必修一用途广泛的金属材料

必修一用途广泛的金属材料第1页，共61页，2023年，2月20日，星期一概

述

金属材料对推动社会文明的发展做出了巨大贡献。青铜时代和铁器时代曾在人类历史上留下光辉的篇章，钢铁的大规模应用则成为工业时代的基础。现在，新型金属材料层出不穷，在工业、农业、国防、科学技术以及人类生活等方面正发挥着日益重要的作用。第2页，共61页，2023年，2月20日，星期一第3页，共61页，2023年，2月20日，星期一青铜时代

青铜是人类历史上的一项伟大发明，是世界冶金铸造史上最早的合金。红铜加入锡、铅，成为一种新的合金，这种合金历经几千年的化学反应，其表面出现一层青灰色的锈，所以今人谓之"青铜"，而古人则将这种合金称之为"金"，文献中所讲"赐金"、"受金"多少，即指青铜。第4页，共61页，2023年，2月20日，星期一

青铜器则是以青铜为材料，采用一种非常特殊的工艺（今人称之为青铜铸造工艺）制作出来的器物，它是古代灿烂文明的载体之一。它用红铜(纯铜)与锡或铅的合金制造的器物。青铜硬度大、铸造性能好、耐腐蚀，适于制作工具、武器、日用器及雕塑艺术品，是人类最先广泛使用的金属器，在人类历史上促成了继石器时代、铜石并用时代之后的青铜时代。第5页，共61页，2023年，2月20日，星期一

青铜时代（BronzeAge）是由丹麦考古学家G·J·汤姆森首先提出来的人类物质进化史上的分期概念。世界上所有的古老文明都经历了石器时代、铜石并用时代、青铜时代和铁器时代。中国的先民在青铜时代（距今约4000年至2200年）创造了独步世界的青铜文化。从出土和传世的大量青铜器可见，古老的块范铸造技术在远古的中国已经发展到了登峰造极的地步，青铜器在中国先民的生活和精神体系中占据着举足轻重的地位。可以这样说，古代青铜器与青铜工艺的演化，不仅是中国人的物质进化史，更是中国人的精神进化史。第6页，共61页，2023年，2月20日，星期一

青铜材料的稀有和青铜铸造工艺的先进性，使得它与陶器、木器和石器等沉沦于日常物用的器具，走上了截然不同的发展道路。青铜鼎、簋、尊、盘、爵等作为食具、酒具、盛水器等实用功能与作为礼器在先民精神生活中标出的意义是互为表里、融贯一致的。可以说，没有古代青铜器，就不可能有商、周以来文质彬彬的贵族等级体制和先秦时代特色独具的权力表达系统。古代文明体制的核心，即所谓的"礼、乐、征伐自天子出"、"国之大事，在祀与戎"，无不与青铜文化有着千丝万缕的联系。

第7页，共61页，2023年，2月20日，星期一

作为古代礼治社会政治、经济权力的象征，王、侯所制造的鼎、簋也被视为国家权力合法性的来源。传说大禹"收九牧之金，铸九鼎，铸鼎于荆山下，各象九州物"是一匡诸侯、统治中原的夏王朝立国的标志。而"夏后氏失之，殷人受之；殷人失之，周人受之。"则是表明每一次王朝的代兴，"九鼎"便随之易手。春秋时，楚庄公向周定王的使者"问鼎之大小、轻重"，使得"问鼎"一词成为觊觎国家权力或泛指试图取得权威支配性的经典说法。置立于王室或宗庙内青铜礼器的转移，实质上是权力与财富的再分配所带来的政权转移，"九鼎"作为中央政权的象征，谁占有了"九鼎"，谁就握有全国最高的政治权力。同时，各级贵族在使用礼器的种类、数量上都有严格的规定，种类和数量的多寡直接代表了贵族等级的高低。所谓"钟鸣鼎食"，即是表示了家族人丁兴旺、仆役众多的宠大场面，成为贵族显示自己身份之高贵的标志。正如著名学者张光直先生所言："青铜便是政治和权力"。第8页，共61页，2023年，2月20日，星期一曾侯乙尊盘

铜敦第9页，共61页，2023年，2月20日，星期一第10页，共61页，2023年，2月20日，星期一生活中的金属材料

金属材料可分为两大类：钢铁(黑色金属）和非铁金属（或有色金属）。

含碳量在2%—4.3%的铁的合金为铸铁，含碳量一般在0.03%—2%的铁的合金为钢。在Fe-C合金中，有目的地加入各种适量的合金元素，来提高钢铁的强度、硬度、耐磨性和耐蚀性等性能。常用的合金元素有Si、Mn、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti、Nb、B等，形成了形形色色的合金铸铁或合金钢。

