大家好，今天小編關注到一個比較有意思的話題，就是關于如何自己做金屬材料的問題，于是小編就整理了2個相關介紹如何自己做金屬材料的解答，讓我們一起看看吧。

如何自制金屬鈉？

金屬鈉是一種非?；顫姷膲A金屬，很軟，可以用刀子手工切割。

▲金屬鈉可以用小刀切割

記得高中時，化學老師將一小塊鈉扔到盛水的燒杯中，鈉會在水面跳動，并燃燒起來。這是因為鈉可以將水中的氫置換出來，同時與水反應生成大量的熱將氫點燃了。

而金屬鈉必須保存在煤油或液體石蠟中，否則極易被空氣中的氧氣氧化成氧化鈉，進而吸收空氣中的水份成為氫氧化鈉。

如此活潑的金屬鈉，是如何制備的呢？

金屬鈉最早在1807年由戴維利用電解氫氧化鈉在實驗室中制得成功，然而在工業上，一直到80多年后，1891年才完備電解氫氧化鈉的工藝方法。

目前，世界上金屬鈉的工業生產多數是用電解氯化鈉的方法(鹽法電解)，少數仍沿用電解氫氧化鈉的方法(堿法電解)。

電解氯化鈉并不是電解氯化鈉水溶液，那樣只會得到氯氣和氫氧化鈉，而是電解熔融狀態的氯化鈉。

氯化鈉的熔點高達801℃，要電解如此高溫的熔液，對設備和技術的要求都非常高。但是，氯化鈉與氯化鈣（熔點782℃）的混合物，卻可以得到一種低溫共熔物，這是科學家發現的兩種或以上物質形成的混合物熔點反而比純凈物質要低的現象。當氯化鈉和氯化鈣的比例為4：6，也即氯化鈉40%、氯化鈣60%時，混合物的熔點最低，大約580℃。此時，不但降低了混合物的熔點，而且降低了鈉的蒸汽壓（這是一個化工名詞，簡單說，在一個密閉的環境中，某種物質的蒸汽壓越低，越容易沸騰、揮發）。

電解氯化鈉-氯化鈣混合物時，氯氣在陽極放出，當電流通過熔鹽時，金屬鈉和金屬鈣同時被還原出來，它們浮在陰極上方的熔鹽上面，將它們從管道溢出分離出來。熔融的鈉鈣金屬混合物冷卻到105～110℃，金屬鈣（熔點高達850℃）結成晶體先析出，過濾后可以把金屬鈉（熔點97℃）跟金屬鈣分離。（鈉-鈣混合物與氯化鈉-氯化鈣混合物類似，其熔點低于580℃）

用這種方法，在工業上實現了大規模制備金屬鈉和金屬鈣。

▲找不到準確的圖片，用此圖代替下，實際情況很類似

制備金屬單質，通?？梢杂酶顫姷慕饘賮磉€原。但鈉本身非?；顫?，所以應該用電解法來制備。英國科學家戴維用電解的方法制備出很多種活潑金屬單質，成為發現最多元素單質的人。

具體方法大致如下。

首先需要擁有一個耐高溫的電解槽。因為電解時氯化鈉需要熔融，這樣才能反應。氯化鈉的熔點為801℃，在技術上有困難?？梢杂闷渌慕饘俾然锘旌蟻斫档腿埸c。例如用質量分數為40％氯化鈉和60％氯化鈣形成的共熔物熔融溫度約為580℃，這樣電解時所需的溫度降低，一方面可以節能，另一方面由于鈉的沸點與氯化鈉熔點比較接近，直接熔融氯化鈉不利于收集金屬鈉，而使用共熔物時的溫度低于鈉的沸點，便于產物收集。

電解時，氯氣在陽極放出脫離電解槽，而金屬鈉和金屬鈣同時被還原出來，浮在陰極上方的熔鹽上面，可以用管道收集，這樣就得到了金屬鈉和鈣的混合物。把熔融的金屬混合物冷卻到(105～110)℃，金屬鈣成晶體析出，經過濾就可以把金屬鈉跟金屬鈣分離開了。

電解法能制備各種活潑元素的單質，甚至最活潑的氟氣都是電解法得到的。不過活潑單質的反應活性非常大，這個電解過程是極其危險的。尤其是制備氟單質，氟氣因極強的活性會腐蝕掉各種密封材料，不少科學家在收集到氟氣之前就因爆炸或中毒送了性命！

向這些勇于探索未知世界的先驅者致敬！

單質金屬鈉化學性質活波，能和常見的水，空氣發生反應，哪怕是在普通的實驗室里面也屬于管制物品。

不建議私人進行制備，首先是價格，私人制備的價格會非常高，一般人無法承受，其次是危險性過高，如果實在想要的話建議去附近的單位購買，私人制備可以考慮電解法，但是一套裝置至少就得上萬塊。

金屬鎂在薄荷醇的催化下與氫氧化鈉反應，置換出金屬鈉

薄荷醇+NaOH->薄荷醇鈉+H2O

薄荷醇鈉+Mg->薄荷醇Mg+Na

薄荷醇Mg+H2O->薄荷醇+MgO+H2

綜合起來:

