TiAl金属间化合物的合金设计及研究现状
摘要：介绍了TiAl合金的研究背景与应用前景；论述了该类台金的成分设计与组织设计，指出和金元素的加入对其性能的影响；分析了该类合金的几种常用成形方法，并指出了各自的优点和缺点。
关键词：TiAl合金合金设计相图计算成形技术
1、前言
高温结构材料的研究、发展和应用是和航空、航天工业的发展息息相关的，也是21世纪航空航天推进系统实现革命性变革和发展的关键因素。对于航空发动机而言，发动机的温度和空气压缩比与燃料消耗速率和发动机的推力直接相关，提高工作温度和减轻发动机部件的质量足改善现有发动机的性能、研究高推重比新型发动机的两项主要措施。TiAl合金有金属键和共价键共存，使之兼有金属与陶瓷的性能，如高熔点、低密度、高弹性模量、好的高温强度（700~900℃）、好的阻燃能力、好的抗氧化性等优点，是一种很具应用前景的新型轻质耐高温结构材料。这主要体现在三个方面：第一，TiAl合金具有高弹性模量，比目前应用的结构材料高约50%，用TiAl合金制成的高温结构件能够承受更高频率的振动；第二，合金在600~800℃具有良好的抗蠕变能力，有潜力替代密度大的Ni基超合金作为一些部件的材料；第三，TiAl合金具有很好的阻燃性能，与Ni基超合金相当，可以替代价格昂贵的阻燃性Ti基合金部件。TiAl合金主要应用于航空航天及汽车领域，如发动机用高压压缩机叶片、低压涡轮、过渡导管梁、排气阀、喷嘴等［1,2］。
适宜的合金成分和组织结构是获得好性能的前提，合理的成形技术是获得较好性能产品的必要手段。近年来，通过成分优化、组织控制以及改善加工工艺等方法，使TiAl合金的室温塑性、强度、断裂韧性、蠕变性能以及抗氧化性能等都得到普遍提高［3,4］。本文综述了TiAl合金成分结构设计、相图方法设计和成形技术，并提出其应用的研究现状。
2、TiAl合金成分设计
工程应用的TiAl合金主要由大量的γ-TiAl（L10型结构）和少量的α2-TiAl （DO19型结构）组成。两相的晶体结构如图1所示。γ-TiAl晶胞的轴比为c/a=1.02，发生了轻微的畸变，在［001］晶向上分别由纯Ti原子平面和纯Al原子平面交替组成。
图1 γ-TiAl和α2-TiAl的晶体结构
TiAl基合金的组织和性能极大地依赖第三合金元素。添加合金元素会影响合金中的γ-TiAl和α2-TiAl的晶格常数及稳定性，影响合金的电子密度及键络，影响相体积分数及形貌、晶粒尺寸、层片间距及合金变形机制，因此可以通过合金化及微合金化手段改善合金。研究合金元素对晶格参数、显微组织的影响对理解合金的性能有很大的帮助。人们向Ti-Al合金中添加的元素大致可分为4类[5~7]：1）Cr．V和Mn等可改善延性，但却使抗氧化性降低；
2）Nb，Ta，W和Mo等可提高延性和抗氧化性；
3）Cr，V，Mn，Nb，Mo，Ta，Hf，Sn，W，Ca，Sb，La，B，C和N等可提高强度；
4）Sl，C，B，N，P．Se，Fe，Nj，Ca，Sb，Mo和Fe等可改善延性。
2.1 合金元素对晶体结构的影响
合金元素对性能的影响与添加元素在TiAl合金中的原子占位及对晶格参数的影响有关。添加的合金元素一般会占据γ-TiAl点阵结构的Ti位或Al位，根据Ti-Al-X三元相图中单相区的走向，可以判断有3类合金元素（表1）［8~11］。
表1 γ-TiAl中合金元素的原子占位情况[8~11]
由于原子特征参数不同，添加合金元素会在一定程度上引起γ相的晶格畸变，对γ-TiAl点阵常数产生影响。另外，晶格参数还受到材料的纯度，制备工艺，热处理状态等因素的影响，因此不同的研究者测定的结果不总是一致。一般来说，γ-TiAl晶胞的轴比c/a=1.01~1.03 ，随着Al含量的升高，a降低，c升高，c/a升高，认为其原因与形成换位缺陷有关。降低c/a和单胞体积能够提高合金的塑性。c/a值减小能增强晶体的各向同性，降低普通位错1/2<110]与超位错<101]之间的可动性差异，有利于塑性改善。单胞体积降低能增强Ti-Al原子间的相互作用，可有效地减弱共价键性，达到改善塑性的目的。表2总结了合金元素对TiAl合金γ相晶格参数的影响。
研究[12]表明，V，Cr和Mn元素的添加会导致合金电子浓度的提高，使成键电子云的球形化程度增大，增强了金属键，从而达到了改善合金塑性的作用。Nb加入后对Ti-Nb键影响很大，其共价电子对数比原Ti-Ti键的高，但是降低了Al-Al及Ti-Al键的共价键性。因此，Nb的加入提高了晶胞中键的强度，因而可以提高TiAl合金的强度，但不能提高或降低塑性。
表2 合金元素对TiAl合金中γ相点阵常数的影响
2.2 合金元素对组织及性能的影响
Al含量的变化影响着TiAl合金的凝固方式和显微组织，因而对性能影响较大。工程用TiAl合金的铝含量一般控制在42%~48%之间，通过合理控制Al含量引入适量的α2相（体积百分含量在5%~20%之间），可以使TiAl合金获得较好的综合性能。随着Al含量的降低，Al元素偏析程度降低，晶粒尺寸和层片间距降低，α 2相体积分数增加。
Mo，Ta和W能稳定TiAl合金中的β相，而Al元素是稳定α相元素，因此，合理控制Al含量和合金元素添加对于优化TiAl合金的相组成和显微组织很重要Cr，Mo，W和Nb等元素能扩大β区到高铝区，缩小α相区，出现三相共存区或者双相区。双相组织有很好的塑性，这对于TiAl合金的高温变形加工很有意义。
为增加γ-TiAl高温性能，目前的合金开发主要集中在高Nb合金上[13~15]。高Nb合金能降低层错能和有利于机械孪晶，导致相对高的断裂应变。另外，高Nb
含量可减少扩散过程，降低攀移位错速率，有利于蠕变稳定和热稳定，减慢相变和再结晶的动力。Nb能大大提高TiAl合金的抗氧化能力，这是因为Nb促进在底层上形成一个富Al层，阻碍外界氧的侵入。
细晶组织一般具有较好的性能，添加B，C，N和Y等元素可以形成稳定的沉淀相，从而细化TiAl合金组织及改善性能。图2表示了C，N和Y对TiAl合金晶粒尺寸的影响。TiC和TiN在高温下稳定存在，在合金凝固过程中领先析出作为异质形核位置细化晶粒，在随后的冷却过程中转变成Ti2AlC和Ti2AlN。稀土元素（Y，Ce等）对TiAl合金晶粒尺寸和层间距也有较强的细化作用。添加1.0%B能细化TiAl合金晶粒到60um左右。
图2 元素含量对TiAl合金晶粒尺寸的影响
3、相图计算在TiAl合金结构设计中的应用
采用传统的试验法来选定和设计TiAl合金成分和热处理工艺时，由于缺乏基础数据，会使得工作量非常大。单凭实验来构筑多元体系平衡及亚稳相图时间冗长、耗资巨大，而且提供的信息也非常有限。因此，利用相图热力学计算的方法建立TiAl体系的相平衡图，预测其在热处理过程中的相转变和微观结构，指导其具体的热处理制度设计，达到通过理论与计算来预测新材料的组分、结构与性能来设计性能的新的TiAl合金的目的。