第11页，共61页，2023年，2月20日，星期一

非铁合金大体分为：轻合金（铝合金、钛合金、镁合金、铍合金等）、重有色合金（铜合金、锌合金、锰合金、镍合金等）、低熔点合金（铅、锡、镉、铋、铟、镓、汞及其合金）、高熔点合金（钨合金、钼合金、铌合金、钽合金等）、贵金属（金、银、铂、钯等）、稀土金属。其中应用最广的是铝合金。据统计，协和式超音速飞机全部结构的71%是用特殊的铝合金制造的，高速火车、汽车等交通工具对铝型材的用量需求不断加大；建筑装饰用的铝材越来越多，又漂亮、又耐蚀；电力系统和家用电器中铝导线的用量超过铜导线；用于软饮料包装的易拉罐，包装食品、巧克力和香烟的铝箔，还可用作电容器等。

第12页，共61页，2023年，2月20日，星期一金属材料的发展

近一二十年来，金属材料的发展受到了巨大的压力，这种压力来自外部和内部两个方面：来自外部的压力，从20世纪中期开始，高分子材料的崛起，尤其是工程塑料，从性能到应用许多方面已能和传统的金属材料相抗衡，加上原料丰富、价格便宜、产量以惊人的速度增长。与此同时，先进陶瓷材料也崭露头角，特别是现代电子工业中占有重要地位。因此，材料领域从金属材料的一统天下转变为金属、陶瓷、高分子材料三足鼎立的新格局。

第13页，共61页，2023年，2月20日，星期一金属材料的发展

另一方面是自身的压力，主要是能源、资源和环境三方面。金属材料的近百年的大力发展，某些主要的金属矿产资源日渐紧张，高品位的金属矿产很快减少，低品位的矿产使能源消耗和成本增加。金属工业是能源的最重要消耗者，也是严重的环境污染者。

这些问题对金属材料今后的发展提出了有力的挑战。第14页，共61页，2023年，2月20日，星期一一、常见的合金的重要应用合金基础知识

金属材料分为纯金属和合金。

合金由两种或两种以上的金属（或非金属熔化而成的具有金属特性的物质。合金的基本元素是金属，因此笼统地说，合金具有高强度、优良的塑性和韧性，耐热、耐寒，可铸造、锻造、冲压和焊接，还有良好的导电性、导热性和铁磁性，因此是一切工业和现代科学技术中最重要的材料。

第15页，共61页，2023年，2月20日，星期一合金可以分为三种类型（1）金属固溶体：这是一种金属均匀地分布在另一种金属内形成的复合体，是固态溶液。固溶体只有一种晶格类型。像黄铜（67%Cu，33%Zn）、银与金的合金都是金属固溶体。

（2）金属互化物：金属与金属之间生成的化合物。其组成有的是固定不变的，如铜化锌（ZnCu）、碳化铁（Fe3C）等；有的是可变的，如铜锡合金就有Cu5Sn、Cu31Sn8、Cu3Sn等多种不同组成。金属互化物不能用通常的化合价来解释。（3）机械混合物：其晶体由两种或两种以上的晶体结构混合而成，每一小晶体中只有一种金属。同前两类合金不同，机械混合物的组成是非均一的。钢、生铁、青铜等属这一类合金。从以上介绍可以看出，笼统地说合金是混合物或化合物都是不合适的。

第16页，共61页，2023年，2月20日，星期一典型的合金

铁合金知识

1．铁合金的定义和用途

铁合金是铁与一种或几种金属或非金属元素组成的合金。铁合金是炼钢和机械铸造业的主要原料之一，在炼钢和铸造时用作脱氧剂、脱硫剂和合金添加剂。

2．铁合金的分类

铁合金的品种很多，一般按照其所含元素分类。

(1)

硅铁：工业硅铁——含硅95%、75%、45%等硅铁

(见右图)

