【正文】 通過兩者合理配制，調(diào)節(jié)合金的吸放氫性能，制得在室溫下能夠可逆吸放氫的較理想的儲氫材料。 Mg、 Ca、 Ti、 Zr、 Y和 La等屬于第一種金屬， Fe、 Co、 Ni、Cr、 Cu和 Zn 等屬于第二種金屬。 1969年荷蘭飛利浦公司研制出 LaNi5儲氫合金，具有大量的可逆地吸收、釋放氫氣的性質(zhì)，其合金氫化物 LaNi5H6中氫的密度與液態(tài)氫相當(dāng)，約為氫氣密度的 1 000倍。 （ 2）儲氫合金 由于石油和煤炭的儲量有限，而且在使用過程中會帶來環(huán)境污染等問題，尤其是 20世紀(jì) 70年代全球石油危機(jī)，使氫能作為新的清潔燃料成為研究熱點。以波音 747為例，每減輕 1 kg，一年可獲利 2 000美元。主要應(yīng)用：① 機(jī)電類：電動機(jī)、發(fā)電機(jī)、磁選機(jī)、電磁式儀表、傳感器、電磁開關(guān)等； ② 家用電器及設(shè)備類：照相機(jī)、收錄機(jī)、激光唱機(jī)、錄像 機(jī)、空調(diào)、冰箱等； ③ 醫(yī)療器械類：心電圖儀、核磁共振成像儀、 X射線成像儀、磁療儀、磁按摩器以及外科手術(shù)器械等； ④ 辦公用品類：計算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)等； ⑤ 其他：用于衛(wèi)星導(dǎo)航的微波器件、用于航天飛機(jī)和陀螺儀的磁軸承、磁懸浮列車等。以后相繼研究成功 Sm2Co17 第二代和 Nd2Fe14B第三代稀土永磁材料。由于鐵氧體永 磁材料的化學(xué)穩(wěn)定性好而且生產(chǎn)工藝簡單，成本較低，磁性也不錯，至今仍是工業(yè)產(chǎn)量最大的永磁材料。 20世紀(jì) 30～ 60年代是永磁材料發(fā)展的第一個時期，如 FeNiAl系、 FeCrCo系、 CuNiFe系、 CuNiCo系、 FeCoV系和MnAlC 系等永磁材料，它們的磁能積為 40～ 88 kJ/m3。中國科學(xué)院物理研究所在 2020 年 2 月又合成了高質(zhì)量二硼化鎂新超導(dǎo)體，它具有易加工、電導(dǎo)率高、 使用方便等特點，有優(yōu)良的可應(yīng)用性，如在臨界電流可提供強(qiáng)電輸運、強(qiáng)磁場以及高品質(zhì)的微波元件，可制備更好的超導(dǎo)量子干涉器件。所用的超導(dǎo)線圈為 CuNbTi合金超導(dǎo)線，每個線圈重60 kg，總計使用超導(dǎo)線 2 t。超導(dǎo)線圈可產(chǎn)生磁懸浮列車所需的強(qiáng)大磁場。超導(dǎo)技術(shù)的關(guān)鍵是制作超導(dǎo)電纜。 超導(dǎo)電纜 隨著電力需求的不斷增長，發(fā)電站的容量逐漸增大，大功率、長距離、低損耗的輸電技術(shù)成為研究熱點。 超導(dǎo)儲能 超導(dǎo)儲能是一種利用超導(dǎo)磁體的電感儲能技術(shù)。 核磁共振譜儀 采用常規(guī)磁體或永久磁體的核磁共振譜儀的共振頻率只能達(dá)到 100 MHz。