由图3所示的Ti-Al二元体系相图可知，随着成分、温度的改变，γ有序相可以分别与无序固溶体α或其有序相α2共存，且在适当的成分和温度条件下，α
单相可经α α2+γ共晶反应形成α2 /γ全片层组织。这一重要相转变是γ-TiAl基金属间化合物成为极具工业应用潜力的结构材料和新材料研发的重要理论依据。
图3 Ti-Al体系相图
4、TiAl合金成行方法
TiAl基合金可用常规方法成形，这些方法包括铸造、铸锭冶金(IM)、粉末冶金(P/M)和超塑成形等。重要的合金化/熔炼工艺包括感应渣壳熔炼、真空电弧熔炼及等离子熔炼。
4.1 精密铸造
精密铸造技术是最早运用于T-Al基合金的成形技术[1]。它主要包括熔模铸造和金属模铸造。前者主要用于制备形状复杂的TiAl基台金部件，而后者则用于制备形状比较规则、产量大的部件。浇铸时通常采用压力铸造和反重力离心浇铸等方法。
熔模铸造方法的优点是费用低、易成形；缺点是在铸造TiAl基合金部件中存在较严重的铸造缺陷，因而力学性能尤其是窒温延性很低，且冷却时产生的应力也容易造成部件开裂。金属模铸造的优点是成本更低，适合批量生产，铸件的
晶粒比熔模铸造部件的细小，因而延性更高。此外，模具与合金熔体之间的反应很少，模具的磨损也不太厉害。但是，金属模铸造不能生产出低缩孔率的铸件。
4.2 粉末冶金(P/M)
铸造工艺中固有的成分偏析和晶粒大小不均匀现象难以消除，这是造成TiAl 合金铸件室温延性低的主要原因之一。粉末冶金可以使这些问题得到根本性的改善，因而成为TiAl合金成形技术的另一个重要研究领域。P/M工艺包括热加工方法和近型成形固化方法。热加工的P例显微组织比铸锭冶金的显微组织均匀细小。然而，因为组织细小，P/M合金缺乏抗破损能力(韧性及裂纹长大阻力)和高温性能(蠕变抗力)。此外，粉末加工制品的间隙元素成分难于控制，限制了该方法的应用。但是，近几年来在纯净粉末制备方法及固结方法方面的进展，似乎可以提高P/M，TiAl基合金在某些领域应用的可能性，而用其它方法则行不通。反应烧结方法采用元素粉固结及随后的热加工(例如低温挤压)，轧制成板材或锻造成近型成形部件。最终产品通过HIP完成中间化转化并除去剩余孔隙。反应烧结工艺可分为元素粉末钛和铝的常规真空烧结、热压与真空烧结或HIP相结合的工艺。
其他的在研究中的粉末冶金方法还包括机械合金化、粉末锻造、喷射沉积、振动反应合成、物理气相沉积、粉末轧制、爆炸成形及自蔓延高温合成等[16~21]。
4.3 超塑性成形
超塑性是指金属材料在特殊变形条件下显示很大的伸长率而不产生颈缩的现象。超塑性主要分为两类：一类是具有细小等轴晶粒的材料在较高变形温度和较低应变速率下表现出的超塑性，称为微晶超塑性(或结构超塑性)；另一类是在变形过程中由反复的循环相变或同素异形转变诱发的超塑性，称为相变超塑性(或动态超塑性)。
超塑性成形是利用材料在一定温度和应变速率范围内丧现出的超塑性进行材料成形的一种新技术一它具有大变形、无颈缩、小应力、易成形等特点：对于难变形的金属间化合物，超塑成形无疑是一种有效的成形方法。TiAl基合金属于难热加工变形材料，其铸态组织表现出低的热塑性变形能力。但是当其显微组织
中晶粒细小，或在具有较细晶粒的晶界上存在少量口相时，它表现出超塑
性。因此，利用TiAl基合金在一定条件下表现出的超塑性，可以对其进行超塑成形。尽管在TiAl基合金中也发现了动态超塑性[22]，但它通常表现为结构超塑性。因此，使TiAl基合金获得超塑性的关键是，使其具有超细晶粒并选择合适的成形温度和变形速率。
5、结束语
TiAl合金作为新一代极有前景的轻质高温结构材料，已经得到了广泛的关注，其具有良好的高温强度和抗氧化能力等高温性能，较其他合金有更广阔的应用前景，含（Nb）的TiAl合金被认为具有良好的综合性能。通过成分和结构设计，可以对TiAl合金的性能进行预测。如何更好地定义最优的显微组织、如何达成延性、蠕变性能及其它性能的平衡等成为当今研究TiAl合金材料的重点。
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《金属及其化合物》重要化学方程式再书写 1．钠及其重要化合物 (1)知识网络构建 (2)重要反应必练 写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写出离子方程式。 ①Na 和H 2O 的反应 2Na ＋2H 2O===2Na ＋＋2OH －＋H 2↑； ②Na 在空气中燃烧 2Na ＋O 2=====点燃 Na 2O 2； ③Na 2O 2和H 2O 的反应 2Na 2O 2＋2H 2O===4Na ＋＋4OH －＋O 2↑； ④Na 2O 2和CO 2的反应 2Na 2O 2＋2CO 2===2Na 2CO 3＋O 2； ⑤向NaOH 溶液中通入过量CO 2 OH －＋CO 2===HCO －3； ⑥将Na 2CO 3溶液与石灰乳混合 CO 2－3＋Ca(OH)2===CaCO 3＋2OH －； ⑦向Na 2CO 3稀溶液中通入过量CO 2 CO 2－3＋CO 2＋H 2O===2HCO －3； ⑧将NaHCO 3溶液和NaOH 溶液等物质的量混合 HCO －3＋OH －===CO 2－3＋H 2O ； ⑨将NaHCO 3溶液与澄清石灰水等物质的量混合 HCO －3＋Ca 2＋＋OH －===CaCO 3↓＋H 2O ； ⑩将NaHCO 3溶液与少量澄清石灰水混合 2HCO －3＋Ca 2＋＋2OH －===CaCO 3↓＋CO 2－3＋2H 2O 。 2．铝及其重要化合物 (1)知识网络构建
(2)重要反应必练 写出下列反应的离子方程式。 ①Al和NaOH溶液的反应 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑； ②Al(OH)3和NaOH溶液的反应 Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O； ③Al(OH)3和盐酸的反应 Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O； ④Al2O3和NaOH的反应 Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O； ⑤Al2O3和盐酸的反应 Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O； ⑥NaAlO2和过量盐酸的反应 AlO－2＋4H＋===Al3＋＋2H2O； ⑦向NaAlO2溶液中通入过量CO2气体AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3； ⑧将NaAlO2溶液与NaHCO3溶液混合 AlO－2＋HCO－3＋H2O===Al(OH)3↓＋CO2－3； ⑨将NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合 3AlO－2＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓； ⑩将AlCl3溶液与NaHCO3溶液混合 Al3＋＋3HCO－3===Al(OH)3↓＋3CO2↑。3．铁及其化合物 (1)知识网络构建
