同类型制品的重量,可以判断是否是铸铁制品。要注意的是,铸铁制品的重量有时会受到其他因素的影响,如是否添加了其他材料或涂层。

三、表面

铸铁制品的表面通常有许多纹理、痕迹和细节。这些纹路和痕迹是铸造过程中留下的痕迹,而粗糙的质地和气孔痕迹也表明了其是铸铁制品。此外,铸铁在长时间使用过程中会产生细小的裂纹或缺陷,所以在购买铸铁制品时,应仔细检查表面是否有明显的缺陷。

四、声音

当敲击铸铁制品时,会发出清脆而沉实的声音,与其他材质制品的声音不同。这是由于铸铁的结构密度较高,声音在内部反弹并扩散,产生沉实的效果。使用这种方法来辨别铸铁制品时,应注意使用力度要轻,以免损坏制品。

防锈的方法。

1、涂层防锈

可以用涂层(如油漆)来减少锈的产生,涂层可隔绝环境对铁的影响。例如有封闭箱体的大型铁件结构(像船舶及汽车)常会在结构中注入含蜡的防锈油。钢筋混凝土是用混凝土包裹钢筋,且混凝土可使钢筋保持在碱性的环境中。

2、环境防锈

控制环境可以达到防锈的效果,例如控制湿度低于一定值,就可以减少或避免锈的形成。

3、设计防锈

适当的设计也有助于防锈,例如避免铁件暴露在水中,或是用耐蚀性较强的金属包裹铁件。

4、防蚀剂防锈

防蚀剂的使用,像气体或挥发性的防蚀剂就可以用在密闭空间内的防锈。

5、电镀防锈

电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程,是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止金属氧化。

6、清洁防锈

清洁防锈法是指经常清洁铁件表面,防止铁件发生氧化,减少铁锈的形成。


人造材料又称合成材料,是人为地把不同物质经化学方法或聚合作用加工而成的材料,其特质与原料不同,如塑料、钢铁等。人造材料中, 塑料、合成纤维和合成橡胶号称20世纪三大有机合成技术。它们的登台大大地提高了国民生活水平,对国计民生的重要性是不言而喻的。

塑料

1907年,美国工业化学家贝克兰再次研究苯酚与甲醛反应,并加入适量的填充剂,结果发现产品有韧性而且绝缘性能良好。于是,在1910年建成了年产1000吨的历史上第一家塑料制品厂。到1939年,产品发展到20多万吨。虽然氯乙烯是1912年发现的,但使它成为塑料却是在1932年,是由英国卜内门公司生产的。1947年,美国化学家杰勒留和孔宁合成了聚苯乙烯。到本世纪50年代,德国化学家齐格勒和意大利化学家纳培发明了新的催化聚合剂,才把塑料制造业推向高峰。此后高性能的塑料品种如雨后春笋般出现,常见的有聚丙烯、ABS、聚砜、聚碳不下数百种之多。全世界年产量已超过6000万吨,等于木材和水泥的总产量。

合成材料

合成材料是由两种或两种以上的物质复合而成并具有某些综合性能的材料。它分为结构复合材料和功能复合材料两类。复合材料是随着材料科学技术进步而发展起来的一种新兴材料。复合材料是一种很有前途的新兴材料,广泛地用于航空、宇航、化工、造船、汽车、电气制造等行业。

合成橡胶

合成橡胶也是从模仿和改造天然橡胶开始的。

1838年,美国工人古德意用松节油、硫磺、碳酸钙在高温下与生橡胶加热,获得性能优良的橡胶。从此,橡胶名声大噪,广泛地用作车胎、绝缘线等。由于汽车、飞机工业的迅猛发展,天然橡胶的产量有限,不能满足日益增长的需求。特别是第一次世界大战期间,德国受英国海军封锁,得不到东南亚、南美洲的橡胶,急需以代用品来解燃眉之急,因而,合成橡胶就应运而生了。当时,德国化学家首先用乙炔和丙酮合成2,3—二甲基丁二烯橡胶2350吨以解战争的急需。战后30年代,科学家们又合成了丁苯橡胶和西腈橡胶,虽成本高于天然橡胶,但质量已基本接近天然橡胶。1932年,美国化学家纽兰德先用乙炔氯化、聚合得到a一氯—1,3丁二烯单体,再聚合成氯丁橡胶。它有耐氧、抗震、抗热等优点,性能已超过天然橡胶了。50年代以来,合成橡胶产量已超过天然橡胶2倍,年产量达到600万吨。