贫硅铁（含硅12%）

硅铝合金

硅钙合金

硅铁合金

第17页，共61页，2023年，2月20日，星期一(2)锰铁：高碳锰铁（含碳为7%）

中碳锰铁（含碳1.0—1.5%）

低碳锰铁（含碳0.5%）

金属锰

硅锰合金

(3)铬铁：高碳铬铁（含碳为4—8%）

中碳铬铁（含碳为0.5—4%）

低碳铬铁（含碳0.15—0.50%）

微碳铬铁（含碳为0.06%）

超微碳铬铁（含碳小于0.03%）

金属铬

硅铬合金

(4)其它铁合金。除了以上几类铁合金外，还有钨铁、钼铁、钛铁、钒铁、磷铁、硼铁、镍铁、铌铁、锆铁、稀土合金等。第18页，共61页，2023年，2月20日，星期一铜合金知识

工业中广泛使用的铜合金有黄铜、青铜和白铜等。

Cu与Zu的合金称黄铜，其中Cu占60％～90％、Zn占40％～10％，有优良的导热性和耐腐蚀性，可用作各种仪器零件。再如在黄铜中加入少量Sn，称为海军黄铜，具有很好的抗海水腐蚀的能力。在黄铜中加入少量的有润滑作用的Pb，可用作滑动轴承材料。

青铜是人类使用历史最久的金属材料，它是Cu-Sn合金。锡的加入明显地提高了铜的强度，并使其塑性得到改善，抗腐蚀性增强，因此锡青铜常用于制造齿轮等耐磨零部件和耐蚀配件。

第19页，共61页，2023年，2月20日，星期一

纯铜呈紫红色，故又称紫铜，有极好的导热、导电性，其导电性仅次于银而居金属的第二位。铜具有优良的化学稳定性和耐蚀性能，是优良的电工用金属材料。

目前已大量用Al、Si、Mn来代替Sn而得到一系列青铜合金。铝青铜的耐蚀性比锡青铜还好。铍青铜是强度最高的铜合金，它无磁性又有优异的抗腐蚀性能，是可与钢相竞争的弹簧材料。

白铜是Cu-Ni合金，有优异的耐蚀性和高的电阻，故可用作苛刻腐蚀条件下工作的零部件和电阻器的材料。第20页，共61页，2023年，2月20日，星期一镍铜合金键盘

制造打火机用铜合金线

第21页，共61页，2023年，2月20日，星期一

铝合金知识

铝合金是纯铝加入一些合金元素制成的，如铝—锰合金、铝—铜合金、铝—铜—镁系硬铝合金、铝—锌—镁—铜系超硬铝合金。铝合金比纯铝具有更好的物理力学性能：易加工、耐久性高、适用范围广、装饰效果好、花色丰富。铝合金分为防锈铝、硬铝、超硬铝等种类，各种类均有各自的使用范围，并有各自的代号，以供使用者选用。

铝合金仍然保持了质轻的特点，但机械性能明显提高。铝合金材料的应用有以下三个方面：一是作为受力构件；二是作为门、窗、管、盖、壳等材料；三是作为装饰和绝热材料。利用铝合金阳极氧化处理后可以进行着色的特点，制成各种装饰品。铝合金板材、型材表面可以进行防腐、轧花、涂装、印刷等二次加工，制成各种装饰板材、型材，作为装饰材料。

第22页，共61页，2023年，2月20日，星期一铝合金自动门是我国近年来发展的一种新型金属自动门。它是由铝合金型材和玻璃组成的门体结构及控制自动门的指挥系统组成的。铝合金自动门具有外观新颖、结构精巧、运行噪声小、启动灵活、可靠、节能等特点。铝合金自动门适用于高级宾馆、饭店、大厦、医院、候机楼、车站、商场(商店)、办公大楼、高级净化车间、计算机房等建筑设施的启闭。铝合金门窗是将经过表面处理的型材。通过下料、打孔、铣槽、攻丝、制窗等。

第23页，共61页，2023年，2月20日，星期一

铝合金万能吊架

加工工艺而制成的门窗框料构件，然后再与连接件、密封件、开闭五金件一起组合装配而成。

铝合金防爆材料是用特殊铝合金组成的一种网状结构材料，可以按一定密度方式充填在装有易燃、易爆液体的容器中。当该容器中的空气与其装载的液体蒸汽混合达到或超过爆炸极限时，如遇到明火、静电、撞击和雷击等，可以有效防制容器发生爆炸。

铝合金抑爆材料可应用于燃料运输车、流动加油车、机场加油车、飞机、船艇等运输工具的油箱和油罐抑爆，也可应用于各种存储汽油、柴油、丙酮、香蕉水等等瓶体或罐体的抑爆，极大地提高了各种运油运气、储油储气设备的安全系数。

