1、第 1 - 1 页 共 16 页 工 程 材 料 学第一章 绪 论第一节 概 述众所周知，二十世纪以来，人类的科学技术获得了飞跃的发展，如出现了核武器、人造卫星、计算机、机器人，这些成就的取得是和材料科学的进步分不开的，材料的发展在科技发展中具有举足轻重的地位，有时因为材料不过关，而使先进的技术无法为人们所利用。如超导现象，在 1911 年就由荷兰物理学家昂内斯在测定汞电阻和温度关系时发现了，但长期以来，没能找到能生产的超导材料，致使该技术无法得到利用，直到 50 年后，才逐步得到发展，但到现在还不能广泛应用。我们知道，材料、能源、信息是现代文明的三大支柱，而材料又是其它两者的基础。材料一般可
2、分为：金属材料、无机非金属材料和有机材料。以前这三类材料各自自立门户，在大学里也属于不同的专业，可它们之间有许多内在的联系。现在已越来越相互交叉，渗透和移植，忆汇合成一门多学科交叉的新科学材料科学。在材料的应用方面，到本世纪初虽然金属材料仍然占主导地位，但是无机非金属材料和高分子材料的工业应用比例将日益增长，并逐渐部分取代金属材料。因此，各个工业领域所采用的材料结构和比例将会发生很大的变化。新型材料的研制成功将促进新材料产业的形成和推动新型机械、电子产品的设计、制造以及传统产品的更新换代。作为从事金属材料的科技工作者，应当了解和适应材料科学的发展动向。主动去学习和了解高分子材料和无机非金属材料
3、的基本知识及其应用领域。否则一个金属材料工程师就无法做到“正确选择、合理使用材料” 。材料科学与工程是多专业贯穿的一个体系，需要进行跨部门多学科的交叉综合研究。第二节 材料科学的形成一、 细分化到综合现代科学发展的规律是从细分化走向综合。材料科学的形成和发展过程也遵循这一发展规律。1. 金属材料学科： 黑色冶金化学冶金 有色冶金最先从矿冶学中分出冶金 冶金 物理冶金力学冶金粉末冶金第 1 - 2 页 共 16 页 金属材料又细分为： 黑色金属材料有色金属材料稀有金属材料在我国高校：金属材料及热处理专业粉末冶金金属材料专业分设以下专业 高温合金精密合金金属腐蚀金属物理专业分得越细、知识面就越窄，
4、为了拓宽专业面，适应材料科学的发展，国家教委重新调理了专业。金属材料金属材料类专业包括三个专业方向： 热处理及表面技术粉末冶金金属物理专业改名为材料物理专业，面向三大材料。2. 化学学科无机化学 陶瓷化学： 无机化工学 硅酸盐材料学 玻璃有机化学 水泥有机化工学 耐火材料由于近代陶瓷学的发展， “陶瓷”的概念已非常广阔。它包括了硅酸盐、氧化物单晶硅、人造金刚石等。现在将陶瓷和碳素材料一起统称为无机非金属材料。高分子化学有机化学及化工分为： 高分子物理高分子物理化学我国在高分子材料方面设立了：高分子化学、高分子材料、高分子化工、化学纤维、橡胶制品、塑料成型加工工艺、复合材料等专业。现在又合并为高
5、分子材料与工程专业现在 金属材料科学材料科学划分为： 无机非金属材料科学高分子材料科学二、 从交叉、渗透到全材料科学三大材料学科之间的互相交叉、渗透、移植及相互借鉴，是由细化到综合，由经验发展成为全材料科学的内在联系及基础，具体表现为：第 1 - 3 页 共 16 页 1. 三大材料的交叉衍生出名目众多的复合材料如：以金属为基 加入陶瓷 可形成 金属基复合材料以陶瓷为基 加入金属 可形成 金属陶瓷材料以高分子材料为基 加入纤维 可形成 树脂基复合材料2. 基础学科向各材料学科的交叉、渗透如：物理、化学、力学、晶体学、材料热力学、动力学等与金属材料的交叉、渗透，形成物理冶金(金属学)固体物理与金