金属及其化合物知识点 1．金属原子的最外层电子排布特点 (金属原子最外层电子数较少。易失去最外层电子。) 2．在物理性质上金属有哪些共性？（常温下除汞外均为晶体，有金属光泽，是热、电的良导体，大多有良好的延展性。）3．金属的化学性质 (1)金属与氧气的反应①钠与氧气反应-常温：4Na + O2 == 2Na2O加热：2Na + O2△Na2O2; ②铝与氧气反应：通常与氧气易反应，生成致密的氧化物起保护作用 4Al + 3O2 == 2Al2O3 加热铝箔时，由于外层氧化膜的熔点比铝的熔点高，故熔化的液态铝并不滴落。除去氧化膜的铝箔加热很快生成新的氧化膜，熔化的液态铝并也不滴落。 ③铁与氧气反应：3Fe + 2O2点燃 Fe3O4(Fe2O3·FeO) （2）金属与水的反应①钠与水反应:2Na + 2H2O == 2NaOH + H2↑；实验现象：钠浮在水面 上，熔成小球，在水面上游动，有哧哧的声音，最后消失，在反应后的溶液中滴加酚酞，溶液变 红。 ②铝与水反应：加热时微弱反应 ③铁与水反应：高温与水蒸气反应3Fe + 4H2O(g) 高温Fe3O4 + 4H2↑。 （3）金属与酸的反应①钠与酸反应：如2Na + 2HCl == 2NaCl + H2↑,Na放入稀盐酸中，是先与酸反应，酸不足再与水 反应。因此Na放入到酸中Na是不可能过量的。比钠与水的反应剧烈多。 ②与酸反应：强氧化性酸，如浓硫酸和浓硝酸在常温下，使铝发生钝化现象；加热时，能反应，但 无氢气放出；非强氧化性酸反应时放出氢气。 ③与酸反应：强氧化性酸：常温下浓硫酸和浓硝酸使铁钝化。加热时，与强氧化性反应，但无氢气 放出。非强氧化性酸：铁与酸反应有氢气放出。 （4）某些金属与碱反应：和强碱溶液反应：2Al + 2NaOH + 2H2O == 2NaAlO2 + 3H2↑。 （5）金属与盐溶液反应：①钠与盐的溶液反应：钠不能置换出溶液中的金属，钠是直接与水反应。反应后的碱再与溶液 中的其他物质反应。如钠投入到硫酸铜溶液的反应式： 2Na + CuSO4 + 2H2O == Cu(OH)2↓+ Na2SO4 + H2↑。 ②铝与盐的溶液反应：如能置换出CuSO4、AgNO3等溶液中的金属。 ③铁与某些盐反应：如Fe + CuSO4 == Cu + FeSO4 , Fe +2 FeCl3 == 3FeCl2等。 4.金属的氧化物 (1)氧化钠和过氧化钠
常见物质的颜色的状态 1、白色固体：MgO、P2O5、CaO、NaOH、Ca(OH) 2、KClO 3、KCl、 Na2CO3、NaCl、无水CuSO4；铁、镁为银白色（汞为银白色液态） 2、黑色固体：石墨、炭粉、铁粉、CuO、MnO2、Fe3O4▲KMnO4为紫黑色 3、红色固体：Cu、Fe2O3、HgO、红磷▲硫：淡黄色▲ Cu2(OH)2CO3为绿色 4、溶液的颜色：凡含Cu2+的溶液呈蓝色；凡含Fe2+的溶液呈浅绿色；凡含Fe3+的溶液呈棕黄色，其余溶液一般不无色。（高锰酸钾溶液为紫红色） 5、沉淀(即不溶于水的盐和碱）：①盐：白色↓：CaCO3、BaCO3（溶于酸）AgCl、BaSO4(也不溶于稀HNO3)等②碱：蓝色↓：Cu(OH)2红褐色↓：Fe(OH)3白色↓：其余碱。 Cu CuO Cu2(OH)2CO3 CuSO4 Cu(OH)2 CuSO4溶液 红色黑色绿色蓝色蓝色蓝色 Fe Fe2O3 Fe3O4 Fe2+溶液Fe3+溶液Fe(OH)3 银白色红色黑色浅绿色黄色红褐色 在初三阶段，接触最多的沉淀可以总结为“六白”“一蓝”“一红褐” “六白”CaCO3 Ag2 CO3 BaCO3 BaSO4 AgCl Mg(OH)2 “一蓝”Cu(OH)2 “一红褐” Fe(OH)3 一。关键以下（1)Cu的：单质红色，CuO黑色，无水CuSO4白色，遇到水和其余二价铜蓝色 （2）Fe的：单质银白色，实验得到的单质黑色，二价铁浅绿色，三价铁中氧化铁红色，溶液黄色，Fe(OH)3沉淀红褐色 （3）白色的沉淀：BaCO3 CaCO3 BaSO4 AgCl，其中前面两个虽不溶于水，但溶于酸且放出二氧化碳。后面两个不溶于水，也不溶于酸。
第三章章末 专练 1．在实验室中，少量的钠保存在煤油里，说明钠的密度比煤油的大。( ) 2．将钠投进水中，钠漂在水面上，熔化的钠球四处游动，发出嘶嘶响声，说明钠的密度比水的密度小、钠与水反应放热且钠的熔点低。( ) 3．向钠和水反应后的溶液中滴加酚酞，溶液变红色，反应的离子方程式为：2Na ＋2H 2O===2Na ＋＋2OH －＋H 2↑。( ) 4．4Na ＋O 2===2Na 2O 和2Na ＋O 2=====点燃Na 2O 2可说明相同的反应物在不同的 条件下可能发生不同的反应。Na 2O 2是淡黄色固体，氧元素呈－1价，阳离子和阴离子的个数比是1∶1。( ) 5．Na 2CO 3的俗名为纯碱、苏打，NaHCO 3的俗名为小苏打，不稳定，既与酸溶液反应，又与碱溶液反应，离子方程式分别为：HCO 3－＋H ＋===H 2O ＋ CO 2↑、HCO 3－＋OH －===CO 32－＋H 2O 。( ) 6．焰色反应是大多金属元素的性质，属于化学变化。钠元素焰色为黄色，钾元素的焰色为紫色。( ) 7．将铝箔用砂纸打磨(或在酸中处理后，用水洗净)除去表面的氧化膜，再加热至熔化但铝不滴落。原因是由于铝很活泼，磨去原来的氧化膜后，在空气中又很快地生出一层新的氧化膜，起保护作用。( ) 8．铝与NaOH 溶液反应的离子方程式为：2Al ＋2OH －＋2H 2O===2AlO 2－＋ 3H 2↑，1 mol Al 分别与足量NaOH 溶液和稀盐酸完全反应，失去电子的物质的量相同。( ) 9．Fe 2O 3是红棕色粉末，俗称铁红，常用作红色油漆和涂料。( ) 10．在空气中，FeCl 2与NaOH 溶液反应得到白色絮状沉淀。( ) 11．CuSO 4·5H 2O 即胆矾也称蓝矾，历史上曾用于湿法炼铜，现在可用于配制波尔多液。( ) 12．合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面不同于各成分金属。例如，合金的硬度一般比它的各成分金属的大，多数合金的熔点一般比它的各成分金属的低。( ) 13．钢是用量最大、用途最广的合金；根据化学成分，钢可分为碳素钢和合金钢；根据含碳量不同，碳素钢可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。( )