第24页，共61页，2023年，2月20日，星期一铝合金电筒

铝合金门窗第25页，共61页，2023年，2月20日，星期一

镁合金知识

镁合金是实际应用中最轻的金属结构材料，但与铝合金相比，镁合金的研究和发展还很不充分，镁合金的应用也还很有限。目前，镁合金的产量只有铝合金的1％。镁合金作为结构应用的最大用途是铸件，其中90％以上是压铸件。限制镁合金广泛应用的主要问题是：由于镁元素极为活泼，镁合金在熔炼和加工过程中极容易氧化燃烧，因此，镁合金的生产难度很大；镁合金的生产技术还不成熟和完善，特别是镁合金成形技术有待进一步发展；镁合金的耐蚀性较差；现有工业镁合金的高温强度、蠕变性能较低，限制了镁合金在高温（150～350℃）场合的应用；镁合金的常温力学性能，特别是强度和塑韧性有待进一步提高；镁合金的合金系列相对很少，变形镁合金的研究开发严重滞后，不能适应不同应用场合的要求。第26页，共61页，2023年，2月20日，星期一镁合金可分为铸造镁合金和变形镁合金。镁合金按合金组元不同主要有Mg-Al-Zn-Mn系（Az）、Mg-Al-Mn系（AM）和Mg-Al-Si-Mn系（As）、Mg-Al-RE系（AE）、Mg-Zn-Zrn（ZK）、Mg-Zn-RE系（ZＥ）等合金。第27页，共61页，2023年，2月20日，星期一镁合金铸件

镁合金棒

第28页，共61页，2023年，2月20日，星期一

钛合金知识

钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。钛是周期表中第ⅣB类元素，外观似钢，熔点达1672℃，属难熔金属。钛在地壳中含量较丰富，远高于Cu、Zn、Sn、Pb等常见金属。我国钛的资源极为丰富，仅四川攀枝花地区发现的特大型钒钛磁铁矿中，伴生钛金属储量约达4.2亿吨，接近国外探明钛储量的总和。

第29页，共61页，2023年，2月20日，星期一纯钛机械性能强，可塑性好，易于加工，如有杂质，特别是O、N、C等元素存在，会提高钛的强度和硬度，但会降低其塑性，增加脆性。

钛是容易钝化的金属，且在含氧环境中，其钝化膜在受到破坏后还能自行愈合。因此，钛对空气、水和若干腐蚀介质都是稳定的。钛和钛合金有优异的耐蚀性，只能被氢氟酸和中等浓度的强碱溶液所侵蚀。特别是钛对海水很稳定，将钛或钛合金放入海水中数年，取出后，仍光亮如初，远优于不锈钢。

第30页，共61页，2023年，2月20日，星期一钛合金材料

钛的另一重要特性是密度小。其强度是不锈钢的3.5倍，铝合金的1.3倍，是目前所有工业金属材料中最高的。

液态的钛几乎能溶解所有的金属，形成固溶体或金属化合物等各种合金。合金元素如Al、V、Zr、Sn、Si、Mo和Mn等的加入，可改善钛的性能，以适应不同部门的需要。例如，Ti-Al-Sn合金有很高的热稳定性，可在相当高的温度下长时间工作；以Ti-Al-V合金为代表的超塑性合金，可以50％～150％地伸长加工成型，其最大伸长可达到2000％。而一般合金的塑性加工的伸长率最大不超过30％。

由于上述优异性能，钛享有“未来的金属”的美称，钛合金已广泛用于国民经济各部门，它是火箭、导弹和航天飞机不可缺少的材料。船舶、化工、电子器件和通讯设备以及若干轻工业部门中要大量应用钛合金，只是目前钛的价格较昂贵，限制了它的广泛使用。

第31页，共61页，2023年，2月20日，星期一钛合金材料

钛合金瓷牙

第32页，共61页，2023年，2月20日，星期一生活中的合金

首饰中的合金

人类早在6000年以前已经知道有黄金，并用黄金作装饰品。当今国际及国内市场上流行的金首饰主要有纯金、K金、铂金、K白金等制品。

纯金首饰是由纯金制成的。俗话说“金无足赤”，就是说纯金的含量也达不到100％，实际上金含量达到99％、99.9％的都称为纯金制品。这种纯金首饰质地柔软，色泽赤黄，永不泛色。但容易变形，容易磨损，不能镶嵌各种精美的宝石。