氫原子核需要的磁聲較小，相應(yīng)的電磁輻射是在兆赫范圍內(nèi)，很容易進(jìn)入人體。 超導(dǎo)的主要應(yīng)用有： 核磁共振成像 核磁共振成像一般是從氫原子核的核自旋變化信號中獲得的。 超導(dǎo)特性通常只用 Tc進(jìn)行比較，但實際上除了 Tc以外，還有兩個重要的評價超導(dǎo)指標(biāo)，即還必須有相當(dāng)高的超導(dǎo)破壞磁場（臨界磁場 Hc）和臨界電流密度 Ic。現(xiàn)已知道元素周期表上有 26 種金屬元素具有超導(dǎo)性，它們的 Tc 均在 10 K 以下，難以有實用價值。 1987 年美國宣布發(fā)現(xiàn) Tc為 98 K的超導(dǎo)材料，緊接著中國科學(xué)院物理研究所發(fā)現(xiàn)了 YBaCuO系超導(dǎo)體，轉(zhuǎn)變溫度在 100 K以上， Tc 為 K，超導(dǎo) 臨界溫度第一次突破了液氮溫度（ 77 K）。其中， 1973年發(fā)現(xiàn)了 Nb3Ge合金超導(dǎo)材料， Tc為 K，并保持 Tc最高值達(dá) 10 年以上，當(dāng)時認(rèn)為超過該值是極為困難的。在隨后的研究中，人們逐漸認(rèn)識到除了臨界溫度 Tc 外，還有臨界磁場強(qiáng)度 Hc和臨界電流 Ic這兩個臨界參數(shù)。他在測量水銀的低溫電阻時發(fā)現(xiàn)電阻隨溫度降低而下降，然后突然降為零，并將這種電阻為零時的溫度（ K）稱為臨界溫度，用 Tc表示。在紡織行業(yè)中，用鋁絲制做帶金屬光澤的裝飾線。將 %～ 6%的不銹鋼絲混在織物中可起到消除靜電的作用。由于金屬纖維的密度很高，所以它們只能增強(qiáng)那些對減輕重量無特別要求的材料，特別是混凝土和橡膠。品種有鋼絲、鋁絲、鎢絲、鈹絲等。 （ 1）金屬纖維 除了由大單晶組成的鎢纖維，所有其他的金屬纖維均是多晶無機(jī)纖維。 ③ 鑄造合金中的雜質(zhì)含量要高一些。添加到鑄造合金的元素目的是改善金屬液的流動性、鑄造組織或強(qiáng) 度。 鑄造銅合金與變形銅合金的區(qū)別主要是： ① 鑄造合金通常無論是熱加工或者冷加工，都較難以塑性變形。根據(jù)傳統(tǒng)的分類方法，銅 合金可分為紫銅、黃銅 (CuZn)、白銅 (CuNi)和青銅 (Cu與 Sn、 Al、 Be、 Si、 Mn、 Cr、 Cd、 Zr、 Ti等元素組成的合金的統(tǒng)稱 )四類。 銅合金具有優(yōu)異的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，良好的耐腐蝕性能，易于加工成型，又有足夠的強(qiáng)度、彈性和耐磨性，廣泛用于建筑、電氣、造船和化工等許多重要的工業(yè)領(lǐng)域。超硬鋁屬 AlZnMgCu系，是鋁合金中強(qiáng)度最高的一類。鍛鋁合金有 AlMgSi和 AlMgSiCu系普通鍛用鋁合金及 AlCuMgFeNi系耐熱鍛鋁合金三種。硬鋁屬 AlCuMg 合金系，具有很強(qiáng)的時效硬化能力，可熱處理強(qiáng)化。