金属及其化合物测试题 第Ⅰ卷（选择题，共54分） 一、选择题（每小题3分，共54分） 1．红珊瑚栖息于200～2000m的海域，产于台湾海峡、南中国海，它与琥珀、珍珠被统称为有机宝石。在中国，珊瑚是吉祥的象征，一直用来制作珍贵的工艺品。红珊瑚是无数珊瑚虫分泌的石灰质大量堆积形成的干支状物，其红色是因为在海底长期积淀某种元素，该元素是（）． A．N a B．F e C．S i D．C u 2．下列化合物中，不能通过化合反应而得到的是（）． ①S O3②F e（O H）3③H2S iO3④N a H C O3⑤F e C l2 A．③B．①③C．①⑤D．②③ 3．向100m L0．25m o l/L的A lC l3溶液中加入金属钠完全反应，恰好生成只含N a C l 和N a A lO2的澄清溶液，则加入金属钠的质量是（）． A．3．45g B．2．3g C．1．15g D．0．575g 4．下列有关铁元素的叙述中正确的是（）． A．氢氧化铁可以由相关物质通过化合反应而制得 B．铁是较活泼的金属，它与卤素（X2）反应的生成物均为F e X3 C．氢氧化铁与氢碘酸反应：F e（O H）3＋3H I＝＝＝F e I3＋3H2O D．铁元素位于周期表的第4周期ⅧB族 5．将a g C u O和F e2O3的混合物分成两等份，向其中一份中加入b m L c m o l/L的稀盐酸正好完全反应；另一份在加热的条件下用H2还原，反应完全时用去H2d L（折算成标准状况）。则d等于（）． A．11．2b c×10－3 B．22．4b c×10－3 C．22．4（3a－4b c×10－3）
高一化学金属及其化合物知识点总结 1．元素的存在形式有两种：游离态和化合态。 （1）钠镁铝只以化合态形式存在：钠元素的主要存在形式是氯化钠，镁元素的存在形式有菱镁矿，铝元素的存在形式有铝土矿。 （2）铁元素有两种存在形式：游离态的陨铁和化合态的铁矿石。 2．金属单质的用途： （1）利用钠元素的特征焰色（黄色）制高压钠灯，高压钠灯的透雾力强，可以做航标灯；利用钠单质的熔点低，钠钾合金常温下呈液态，做原子反应堆的导热剂；利用钠单质制备过氧化钠，利用钠单质还原熔融态的四氯化钛制备金属钛。 （2）镁条燃烧发出耀眼的白光，用来做照明弹。 （3）利用铝的良好导电性，做导线。利用铝块和铝粉的颜色都是银白色，铝粉制成银粉（白色涂料）。 3．金属化合物的用途： （1）过氧化钠做漂白剂，过氧化钠做水下作业、坑道下作业的供氧剂；氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠做食品添加剂；氯化钠做为制备单质钠和氯气的原料，氯化钠做为制备氢氧化钠、氢气、氯气的原料。 （2）氧化镁的熔点高，做耐高温的材料：耐火管、耐火坩埚、耐高温的实验仪器。 （3）明矾做净水剂。 4．金属的分类： （1）根据冶金工业标准分类：铁（铬、锰）为黑色金属，其余金属（钠镁铝等）为有色金属。 （2）根据密度分类：密度大于4.5g/cm3的金属是重金属：如铁、铜、铅、钡，密度小于4.5g/cm3的金属是轻金属：如钠、镁、铝。 5．氧化物的分类：二元化合物，其中一种元素是氧元素，并且氧元素呈负二价的化合物是氧化物。 （1）氧化物（根据氧化物中非氧元素的种类）分为金属氧化物和非金属氧化物。 （2）金属氧化物分为酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物。 （3）非金属氧化物分为酸性氧化物、不成盐氧化物。
表面工程技术 铝合金表面处理国内外研究应用现状Aluminum alloy surface treatment of domestic and foreignresearch and application status 学院名称：材料科学与工程学院 专业班级：复合材料1101 学生姓名：曹成成 学号：3110706055 指导教师：张松立 2014 年6 月
【摘要】综述了近年来铝合金表面改性技术取得的研究进展，介绍了镀层技术，转化膜处理技术、高能束表面处理技术等方法制备铝合金表面层的原理、特点及研究成果简要介绍了铝合金表面处理技术的新进展,重点介绍了铝合 金的阳极氧化、电镀、化学镀和微弧氧化、激光熔覆等工艺。 关键词:铝合金;表面处理;阳极氧化;电镀;化学镀;微弧氧化;激光熔覆 前言 铝是元素周期表中第三周期主族元素,为面心立方晶格,无同素异构转变,延展性好、塑性高,可进行各种机械加工。铝的化学性质活泼,在干燥空气中铝的表面立即形成厚约1～3 nm 的致密氧化膜,使铝不会进一步氧化并能耐水;铝是两性的,既易溶于强碱,也能溶于稀酸。铝在大气中具有良好的耐蚀性。纯铝的强度低,只有通过合金化才能得到可作结构材料使用的各种铝合金。铝合金的突出特点是密度小、强度高。铝中加入Mn、Mg 形成的Al-Mn、Al-Mg 合金具有很好的塑性和较高的强度,称为防锈铝合金,如3A21 ,5A05。硬铝合金的强度较防锈铝合金高,但防蚀性能有所下降,这类合金有Al-Cu-Mg 系如 2A11 ,2A12。Al-Cu-Mg- Zn 系为超硬铝,如7A04 ,7A09。新近开发的高强度硬铝,强度进一步提高,而密度比普通硬铝降低15 % ,且能挤压成型,可用作摩托车骨架和轮圈等构件。Al-Li 合金可制作飞机零件和承受载重的高级运动器材。通过在铝中加入3 %～5 %(质量分数) 的比铝更轻的金属锂,就可以制造出强度比纯铝高20 %～25 % ,密度仅2. 5 t/ m3 的铝锂合金。这种合金用在大型客机上,可以使飞机的重量减少5 t 多,而载客人数不减。 尽管铝合金材料具有密度小、热膨胀系数低、比刚度和比强度高等优点，但
金属及其化合物的综合推断题 1．A 、B 、C 、X 均为中学常见的纯净物，它们之间有如下转化关系(副产物已略去)。 A ――――――→＋X 一定条件反应①B ――――――→＋X 一定条件反应② C (1)若X 是强氧化性气体单质，则A 可能是______(填序号)。 a ．C b ．Al c ．Na d ．Mg (2)若X 是金属单质，向C 的水溶液中滴加AgNO 3溶液，产生不溶于稀HNO 3的白色沉淀，X 在A 中燃烧产生棕黄色的烟。B 的化学式为________；C 溶液在贮存时应加入少量X ，理由是(用必要的文字和离子方程式表示)________；检验此C 溶液中金属元素的操作方法是________________；向C 的溶液中加入氢氧化钠溶液，现象是__________；请写出此过程中属于氧化还原反应的化学方程式__________________。 (3)若A 、B 、C 均为含有同种金属元素的化合物，X 是强酸或强碱，则B 的化学式为_________，反应①的离子方程式为_______________________或________________。 