6、属学结合与深入形成金属物理学。3. 各材料学科之间的渗透、移植与借鉴如：把金属的一些结构、亚结构观念用于陶瓷。晶态金属可转变为非晶态金属，把这一概念向半导体移植，单晶硅转化为非晶态硅。又如：位错理论是用来解释金属实际强度低于理论硬度，但它也应用于半导体陶瓷。又如：断裂力学与复合材料又产生复合材料力学分支。4. 三大材料在制造技术上也是互相渗透、移植与借鉴的如：粉末冶金借鉴诉陶瓷制造技术。高分子材料的成型方式借鉴金属热加工原理。如塑料的注射成型是根据金属压铸成型原理发展起来的。而近年发展的陶瓷粉末注射成型技术又是从塑料工业引进到粉末冶金中的一种成型技术。5. 三大材料都同时引用某些新技术这些新技
7、术包括：超微细粉末技术、离子束、激光、计算机等新技术。如：激光技术应用第 1 - 4 页 共 16 页 等离子技术应用第三节 材料科学、材料工程和材料科学与工程“材料科学”是一门科学，它从事于材料本质的发现，分析和了解方面的研究，目的在于提供材料结构的统一描绘或模型，以及解释材料结构与性能之间的关系。“材料工程”着重把基础知识应用于材料的研制、生产、改性、应用。材料科学出现于 60 年代初，和材料工程月部分交叉，到了 70 年代材料科学与材料工程大部分重迭，于是形成了“材料科学与工程”这门学科。这样材料工程是由主要依靠经验的时代已过去，不熟悉材料科学，已不能成为一个现代意义的材料工程师了。而材
8、料科学家也愈来愈多地从最终应用出发进行研究。美国国家科学院材料与工程调查研究委员会对“材料科学与工程”的定义是：材料科学与工程(MSE)是关于材料成分、结构、工艺与它们性能与用途之间有关知识和应用的科学。第四节 工程材料的分类和新材料的发展趋势凡与工程有关的材料都称为工程材料。工程材料种类繁多，用途广泛，有许多不同的分类方法。工程上通常按化学分类法进行分类。工程材料： 金属材料陶瓷材料高分子材料复合材料 主要应用于：机械制造、航空航天、化工、建筑、矿山和交通运输等部门。第 1 - 5 页 共 16 页 随着时代的前进，材料科学也在快速发展，新型材料的研究水平反映了一个国家的科学水平，在 21
9、世纪，新材料的发展趋势如下：1. 继续重视高性能的金属材料在传统高性能金属材料上，通过优化合金成分(增加微量元素)，采用新工艺、新技术来改变其结构，从而获得优良的性能。2. 结构材料趋于复合化(复合材料)3. 低维材料将广泛应用零维(超微粒 )材料 如 纳米材料低维材料包括： 一维(纤维)材料 如 光纤二维薄膜材料 如 金刚石薄膜4. 非晶态(亚稳态 )材料日益受到重视5. 功能材料迅速发展6. 材料的设计及选用计算机化第五节 工程材料的选用原则选用材料的主要依据包括三个方面： 使用性能工艺性能经济性以金属材料为例一、 使用性能选材原则使用性能是指材料在使用过程中，能够安全可靠地工作所必须具备
10、的性能，力学性能它包含材料的： 物理性能化学性能对一般工件，使用性能中最主要的是材料的力学性能，即根据力学性能进行选材。二、 工艺性能选材原则第 1 - 6 页 共 16 页 金属的工艺性能是指它在不同的制造工艺条件下所表现出的承受加工的能力，它是物理、化学和力学性能的综合。按工艺方法不同，可分为： 铸造性能 锻造性能焊接性能热处理工艺性能切削加工性能 等在设计零件和选择工艺方法时，都应考虑材料的工艺性能。三、 经济性选材原则在满足工件性能的前提下，还应考虑材料的价格、加工费用和国家资源等情况，以降低产品的成本。第六节 新型工程材料简介一、 非晶态材料晶体原子严格按规则排列非晶态长程中原子排列
11、不规则的无序固体形态。非晶态金属又称为金属玻璃，因为这种金属材料象玻璃一样，没有晶体结构。我们知道，晶体金属是由无数个晶粒组成的，晶粒之间有晶界存在，在金属中存在有成份偏析和晶体缺陷，从而影响了金属的性能，而金属玻璃由于没有晶粒和晶界，避免了缺陷的存在，因而在力学，电学，化学等方面都显示了其特殊的性能。非晶态的强度高达 4000Mpa(400Kg/mm2)，远远高于目前世界上最好的超高温度钢的强度 2800Mpa(280Kg/mm2)，非晶态合金的疲劳强度也很高。非晶态合金的延伸率低，但不脆，而具有很高的韧性，因此非晶态合金有可能成为的超高强度结构材料。它可以被用来制作高温控制电缆、轮胎、高压
