大家好,今天小編關注到一個比較有意思的話題,就是關于為什么要用金屬材料的問題,于是小編就整理了3個相關介紹為什么要用金屬材料的解答,讓我們一起看看吧。
為什么貴金屬會成為貨幣?
我們都知道,黃金是當前全球公認的最佳貨幣,那么,黃金究竟是憑借什么得到了這個殊榮呢?
馬克思曾經表示,金銀天然不是貨幣,但貨幣天然是金銀。也即是說,黃金在最開始的時候并不是貨幣,只是作為一種商品。因為黃金具有許多優良的特性,使得黃金作為了交換媒介、價值尺度和保值手段等,使得世界各地的許多國家都殊途同歸地把黃金作為了貨幣使用,一直持續到20世紀后半葉。這既和黃金的特性有關,也是市場自然選擇的結果。
人類對這個交換的媒介為什么是黃金這種金屬?
首先,從元素周期表來看,可以進行一一排除,最后發現還真的只有黃金最適合。元素周期表最右面的是稀有氣體和鹵素,這些氣體很明顯不能作為貨幣。常溫下的兩種液態元素汞和溴也不適用,因為它們都有毒性,天天接觸這些東西,可不是個好主意。
根據毒性這一因素,還能排除砷等其它元素。元素周期表最左面的是鋰、鈉、鉀、銣、銫、鈁這些堿金屬,再往右是鈹、鎂、鈣、鍶、鋇、鐳等堿土金屬,它們都太活潑了,有些放在水里都會爆炸。再往右是鈧、釔、鑭等17種稀土元素,雖然叫稀土,它們中的很多并不比黃金稀有,而且關鍵是它們的化學活性很強,很難區分它們都是哪些稀土。還有一些天然的放射性元素釷、鈾、钚和其它人工合成的放射性元素,這些元素致使的輻射性也不合適。
排除到最后,我們會發現,只剩下過渡金屬和后過渡金屬了,這些元素共有49種,常見的有鋁、銅、鐵、鉛、銀、金等,我們再到這些進行一一排除。有的需要很高的溫度才能冶煉比如鋯和鈦;有的容易生銹,比如鐵,而且鐵也太多了;鉛和銅也容易生銹,雖然曾經做過貨幣,但沒有延續下來;鋁在19世紀的時候特別珍貴,因為冶煉鋁極其困難,后來冶煉技術提高后,地殼中豐度第三的鋁就再也不值錢了。
第二,保值需求。在通脹上升的時期(負利率時代),為了避免貨幣購買力的損失,實物資產包括不動產、貴金屬(黃金、白銀等)、珠寶、古董、藝術品等往往會成為資金追逐的對象。由于黃金價值的永恒性和穩定性,作為實物資產即成為貨幣資產的理想替代品,發揮保值的功能。但單純存儲黃金的行為沒有利息收益,而且還需支付存儲保管費用,因此眾多黃金衍生工具隨之誕生。
第三,避險需求?!皝y世買黃金,盛世買古董”的傳統智慧已延續千年,黃金在亂世成為逃難、避災、安身立命的最佳選擇?,F今,在局勢動蕩、政局不穩的時期,直接影響經濟的穩定性及投資者對經濟的信心,股市下滑,資金有尋求避風港的需求。同時伴隨著該地區國家貨幣的貶值,甚至在政局更替的情況下,手中持有的貨幣更有可能變成一文不值。因此黃金價值高、易儲存、流動性高和被普遍接受的特點使其替代貨幣成為財富的理想載體,發揮避險的功能。比如在美國入侵伊拉克前夕,中東地區即掀起了搶購黃金的浪潮。
第四,用作珠寶裝飾。黃金歷來是財富和身份的象征,近年來黃金在珠寶裝飾領域的需求呈快速增長的趨勢。尤其是隨著亞洲國家生活水平的提高,成為黃金消費增長最快的地區。據世界黃金協會的數據,2004年黃金消費需求大幅上升7%,其中全球最大黃金市場印度的消費需求增長17%,中國的需求量上升13%,其中主要為珠寶商和零售投資的需求。
