Home / Thiết Bị Điện Tử / Kim loại Vanadium: cấu tạo, tính chất hóa học, ứng dụng

Kim loại Vanadium: cấu tạo, tính chất hóa học, ứng dụng

/

Vanadium (ký hiệu hóa học là V) là một loại kim loại có màu xám bạc tương đối đẹp, rất dễ mài sáng và cọ bóng, có cường độ chống trương và tính dẻo rất cao, có thể thực hiện công nghệ gia công như rèn và ép kéo. Vanadium không những có thể làm thành tấm, kéo thành sợi, thậm chí còn có thể làm thành dạng giấy.

kim loai Vanadium

1. Kim loại Vanadium được phát hiện ra như thế nào?

Ford có đôi mắt tinh tường nhìn ra báu vật Hãng xe hơi Ford của Mỹ thành lập năm 1903 là một trong những hãng lâu đời nhất trong lịch sử ngành xe hơi. Trên thế giới hiện nay, xe hơi Ford của Mỹ phổ biến toàn cầu. Nói ra có thể có người không tin, người sáng lập ra hãng xe hơi Ford của Mỹ là ông Henry Ford đã từng nói không chút do dự rằng: “Nếu không có Vanadium thì không có xe hơi của tôi”. Câu nói này nghĩa là thế nào?

Đó là chuyện ở đầu thế kỷ 20. Năm 1905, Ford tham gia một cuộc đua xe hơi cỡ lớn. Không may là trong quá trình đua đã xảy ra tai nạn. Sau mấy phút, Ford đã tới địa điểm xảy ra tai nạn, quan sát rất kỹ lưỡng hai chiếc xe đâm vào nhau. Trước khi đi khỏi đó, ông ấy đã nhặt một mảnh vụn của một linh kiện – đó là cái xác của thanh van của một chiếc xe hơi của Pháp.

Sau khi nghiên cứu nó, Ford phát hiện ra rằng, bề ngoài của thanh van loại này không có gì đặc biệt cả, chỉ có kích thước của nó nhỏ hơn một chút so với thông thường. Vì thế, Ford quyết định mang về đo kiểm. Kết quả nghiên cứu cho thấy, cường độ của vật liệu thép loại này không giống như bình thường, nó rất cứng và chắc. Phân tích hoá học sâu hơn nữa đã cho thấy, bên trong vật liệu có thành phần vanadi.

Qua nghiên cứu và tìm hiểu, khiến cho Ford linh cảm rằng, nếu dùng thép Vanadium vào ngành công nghiệp xe hơi thì không những có thể làm cho xe hơi trở nên nhẹ nhàng tinh xảo, mà còn có thể tiết kiệm nguyên liệu thép, giá bán xe cũng có thể giảm xuống nhiều. Nói là làm, Ford liền đưa ý tưởng của mình áp dụng vào thực tiễn.

Sau khi khắc phục vô vàn khó khăn, cuối cùng đã làm thay đổi diện mạo của xe hơi Ford. Do chỉ tiêu tính năng của vật liệu thép xe hơi của Mỹ ưu việt rõ ràng hơn vật liệu thép làm xe hơi của Pháp, do đó, cái đến theo cùng với nó chính là: xe hơi Ford của Mỹ thay thế vị trí bá chủ trên thế giới của ngành xe hơi của Pháp.

2. Đặc điểm hóa học của kim loại Vanadium

Ban đầu mọi người chỉ tìm thấy Vanadium ở Mexico và ở Navia của Scandinavian, thực ra, dấu tích của nó hầu như có ở khắp trên toàn thế giới. Vì thế, kim loại Vanadium có cách nói “bốn bể là nhà”.

Do Vanadium có mấy loại giá trị nguyên tử khác nhau, có thể sinh ra ion âm có tính cách hoạt bát, tiếp đó cùng với ion dương khác cấu tạo thành rất nhiều loại hợp chất, vì thế, vanadi có rất nhiều nham thạch và quặng, thậm chí trong cũng có thể tìm thấy nó ở trong nước biển và bên trong cơ thể sinh vật biển. Quặng của Vanadium đã biết có không dưới bảy, tám mươi loại.

Song loại có giá trị công nghiệp thì chỉ có mấy loại như quặng Vanadium sunphua xanh, Vanadium mica, quặng potassium uranium vanadium, quặng calcium uranium vanadium. Ngoài ra, trong quặng ma-nhê-tít và trong quặng ma-nhê-tít titan cũng thường xuyên gặp Vanadium. Trong rất nhiều chất khoáng bitum và trong bụi than, cũng đều có thể tìm thấy nó. Trong thiên thạch rơi xuống trái đất và trong quang phổ của mặt trời, cũng đều phát hiện có vanadi tồn tại. Những động vật biển như con hải đởm, hải sâm, còn có thể lấy vanadi trong nước biển để tích tụ trong cơ thể.

