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跟稀土一樣緊缺 銻在地殼中含量僅為0.0001%

2022-05-17 11:05:20    來源:科普時報

銻,元素周期表第51號元素。

銻元素是與金、銀、鐵一樣很早就被人們使用了。早在公元前3100年的埃及前王朝時代,化妝品剛被發(fā)明的時候,三硫化銻就是人們常用的眼影粉。在我國《漢書·食貨志》和《史記》中,也有對銻的記載,被稱作“連錫”。明朝末年發(fā)現(xiàn)了世界最大的銻礦產(chǎn)地——湖南錫礦山,當時誤把銻當成了錫,直到清光緒16年經(jīng)化驗才明確是銻。

銻并不是真正的金屬,有單質(zhì)導(dǎo)電性,更是介于半導(dǎo)體和絕緣體之間,只能算是一種類金屬,還有特殊的“冷脹”性。銻有四種同素異形體,分別是穩(wěn)定并具有金屬性的灰銻、非金屬性的黃銻、黑銻和比較危險的白銻。

市場上售賣的銻白并不是易爆的單質(zhì)白銻,而是白色的三氧化二銻,是很早就開始使用的無機阻燃劑。銻白受熱熔化后,能在材料表面形成保護膜隔絕空氣,然后通過內(nèi)部的吸熱反應(yīng)降低燃燒溫度,溫度更高則會使銻白變?yōu)闅怏w,可稀釋空氣中氧氣濃度,達到阻燃的效果。

阻燃劑在軍事上的用途尤為重要,如果飛機、火箭或?qū)椀陌l(fā)射器上沒有這些阻燃物,會被后面噴射出的火焰燒毀殆盡,再先進的飛行器都必須有阻燃劑的幫助才能更好運行。因此,每年用于阻燃劑的銻占銻消耗總量60%。銻能與錫、鋁、銅等形成合金,強度更高、極耐磨損,是制造軸承、軸襯及齒輪的絕好材料;有銻參與制作的飛機發(fā)動機能獲得更高的燃燒溫度;銻可以用于制造激光制導(dǎo)導(dǎo)彈和多種導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭。但由于銻在地殼中的含量僅為0.0001%,跟稀土一樣緊缺,當各國都意識到這一點時紛紛加大了對銻資源的保護并加緊尋找合適的替代品。

高純度銻及銻合金(銦銻、銀銻、鎵銻等)也是生產(chǎn)半導(dǎo)體和熱電裝置的理想材料。摻雜銻的氧化鋅材料就是一種很好的半導(dǎo)體,在一定條件下可以制成具有可變電阻特性的陶瓷,而在硅中摻雜銻,則可以提高電子導(dǎo)電性能,制作出超高電導(dǎo)率的n型硅晶圓。這種材料能生產(chǎn)二極管、紅外線探測器和霍爾效應(yīng)元件,是目前的一個研究主題。

單質(zhì)銻及銻的某些化合物有毒,同時還發(fā)現(xiàn)致癌性,但歷史上銻也曾是一種藥物,如皮膚藥、瀉藥,原理類似于以毒攻毒。

銻可用于制造玻璃的脫色劑和澄清劑,制作安全火柴、彈藥、鞭炮等,也是有機合成催化劑、化纖工業(yè)用催化劑中的主要元素,應(yīng)用范圍廣泛,未來需求可能會更多。(宋丹)

關(guān)鍵詞: 湖南錫礦山 漢書食貨志 無機阻燃劑 三氧化二銻

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