第五,在工業與科學技術上的應用。由于金具備有獨一無二的完美的性質,這種性質是任何一種金屬都不具備的,它具有極高的抗腐蝕的穩定性;良好的導電性和導熱性;金的原子核具有較大捕獲中子的有效截面;對紅外線的反射能力接近100%;在金的合金中具有各種觸媒性質;金還有良好的工藝性,極易加工成超薄金箔、微米金絲和金粉;金很容易鍍到其它金屬和陶器及玻璃的表面上;在一定壓力下金容易被熔焊和鍛焊;金可制成超導體與有機金等。正因為有這么多有益性質,使它有理由廣泛用到最重要的現代高新技術產業中去,如電子技術、通訊技術、宇航技術、化工技術、醫療技術等。
經過了上述一遍篩選后,剩下的元素就只剩下金、銀、鉑、銠、銥、鋨、釕、鈀這8種金屬了。除了金和銀,其它6種金屬又太稀有了,能作為貨幣的金屬,顯然需要經常交易,而太稀有的話,無法滿足流通的需求。而銀又比金多,所以金就成了最佳的貨幣。
因為稀有密度大,而且純金和純銀都非常柔軟,很容易切塊、分開。
另外,金銀再多領域都是有廣泛用途的,金銀都具有很好的傳導性和延展性,其優點還不遠指這些,不是因為沒有用處,只是因為稀少,人們會非常珍惜使用罷了。
想必大家都聽過這樣一句名言:“金銀天然不是貨幣,但貨幣天然是金銀?!?/p>
在人類的文明史中,黃金一直作為主要貨幣使用,一直到上世紀七十年代布雷頓森林體系崩潰,美元宣布和黃金脫鉤,這才進入了信用貨幣時代。
但其實,黃金一開始也不是人類社會約定俗成的貨幣。
以中國為例,各朝各代都對貨幣的形式進行過嘗試和革新。最早是貝殼,后來是銅幣、鐵幣,甚至一度出現過紙幣的雛形。
通過一定時間的摸索和嘗試,人們發現,要想選擇一種物質作為貨幣,要滿足以下幾點要求:固體、易攜帶、無毒、性質穩定、開采加工方便,但又必須具備稀缺性。
這么看來,在人類各個文明體信息并不互通的古代,黃金最終的C位出道,作為公認的主要貨幣使用,可謂是眾望所歸。
黃金是貴金屬、稀少、耐腐蝕、耐高溫、不堅硬易分割、不會生銹,是完美的價值尺度、交換媒介和保值手段。
除此之外,黃金之所以具備極高的價值,也是因為它能滿足人類對于審美的高度追求。
早在一萬年前,人類就開始開發、利用黃金了,遠遠早于其他任何金屬材料。
直至今日,幾乎所有高檔物品和貴重飾品,如果缺了黃金作為點綴,都會覺得少了點什么。
雖然進入現代社會以后,黃金不再扮演貨幣的角色,轉而成為首飾的主要原料,但依然無法扼殺它的原始屬性和能量。
一旦社會現行的信用法幣體系崩潰,黃金必然重登舞臺,展現天然真正貨幣的實力。
這也是為什么目前世界上經濟排名靠前的國家,都必須擁有相當的黃金儲備的直
為什么金屬溫度越高,電阻越大?
金屬的電阻是由金屬內部的自由電子在電場作用下運動而產生的。當金屬溫度升高時,金屬內部的原子和自由電子的熱運動也會增強,這會導致自由電子在電場作用下運動時與原子發生更多的碰撞和相互作用,從而使電子的平均自由行程變長,電阻值增大。
此外,金屬的電阻還受到金屬中晶格結構的影響。當金屬受熱時,晶格結構會發生微小的變化,這也會導致電阻值的增加。這是因為晶格結構的變化會影響電子在金屬中的運動方式和速度分布,從而影響電阻的大小。
因此,金屬的電阻隨溫度的升高而增大,這是由于金屬內部自由電子和原子的熱運動增強,以及晶格結構的微小變化所導致的。
金屬的電阻隨溫度升高而增大是因為在高溫下,金屬的原子和電子運動更加劇烈,原子振動增強,電子與原子碰撞幾率增加,導致電子在金屬中更難自由傳導,在原子晶格中更容易受到阻礙,從而使得金屬的電阻增大。
這種現象稱為電阻溫度效應,表示了金屬材料在不同溫度下的電阻變化規律。因此,金屬溫度越高,電阻越大。這也是為什么在電路設計中需要考慮金屬材料的溫度變化對電阻的影響,以確保電路的穩定性和可靠性。
為什么汽車上采用負極搭鐵方式?