合成纤维

至于合成纤维,最早是在改造天然纤维的基础上发展起来的。

1855年,德国化学家安地玛首先用浓硝酸处理桑树枝得到一种纤维,可惜它易爆燃,未能应用。1884年,英国化学家斯温曾用硝酸与纤维合成得到“安全人造丝”,并于1889年在巴黎博览会展出,曾轰动一时。

1935年,美国化学家卡罗泽斯以已二醇和己二酸首先合成尼龙—66,推出世界上第一个人工合成的纤维。1937年,德国有机研究所又合成尼龙—6。

1939年,日本化学家楼田一郎合成了能耐水耐热的尼龙纤维。1940年,英国化学家狄克逊合成涤纶纤维,当年即投产,产量达5万吨。如今,合成纤维产量日增,全世界年产量已达1500万吨,超过天然纤维的产量。

随着化学纤维的大量发展,纤维品种日益繁多,除了一般纤维外,化纤中出现了特种纤维、复合纤维、改性纤维等许多新的品种。为了便于生产管理和产品分析,需要对纺织纤维进行科学鉴别。

纤维鉴别包括形态特征鉴别和理化性质鉴别。

形态特征鉴别常用显微镜观察法。

理化性质鉴别的方法很多,有燃烧法、溶解法、试剂着色法、熔点法、比重法、双折射法、X射线衍射法和红外吸收光谱法等。

显微镜观察法

利用显微镜观察纤维的纵向和横截面形态,是鉴别各种纺织纤维的基本方法,常用以鉴别纤维大类。天然纤维各有特殊的形态,可以在显微镜下正确地辨认。例如棉纤维纵向呈扁平带状,有天然转曲,横截面呈腰圆形,有中腔。羊毛纵向有卷曲,表面有鳞片,横截面呈圆形或椭圆形。有些羊毛中间有毛髓。黄麻纵向有横节和竖纹,横截面呈多角形,中腔较大。

燃烧法

鉴别天然纤维的常用方法之一。由于纤维的化学组成不同,燃烧特征也不相同。可以根据纤维燃烧难易、是否呈热塑性、燃烧时产生的气味和燃烧后灰烬的特征等区别纤维素纤维和蛋白质纤维。棉、麻、粘胶等纤维素纤维与火焰接触迅速燃烧,离开火焰后继续燃烧,有烧纸气味,燃烧过后留下少量松软的灰色灰烬;羊毛和蚕丝等蛋白质纤维接触火焰时徐徐燃烧,离开火焰后继续缓慢燃烧,有烧羽毛臭味,燃烧过后留下黑色松脆灰烬。

熔点法

利用各种化学纤维的不同熔点也可以鉴别纤维。例如锦纶6与锦纶66的熔点不同,前者为216℃,后者为244℃。化学纤维的熔点,可以在附有加热载物台和温度计的偏振光显微镜下观察纤维消光时的温度来确定。熔点法适用于鉴别有明显熔点的某些合成纤维。

溶解法

根据各种纺织纤维在不同化学试剂中的可溶性能把纤维区别开来。一种溶剂往往能溶解多种纤维,因此用溶解法鉴别纤维时,要连续进行不同溶剂溶解试验才能确认所鉴别纤维的种类。溶解法在鉴别混纺产品的混合成分时,可先用一种溶剂溶解一种成分的纤维,再用另一种溶剂溶解另一种成分的纤维。这种方法也可用来分析混纺产品中各种纤维的成分和含量。溶剂的浓度和温度不同时,纤维的可溶性不同。