Mg+NaOH->Na+MgO+H2

也有更暴力一點的，但是得到的產物雜質很多，而且反應不好控制

直接將點燃的鎂條扔進氫氧化鈉粉末里，然后隔絕空氣，就可以得到金屬鈉跟氧化鎂的混合物了

第一次看金屬鈉放入水中的實驗就非常震撼。金屬鈉漂浮在水面上，與水劇烈反應，置換出氫氣，放出大量的熱，同時氫氣在水面上燃燒，形成一個火球。堿金屬的活動性都非常強，金屬鉀會更活潑。

既然鈉如此活潑，所以通常要保存在煤油中，制造金屬鈉也變得很難。但這難不倒科學家，即使更難保存的反物質都能制作出來，何況化學性質活潑的金屬鈉。

通常是通過電解氯化鈉（也就是食鹽）的方法，當然水溶液不行，畢竟有水，即使生成了金屬鈉也會與水反應。所以，我們需要把氯化鈉熔融，為了降低熔點通常還是熔融氯化鈉和氯化鈣的混合物，即使這樣還是需要幾百攝氏度以上的高溫，制作起來還是有點麻煩的。我們還電解水制造氫氣和氧氣，可見電解是制造物質的一種很好的方式。

礦石是如何變成鋼鐵的？

從礦石到鋼鐵，經歷了一系列比較復雜的物理及化學流程，作為資深鋼鐵人士，盡量用最簡單、大家能聽懂的方式進行解釋。

一、礦石加工第一步，選礦或分篩

礦石從哪里來，這里不再多說，國內一般是從井下挖來的，極少數是露天礦，同時國內礦石品位偏低，一般含鐵只有30%多，所以需要進行選礦。所謂選礦一般就是先把大塊礦石用破碎機破碎后，用球磨機磨成粉，用磁選方式把鐵與一般石頭分開，選礦后30多的含鐵品位，大概能達到65%左右，這就是鋼鐵人平常所說的鐵精粉。

澳大利亞和巴西的礦和中國不一樣，因為品位比較高，含鐵60%以上，不需要進行選礦，直接篩分成塊礦和粉礦即可。

二、高爐入爐前，粉礦燒結

粉礦因為太細，不透氣，高爐沒法直接使用，所以還要先進行燒結，在一些鋼鐵廠，燒結與煉鐵在一起，屬于煉鐵的一個車間，有的鋼廠則把燒結獨立出來，稱為燒結廠。燒結的原理就是把鐵精粉與白灰、白煤混合在一起，在燒結臺車上充分燃燒，粉狀混合料燒結成塊，這樣在高爐里透氣性好，有利于提高溫度和融化。

也有的把鐵精粉（或粉礦）加上粘結劑和白煤，在豎爐里燃燒，出來一個個小球，我們稱之為球團，可以與燒結礦搭配著入爐，澳大利亞或巴西的塊礦則直接入爐。

三、高爐內變成鐵水（生鐵）

燒結礦、球團或塊礦、石灰石按比例投入高爐，同時一層層投入焦炭或噴吹煤，加熱爐提溫、加氧升溫，在高爐里充分燃燒，溫度達到后燒結礦和球團逐漸融化，一千五百度的高溫度，這個時候里面的鐵礦石就會發生化學反應了，礦石里面的成分主要是氧化鐵，高溫之下的鐵就會和碳發生氧化還原反應變成液體，這些液體中浮在上面的是脈石，也叫爐渣，下面的就是鐵水了，鐵水和爐渣從高爐里流出，爐渣冷卻后可作為水泥原料使用，鐵水一般流到鐵罐里運往下一道工序，煉鋼。

四、鐵水成鋼水

鐵水成鋼的工序相對來說反而簡單一些，鐵罐里的鐵水一般用火車運往煉鋼廠，如果要煉的鋼對鐵水要求高，鐵罐里的鐵水要進行脫硫脫磷，如果普通鋼這道程序可以省略。鐵水倒入轉爐后，以高壓氧氣與鐵水里的碳元素發生反應，溫度高達1150~1500℃，這個過程稱之為粗煉，這時鐵水已經變成鋼水了，或稱粗鋼。如果軋制普通的鋼筋、卷板，這些就具備下一步條件了。

如果要軋制特殊鋼種，比如冷鐓鋼、彈簧鋼、軸承鋼等，就需要再進行一步精煉，精煉方式有LF爐、RH爐、VOD爐等，在這樣爐子里一般要按照不同鋼種需求加入不同的合金，使鋼水成分與鋼種要求一致，并對鐵水進一步除磷和其他雜質。

五、鋼水成坯

轉爐或精煉爐內的鋼水流入鑄模，與鑄模的水冷內壁接觸，開始凝固拉出，不同的模出現不同的坯子，如圓坯、板坯、方坯等，并按照需要切成所需的長度，統稱為鋼坯。

六、鋼坯的最終軋制成材

鋼坯出來后，一般會進行冷卻，當然也有直接熱軋的。軋制前要進行質量檢驗，然后再進行加熱（特殊鋼可能還需要探傷、拋丸、鋼坯修磨），成分和外形合格后，再度進入加熱爐解熱，開始軋制成所需要的不同產品，如線材、螺紋鋼、角鋼、H型鋼、熱軋盤卷等，也就是我們在鋼材市場見到的各種產品。

