有趣的科学:不可思议的变化

神奇的元素
氡的杀伤力从何而来
让人类苦苦追录的元素——铼
在元素周期表上失踪的元素
元素中“孪生兄弟”
“死亡元素”——氟
在水中可以燃烧的钾元素
离不开的氧元素
最轻的元素氢
最轻的金属元素锂
人体不可缺少的元素——锌
“照妖”元素硼
隐藏在矿泉水里的铷元素
荧光粉里的元素镉
与地球同名的元素——碲
预知天气的钴
用来驱除邪恶的硫
无机世界的主角——硅
癌症的克星——镭
彩色的制造者——钒
半导体工业的“粮食”——锗
奇妙的物质
自来水中的异味
火的克星——二氧化碳
在手中就能融化的金属
轻金属中的钢——铍
制造核燃料的原料——钍
冶金工业的维生素
“小太阳”的秘密
五颜六色的铜
吸毒工具——活性炭
防止钢铁生锈的金属铬
畏热畏寒的锡
宇航新材料——钛
战争金属——铜
愚人金是什么
鲨鱼不敢碰的东西
无法腐蚀的塑料
醋是用什么做成的
重水是水吗
金属中也有“月老”
钡餐是什么
记录地球变迁历史的钟表
用途广泛的玻璃水
让海水变成淡水的物质
生命之基蛋白质
打开生命的钥匙——一氧化氮
令人吃惊的化学现象
鬼谷是怎么回事
气体为何能溶解在固体里
火为何能从水下喷出
指纹是如何显现的
口吞烈火是怎么回事
马王堆女尸千年不腐之谜
蜡烛燃烧后完全消失了吗
恐怖的杀人湖
屠狗洞之谜
水妖湖真有妖怪吗
让人发疯的村庄
死海不死之谜
斩妖术的秘密
“蒙汗药”究竟为何物
“鬼火”之谜
石灰为何能煮鸡蛋
在海上燃烧的魔火
比冰还冷的干冰
千奇百怪化学湖
魔鬼谷是怎么形成的
向外喷火的井
石头为何会流血
会喷火的牛
冰海下的鱼为何能够生存
叶子结冰是怎么回事
萤火虫发光的奥秘
花为何按时开放
动物也打化学战
我们身边的化学
暴食之谜
寻找“超纯”的物质
减压病是怎么回事
“鬼剃头”是怎么回事
玻璃上的花纹从何而来
咖啡为什么是苦的
二踢脚怎么会飞上天
橡皮筋的弹性从何而来
怎样制作乒乓球
珍珠为何能发光
煮熟的虾蟹为何变红
头发里的化学
血液为何是红的
身体里的化学
奇妙的胃
铝鸭子为何长出毛来
不会燃烧的布条
玻璃可以溶在水中吗
镜子是怎样制成的
衣服的颜色从何而来
火柴的来历
离不开的纤维
骨头的妙用
水果的催熟剂
无所不在的液晶
变色眼镜为什么能变色
钢为什么可以割钢
大蒜里的化学
不可限量的无溶剂油漆
走人平常百姓家庭的瓷器
水能变成燃料吗
崭新的材料——金属玻璃 

　　元素中“孪生兄弟”
    铌和钽在元素周期表里是同族，它们的物理、化学性质十分相似，而且常常“形影不离”，在自然界中相伴相生，真像一对“孪生兄弟”啊。而事实上，人们在19世纪当初第一次发现铌和钽的时候，还以为它们是同一种元素呢。后来又过了几十年后，人们用化学方法第一次把它们分开，这才发现它们原来是两种金属元素。

    铌和钽都是稀有高熔点金属，它们的性质和用途也有不少相似之处。而铌、钽最主要的特点当然是耐热。它们的熔点分别高达摄氏2400多度和将近摄氏3000度。所以在一些高温高热的流程里，特别是制造摄氏1600度以上的真空加热炉，钽金属是十分适合的材料。