K金是在黄金中添加少量银、铜、锌等金属，以增强黄金的强度和韧性。为了表示K金中的黄金含量，常用K值来表示。24K的含金量约为99.99％,所以就是纯金。用作金首饰的材料一般为22K，20K、18K和14K等几种。

第33页，共61页，2023年，2月20日，星期一

铂金是一种天然纯白色的金属。

白金是黄金与钯、镍、银和锌等金属的白色合金，其中，黄金的质量分数最多为75％。故又称K白黄金。铂金稀有，年产量比黄金少很多，更为珍贵。铂金密度高，一件铂金首饰比一件K白金类似首饰重20%。铂金抗强酸、碱腐蚀，抗氧化，化学性质比K白金稳定。

黄金项链第34页，共61页，2023年，2月20日，星期一铂金首饰第35页，共61页，2023年，2月20日，星期一

制作眼镜架的合金材料

今时今日，纯金属及合金充斥了我们生活中的每一处。我们学生中不少人日日使用的眼镜中也不乏其身影。金属眼镜镜架特点为坚固，轻便，美观，是目前最常用的镜架。

常见的金属镜架

1、镍合金

特点：易于切割、焊接、电镀等加工过程。

因富弹性及能有抵御侵蚀功能，通常用作眼镜基本素材，如较粗的脚、鼻梁、横眉等部分。

锰镍合金镜架（图）

第36页，共61页，2023年，2月20日，星期一

2、不锈钢：是一种极具耐侵蚀功能的钢铁。

3、纯钛金：由于是一种轻巧（只有锌白铜的一半）及极具耐侵蚀功能的优质金属。

市场流行的金属眼镜架，多半是铜镍合金再镀金，镀钯而成的。光彩夺目，金光灿灿，是眼镜族首选品种。但有少数人戴铜镍合金架会引起皮肤过敏，带来不必要的痛苦。

纯钛金眼镜架完全不含镍，不会引起过敏，故在眼镜市场上流行起来。

钛金属眼镜架优点：

（1）.钛金属眼镜架，特别轻，戴钛架可大大减少鼻梁的压力。

（2）.钛金属架具有超弹性，永不变形。它化学稳定性好，非常耐腐蚀,也不会引起皮肤过敏。戴上钛金属架的眼镜，既轻巧、又结实。长期使用仍是光亮如新永不变形。

记忆钛金：又称为ＮＴ合金．混合了镍及钛金而成的合金．两者重量比例为55%:45%.ＮＴ合金非常轻巧（比一般钛合金约轻２５％），抵御腐蚀性强。

第37页，共61页，2023年，2月20日，星期一记忆钛金眼镜第38页，共61页，2023年，2月20日，星期一硬币材料简介各种硬币的材料：壹圆面值硬币铸造时间：1991年—1997年硬币材质：钢芯镀镍合金壹角面值硬币铸造时间：1991年—1997年硬币材质：铝镁合金

伍角面值硬币铸造时间：2002年—今年硬币材质：钢芯镀铜合金用来铸造硬币的合金需要具有什么性质？色泽光亮、耐磨、耐腐蚀、不易锈蚀、易加工等性质。

第39页，共61页，2023年，2月20日，星期一形状记忆合金

形状记忆合金(ShapeMemoryAlloy)，简称SMA，是具有形状记忆效应的合金。某些合金进行一定限度的变形后，在随后的加热过程中，当超过一定温度时，变形材料就能恢复到变形前的形状和体积，这种现象称为“形状记忆效应(ShapeMemoryEffect)”，简称SME。

1932年,瑞典人奥兰德在金镉合金中首次观察到“记忆”效应，即合金的形状被改变之后，一旦加热到一定的跃变温度时，它又可以魔术般地变回到原来的形状，人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金。记忆合金的开发迄今不过20余年，但由于其在各领域的特效应用，正广为世人所瞩目，被誉为"神奇的功能材料"。

第40页，共61页，2023年，2月20日，星期一第41页，共61页，2023年，2月20日，星期一原形

放入热水后

再放入冷水

记忆合金同我们的日常生活休戚相关。仅以记忆合金制成的弹簧为例，把这种弹簧放在热水中，弹簧的长度立即伸长，再放到冷水中，它会立即恢复原状。

第42页，共61页，2023年，2月20日，星期一

已发现的形状记忆合金种类很多，可以分为镍—钛系、铜系、铁系合金三大类。

另外，近年发现一些聚合物和陶瓷材料也具有形状记忆功能，其形状记忆原理与合金不同，还有待于进一步研究。用记忆合金制作的眼镜架。当这种眼镜架弯曲时，只要将它放入55。C的温水中，即可恢复到原来的形状。