可将待鉴别的纤维放入试管中,注入某种溶剂,用玻璃棒搅动,观察纤维的溶解情况。如果纤维量极少,也可将试样放入带有凹面载玻片的凹面里滴上溶剂,盖上载玻片,直接在显微镜下观察。在用溶解法鉴别纤维时,应严格控制溶剂的浓度和加热温度,并要注意纤维的溶解速度。使用溶解法需要准确了解各种纤维化学特性,检验程序也比较复杂。

比重法

各种纺织纤维的比重不同,例如涤纶比重为1.38,锦纶比重为1.14,测量纤维比重就可以区别纤维品种。比重法一般不单独应用,而是作为证实某一纤维的辅助方法。

试剂着色法

由于各种纤维的结构不一,对碘、碘化钾溶液的着色反应不同,可以通过观察试剂作用后纤维的色泽、膨润情况,来对纤维进行鉴别。这种鉴别只适用于白色纤维,有色纤维要经过褪色后才能进行试验。试剂配制:在100毫升的饱和碘化钾溶液中溶解碘20克,调匀后再将纤维浸渍1分钟,经充分水洗后根据其色泽来判断。

染色法

用染色法来鉴别纤维,主要是利用各种纤维对染料上色反应的不同而加以区分。染色法有冷染法和沸染法两种。

将配方倒进50毫升乙醇中搅拌至溶解,再用蒸馏水稀释至500毫升备用。冷染法直接将纤维投入到溶液中染色,然后以冷水冲洗纤维,挤出水分,观察颜色进行鉴别;沸染法将纤维投入到溶液中染色,煮沸3分钟后冲洗3次,再投入到0.1%的胰加漂T溶液中漂洗,挤出水分,观察颜色进行鉴别。

双折射法

纺织纤维的折射率和双折射率与纤维分子的化学组成及其排列有关。不同纺织纤维的折射率和双折射率在一个比较狭窄的范围内波动。各种合成纤维的外观形态十分相似,但其化学组成各不相同,双折射法适用于鉴别各种合成纤维。常用的测量纤维折射率和双折射率的方法是液体浸没法和补偿法,也可用干涉法。

射线衍射法和红外吸收光谱法

由于各种纤维具有不同的结构,这两种方法都可以用来鉴别各种纺织纤维,其中以红外吸收光谱法更为有效。当X射线照射到纤维的结晶区时,有些被晶体的原子平面所衍射,其衍射角度决定于X射线的波长和晶体中原子平面之间的距离。由于各种纤维晶体的晶格大小不同,X射线的衍射图就具有特征性。拍摄未知纤维的衍射图,与标准的纤维衍射图相对照,可以鉴别未知纤维。

用红外射线照射纤维时,由于各种纤维具有不同的化学基团,在红外光谱中会出现这种纤维的特征吸收谱带。例如,涤纶在1725 cm处具有特征吸收谱带;腈纶在2240 cm处具有特征吸收谱带。根据各种纤维的特征吸收光谱带,可以区分各种纺织纤维。在鉴别纤维时,将未知纤维的红外吸收光谱与已知纤维的红外吸收光谱直接比较,就可以肯定这种纤维的种类。这种方法需要的试样少,一次试验即可定性,是纤维鉴别的可靠方法。

 纺织纤维的鉴别方法很多,在实际工作中往往不能使用单一方法,而需要使用几种方法,综合分析研究。系统鉴别纤维的程序,是把几种鉴别方法科学地组合起来。

常采用的是:运用燃烧法区别出天然纤维和化学纤维,用显微镜观察法区别各类植物纤维和各类动物纤维。对于化学纤维应用含氯和含氮分析法区别不含氯不含氮,含氯不含氮,不含氯而含氮,以及含氯也含氮四类,再根据化学纤维的熔点、比重、双折射率、溶解性能等不同,把各类合成纤维和人造纤维逐一加以区别。对于某些特种纤维,则用红外吸收光谱法鉴别。

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