答案 (1)ac (2)FeCl 3 2Fe 3＋＋Fe===3Fe 2＋，防止Fe 2＋ 被氧化 用试管取少量C 溶液，滴加KSCN 溶液，无颜色变化，再滴加氯水，溶液呈血红色，证明原溶液中有Fe 2＋ 存在 生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3 (3)Al(OH)3 Al 3＋＋3OH －===Al(OH)3↓ AlO －2＋H ＋ ＋H 2O===Al(OH)3↓ 解析 (1)X 是强氧化性气体单质，可联想到X 是O 2，则实现图示转化关系的可能为C ―→CO ―→CO 2或Na ―→Na 2O ―→Na 2O 2。(2)根据题意，可知X 为Fe ，A 、B 、C 分别为Cl 2、FeCl 3、FeCl 2。(3)当X 为强碱时，可实现图示转化关系为AlCl 3―→Al(OH)3―→NaAlO 2；当X 为强酸时，可实现图示转化关系为NaAlO 2―→Al(OH)3―→AlCl 3，因此B 为Al(OH)3。 2．现有一份由C 、Al 、Fe 、Fe 2O 3、CuO 中的几种物质组成的混合物粉末，某校化学课外小组取样品进行了如下实验(其中部分产物已略去)： [ (1)取少量溶液X ，加入过量的NaOH 溶液，有沉淀生成。取上层清液，通入CO 2，无明显变化，说明样品中不含有的物质是(填写化学式)________________。 (2)Z 为一种或两种气体： ①若Z 只为一种气体，试剂a 为饱和NaHCO 3溶液，则反应Ⅰ中能同时生成两种气体的化学方程式为______________________。 ②若Z 为两种气体的混合物，试剂a 为适量H 2O ，则Z 中两种气体的化学式是__________。
高一化学第三章金属及其化合物知识点归 纳 一、金属的物理通性：常温下，金属一般为银白色晶体（汞常温下为液体），具有良好的导电性、导热性、延展性。 二、金属的化学性质： 多数金属的化学性质比较活泼，具有较强的还原性，在自然界多数以化合态形式存在。
△△ Al(OH)3+NaOH=NaAlO-------------- 2Al(OH)==Al2Fe(OH)==Fe 3、盐 FeCl2FeCl3 颜色浅绿色黄色 与碱溶 液 FeCl2+2NaOH?=?Fe(OH)2↓+2NaCl FeCl3+3NaOH=?Fe(OH)3↓+3NaCl 相互转化2FeCl2+Cl2?=?2FeCl3 2FeBr2+Br2?=?2FeBr3 主要表现：性（还原性） 2FeCl3+Fe?=?3FeCl2 2FeBr3+Fe?=?3FeBr2 表现：性（氧化性） 检验遇KSCN不显血红色，加入氯水后显红色遇KSCN显血红色 用途净水剂等印刷线路板等 四、金属及其化合物之间的相互转化 1、铝及其重要化合物之间的转化关系，写出相应的化学反应方程式。 ⑩NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3↓+NaCl 2、铁及其重要化合物之间的转化关系， 写出相应的化学反应方程式。 附：1、焰色反应：用于在火焰上呈现特 殊颜色的金属或它们的化合物的检验。
注：观察钾焰色反应时，应透过蓝色钴玻璃，以便滤去杂质钠的黄光。 3、氧化铝、氢氧化铝 （1）Al2O3俗名矾土，是一种难熔又不溶于水的白色粉末。它的熔点、沸点都高于2000度。（2）氢氧化铝是典型的两性氢氧化物，它既能溶于强酸生成铝盐溶液，又能溶于强碱生成偏铝酸盐溶液。氢氧化铝可用来制备铝盐，作吸附剂等的原料。氢氧化铝凝胶有中和胃酸和保护溃疡面的作用，可用于治疗胃和十二指肠溃疡、胃酸过多等。
科技广场２０１５．１２ ０引言 随着工业化向现代化高速发展，节能减重环保型材料需求量剧增。这种需求，使得铝合金的用量逐年增加。铝在地壳中的含量很高，在所有金属元素中排第一，其年产量大于其他有色金属年产总和，且铝合金质轻无毒性易回收利用，满足轻量化环保型合金的发展应用。铝合金密度低、比强度高、熔点低、铸造性能好、力学性能佳、加工性能好、导电性、传热性及抗腐蚀性能优良的特点使其广泛应用于交通运输、航海航天航空、化工工业、食品工业、电子通讯、复合材料、金属包装、建筑、输电行业、文体卫生等领域[1-2]。铝合金在所有金属材料中的使用排第二，仅次于钢铁[3]。由于冶炼铝生产工艺的优化以及技术水平的提高，降低了铝合金的成本，铝合金的应用越来越广泛。本文论述了铝合金的特点、分类、研究现状及应用，并提出铝合金未来研究方向。１铝合金的研究现状 铝工业的发展进程不到两百年，但因其密度小、易导热导电、耐蚀性好，且能与其他金属形成优质铝基合金，因此，铝合金发展迅猛并广泛应用于汽车、船舶、火车、飞机、炼钢等领域，成为国富民强的重要材料。根据成分和工艺不同，可将铝合金分为铸造铝 铝合金的研究现状及应用 ＳｔａｔｕｓＱｕｏｏｆＲｅｓｅａｒｃｈｉｎＡｌｕｍｉｎｕｍＡｌｌｏｙｓａｎｄｔｈｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ 白志玲 Bai Zhiling （六盘水师范学院，贵州六盘水553004） （Liupanshui Normal University，Guizhou Liupanshui553004） 摘要：铝合金具有密度低、力学性能佳、加工性能好、无毒、易回收、导电性、传热性及抗腐蚀性能优良等特点，在船用行业、化工行业、航空航天、金属包装、交通运输等领域广泛使用。本文叙述了铝合金的特点、分类，综述了铝合金的研究现状及应用，指出目前铝合金在发展中存在的问题，明确了铝合金的研究方向。 关键词：铝合金；研究现状；应用 中图分类号：TG146文献标识码：A文章编号：1671-4792（2015）12-0018-03 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Aluminum alloys have been widely used in marine,chemical industry,aerospace,metal packaging, transportation and other fields owing to their merits,such as low density,good mechanical property,good cutting property,non-toxic,recyclable,electrical conductivity,thermal conductivity,good corrosion resistance and so on. The paper introduces the characteristics and classification of aluminum alloys,as well as the status quo in its re-search and application,points out existing problems in the development,and puts forward directions for researches in the future. Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Aluminum Alloys；Status Quo of Research；Application ★基金项目：六盘水师范学院高层次人才科研启动 基金（编号：LPSSYKYJJ201417）；贵州省科技厅联 合基金项目（黔科合LH字[2014]7460号） １８ DOI:10.13838/https://www.doczj.com/doc/2818477958.html,ki.kjgc.2015.12.004