12、管道等的增强带，制作刀具(如保安刀片)，甚至制作高温火箭壳体。非晶态合金具有的软磁性能。它的铁损小，只有硅钢片的 ，使总310能量损耗减少 60%，可以大大节省能源。据统计，我国 1980 年发电 2.91011 度，如果用非晶态合金作配电变压器的铁芯(硅钢片)，那么一年可节电 0.89109 度，相当于一座 20 万千瓦火力发电机组一年的发电量。非晶态合金又是一种良好的磁记录材料，用它制作的薄膜磁盘材料的记录宏度是一般材料的 45 倍，用非晶态合金做的录音机磁头的耐磨必比普通第 1 - 7 页 共 16 页 材料要高几十倍。非晶态合金具有的耐蚀性，其耐蚀性比最好的不锈钢要高 100 倍，可以
13、用来制造耐腐蚀管道，电池电极，污水处理系统中的零件等。非晶态合金还可用来做焊料，化工用催化材料，太阳能材料，超导材料，低声衰材料等。非晶态金属的制作原理：我们知道，固态金属是晶体，而液态和气态金属则是完全无序的，若将液态或气态的金属进行超高速冷却，使金属来不及结晶，则可获得非晶态金属。制备方法可分为三大类： 气体制备方法：如真空蒸发，溅射，化学沉积等离子镀等。该法非晶态材料的生长速率非常低，一般只用来制备薄膜。 液体制作方法：目前应用最多的一种方法。如喷射法、活塞砧法、离心洗、单辊法、双辊法等(最常用方法)。可制成薄带、细丝或粉末。 由结晶材料通过辐射、离子注入、冲击波等方法制作非晶态材料。用
14、激光或电子束辐射金属表面，使表面局部熔化，再以 41045106K/s的速度冷却，可在金属表面产生 400m 厚的非晶层。将熔化的金属直接喷射在线速度为 2050 米/秒的高速旋转的冷却辊上，以10 6/s 的速度冷却，凝固成 0.010.1mm 厚的非晶薄带，宽度可达 100mm 以上。三、 超导材料我们知道，由于导电材料存在着电阻，电流通过导线就会发热而产生损耗。如果能找到一种电阻为零的材料，用来输电将是十分理想的。这种在一定条件下材料的电阻变为零的现象称为“超导现象” ，而具有超导现象的材料则叫做“超导材料” 。目前，已发现的超导材料有上千种。大部分金属元素都具有超导电性，但的超导材料只
15、有在某一极低的温度下才具有超导特性，我们把这个温度称为“临界温度” 。元素超导体超导材料按其化学组成可分为： 合金超导体化合物超导体元素超导体：Ti、V、Nb、Zr、Mo、W 、Ta 等 18 种过渡族元素。Bi、 Al、Sn 等 10 种非过渡族元素。此类超导材料尚未实用化。第 1 - 8 页 共 16 页 合金超导体：有 Nb-Ti 合金，Nb-Zr 合金，Nb-Zr-Ti 合金其中 Nb-Ti 合金已实用化。化合物超导体材料实用化的有 铌三锗 Nb3Ge铌三锡 Nb3Sn钒三镓 V3Ga临界温度：Tc(K)Nb-Ti 合金 9.6KNb3Ge 23.4KNb3Sn 18.3KV3Ga 1
16、5.2K除常规的金属超导体材料，近年来非晶态超导体、磁性超导体、颗粒超导体都受到关注，有机超导体和高温氧化物超导体也取得了很大的发展。如高温氧化物超导体 Tl-Be-Ca-O-Cu 的 Tc=120K超导材料的应用1开发新能源（1）超导受控热核反应堆（2）超导磁流体发电：靠燃料产生高温等离子气体，气体通过磁场产生电流。用超导磁体可产生较大的磁场，且损耗小。日本建成产生磁场 4.5T，储能 6MJ，发电 500KW 的磁流体发电机。2节能方面(1) 超导输电(2) 超导发电机和电动机(3) 超导变压器3超导磁悬浮列车超导磁悬浮列车的速度可达 500Kg/h 以上。4超导贮能(1) 超导电子贮能(