    在一些加工中，常常加一些其他金属以弥补加工金属的不足。如用铌作合金元素添加到钢里，能使钢的高温强度增加，加工性能改善。铌、钽与钨、钼、钒、镍、钴等一系列金属合成，得到的“热强合金”，可以用作超音速喷气式飞机和火箭、导弹等的结构材料。目前科学家们在研制新型的高温结构材料时，已开始把注意力转向铌、钽，许多高温、高强度合金都有铌和钽的参加。

    铌和钽本身的性格就很“坚韧”，而他们的碳化物更有“个性”。用铌和钽的碳化物作基体制成的硬质合金，有很高的强度和抗压、耐磨、耐蚀的特质。在所有的硬质化合物中，碳化钽的硬度是最高的。用碳化钽硬质合金制成的刀具，能抗得住摄氏3800度以下的高温，硬度可以与金刚石匹敌，使用寿命比碳化钨更长。

    钽在外科医疗上也占有重要地位，它不仅可以用来制造医疗器械，而且是很好的“生物适应性材料”。用钽片可以弥补头盖骨的损伤，钽丝可以用来缝合神经和肌腱，钽条可以代替折断了的骨头和关节，钽丝制成的钽纱或钽网，可以用来补偿肌肉组织……在医院里，有时还会有这种情况：用钽条代替人体里折断了的骨头之后，经过一段时间，肌肉居然会在钽条上生长起来，就像在真正的骨头上生长一样。所以人们又把钽称之为“亲生物金属”。

    那么为什么钽在外科手术中能有这样奇特的作用呢？这是因为它有极好的抗蚀性，不会与人体里的各种液体物质发生作用，并且几乎完全不损伤生物的机体组织，对于任何杀菌方法都能适应，所以可以同有机组织长期结合而无害地留在人体里。

    除了在外科手术中有这样好的用途外，科学家利用铌、钽的化学稳定性，还用它们来制造电解电容器、整流器等等。特别是钽，目前约有一半以上用来生产大容量、小体积、高稳定性的固体电解电容器，全世界每年都要生产几亿只。钽电解电容器具有很多其他材料比不上的优点，它比跟它一般大小的其他电容器的电容量大5倍，而且非常可靠、耐震，工作温度范围大，使用寿命长，现在已经大量地用在电子计算机、雷达、导弹、超音速飞机、自动控制装置以及彩色电视、立体电视等的电子线路中。让我们最惊叹的是，它们逼近能在极高温度的环境里顽强地工作，而且还能在超低温的条件下出色地为我们服务。

    科学家很早就发现，当温度降低到接近绝对零度（相当于摄氏零下273度）的时，有些物质的化学性质会发生突然的改变，变成一种几乎没有电阻的“超导体”。物质开始具有这种奇异的“超导”性能的温度叫临界温度。各种物质的临界温度都不一样。要知道，要达到超低温度是非常困难的，因此我们对超导物质的要求，当然是临界温度越高越好。而铌就是其中临界温度最高的一种。而用铌制造的合金，临界温度高达绝对温度18.5～21度，是目前最重要的超导材料。

    科学家曾做过这样一个实验：把一个冷到超导状态的金属铌环，通上电流然后再断开电流，然后，把整套仪器封闭起来，保持低温。过了两年半后，人们把仪器打开，发现铌环里的电流仍在流动，而且电流强弱跟刚通电时几乎完全相同！从这个实验可以看出，超导材料几乎不会损失电流。如果使用超导电缆输电，因为它没有电阻，电流通过时不会有能量损耗，所以输电效率将大大提高。

    高速磁悬浮列车的车轮部位安装有超导磁体，使整个列车可以浮起在轨道上约10厘米。这样一来，列车和轨道之间就不会再有摩擦，减少了前进的阻力。一列乘载百人的磁悬浮列车，只消100马力（73.5千瓦）的推动力，就能使速度达到500千米／时以上。

    用一条长达20千米／时的铌锡带，缠绕在直径为1.5米的轮缘上，绕组能够产生强烈而稳定的磁场，足以举起122千克的重物，并使它悬浮在磁场空间里。如果把这种磁场用到热核聚变反应中，把强大的热核聚变反应控制起来，那就有可能给我们提供大量的几乎是无穷无尽的廉价电力。

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