第三章金属元素及其化合物方程式书写练习（必修一） 钠及其化合物（须注明反应条件，如为离子反应，请写离子方程式） 2.金属钠燃烧 3.金属钠与硫反应 4.金属钠与水反应 5.金属钠与盐酸反应 6.金属钠投入三氯化铁溶液中 7.金属钠投入到氯化铵溶液中并加热 8.氧化钠与水反应 9.过氧化钠与水反应 10.过氧化钠与盐酸反应 11.过氧化钠与二氧化碳反应 12.碳酸钠与少量盐酸反应 13.碳酸钠与过量盐酸反应 14.碳酸氢钠与过量盐酸反应 15.碳酸氢钠固体受热分解 16.向饱和碳酸钠溶液中通入二氧化碳 17.向碳酸氢钠溶液中加入过量的氢氧化钠溶液 18.向碳酸氢钠溶液中加入少量的氢氧化钙溶液 19.向碳酸氢钠溶液中加入过量的氢氧化钙溶液 20.氢氧化钠溶液中通入过量二氧化碳 21.氢氧化钠溶液中通入少量二氧化碳 铝及其化合物（须注明反应条件，如为离子反应，请写离子方程式） 1.铝在空气中缓慢氧化 2.电解熔融氧化铝制取铝单质 3. 铝与氢氧化钠溶液反应 4. 氧化铝与盐酸反应 5.氧化铝与氢氧化钠溶液反应 6.硫酸铝溶液与过量氨水反应 7.硫酸铝溶液与过量氢氧化钠溶液反应 8.硫酸铝溶液与少量氢氧化钠溶液反应 9.氢氧化铝与稀盐酸反应 10.氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应 11.氢氧化铝受热分解 12.向偏铝酸钠溶液中通入少量的二氧化碳 13.向偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳 14.向偏铝酸钠溶液中逐滴滴入稀盐酸至过量涉及的离子方程式：刚开始滴入至n(AlO2-):n(H+)=1：1时发生： ，当AlO2-消耗完后发生。
总反应： 15.向稀盐酸中逐滴滴入偏铝酸钠溶液至过量涉及的离子方程式：刚开始滴入至n(AlO2-):n(H+)=1：4时发生： ，当H+消耗完后发生。 总反应： 16. 向氯化铝溶液中逐滴滴入氢氧化钠溶液至过量涉及的离子方程式：刚开始滴入至n(Al3+):n(OH-)=1:3时发生： ，当Al3+消耗完后发生。 总反应： 17. 向氢氧化钠溶液中逐滴滴入氯化铝溶液至过量涉及的离子方程式：刚开始滴入至n(Al3+):n(OH-)=1:4时发生： ，当OH-消耗完后发生。 总反应： 18.用离子方程式表示明矾净水的原理 铁及其化合物（须注明反应条件，如为离子反应，请写离子方程式） 1.铁在纯氧中点燃 2.铁在常温下缓慢氧化 3.铁在氯气中燃烧 4.铁与硫蒸汽反应 5.铁与水蒸汽反应 6.氧化亚铁与稀盐酸反应 7.铁红与稀盐酸反应 8.磁性氧化铁与稀盐酸反应 9.氢氧化亚铁在空气中被氧化 10.铁盐溶液中加入铁粉的离子方程式 11.向氯化铁溶液中加入铜粉 12.向氯化铁溶液中加入锌粒 *13.氯化铁溶液与碘化钾（有还原性）反应的离子方程式 *14.向氯化铁溶液中通入硫化氢气体（有还原性）的离子方程式 *15.氯化铁溶液与亚硫酸钠（有还原性）溶液反应的离子方程式 *16.将二氧化硫（有还原性）气体通入氯化铁溶液中的离子方程式 *17.氢氧化铁与过量的氢碘酸（有还原性）溶液反应的离子方程式 18.硫氢化钾溶液与氯化铁溶液反应 19.硫氢化钾溶液与氯化亚铁溶液反应 20.向氯化亚铁溶液中通入氯气（强氧化性） 21.向氯化亚铁溶液中加入溴水（强氧化性） *22.氯化亚铁溶液与酸性高锰酸钾（强氧化性）溶液反应的离子方程式 *23. 向酸性氯化亚铁溶液中加入双氧水（强氧化性）的离子方程式 24. 氢氧化铁受热分解 钠及其化合物 1、4Na+O2=2Na2O 2、Na+O2=Na2O2(加热) 3、2Na+S= Na2S(加热反应，发生爆炸)
必修一金属及其化合物化学方程式 一、金属钠及其化合物 1、钠在空气中 （1）钠块在空气中变暗：2Na ＋ O2＝Na2O（白色固体）（钠长时间露置在空气中最终变为碳酸钠）（2）在空气中加热4Na＋2O2 ＝2Na2O2(淡黄色固体） 现象：钠融化成小球，然后剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成淡黄色固体 （3）2Na2O＋O2＝2Na2O2 2、钠与水反应（浮、熔、游、响、红） 2Na ＋ 2H2O ＝ 2NaOH ＋ H2↑ 2Na ＋ 2H2O ＝ 2Na+＋ 2OH-＋ H2↑ 3、钠与盐溶液反应（先水后盐） （1）与氯化钠溶液：本质上就是与水反应 （2）与硫酸铜溶液： 2Na ＋ 2H2O ＝ 2NaOH ＋ H2↑ 2NaOH + CuSO4 ==Cu(OH)2↓+ Na2SO4 总：2Na ＋ 2H2O + CuSO4＝ Cu(OH)2↓+ Na2SO4＋ H2↑ 2Na ＋ 2H2O+ Cu2+ ＝ Cu(OH)2↓+H2↑+ 2Na+ （3）与氯化铁溶液： 6Na+6H2O+2FeCl3=2Fe(OH)3↓+6NaCl+3H2↑ 6Na+6H2O+2Fe3+=2Fe(OH)3↓+6Na+ +3H2↑ 4、过氧化钠与水的反应（放热反应、Na2O2是强氧化剂，用于漂白） 2Na2O2＋ 2H2O ＝ 4NaOH ＋ O2 ↑ 2Na2O2＋ 2H2O ＝ 4Na+＋4OH -＋O2↑ 现象：产生大量气泡，带火星的木条复燃，试管外壁发热，滴加酚酞后溶液变红（振荡后褪色）碱性氧化物Na2O与水的反应Na2O＋H2O＝2NaOH Na2O ＋ H2O ＝ 2Na+＋2OH -5、过氧化钠可用在呼吸面具和潜水艇中作为氧气来源，原因是： 2Na2O2＋ 2CO2＝ 2Na2CO3＋ O2 碱性氧化物Na2O与二氧化碳的反应 Na2O+CO2===Na2CO3 6、过氧化钠与盐酸的反应 2Na2O2＋ 4HCl ＝ 4NaCl ＋ 2H2O+O2 ↑ 2Na2O2＋ 4H+＝ 4Na+＋2H2O＋O2↑ 碱性氧化物Na2O与盐酸的反应 Na2O ＋ 2HCl ＝ 2NaCl ＋ H2O Na2O ＋ 2H+＝ 2Na+＋H2O 7、氢氧化钠 （1）与酸性氧化物反应 a向NaOH中通入少量CO2：2NaOH+ CO2 (少量)== Na2CO3 + H2O OH -＋ CO2 (少量)= CO32-＋H2O b 继续向该溶液中通入 CO2： Na2CO3＋ H2O ＋CO2=2NaHCO3 CO32-＋H2O ＋CO2=2HCO3- c向NaOH中通入过量CO2：NaOH+ CO2（过量）== NaHCO3 a+b OH -＋ CO2 (过量)= HCO3- d向Ca(OH)2中通入少量CO2：CO2+Ca(OH)2(过量)===CaCO3↓+H2O Ca2++ 2OH -＋ CO2 (少量)= CaCO3↓＋H2O e继续向该溶液中通入 CO2：CaCO3+H2O +CO2=Ca(HCO3)2 CaCO3+H2O +CO2=Ca2++ 2HCO3- f向Ca(OH)2中通入过量CO2：2CO2(过量)+Ca(OH)2===Ca(HCO3)2 d+e OH -＋ CO2 (过量)= HCO3- CaCl2不与CO2反应：因为一般情况下弱酸不能制强酸 8、苏打（纯碱）与盐酸反应（根据滴加顺序不同，现象不同，所以可以鉴别盐酸和碳酸氢钠） ①向盐酸中滴加纯碱溶液 Na2CO3＋ 2HCl ＝ 2NaCl ＋ H2O＋CO2↑ CO32-＋ 2H＋＝ H2O ＋ CO2↑ △△
第三章金属元素及其化合物方程式书写练习（必修一）钠及其化合物（须注明反应条件，如为离子反应，请写离子方程式） 2.金属钠燃烧 3.金属钠与硫反应 4.金属钠与水反应 5.金属钠与盐酸反应 6.金属钠投入三氯化铁溶液中 7.金属钠投入到氯化铵溶液中并加热 8.氧化钠与水反应 9.过氧化钠与水反应 10.过氧化钠与盐酸反应 11.过氧化钠与二氧化碳反应 12.碳酸钠与少量盐酸反应 13.碳酸钠与过量盐酸反应
14.碳酸氢钠与过量盐酸反应 15.碳酸氢钠固体受热分解 16.向饱和碳酸钠溶液中通入二氧化碳 17.向碳酸氢钠溶液中加入过量的氢氧化钠溶液 18.向碳酸氢钠溶液中加入少量的氢氧化钙溶液 19.向碳酸氢钠溶液中加入过量的氢氧化钙溶液 20.氢氧化钠溶液中通入过量二氧化碳 21.氢氧化钠溶液中通入少量二氧化碳 铝及其化合物（须注明反应条件，如为离子反应，请写离子方程式） 1.铝在空气中缓慢氧化 2.电解熔融氧化铝制取铝单质 3. 铝与氢氧化钠溶液反应 4. 氧化铝与盐酸反应 5.氧化铝与氢氧化钠溶液反应 6.硫酸铝溶液与过量氨水反应 7.硫酸铝溶液与过量氢氧化钠溶液反应
8.硫酸铝溶液与少量氢氧化钠溶液反应 9.氢氧化铝与稀盐酸反应 10.氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应 11.氢氧化铝受热分解 12.向偏铝酸钠溶液中通入少量的二氧化碳 13.向偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳 14.向偏铝酸钠溶液中逐滴滴入稀盐酸至过量涉及的离子方程式：刚开始滴入至 -):n(H+)=1：1时发生： n(AlO 2 -消耗完后发 ，当AlO 2 生。 总反应： 15.向稀盐酸中逐滴滴入偏铝酸钠溶液至过量涉及的离子方程式：刚开始滴入至 -):n(H+)=1：4时发生： n(AlO 2 ，当H+消耗完后发生。 总反应： 16. 向氯化铝溶液中逐滴滴入氢氧化钠溶液至过量涉及的离子方程式：刚开始滴入至
金属及其化合物重要化学方程式总结Na、Na2O、Na2O2 钠与非金属反应 4Na+O2====2Na2O 2Na+O2点燃Na2O2 Cl2 +2Na点燃2NaCl 2Na+H2△2NaH 2Na+S====Na2S(爆炸) 钠与化合物反应 2Na+2H2O====2NaOH+H2↑ 4Na+TiCl4(熔融)====4NaCl+Ti 氧化钠和过氧化钠 Na2O+H2O====2NaOH 2Na2O+O2△2Na2O2 Na2O+CO2====Na2CO3Na2O+2HCl====2NaCl+H2O 2Na2O2+2H2O====4NaOH+O2↑(此反应分两步 Na2O2+2H2O====2NaOH+H2O2；2H2O2====2H2O+O2↑。H2O2的制备可利用类似的反应) 2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2 NaOH 2NaOH+2Al+2H2O====2NaAlO2+3H2↑ 2NaOH(过量) +CO2====Na2CO3+H2O NaOH +CO2(过量)====NaHCO3 2NaOH +SiO2====Na2SiO3+H2O(常温下强碱缓慢腐蚀玻璃) 2NaOH+Al2O3====2NaAlO2+H2O
2NaOH+Cl2====NaCl+NaClO+H2O NaOH+HCl====NaCl+H2O NaOH+H2S(足量)====NaHS+H2O 2NaOH+H2S(少量)====Na2S+2H2O 3NaOH+AlCl3====A l(O H)3↓+3NaCl NaOH+Al(OH)3====NaAlO2+2H2O NaOH+NH4Cl△NaCl+NH3↑+H2O 4NaOH + AlCl3====NaAlO2+ 3NaCl+2H2O NaAlO2 2NaAlO2+CO2+3H2O====2Al(OH)3↓+Na2CO3 3NaAlO2+AlCl3+6H2O====4Al(OH)3↓+3NaCl Na2CO3、NaHCO3 Na2CO3+SiO2高温Na2SiO3+CO2↑ Na2CO3+HCl====NaHCO3+NaCl Na2CO3 + CO2+ H2O====2NaHCO3 NaHCO3+HCl====NaCl+H2O+CO2↑ 2NaHCO3△Na2CO3 + CO2↑+ H2O Al 铝和非金属反应： 4Al+3O2点燃2Al2O3(纯氧) 2Al+3S△Al2S3 2Al+3Cl2△2AlCl3 铝热反应：2Al+Fe2O3高温Al2O3+2Fe
中国铝合金压铸业的发展及现状 发表时间：2018-06-11T13:51:27.290Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第36期作者：沙雯雯 [导读] 我国压铸业的发展始于二十世纪九十年代，当时虽然还是一个新兴行业。 广东鸿图南通压铸有限公司 226300 摘要：近些年来随着科学技术的不断发展，越来越多的合成材料被铸造出来并被广泛使用，其中压铸铝合金便是其中的一种。我国的航空航天、各式各样的电子产品、无人驾驶汽车等技术目前正发展的如火如荼，而在这些领域里就要广泛用到压铸铝合金，因为压铸铝合金具有非常好的耐腐蚀性、良好的导电导热性、超高的强度以及易于铸造和加工的特性。俗话说的好有需求就会有供应，因此我国的压铸铝合金年产量增加了将近八分之一，在有色合金压铸件的产量里占据了十分之一的地盘。不过话又说了回来，科学技术的进步为该行业的发展带来了无限的机会，在科技的不断推动下我国的铝合金压铸件会造的越来越来好，规模越来越大，铸件越来越优。