17、将夜间电输入超导线圈内储存超来而不会损失，到白天用电高峰再释放)(2) 用作脉冲电源，如作激光武器电源。5研究领域(1) 在高能物理方面，用在同步加速器中可使其能量提高了 34 倍。常用第 1 - 9 页 共 16 页 同步加速器的脉冲磁体只能产生 1.52T(斯特拉)(2) 用于电子显微镜6生物和医学方面如核磁共振成像技术(利用超导磁体的强磁场穿透人体软组织)7超导磁分离技术利用矿石分离、净化工业与城市污水四、储氢金属材料随着工业的发展和人口的增强，能源消耗越来越大，传统的燃料消耗迅速增强，使自然能源资源日趋贫乏，而且环境污染也日益严重。氢是一种热值很高的能源(为汽油的三倍)，而且来源很广。
18、它可来自化工副产品，也可通过多余的电来电解水获得，还可以煤、天然气、石油中获得。氢是一种简单、完全无污染的取之不尽的干净能源。但是气态氢能量密度很低，极易燃烧，不易安全储存和运输，而装在钢瓶内的液态氢，虽然密度增大，但很不安全，一个液态瓶好比一个重磅炸弹，随时威胁着人们的安全。为了解决这个问题，通过科学家的努力，一种新型的固体储氢金属材料应运而生。用这种材料依据不仅密度和液氢相当，而且很安全。目前广泛研究的储氢材料有四个系列，即稀士系，钛系，镁系及钒、锆等金属及合金。其中的稀士系及钛系领教氢材料研究的最多。储氢金属材料除了可用于能源的储运外，还有许多其它用途：1用于提纯氢气储氢金属材料对氢具有
19、选择性吸收的特点，用它来提纯氢气，可得到用其它方法很难得到的超纯氢气。我国上海冶金研究所研制的钛铁锰储氢材料已制得了 99.9999%的超纯氢。2与燃料电池配合，利用发电厂低峰电能：燃料电池是一种在特殊条件下使氢和氧充分反应而产生电流的装置，其能量转换效率可达 80%。如果利用夜晚低峰电，电解水制氢，用储氢材料储报，到白天再通过燃料电池发电，则可大大节约能源。3在车辆上的应用。用汽油加氢混合燃烧可大大节省汽油。而用氢气代替汽油，则可消灭汽车废气污染。4在化工催化方面的应用储氢金属材料在吸放氢的过程中，金属表面会产生金属偏析，出现很多新的铁( 或镍)原子团，这些原子团将变成催化中心。储氢金属材料
20、表面是疏松的，形成多表面多间隙，具有较强的催化能力。第 1 - 10 页 共 16 页 5用于氢氘分离氘是氢的同位素，在原子能工业上有特殊的用途，也是未来的新燃料。氢和氘两种气体往往混合存在，要得到纯度高的氘不容易。有些储报材料在一定条件下吸收氢不吸氘，这样氘就被浓缩后分离出来。6其它用途凡是用氢的地方都可用到储氢材料，如氢化物压缩机，氢化物电极，空调等。五、 形状记忆合金现在，人们已发现了二十多种形状记忆合金，由于受价格，加工性能，记忆特性等方面的限制，具有较好的应用开发价值的形状记忆合金，按其组织可分为两大类：一类是非 Fe 合金，如 NiTi、CuAlNi、CuZnAl 等，它们的形状记
21、忆将就与热弹性马氏体向母相的逆转变密切相关；另一类是 Fe 合金，如FePt、FeNiCo、FeMnSiCr 等，从 Fe 基合金形状记忆效应产生的机制上讲，既有热弹性马氏体而呈现形状记忆效的，又有应力诱发马氏体相变呈现形状记忆效应的。目前，形状记忆合金已广泛用于医学、军事、机械工程，航空航天，服装纺织和人们的日常生活等领域中，其研究工作主要集中在降低成本和简化工艺方面。1在医学方面的应用： 髌骨记忆整复器：用修复粉碎的髌骨。 形状记忆钳夹钉：用于修复指骨等短管状骨骨折。 形状记忆合金锔钉：用于颅骨修补固定。 记忆扩张器械：用于扩张因动脉感化引起的血管狭窄。 NiTi 合金扣环：用于牙科补牙修