第43页，共61页，2023年，2月20日，星期一欧美一些国家目前正尝试将形状记忆合金应用于治疗某些心脏疾病。采用这种方法治疗心脏疾病，可避免以前的开胸手术，并且愈后良好，十分适合青少年患者。

记忆合金用于骨骼固定

第44页，共61页，2023年，2月20日，星期一二、稀土金属

稀土是稀土元素(或称稀土金属)的简称，是17种元索组成的一个金属大家族，第三副族中的镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥等等15个镧系元素(拥有独特的4f电子轨道)以及性质与它们相近的钪和钇。“稀土”是由18世纪末被发现时而得名，当时认为它们很稀贵，其氧化物又有难溶于水的“土性”，故称为稀土。现在看来，稀土在地壳中的重量百分含量（克拉克值）比铜、铅、锌、银等常见金属元素还要高，性质也不像土，而是一组性质十分活泼的金属，但“稀土”这个奇特的名称却被沿用至今。

第45页，共61页，2023年，2月20日，星期一从1794年发现第一个稀土元素钇，到1972年发现自然界的稀土元素钷，历经178年，人们才把17种稀土元素全部在自然界中找到。今年由于工业提纯和冶炼技术的发展，除元素钷以外，都能获得高纯的稀土氧化物和稀土金属。稀土的应用也随着科技的发展从初级到高级，从19世纪末应用稀土制造汽汽灯纱罩、打火石和弧光灯碳棒等初级应用产品发展到现在把稀土广泛应用于彩电荧光屏、三基色节能灯、绿色高能充电电池、汽车尾气净化催化剂、电脑驱动器、核磁共振成像仪、固体激光器、光纤通讯和磁悬浮列车等高科技领域。

第46页，共61页，2023年，2月20日，星期一

我国是稀土资源最丰富的国家，稀土储量和产量均居世界首

位，在19个省市自治区都发现有稀土矿藏，而且矿物品种齐全。

举世闻名的白云鄂博矿不但是座巨大的铁矿山(包钢钢铁原料基地)，还是世界最大的稀土矿山，稀土储量几乎占世界总储量的一半(以轻稀土为主)，而且因稀土与铁共生。可以随铁开采综合回收利用，生产成本低，市场竞争力强。在四川凉山州和山东微山地区蕴藏着优质氟碳铈镧型轻稀土矿。广东和台湾沿海有丰富的独居石型稀土矿。特别令世人瞩目的是在我国南岭地区，包括江西、广东、福建、湖南、广西等省(自治区)蕴藏着我国所特有而又极为丰富的离子型稀土矿，它们所富含的钇、铽等中重稀土储量占世界一半以上。稀土金属是金属的后起之秀，从70年代初开始作为一种新型功能材料受到广泛注意，80年代起便进入了工业化应用开发阶段，其研究开发和市场发展的速度之快在金属材料史上没有先例。稀土金属很快就被用来制作打火石、刀具、特种钢、球墨铸铁、优质铝合金，已形成了一系列的产品。而当今令稀土金属更为引人注目的则是用来制作储氢和永磁材料。第47页，共61页，2023年，2月20日，星期一

作为储氢材料、稀土金属合金充当氢的载体，氢被储放在金属原子间的空隙中。这种方法可以获得比液态氢气的密度还大的储存密度，而且使用过程也很安全，是解决汽车未来能源问题的一个方向。用稀土合金作的镍氢电池具有高容量、长寿命、可快充放电、使用安全、无污染等特点，被称为“绿色电池”。电池应用于几乎所有的电子产品(如移动电话、收录音机、计算机、照相机、游戏机等)，也以作为动力用于电动汽车及航天器中。第48页，共61页，2023年，2月20日，星期一

另一方面，用稀土合金作的永磁材料具有极强的永磁特性，可以广泛应用到从小到手表、照相机、录音机、激光唱盘机、影碟机、摄像机等，大到计算机，汽车、发电机、医疗器械、悬浮列车等上面。用这种材料作的电子或电器产品的体积可以大幅度地减小，这就象半导体取代电子管减小体积一样，在航天和航空开发方面尤其具有价值。