Theo đo đạc tính toán của rất nhiều nhà hoá học trái đất, trong vở trái đất, tỉ lệ trọng lượng của Vanadium là 0.015%, đều nhiều hơn so với đồng, chì và kẽm, chỉ có điều là nằm trong mỏ quặng đơn lẻ chưa tập trung.

3. Ứng dụng của kim loại Vanadium

Các bạn trẻ có lẽ đều đã biết, con người và động vật nếu trong một thời gian dài thiếu một vitamin nào đó thì sẽ có thể dẫn đến cơ năng sinh lý bị trở ngại mà dẫn đến bị mắc một bệnh nào đó. Có thể thấy, tác dụng của vitamin là không hề nhỏ.

Nghiên cứu cho thấy, để làm cho kim loại có tính năng tốt, cũng cần phải cho thêm một loại “vitamin” nào đó. Hiện nay đã biết, Vanadium là “vitamin” kim loại, không còn nghi ngờ gì nữa.

Đã có tới mấy chục năm Vanadium không được giới công nghiệp công nhận. Song, cùng với sự phát triển của khoa học vật liệu, sau khi con người phát hiện ra Vanadium có tác dụng của “vitamin” kim loại, thì vanadi đã trở thành một trong những quân sinh lực trong kỹ thuật công nghiệp hiện đại.

– Trước tiên, trong ngành công nghiệp luyện kim đen, khi luyện thép, chỉ cần cho thêm mấy phần trăm Vanadium là có thể nâng cao tính dẻo, tính đàn hồi, cường độ của thép lên rất nhiều, khiến cho các hạt tổ chức của thép trở nên mịn màng. Qua đo kiểm cho thấy, loại vật liệu thép này không sợ va đập và uốn cong, tính năng chống mài mòn và chống rạn nứt rất tốt, mà những điều này lại chính là ưu điểm mà các linh kiện xe hơi cần phải có, cũng chính là lý do tại sao mà những bộ phận then chốt trên xe hơi, ví dụ như động cơ, lò xo của van, lò xo tấm, trục, chốt và vòng bi đều phải làm bằng thép Vanadium. Thảo nào ban đầu khi Henry Ford tìm được mảnh vụn của thanh van bằng thép Vanadium lại như vớ được của báu vậy.

– Khi đúc gang, cho thêm 0.1% ~ 0.35% Vanadium, những linh kiện đúc được làm như xi lanh hơi, vòng gioăng, cửa gió và cả cái khuôn nữa, không những cường độ chịu trương, chịu ép và chịu uốn đều được nâng cao, mà còn làm cho tuổi thọ của chúng được kéo dài khoảng gấp đôi.

– Thép các bon thông thường sau khi cho chưa tới 1% Vanadium, thì hạn độ đàn hồi và cường độ cực hạn được tăng lên rất nhiều. Cho dù dưới điều kiện nhiệt độ thấp cũng có thể duy trì rất tốt cường độ chịu va đập, rất thích hợp để chế tạo tàu thuyền, xe cộ, máy bay, ray thép và các loại vật liệu kết cấu ứng dụng trong điều kiện nhiệt độ thấp.

– Nếu nói, thép là hổ, thì Vanadium chính là cánh, thép có thêm Vanadium giống như mãnh hổ có thêm cánh. Qua nghiên cứu và sử dụng cho thấy, chỉ cần cho thêm một lượng nhỏ vanadi và một phần mấy vạn nitơ vào trong thép thì có thể nâng cao tính chịu lạnh của hợp kim lên rất nhiều. Sử dụng loại vật liệu này để sản xuất đường ống, xe hơi, khung giá hầm mỏ, có thể làm việc kiên trì một cách xuất sắc ở khu vực bắc cực lạnh giá, thậm chí có thể vẫn hiên ngang sừng sững trong cái lạnh dưới -60°C. Nếu không cho thêm “vitamin” kim loại – Vanadium, thì bất cứ một loại vật liệu thép nào khi ở khu vực bắc cực của trái đất cũng sẽ vỡ vụn như thuỷ tinh.

– Do loại muối của Vanadium có màu sắc sặc sỡ, do đó, nó có vùng đất lớn để dụng võ trong ngành công nghiệp vật liệu mài, công nghiệp thuỷ tinh và gốm sứ. Ví dụ, sản xuất thuỷ tinh, nếu có sự giúp đỡ của vanadi thì có thể làm thành các loại thuỷ tinh đặc biệt có màu xanh lục, màu xanh da trời nhạt và có thể hấp thụ tia tử ngoại, khiến cho chúng nhận được sự yêu mến của mọi người.

This div height required for enabling the sticky sidebar
error: Content is protected !!
Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views :