它們的主要性質(zhì)和用途列表如下： 種 類 主要性能 主要用途 AlSi 系鑄造鋁合金 高流動性、低收縮率和低熱裂傾向，良好抗腐蝕性及可焊性，低膨脹系數(shù) 適合鑄造形狀復(fù)雜的構(gòu)件 AlCu 系鑄造鋁合金 熱處理效果突出，熱穩(wěn)定性好 適合鑄造高溫工作的構(gòu)件 AlMg 系鑄造鋁合金 較 高的抗腐蝕性和強(qiáng)度，良好的切削性能和低的表面粗糙度 用于鑄造在海水中工作的構(gòu)件 AlZn 系鑄造鋁合金 抗腐蝕性及尺寸穩(wěn)定性較高，良好的可焊性，有明顯的時效硬化能力 適于砂型鑄造壓氣機(jī)活塞、氣缸座等 變形鋁合金 可分為防銹鋁、硬鋁、鍛鋁和超硬鋁四類。 鋁合金按生產(chǎn)工藝可分為鑄造鋁合金和變形鋁合金兩大類。如今，鋁合金已成為第二大金屬，其產(chǎn)量僅次于鋼鐵而超過其他有色金屬的總和。在碳素鋼里適量地加入一種或幾種合金元素，使鋼的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而使鋼具有各種不同的特殊性能，如強(qiáng)度、硬度大，可塑性、韌性好，耐磨，耐腐蝕，以及其他許多優(yōu)良性能。低碳鋼和中碳鋼用來制造機(jī)器零件、管子等，高碳鋼用來制造刀具、量具和沖壓模具等。根據(jù)含碳量的不 同，碳素鋼的性質(zhì)也各不相同，含碳量越高硬度越大，含碳量越低韌性越強(qiáng)。 碳素鋼 碳素鋼又叫普通鋼。鋼堅硬，有韌性、彈性，可以鍛打、壓延，也可以鑄造。在高爐冶煉過程中，鐵礦中的某些金屬元素如鉻、鎳 、鈷、鋇、鈦、鈮等大部分還原進(jìn)入鐵水。 按用途不同分，生鐵除煉鋼生鐵、鑄造生鐵外還有特種生鐵。球墨生鐵比普通生鐵好，它的某些性能接近于鋼，而價格卻比 鋼便宜得多。 球墨鑄鐵 把鑄造生鐵加熱熔化，并用鎂合金或稀土合金等處理，就能使鐵碳合金里的石墨從片狀變?yōu)榍驙睢Ｒ虼?，把這種生鐵稱為鑄造生鐵。由于石墨質(zhì)軟并有潤滑作用，因而這種生鐵具有良好的切削、耐磨和鑄造性能等。由于它的斷口呈白色， 又叫白口鐵。 煉鋼生鐵 碳在這種鐵的合金里主要是以碳化鐵的形態(tài)存在。生鐵里除含碳外，還含有硅、錳以及少量的硫、磷等，它可鑄不可鍛。氫氧化鋁凝膠有中和胃酸和保護(hù)潰瘍面的作用，可用于治療胃和十二指腸潰瘍、胃酸過多等。氫氧化鋁是典型的兩性氫氧化物，它既能溶于強(qiáng)酸生成鋁鹽溶液，又能溶于強(qiáng)堿生成偏鋁酸鹽溶液。H 2O〔即 AlO(OH)〕。 （ 2）氫氧化鋁又稱為氧化鋁的水合物，有三水合氧化鋁 Al2O3天然鋁土礦是制取氧化鋁的主要原料，一般含量可達(dá) 40%～ 60%，雜質(zhì)主要有二氧化硅、氧化鐵及稀散元素等。氧化鋁是電解法制金屬鋁的主要原料，所用的氧化鋁越純，煉出的鋁就越純。活性氧化鋁即γ 型氧化鋁，是一種多孔物質(zhì)，每克內(nèi)表面積可達(dá)數(shù)百平方米，有極高的活性，可吸附水蒸氣和許多氣體、溶液分子，常用作吸附劑、催化劑和干燥劑。人造寶石在性質(zhì)上不次于天然寶石，廣泛用于工業(yè)技術(shù)方面。Al2O3具有不同晶型，主要有 α 和 γ 兩種變體。 