本文对铝合金压铸业的现状和发展做了一定的研究，以期能够帮助到需要的从行业者。 关键字：铝合金压铸业；发展；现状 引言 我国压铸业的发展始于二十世纪九十年代，当时虽然还是一个新兴行业，不过该行业的发展速度却非常之快，并且随着科学技术的不断发展和人们日常生活的需要，铝合金压铸行业的发展变得越来越好，铝合金压铸产品的种类变得越来越丰富，不同种类的合金正在悄无声息的改变我们的生活。 1我国压铸行业标准的发展历史 在此之前先介绍一下我国压铸行业标准的发展历史，在二十世纪六十年代我国的压铸工艺已经初具规模，注意，是压铸工艺而不是压铸行业，但并没有一套成型的压铸标准，只能参考原苏联的压铸标准；到了二十世纪七十年代才制定了HB5012—1974《铝合金压铸件》以及GB1173—1177—1974《铸造有色合金》等标准；经过十年的发展之后制定的JB3018—3072-82《有色压铸合金技术条件》以及 JB2702—80《锌合金、铝合金、铜合金压铸件技术条件》标准；到二十世纪八十年代末，我国该行业相关人士初步商定要制定一个更加成熟的行业标准；自此到1994年我国正式发布了包括GB/T15114—94《铝合金压铸件》、GB/T15115—94《压铸铝合金》等在内的七个用于压铸行业的标准；至2009年，最新版的国家推荐标准正式出台，即以GB/T15114—2009《铝合金压铸件》和GB/T15115—2009《压铸铝合金》这两个标准代替GB/T15114—94《铝合金压铸件》、GB/T15115—94《压铸铝合金》这两个标准。 2我国铝合金压铸行业的现状 压铸铝合金行业的发展始于二十世纪九十年代，具体来讲该合金的大量使用是在1914年之后，自此之后它便与我们的生活息息相关，其发展速度也得到了空前的提高。当然，压铸铝合金也有类别之分，按硬度来划分的话可以分为高强度和中低强度的压铸铝合金，按合金种类不同可以分为Al-Mg、Al-SiCu-Mg、Al-Si-Mg、Al-Zn、Al-Si-Cu等几大种类。接下来就挑几种压铸铝合金给大家简单介绍。 2.1 Al-Mg系合金 用Al和Mg制造而成的合金压铸件通常用来给一些具有较高防腐要求和需要特殊外观的压铸件，该合金兼具Al和Mg的优点，不仅强度高而且抗腐蚀性好，相较于其他的合金来讲阳极化处理及承受抛光的性能会好一些。不过这种合金的压铸难度会比较大，在压铸的过程中必须非常小心，否则很容易压铸失败。 2.2 Al-Si合金 相较于Al-Mg而言该合金的制造工艺就相对简单了许多，不过任何事情都是相对的，因为其制造起来比较粗糙所以不会用来做一些对需要超高精度的铸件，但是该材料也具有良好的耐腐蚀性，因此可以用来铸造一些对精度要求不太高以及零承重或者微承重的铸件。 2.3 Al-Si-Mg系及Al-Si-Cu系合金 由三种金属铸造而成的合金比前两类合金具有更优的性能。目前用三种金属铸造而成的合金已经在世界上广泛使用，足以见得该合金的性能十分出众，并且该合金的产出量也占得合金产出总量的十分之七。尤其是Al-Si-Cu的压铸合金，人们越来越多的关注到了这类合金。值得注意的是该类合金是最先用压铸方法制造的合金，可见其地位不一般。总体来讲合金具有单一金属所没有的优点，这也是为什么它能够取代单一金属的地位。 3我国铝合金压铸行业的发展 任何行业的发展都需要一个漫长的过程，都会从萌芽走向成熟，铝合金压铸行业的发展也是如此，在该行业的发展过程中，不同的时期会根据当时社会发展的现状和需要诞生不同的压铸技术。所谓的压铸技术就是利用高压将所需要的金属化成熔液然后根据需要压入不同的模具中的一种精密铸造法。利用压铸造出来的合金通常要比用普通方法铸造出的合金性能更优。目前世界上已经有多种压铸方法的出现，比较常用的有半固态压铸技术、真空压铸技术、挤压压铸技术等。 半固态压铸技术指的是在合金熔液将要凝固时对其进行搅拌使其变成浆料，再将这些浆料压铸成我们所需要的铸件。当前用到的两种常见的工艺分别是触变成型工艺和流变成形工艺。 顾名思义，真空压铸法即要将压铸模具中的空气抽空，使得模具内的气压降低，在模具内外压强差的作用下降合金熔液压入模具内，与此同时合金熔液会在压力的作用下做模具内凝固成型。用这种方法压铸而成的模具的密度比较大，不会存在较多的气孔。 挤压压铸技术可以说是一个非常全能的压铸方法了，它不仅能替代上述两种我们提到的压铸方法，更能替代其他更多的压铸方法，因此我国的许多企业已经将该种压铸方法用于实际生产当中。用挤压压铸技术铸造出的铸件力学性能较高，铸件十分紧凑。 4结语 从上文可以看出铝合金压铸行业的发展已经变得越来越成熟，各种各样的铝合金压铸产品也越来越多，随着人们对大自然的认识的不断加深，各种各样的金属也不断被发现，因此各种各样的合金也在不断的被研制出来，在不同的行业应用不同的合金对铝合金铸造业的发展乃至整个社会的发展都有一定的推动作用。与此同时我们也要不断探讨研究和改进各种合金的铸造方法，通过一次次的实验确定合金材
常见金属及其化合物重要化学性质归纳总结（2016.10.20） 一、金属单质 1.与非金属单质反应： （1）与Cl2：分别写出Na、Mg、Al、Fe、Cu与Cl2反应的化学方程式： （2）与O2：分别写出Na、Mg、Al、Fe、Cu与O2反应的化学方程式： （3）与S：分别写出Na、Al、Fe、Cu与S反应的化学方程式： ★特殊反应特别记: ①Na与O2加热时反应的化学方程式： ②Mg与N2反应的化学方程式： ③Fe与Br2、I2反应的化学方程式： 2.与水反应： 分别写出Na、Mg、Fe与水反应的化学方程式： 3.与酸反应 ①与非氧化性酸 分别写出Na、Mg、Al、Fe与非氧化性酸（如盐酸）反应的离子方程式： ②与强氧化性酸： 分别写出Al、Fe（少量、过量）与稀HNO3反应的离子方程式： 分别写出Cu与稀HNO3、浓HNO3、浓硫酸反应的化学方程式： ★特殊反应特别记: 常温下，Al、Fe与浓硫酸、浓硝酸发生钝化 4.与盐溶液反应： 分别写出Na、Mg、Al、Fe与CuSO4溶液反应的离子方程式： ★特殊反应特别记: Fe与FeCl3溶液反应的离子方程式： 5. 特殊反应 ①Mg与CO2反应的化学方程式： ②Al与Fe2O3反应的化学方程式： ③Al与强碱溶液（如NaOH溶液）反应的化学方程式： 6.金属的冶炼 分别写出Na、Mg、Al、Fe的工业冶炼的化学方程式： 二、金属氧化物 1.与水 ①分别写出K2O、CaO、Na2O2与水反应的化学方程式： ②Al2O3、FeO、Fe2O3、Fe3O4、CuO （填“能”或“不能”）与水反应直接生成相应的氢氧化物。 2.与酸： 分别写出Na2O、MgO、Al2O3、FeO、Fe2O3、Fe3O4、CuO与盐酸反应的离子方程式： ★特殊反应特别记: ①分别写出Na2O2与水、盐酸、CO2反应的化学方程式： ②写出Al2O3溶于NaOH溶液反应的离子方程式： ③分别写出FeO溶于稀硝酸，Fe2O3溶于HI酸反应的离子方程式：