22、牙。2在机械工程领域中的应用： 形状记忆机械手。 形状记忆合金储力装置。 形状记忆合金发动机：金属发生形状记忆时会产生很大的应力，在一定的温差下，利用记忆，就能不断产生力而做功，把热能转变为机械能。因此，可利用形状记忆合金，把工业废热水，地热，太阳能等低热能直接转化为机械能。已研制出的样机有两种：偏心轴式的和带式的。功率约 20W，正研制 1KW 的。3在军事及航空航天领域中的应用：战斗机液压管道的接头，宇航天线等。4在纺织、服装业中的应用：第 1 - 11 页 共 16 页 形状记忆纺织品：用于做内衣等。 形状记忆纤维：用于衬衣上。5在日常生活中的应用：如：眼镜框架、温度自动形状、换气装置、
23、热水器、儿童玩具等。六、 软磁合金磁性材料： 金属磁性材料铁氧体磁性材料 各有特点、不能完全取代金属磁性材料，按磁性特点分为：软磁合金 矫顽力 HC0.8KA/m 硬磁合金 0.8KA/m软磁合金应用很广：发电机、变压器、电动机铁芯电 器、滤波器、继电器、放大器、扼流圈计算机存储磁芯、录音机、录像机磁头，主要用于能量转换和信息处理作用。软磁合金品种繁多，故暂无一致的分类方法。1、工业纯铁2、铁硅合金(硅钢片、电工钢)在纯铁中加入 14.5%Si 的软磁合金，其性能比工业纯铁有明显的改善主要用制造电机和变压器的铁芯。分类：Fe-Si 合金 按含 Si 量分： 低硅钢(0.81.8%Si)中硅钢(
24、1.82.8%Si)较高硅钢(2.83.8%Si)高硅钢(3.85.0%Si) 按制造工艺： 热轧硅钢片冷轧硅钢片 按组织结构： 晶粒取向硅钢片 单取向双取向无取向硅钢片 按用途： 电机硅钢片变压器硅钢片 按厚度： 普通硅钢片(厚 0.35 0.5mm)硅钢薄带(厚0.2mm第 1 - 12 页 共 16 页 3、铁镍合金(坡莫合金)含 Ni 3090%的 Fe-Ni 二元合金和在此基础上添加 Mo,Cu,Cr 等元素形成的多元合金。Fe-Ni 合金具有优异的软磁性能。优点： 在弱磁场下，具有高导磁率的低矫力。 通过调整成分和工艺，可在较宽范围内控制合金的磁性性能。 冷加工性好 使用范围广泛缺
25、点： 含 Ni 量高，价格高 磁性能对应力、冲击、振动十分敏感，因合金对工艺因素非常敏感，故产品一致性差。 与 Fe-Si 合金相比，Bs 较低(饱和磁化 等) ，不能用途高磁通条件下工作的铁芯材料。 生产设备复杂，工艺操作严格。分类： 按合金成分分：70 多种，300 多牌号： 低 Ni 合金(20%Co，少量 Mo，Cr中 Ni 合金(4750%Ni) 可加 23%Mo较高 Ni 合金(65%Ni) 可加 Mo，Ge高 Ni 合金(7080%Ni) 可加 Mo、Cr、 按用途分： 磁芯材料热磁材料磁头材料 按合金性能分：高磁导率合金 Cu矩磁合金桓磁导率合金其它合金：磁性伸缩合金温度补偿合
26、金膨胀合金桓弹性合金4、其它软磁合金 Fe-Al 系合金：具有很好的软磁特性，但性脆，冷加工较困难 Fe-Co 系合金：具有高饱和磁适应温度，适于做重量轻、体积小的空间技术器件，并能在高温下使用。 磁温度补偿合金第 1 - 13 页 共 16 页 非晶态磁性材料七、硬磁合金(永磁、桓磁)(HC 0.820KA/m(10250oe)15200 奥斯特称为半永磁材料，更高者称为永磁合金)1永磁合金的应用 在仪器仪表方面，用来制造磁电式仪表，示波器，电压表，电子钟，曝光表 等。 在电子和电讯方面，用于电话，电报，传真，电机，计算机等 在航空、航海方面，用于制造罗盘，陀螺仪等。 在一般工业方面，用于制
27、造磁吸盘，磁选机，碎分离器等。 其它器件，如无触点轴承，医用器械，核磁共振成像仪等。2永磁合金的分类：永磁合金： 金属永磁： 已有几百种牌号非金属永磁一般分类如下： 按制造工艺分： 淬火磁钢易变形加工永磁铸造永磁粉末冶金永磁 按永磁硬化机理分：淬火硬化型合金时效硬化型合金分解硬化型合金(斯皮诸塔乐 Spinodal)有序硬化型合金单畴微粉永磁合金 按合金成分分： a)Fe 基永磁合金：磁钢，如碳钢，钨钢，铬钢，钴钢-Fe 基合金，如 Fe-Co-Mo，Fe-Co-W，Fe-Mo 等- 转变型合金，如 Fe-Mn， Fe-Co-V 等单畴微铁粉b)Fe-Ni-Al-Co 系合金如 Al-Ni，A