原創不易，歡迎關注。

我是黑嫂，我來回答。

如果是生活在礦區，會經?？吹揭恍╄F礦石，這些礦石有的是黃色、有的是紅色，甚至有的是黑色，有的結塊，有的成粉。

很多人就好奇，這些礦石，最終是如何變成鋼鐵的？

黑嫂以前在山西生活過十來年，那邊鐵礦很多，而黑嫂在礦區生活過，為了滿足好奇心，還下過那種礦洞非常狹窄的礦口。

后來收廢品，也沒少跟鐵廠打交道，對于這個煉鐵的過程，同樣也在我的好奇范圍之內，就從多方面了解了一下。其實后來自己也跟朋友全伙投過小煉鐵爐，但賠了錢。

所以在這里簡單說一下這個礦石是如何成鐵的，但必須要說明，這都是自己了解到的實際操作，并不是書本上那些數據，所以只是說個過程。

Ⅰ：礦石粉和焦炭粉的第一層提煉

很多人想象里，覺得既然這個鐵是鐵礦石煉出來的，那么在挖出這些鐵礦石后，就該直接投進煉鐵爐。其實并不是這樣的，前面有不少流程，比如篩選和粉碎啥的。

篩選是為了把里面的石頭給挑出來。粉碎后的鐵礦粉和焦炭粉按比例摻在一起。需要注意的是，這時候是不進煉鐵爐的，要在外面先進行第一步的煉制。

所謂在外面進行第一步煉制，就是把這些粉碎好的鐵礦粉和焦炭粉摻好后堆成一堆，在下面點著火，然后讓其燃燒，下面用鼓風機吹，長長的一個鐵通風口，埋進這一堆原料里，吹的風讓焦炭徹底燃燒。

所以我們路過煉鐵廠時，會發現里面有一堆一堆冒煙的東西，那些都是在進行第一步煉制的礦石。經過第一步的鐵礦石從礦石粉又變成了一塊塊結在一起的東西，烏黑烏黑的。

這一步過后才能進煉鐵爐，將這些東西投入煉鐵爐中后，爐里不再添加焦炭，但需要加一種叫“白云石”的礦物，這是一種青白色的石頭，質地不硬。投入這種礦物質的原因是為了阻止里面的鐵礦成鐵水后沾爐子，這種白云石可以起到分離鐵水和鐵爐的作用。

而里面的達到一定溫度后成鐵水，這些鐵水到一定程度后被倒到外面的模子里，這時候出來的就是生鐵，從模子里倒出后，也就是我們常見的“面包鐵”。

Ⅱ：從生鐵到鋼的轉變

生鐵大多用來直接鑄造，比如我們常見的生鐵鍋、鎖等等，這些東西不需要過度鍛造，生鐵也經不住鍛造，主要是韌性太差，它本身太脆。

所以，就需要進一步的煉制來形成熟鐵或者是鋼材。

而生鐵變成鋼的過程以及需要的溫度，則比礦石變成鐵水的溫度要高得多，因為這個過程其實也是個過濾的過程。

我們前面說出來的是面包鐵，但也有直接煉制成鋼的，也就是直接從鐵水到鋼。這個過程需要個特殊的東西叫“轉爐”。啥是轉爐呢？就是一個可以轉動的爐子。其目的是可以旋轉帶動里面的鐵水，使氧氣可以更好更快吹入，靠雜質的氧化放熱同時升高溫度。

但不要以為這時候出來就成鋼了，事實上，出來后，外面的工序非常非常重要，也叫做“爐外精煉”，當然了，這個技術非常復雜，不是三言兩語能說清的，整體來說，就是先洗，把鋼水和鋼液對合著物的沖洗，來達到純度的一種方法。

然后就是抽氣，使鋼水面一度達到真空，去除雜質和氣泡。接著就是我們常見的操作攪拌了，當然不會是人工攪拌，現在的方法很多。經過這些流程后，鋼水已經降溫，需要再一次加熱，現在的加熱和前面不同，現在被加熱的鋼水純度已經達到標準。最后就是精煉了，把不同類型的原料噴入鋼水中，來達到精煉的目的。

Ⅲ：當然了，我們現在有不少的合金鋼，這個過程其實是差不多的，只不過最后加入的東西不同，于是就形成了不同的合金，這個不再多說。

黑嫂說的是個粗糙的過程，因為沒有說任何諸如生鐵的含量，鋼的含量啥的，咱們說的就是個過程，大致就是這么個樣子。當然了，從礦石到鋼材，這個過程是復雜的，并不是自己弄個爐子就可以隨便兌，這是需要數據的支撐和技術以及經驗的。

我是黑嫂，很高興為您解答問題，再見！

到此，以上就是小編對于如何自己做金屬材料的問題就介紹到這了，希望介紹關于如何自己做金屬材料的2點解答對大家有用。