最早的汽車曾經采用正極搭鐵,但是隨著汽車工業不斷的發展,人們發現負極搭鐵優勢更大一些。于是很多車輛開始采用負極搭鐵,就像USB標準一樣、負極搭鐵成了國際標準,現在已經很難看到正極搭鐵的汽車。
無論正極搭鐵還是負極搭鐵,原理都是一樣的。那就是把電瓶其中的一個極性直接與車架連接,另外一個極性與用電器連接。車架面積較大,導電能力強傳輸電阻可以忽略。因此搭鐵后車架上可以隨取電,即使是大功率的起動機也可以正常工作。如果不搭鐵,每個電器都采用雙線供電,那么會多出很多根導線。而搭鐵可以就地取電省掉N根傳輸導線,布線也更方便成本也降低了很多。
既然正極搭鐵也可以使用,為什么改成負極搭鐵呢?
其實負極搭鐵最大的一個好處就是電氣設備工作更穩定,干擾是最小的。早起的汽車電子原件并不多,只有有高壓就可以了!
現在的汽車則配有N個傳感器,多塊ECU,發動機越來越精密電控系統也越來越復雜。學過電路的朋友都知道,電路中各種雜波干擾都需要對地泄放的,電路中的地就是電瓶負極。為了降低干擾,電路中都采用一點接地的方式。也就是把所有的接地點都匯在一處,可以防止雜波在泄放的路上干擾其他單元,也就是常說的一點接地。
設備的金屬外殼也會接地(接負極),接地后金屬外殼就相當于一個大號的屏蔽罩,可以有效的屏蔽外來信號干擾。
汽車的駕駛室就像一個大號屏蔽罩,如果駕駛室與電池負極相連,那么汽車就相當于屏蔽罩。當然ECU/TCU等大部分模塊也是帶有金屬外殼的:
金屬外殼與負極連接駕駛室整體也與地(負極)連接,這樣就可以提高抗干擾能力,電路工作更穩定,不受外界雜波影響。如果采用正極搭鐵,那么各種模塊的外殼都不能直接車殼連接。
想要實現一點接地只能扯出N根電源線把金屬外殼與負極連接,這樣會增加很多線路。并且模塊還需要做好絕緣措施,如果不小心與車殼等鈑金接通,會直接短路燒保險。因此正極搭鐵的方案會被負極搭鐵的方案替換,負極搭鐵方案成熟穩定,還可以避免車架受到電化學腐蝕。
為什么汽車上采用負極搭鐵方式?
