一万个为什么~

一、不同金属的优点（为什么铁在生活中起着如此重要的作用？）

  铁是一种非常有用的物质，原因在于：

• 相对而言，尤其是与木材或铜相比，铁非常坚固。
• 加热后，使用简单工具就能比较容易地将铁弯曲、塑形。
• 和木材不同，铁耐热性好，因此可用于制造引擎之类的东西。
• 铁可以被磁化，这在制造电机和发电机时非常有用。
• 铁的储量丰富，铁在地壳中的含量为5%，在某些地区的铁矿石中，铁的含量甚至高达70%。
• 相对而言，炼铁比较简单，只需使用简单的工具。

    如果将钢铁与铝等其他金属比较，不难发现钢铁在历史上享有重要地位的原因。炼铝需要消耗大量的电力。铝成型必须依赖浇铸或挤出工艺。炼铁则简单得多。人类使用铁的历史已有几千年，铝则是从20世纪开始才真正为人类所利用。（有趣的事实：华盛顿纪念碑顶端25.4厘米高的金字塔形尖顶是用铝而不是金制成的，因为在1884年，铝比金更贵重！）

    如果没有铁，人类就不可能制造出燧发枪等武器。所幸制造铁是比较容易的，原始社会中就有相应的工具。将来可能有一天，科技高度发达，铝、塑料、碳、玻璃纤维等将完全取代铁。但现在，出于经济因素的考虑，和这些贵得多的替代品比较，经济实惠的铁和钢还是有很大的优势。

    钢铁唯一的问题是易于生锈。但是通过涂层、电镀、镀铬或牺牲阳极等工艺，可以对生锈进行控制。

    自然界的两个巧合大大促进了人类前进的速度。其一是大量的有用之物（如铁矿石），其二是丰富的石油和煤，为炼铁提供能源。这是非常幸运的巧合，因为如果没有铁和能源，我们绝对不可能发展到如今的程度。

 

二、不同种类材料的优缺点。

金属：韧性好；
陶瓷：资源丰富、密度小、高模量、高硬度、耐腐蚀、膨胀系数小、耐高温、耐磨，但是，其脆性问题难以解决，且价格过高，难以广泛应用；

聚合物：易成型；

复合材料：

 

三、关于腐蚀。

 

　　广义的腐蚀指材料与环境间发生的化学或电化学相互作用而导致材料功能受到损伤的现象。

　　狭义的腐蚀是指金属与环境间的物理-化学相互作用，使金属性能发生变化，导致金属，环境及其构成系功能受到损伤的现象。

　　腐蚀的类型可分为湿腐蚀和干腐蚀两类。湿腐蚀指金属在有水存在下的腐蚀，干腐蚀则指在无液态水存在下的干气体中的腐蚀。由于大气中普遍含有水，化工生产中也经常处理各种水溶液，因此湿腐蚀是最常见的，但高温操作时干腐蚀造成的危害也不容忽视。

　　湿腐蚀金属在水溶液中的腐蚀是一种电化学反应。在金属表面形成一个阳极和阴极区隔离的腐蚀电池，金属在溶液中失去电子，变成带正电的离子，这是一个氧化过程即阳极过程。与此同时在接触水溶液的金属表面，电子有大量机会被溶液中的某种物质中和，中和电子的过程是还原过程，即阴极过程。常见的阴极过程有氧被还原、氢气释放、氧化剂被还原和贵金属沉积等。

　　随着腐蚀过程的进行，在多数情况下，阴极或阳极过程会受到阻滞而变慢，这个现象称为极化，金属的腐蚀随极化而减缓。

　　干腐蚀一般指在高温气体中发生的腐蚀，常见的是高温氧化。在高温气体中，金属表面产生一层氧化膜，膜的性质和生长规律决定金属的耐腐蚀性。膜的生长规律可分为直线规律、抛物线规律和对数规律。直线规律的氧化最危险，因为金属失重随时间以恒速上升。抛物线和对数的规律是氧化速度随膜厚增长而下降，较安全，如铝在常温氧化遵循对数规律，几天后膜的生长就停止，因此它有良好的耐大气氧化性。

　　腐蚀的形态 可分为均匀腐蚀和局部腐蚀两种。在化工生产中，后者的危害更严重。

　　均匀腐蚀 腐蚀发生在金属表面的全部或大部，也称全面腐蚀。多数情况下，金属表面会生成保护性的腐蚀产物膜，使腐蚀变慢。有些金属 , 如钢铁在盐酸中 , 不产生膜而迅速溶解。通常用平均腐蚀率（即材料厚度每年损失若干毫米）作为衡量均匀腐蚀的程度，也作为选材的原则 , 一般年腐蚀率小于 1 ～ 1.5mm, 可认为合用（有合理的使用寿命）。

　　局部腐蚀 腐蚀只发生在金属表面的局部。其危害性比均匀腐蚀严重得多，它约占化工机械腐蚀破坏总数的 70 ％ , 而且可能是突发性和灾难性的 , 会引起爆炸、火灾等事故。

 

四、最强的酸。

    王水   腐蚀性非常强、冒黄色烟的液体，是一种硝酸和盐酸组成的混合物，其中混合比例为1:3，还是少数几种能够溶解Au和Pt的物质 ；

    目前已知最强的超强酸是氟锑酸（en:Fluoroantimonic acid），一种氢氟酸（HF）与五氟化锑（SbF5）的混合物。强酸之中最强者是5价氟化锑溶解量为80%的氢氟酸。该种酸性溶液的酸性尚未测定，但即使稍弱的溶解量为50%的溶液酸度也比浓硫酸溶液强1018倍。超强酸是由两种或两种以上的含氟化合物组成的溶液。比如氢氟酸和五氟化铅按1 ：0.3（摩尔比）混合时，它的酸性是浓硫酸的 1亿倍；按1 ：1混合时，它的酸性是浓硫酸的10亿倍。能溶解不溶于王水的高级烷烃蜡烛。 
    酸碱中和反应的实质是质子的传递反应。超酸是指酸性比普通无机酸强106~1010倍的酸。魔（HSO3F－SbF5）是已知最强的超酸，许多物质（如H2SO4）在魔酸中可获得质子（即质子化）。

 

五、 什么叫金属强化的三种方法---时效强化,固溶强化,时效强化,它们的异同有那些?

时效强化是指在固溶了合金元素以后，在常温或加温的条件下，使在高温固溶的合金元素以某种形式析出（金属间化合物之类），形成弥散分布的硬质质点，对位错切过造成阻力，使强度增加，韧性降低。相应的操作就是常温时效和高温时效处理。
固溶强化就是合金元素在基体金属晶格中存在使晶格产生畸变，位错运动阻力加大。通常也是强度增加，韧性降低。与时效强化相比，可以是单相的，而时效一定多相。
另有细晶强化(也叫晶界强化)，可以通过形变-再结晶获得较细的晶粒，使强度和韧性同时提高。好像也是唯一的同时提升强度和韧性的方法。