第49页，共61页，2023年，2月20日，星期一

我国是稀土资源大国，然而我国目前可以生产的稀土产品非常单一，几乎都是一次性产品，即稀土氧化物，氯化物、碳酸盐、硝酸盐和金属元素。而可以直接用来制作电池电极，储氢材料，永久磁体的合金型稀土金属产品，尤其是优质的粉体产品不是不能生产就是生产的产品质量不过关。目前我国在世界上所占有的稀土金属市场很小，还摆脱不了出口稀土金属给外国，然后再从外国买稀土合金材料或产品的局面。积极开发稀土金属产品可以节约大量外汇，同时还可以开拓国际市场出口创汇。

第50页，共61页，2023年，2月20日，星期一金属元素对身体健康的影响

金属元素虽然在人体内的含量不多，但与人的生存和健康息息相关。它们的摄入过量、不足、或缺乏都会不同程度地引起人体生理的异常或发生疾病。金属元素最突出的作用是与生命活力密切相关，仅仅像火柴头那样大小或更少的量就能发挥巨大的生理作用。尽管它们在人体内含量极小，但它们对维持人体中的一些决定性的新陈代谢却是十分必要的。如缺锌可引起口、眼、肛门或外阴部发红、丘疹、温疹。又如铁是构成血红蛋白的主要成分之一，缺铁可引起缺铁性贫血。在抗病、防癌、延年益寿等方面都还起着不可忽视的作用。第51页，共61页，2023年，2月20日，星期一

1.铁铁是人体内需要的微量元素。一般人体内含铁量为4.2g～6.1g，人体内的铁有70%存在于血红蛋白和肌红蛋白内，25%以铁蛋白形式存在肝、肾、骨髓中，少量的铁是氧化酶的辅助因子。血红蛋白中的铁是人体内氧的输送者。它把肺吸收的氧气运输到全身各组织，供细胞氧化，又把细胞氧化所产生的二氧化碳运到肺部而呼出去。如果人体缺铁会引起贫血，肌肉细胞利用氧产生的能量的功能下降，从而减少热量的来源。成年男子每天需要从食物中摄取约10mg铁，含铁较多的食物有动物肝脏、心脏、瘦肉、蛋黄、紫菜、海带、黑木耳、芹菜、油菜和番茄等。膳食中的蛋白质和维生素C能提高铁的吸收率。但中国膳食中一般食用蔬菜量很大，仍为铁的重要来源。第52页，共61页，2023年，2月20日，星期一

2.锰锰是构成正常的骨骼所必须的物质，也是制取甲状腺素非常重要的物质。它能使食物充分消化吸收，能缓解神经过敏和烦躁不安，能解除疲劳，增强记忆力，能预防骨质疏松症。成年人每天摄取2mg-5mg即可满足需要。超过这个数量，就会中毒。坚果类、红叶蔬菜、豌豆、甜菜，以及味精制的谷类食品都是富锰的食物。时常头晕眼花、精神恍惚或记忆力不好的人，经常喝大量牛奶或吃大量肉类的人应增加锰的摄取量。第53页，共61页，2023年，2月20日，星期一

3.锌锌是人体中最重要的微量元素之一,主要集中在肝内和肌肉、皮肤之中。当锌缺乏时,会引起少女食欲减退、免疫功能低下、眼睛呆滞无神、皮肤粗糙易感染、贫血、视力下降、毛发枯燥,甚至引起肝脾肿大,从而导致发育缓慢。部分少女颜面痤疮、粉刺较多,也与锌元素缺乏有关。锌缺乏同样可用食补。一些动物食品,诸如牡蛎、鱼类、动物肝脏、肉类、蛋中含有大量的锌元素。含锌最高的组织是眼球的视觉部分和前列腺。锌参与核酸蛋白质的代谢过程，能促进皮肤、骨骼和性器官的正常发育，维持消化和代谢活动。发育中的儿童缺锌会引起食欲不振、生长停滞、嗅觉迟钝、性功能发育不全等因此，人们把锌称为“生命的元素”。在肉类、动物肝脏、蛋品和海鲜产品中特别是牡蛎都富含锌。其次，如牛奶、麦片、玉米、南瓜子等也含锌。当与维生素A、钙、磷一起作用时功效最佳。第54页，共61页，2023年，2月20日，星期一

4.铬铬盐属于有毒物质，但微