科学|不锈钢——从垃圾堆中“捡”来的发现发明！
不锈钢的发明已有近百年的历史 。 随着材料科学的飞速发展 ， 不锈钢并没有因为其优异的性能而被淘汰 ， 而是与时俱进 ， 不断焕发出新的活力 。 尤其是对于这种从垃圾堆中“捡”来的发明 ， 它可以获得目前的状态 ， 这在一开始绝对是出乎意料的 。 垃圾堆“捡”来的不锈钢
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第一次世界大战开始后不久 ， 英国科学家亨利·布里利受英国军械库的委托修理和改进武器 。 当时 ， 士兵在前线作战中使用的步枪 ， 经过长时间的射击 ， 很快就被磨损了 ， 这不仅降低了射击精度和射程 ， 而且影响了步枪的使用寿命 。 他首先认为枪管不耐磨 ， 应该用坚硬耐磨的材料制成 。
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【科学|不锈钢——从垃圾堆中“捡”来的发现发明！】
于是布里利开始开发耐磨合金钢 。 他认为各种金属都有自己的优点 。 如果几种金属熔合成一种合金 ， 它们可能不容易磨损 。 他在钢中加入了各种元素 ， 做了很多实验 ， 但都不理想 ， 这让他非常失望 。 布莱尔测试过的每一块合金 ， 如果磨损不好 ， 他就把它丢在实验室外面的垃圾堆里 。 随着实验的继续 ， 垃圾堆里的垃圾越来越多 ， 布里利不得不把它清理干净 。 在清理垃圾时 ， 布里利的助手看到垃圾堆里的合金钢大部分都生锈了 ， 但有一种合金像镜子一样明亮 ， 没有生锈 。 助理很惊讶 ， 很快把它捡起来交给了老师 。 布里利接过闪闪发光的合金钢 ， 仔细看了一会儿 ， 纳闷：这么多合金钢都成了锈疙瘩 ， 为什么没有锈斑？布里利如获至宝 ， 对这种不锈钢进行了研究和分析 。 结果表明 ， 该钢含铬量为12.8% ， 含碳量为0.24% 。 他把铬钢分别浸泡在酸、碱和盐溶液中 ， 结果没有锈迹 。 没有发现耐磨材料 ， 而是无意中发明了“不锈钢” 。 其性能由耐磨合金钢转变为耐蚀合金钢 。 这种不锈钢价格昂贵 ， 因为它含有铬 ， 而且它比较软 ， 不耐磨 。 它有什么用？布瑞尔苦思冥想 ， 终于想到：明亮的不锈钢餐具实在太理想了 ， 既高贵又典雅 。 1916年 ， 布莱尔获得英国技术专利 ， 开始大量生产不锈钢 。 因此 ， 他被称为“不锈钢之父” 。
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不锈钢不锈之谜钢铁在潮湿的空气或水中 ， 会在其表面形成红褐色的铁锈 ， 这就是俗称的铁锈 。 如果在钢中加入铬使其变成铬钢 ， 钢就不会生锈 。 这是为什么呢？原来 ， 在元素周期表中 ， 铁和铬的排列位置很接近 。 它们具有相似的电子层结构和相同的晶格类型 ， 并且它们的原子可以在晶格中的任何位置被替换 。 正是这种结构变化导致了钢材性能的变化 。 具体来说 ， 普通钢材与水作用后 ， 其中的铁元素会与水形成水合氧化铁 ， 即红褐色锈 。 但加入铬后 ， 由于铬可以代替钢中的铁 ， 它不会产生水合氧化铁的锈 ， 所以它会变成耐腐蚀的不锈钢 。
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铬不锈钢可以通过在钢中添加铬来制造 。 同样 ， 如果加入镍、锰、钛、铜以及位置稍远的钼、铝、硅和一些稀土元素 ， 也可以制造出不同类型的不锈钢 ， 这为开发多种不锈钢、扩大其应用范围创造了有利条件 。 不锈钢中的“主角”布里尔利发明不锈钢后 ， 铬和镍被用作制造不锈钢的主要元素 。 例如 ， 最常用的铬镍不锈钢含有18%的铬和8%的镍 。 这样 ， 每年不锈钢生产中铬和镍的消耗量是相当可观的 。 然而 ， 地球上铬和镍的储量不仅少而且分布不均 。 例如 ， 铬主要储存在南非（占世界的70%）和津巴布韦（占世界的21%） ， 而镍主要储存在加拿大、中国和俄罗斯 。 因此 ， 铬和镍是许多国家的稀缺资源 。
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