一般說來，碳酸和碳酸鹽的熱穩(wěn)定性有下列規(guī)律： （ 1） H2CO3＜ MHCO3＜ M2CO3（ M為堿金屬） （ 2）同一主族元素（如堿金屬元素）的碳酸鹽： Li2CO3＜ Na2CO3＜ K2CO3＜ Rb2CO3 （ 3）堿金屬碳酸鹽＞堿土金屬碳酸鹽＞過渡金屬碳酸鹽 、氫氧化鋁 （ 1） Al2O3俗名礬土，是一種難熔又不溶于水的白色粉末。 NaHCO3是發(fā)酵粉的主要成分，也用于制滅火劑、焙粉或清涼飲料等方面的原料，在橡膠工業(yè)中作發(fā)泡劑。 NaHCO3俗稱小蘇打，也叫生碳酸鈉或重堿或酸式碳酸鈉。NaHCO 3在工業(yè)上純堿可代替氫氧化鈉來中和酸，冶金工業(yè)用它作助熔劑，水的凈化中用它作軟化劑，機(jī)械零件表面的去油劑，以及用來制鈉的其 他化合物。碳酸鈉吸濕性很強(qiáng)，吸濕后可結(jié)成硬塊。 Na2CO3 存在于我國內(nèi)地的鹽堿湖中，低溫時，湖面上會析出晶體，叫做天然堿。7H 2O、 Na2CO3碳酸鈉以水合物存在時有Na2CO3 Na2CO3易溶于水，溶解時放熱。 、碳酸氫鈉 Na2CO3 又叫純堿，俗稱蘇打。Na2O2在工業(yè)上常用作漂白劑、殺菌劑、消毒劑、去臭劑、氧化劑等。 Na2O2可與空氣中的 CO2作用放出氧氣，因此常用在 缺乏空氣的場合，如礦井、坑道、潛水、宇宙飛船等方面，以供人們呼吸應(yīng)急用。在熔融狀態(tài)下， Na2O2幾乎不分解，但遇到棉花、炭粉或鋁粉時可發(fā)生爆炸。它的熔點為 675 ℃ ，有二水合物和八水合物。人體缺鈣，將影響兒童的正常生長，或出現(xiàn)佝僂??；對成年人來說，則患軟骨病，易發(fā)生骨折并發(fā)生出血和癱瘓等疾病；高血 壓、腦血管病等也與缺鈣有關(guān)。鈣能維持神經(jīng)肌肉的正常興奮和心跳規(guī)律，血鈣增高可抑制神經(jīng)肌肉的興奮，如血鈣降低，則引起興奮性增強(qiáng)，而產(chǎn)生手足抽搐（即 “ 抽風(fēng) ” ）。在血中 鈣的正常濃度為每 100 mL 血漿含 9～ mg，其中一部分以 Ca2+存在，而另一部分則與血蛋白結(jié)合。鈣占人體總重量的 %～ %，一般成年人體內(nèi)含鈣量約為 1 200 g，成年人每天需要鈣量為 ～ g。 鈣對于所有細(xì)胞生物體都是必需的。若缺鎂會導(dǎo)致冠狀動脈病變，心肌壞死，出現(xiàn)抑郁、肌肉軟弱無力和暈眩等癥狀。鎂占人體重量的 %，人體內(nèi)的鎂以磷酸鹽形式存在于骨骼和牙齒中，其余分布在軟組織和體液中， Mg2+是細(xì)胞內(nèi)液中除 K+之外的重要離子。鎂存在于葉綠素中。鉀同植物的光合作用和呼吸作用有關(guān)，缺少鉀會引起葉片收縮、發(fā)黃或出現(xiàn)棕褐色斑點等癥狀。 植物對鉀的需要同高級動物對鈉的需要一樣，鉀是植物生長所必需的一種成分。神經(jīng)細(xì)胞、心肌和其他重要器官功能都需要鉀，肝臟、脾臟等內(nèi)臟中鉀比較 富集。其主要癥狀是惡心、肌肉痙攣、神經(jīng)紊亂等，嚴(yán)重時會導(dǎo)致死亡。由于鈉在高級動物細(xì)胞外液中的濃度高于鉀的濃度，因此，對動物來說鈉是較重要的堿金屬元素，而對植物來說鉀是較重要的堿金屬元素。在人體血漿中， c(Na+)≈ mol/L， c(K+)≈ mol/L ；在細(xì)胞內(nèi)液中， c(Na+)≈ mol/L ， c(K+)≈ mol/L 。 