28、lNiCo5，AlNiCo8，AlNiCo9 等c) 稀士永磁合金：SmCo5 PrCo5 Ce(Co,Cu,Fe)5 Sm2(Co,Cu,Fe,Zr)17 Nd-Fe-Bd)Mn 基合金：Mn-Al Mn-Al-C Mn-Bi第 1 - 14 页 共 16 页 e)Cu 基合金：Mn-Ni-Fe Cu-Ni-Cof)Pt 基合金Pt-Co Pt-Fe3Al-Ni-Co 永磁合金：以 Fe,Ni,Al,Co,Cu 为基本成分Al-Ni-Co 永磁合金硬而脆，只能磨加工，因此生产主要采用铸造和粉末冶金法。4稀士永磁合金磁性最强的永磁合金40 年代未，人们发现稀土金属在低温下大多具有很强的磁性，但
29、稀土在常温下很不稳定，因而不能成为一种有用的磁性材料。60 年代，人们研制出了 SmCo5 永磁体，最大磁积能达 144KJ/m3，第一代稀土永磁合金70 年代，研制出第二代稀土永磁合金，R 2Co17 型，最大磁积能达 240 KJ/m380 年代，第三代稀土永磁合金 Nd2Fe14B，磁积能达 303 KJ/m390 年代，第四代稀土永磁体合金 Sm2Fe17Nx，磁积能为 470 KJ/m3目前对 Sm2Fe17Nx 的研究主要在生产工艺及设备上的研究，目的是制造出有工业化的大块的 Sm2Fe17Nx 永磁体。5可加工永磁合金指那些机械好，允许通过冲压、轧制，车削等手段，加工成各种带、片
30、、板、线，又具有较高磁性能的永磁合金。可加工永磁合金有：Fe-Cr-Co 合金Mn-Al-C 合金Cu-Ni-Fe 合金Fe-Co-V 合金Pt-Co 合金Pt-Fe 合金6其它永磁合金：半永磁合金非晶态永磁合金八、铁氧体材料指以氧化铁和其它 Fe 族或稀土族氧化物为主要成份的复合磁性氧化物。是一种新型的非金属磁性材料。其外观多呈黑色，质硬而脆，与陶瓷制品相类似，一般采用陶瓷工艺和粉末冶金工艺来制造，故又称为磁性瓷。1分类：按用途： 软磁铁氧体 按化学成份： Ni-Zn 铁氧体第 1 - 15 页 共 16 页 硬磁 Mn-Zn 铁氧体旋磁 Cu-Zn 铁氧体矩磁压磁2.应用：铁氧体材料具有优
31、异的电学，磁学，光学性能。主要用于微波器件，磁光器件，磁波器件，磁记录磁头，计算机磁性存储器磁芯。九、热双金属热双金属是由二层(或三层)膨胀系数不同的膨胀合金片沿层间接触而结合在一起的复合材料。高膨胀系数的合金层称为主动层，低膨胀系数的合金层称为被动层。加热时，由于膨胀系数不同，主动层伸长较多，于是金属片向被动层弯曲，从而将热能转换为机械能，产生一定的力或位移。热双金属通常分为以下类型： 普通型高灵敏度型额定电阻型特殊要求型热双金属应用： 温度指示温度控制温度补偿串流电路的控制(加热继电器)第七节 金属与环境随着工业的发展，人们利用金属越来越多，然而在生产及使用的过程中，金属进入默默环境中也越
32、加严重，它污染环境，危害人体。矿物肥料、杀菌剂、颜料、塑料中都含有 Cd（镉） ，人的血液中 Cd 含量过多，骨头会变脆，还会引起癌。冶金生产中的高炉气、烟尘、汽车废弃中含有大量的有害元素，如Pb，Cd ，As 等。为了减轻环境污染，人们采取了许多办法，如： 从废物中提取合金元素。 微生物冶金：利用某些微生物对某些元素的嗜爱来提取金属元素。美国利用微生 物冶金方法生产的 Cu 占 Cu 总产量的 10%日本人工培植海鞘提取 V。 从海水中提取金属元素，全世界生产的 Mg 约有 20%来自海水。第 1 - 16 页 共 16 页 利用某些植物来吸收 Pb，Cd 等元素（已研制成功） ，以减少环境污染，现在的研究是怎样防止动物吃这些植物。 本章重点：新型工程材料。