答:汽車電路的組成是由各種電氣設備、蓄電瓶、開關、保險絲等組成。電路就是電流的通路,它們是為了某種需要由某些電工設備或者元器件按照一定的方式組合起來的。
汽車電氣系統一般都是采用單線制,所以汽車中的一組蓄電瓶一個電極接到車體上,俗稱“搭鐵”。若蓄電瓶的負極與車體相連接,就被稱為負極搭鐵。反過來將汽車蓄電瓶的正極線與車體連接在一起稱為正極搭鐵,按照國家標準規定,國產汽車的電氣系統均采用負極搭鐵。
任何一個完整的直流線路中,都要有一個閉合回路,其中在線路中利用開關控制其中的一個電器的接通與斷開就實現了它的控制作用,并且省去了一條導線。采用負極搭鐵可以大幅度減少汽車上的電路布線,可以將原來需要的正極、負極兩根導線,通過車身代替了一根導線。
汽車的發動機、變速箱、底盤及車身都是金屬制成的,它們具有良好的導電性。
這種搭鐵方式的優點就是對車架和車身的金屬化學腐蝕比較輕,再者對車載無線電接收的干擾最小。并且可以最大限度減少車輛發生故障的概率。
負極搭鐵而因為搭鐵線緊固螺栓松動或者車的鐵表面氧化,造成蓄電瓶接頭腐蝕,接觸電阻值增大,造成接觸不良;而因搭鐵不良就會汽車電氣線路許多顯性或者隱性故障的發生,比如在電子點火系統上,如果發動機搭鐵不良了,就會使火花塞火花弱,從而造成汽車的輸出動力減弱,所以當產生發動機啟動無力,異常抖動或者燈光故障,音響、收音機接收電臺伴隨雜音,或者各種電機等電器運轉乏力等現象發生時,可以考慮最好先從汽車搭鐵著手來排除故障。
汽車采用「負極搭鐵」的原因有三點
汽車電瓶(啟動蓄電池)的接線方式很有意思,車輛線束與正極連接,負極搭鐵(與金屬車架相連),所有低壓電子設備均可車架連線負極直接形成回路。這種設計似乎讓車身框架“帶電”了,如此設計真的合理嗎?——解析這一問題首先要了解為什么需要「負極搭鐵」,原因有以下三點。
- 防止電化學腐蝕
- 降低線束成本
- 降低自燃概率
知識點1:電瓶負極搭鐵并不會讓“車架帶電”,因為電流從正極傳導到用電設備是第一個流程,電流被設備消耗后已經「沒電」了,所以負極零線是沒有電的。這里就涉及到一個基礎知識點,電子是從正極輸出、通過導線送至用電設備;如果讓「正極搭鐵」雖然也能形成回路,但是金屬車架真的會有電流,這就會造成「電化學腐蝕」的問題。
知識點2:汽車框架結構采用的是各類型的「高強度/超高強度鋼」,這是一種不純的金屬材料。在空氣濕度比較大或者雨雪天氣中,鋼鐵的表層與空氣中的水份接觸,通過「正極搭鐵」輸出的電流則會出現“原電池反應”(氧化還原反應)。通俗一些的解釋為鋼鐵中的是“鐵/碳”形成無數的「原電池」,導致車架腐蝕造成強度的降低。所以早期的汽車因采用正極搭鐵導致了明顯的腐蝕,后期均改為「負極搭鐵」了。
線束成本&自燃風險
汽車的電路系統是非常復雜的,比如:ECU控制模塊,電噴系統,點火系統,燈光照明,車載電子設備等等都需要用電。而這些設備并不都集中在靠近電瓶的車頭,像是閱讀燈、尾燈、剎車、倒車雷達以及倒車影像等等,這些設備如果都要直接連接正負極的話,試想一下汽車內飾板中到底得有多少導線吧。
問題:超大量的導線均與蓄電池負極連接,這不僅會造成線束成本的提升,同時也會造成引擎艙內部結構的復雜性提升。在高溫且振動強度會略大一些的引擎內,這么復雜的線束組合自然會有更高的絕緣層磨損短路的風險。所以汽車并不適合設計出這么多的導線,那么解決的理想方式自然是「就近接線」,正極做不到至少負極還可以哦。
知識點:在接線過程中負極搭鐵的安全系數要高一些,因為正極就是「火線」,是通過蓄電池釋放電流的一端。如果在為車內設備接線時不用管負極而直接連接正極,結果必然在接觸的瞬間出現「電火花」,對于汽車而言這是嚴重的安全用車隱患。而連接負極搭鐵就不會有這個問題,所以從防止車輛起火的角度分析也應該采用負極搭鐵。
總結:汽車蓄電池的負極已經搭鐵,在安裝或加裝電子設備時,可以在設備附近尋找金屬螺絲,擰松一些后直接固定負極導線即可。其次還有一點需要說明,汽車線束的設計有絕對的「一致性」,在采用負極搭鐵的車輛上不宜改用正極搭鐵,否則很有可能燒壞保險絲甚至電子設備,供參考。
編輯:天和Auto
內容:共享天和MCN頭條號
歡迎轉發留言討論,保留版權保護權利
到此,以上就是小編對于為什么要用金屬材料的問題就介紹到這了,希望介紹關于為什么要用金屬材料的3點解答對大家有用。