金属锰的发现与锰钢性质

金属锰的发现与锰钢性质


发布日期: 2016-10-24 更新日期: 2016-12-07 编辑:xuzhiping 浏览次数: 6927

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摘要: 金属锰的发现 锰在自然界的主要矿物有软锰矿、黑锰矿等。我国古代曾将软锰矿用做治病的药物,称为“无名异”。在欧洲,直到18世纪60年代,人们还认为软锰矿是含有锡、锌或钻的矿物。后来,瑞典化学家柏格曼对软锰矿进行了分析研究,确认它是一种新的金属氧化物,可惜他最终没...

金属锰的发现

锰在自然界的主要矿物有软锰矿、黑锰矿等。我国古代曾将软锰矿用做治病的药物,称为“无名异”。在欧洲,直到18世纪60年代,人们还认为软锰矿是含有锡、锌或钻的矿物。后来,瑞典化学家柏格曼对软锰矿进行了分析研究,确认它是一种新的金属氧化物,可惜他最终没有将这种金属分离出来。1774年,谢勒用软锰矿与盐酸反应发现了氯,但也未能解开软锰矿之谜。

最后,柏格曼的助手、瑞典化学家甘英将木炭粉、软猛矿与食用油调成糊状,然后放在坩锅中加热,使炭将软锰矿还原,熔炼出一颗钮扣那么大小的金属。

后来,柏格曼将这种新的金属元素取名为Manganese(Mn,锰),词根取自矿石的产地——希腊的马格尼希亚。

锰钢的性质

锰是一种银白色的金属,它的质地硬而脆。在空气中,金属锰的表面容易氧化生成褐色的氧化物保护层。

由于冶炼金属锰的成本比较高,因此在锰被发现以后相当一段时间内并未得到很好的应用。1882年,英国的冶金家罗伯特•哈德菲尔特首先将锰加入钢铁中,结果熔炼出一种既坚硬又富有韧性的合金钢。这种合金钢立即得到了冶金和机器制造界的推崇,并被大量应用于轧制火车的铁轨、制造桥梁的钢架以及构筑高楼大厦……一举成为“栋梁之材”,名震天下!

其实,哈德菲尔特研制用锰炼钢并非一帆风顺。最初,他用少量的锰(2.5%)加人钢铁中冶炼,结果炼出的钢材脆得根本经不起敲击;后来,他将锰的含量增至3.5%,炼出的钢铁简直像玻璃一样,一摔就破。因此,不少人对锰失去了信心,但哈德菲尔特继续坚持试验,当他将锰增加到13%时,终于炼出了一种既坚硬又富有靭性的优质钢材,人们喜欢称它为“锰钢”。

锰钢最大的特点是质坚、抗冲击、耐磨损,因此是制造拖拉机的履带、破碎机的钢锤和坦克的钢甲等的理想材料。锰钢也不易被磁化,所以也是制造舰船,特别是潜水艇的好钢材。锰钢还有吸收振动能量的特性,因此用它制造的有轨电车的车轮,噪声特别小。应用锰钢制成的自行车,不仅牢固耐用,而且十分轻盈。

此外,锰还可以与铜、铅等金属制成合金。其中锰铜合金是一种能够吸收振动能量的“消声合金”。在第一次世界大战期间,英国曾用“索诺斯同”合金(含锰54.25%,铜37%,铅4.25%,铁3%,镍1.5%)制造潜水艇的螺旋桨,它的振动噪声仅为普通螺旋桨的三分之一,因此具有很大的隐蔽性。还有,锰铜镍合金的电阻会随温度的上升而增加,所以是制造热电偶的常用材料。

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