Na+、 K+、 Mg2+、 Ca2+四種離子占人體中金屬離子總量的 99%。在化學(xué)工業(yè)上用來制造熱交換器、深度冷凍裝置等。銅及其合金在機(jī)械和 儀器儀表等工業(yè)上用來制造各種零件。水溶液中 +1價銅的化合物不穩(wěn)定，歧化生成單質(zhì)銅和 +2價銅。在一定溫度下，銅也能與鹵素、硫等非金屬反應(yīng)生成鹵化物或硫化物。高溫時銅可被氧化。銅和它的一些合金還有較好的耐腐蝕能力。銅稍硬，極堅韌，耐磨損，還有很好的延展性，容易鍛造和壓延成薄片，可軋成很細(xì)的金屬絲。 （ 5）銅 銅是人類發(fā)現(xiàn)最早的金屬之一，也是最好的純金屬之一。我國在春秋時代晚期已煉出可供澆鑄用的液態(tài)生鐵，隋唐時開始用煤煉鐵，明代已能用焦炭煉鐵。鐵和 它的化合物還用來做磁鐵、染料（墨水、藍(lán)曬圖紙、胭脂顏料）和磨料（紅鐵粉）。 鐵是生命過程所必需的元素，是紅細(xì)胞（血紅蛋白）的主要成分。濃的堿溶液能侵蝕鐵，生成高價鐵酸鹽。鐵紅熱時能與水反應(yīng)生成氫氣。 純鐵化學(xué)性質(zhì)比較活潑，是一種良好的還原劑。常見的化合價為 +2和 +3價。土壤中也含鐵 1%～ 6%。鐵分布很廣，能穩(wěn)定地與其他元素結(jié)合，常以氧化物的形式存在，有赤鐵礦（主要成分是 Fe2O3）、磁鐵礦（主要成分是 Fe3O4）、褐鐵礦（主要成分是 Fe2O3鋁和氯在高溫下反應(yīng)生成 AlCl3，和硫在 1 000 ℃ 以上時反應(yīng)生成 Al2S3， 和碳在 800 ℃ 以上時反應(yīng)生成 Al4C3。把鋁放入冷的濃硝酸或濃硫酸中會被鈍化，因此，濃硝酸或濃硫酸可用鋁的容器貯存。應(yīng)用此原理在冶金工業(yè)上用來制取鐵、錳、鉻、釩等金屬，如 Cr2O3+2Al=Al2O3+2Cr，這種方法叫鋁熱法。 鋁的化學(xué)性質(zhì)：鋁在氧氣中加熱時能劇烈地燃燒，發(fā)出炫目的 白光，并放出大量的熱。 鋁易于加工，可壓成鋁板或鋁箔，或拉成鋁線，擠壓成各種異形的材料。因此鋁是制造機(jī)器活塞、熱交換器、飯鍋和電熨斗的理想材料。 鋁是熱的良導(dǎo)體。以傳導(dǎo)等量電流而論，鋁的導(dǎo)電截面積大約是銅的 ，而鋁的質(zhì)量只有銅的一半。 鋁是一種良好的導(dǎo)電材料。此外，導(dǎo)彈、宇宙飛船、人造衛(wèi)星也大量使用鋁及其合金。某些鋁合金的機(jī)械強(qiáng)度甚至超過結(jié)構(gòu)鋼。鋁通常以化合狀態(tài)存在，已知的含鋁礦物有 250多種，其中最常見的是鋁硅酸鹽類，如長石、云母、高嶺石、鋁土礦、明礬石等。 （ 3）鋁 鋁是自然界中分布最廣的金屬元素。目前鎂的主要來源是先從海水中獲得氯化鎂，而后電解熔融氯化鎂來制取。鎂在生物化學(xué)上非常重要，它是構(gòu)成葉綠素的特征元素，在生物體內(nèi)也具有代謝功能；它也存在于人體細(xì)胞中。鎂能與氮、硫、鹵素等許多非金屬化合。它能與熱水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，在加熱時鎂還可把 CO2 還原成