材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)

話說(shuō) 金屬世界1993.450年代后期 國(guó)了1分、2分與5分的銀光熠熠的硬幣;1980年國(guó)家了4種金屬幣：1角、2角、5角和1元的;從年起到現(xiàn)人民銀行已經(jīng)了14種有面值的記住幣1套3枚，面值為1角外，其余13種的面值均為1元;國(guó)家造幣廠還生產(chǎn)發(fā)售了12生肖紀(jì)念幣，用料各不相同，沒(méi)有面值，但加工制作十分精致;1985年開(kāi)始，銀行又國(guó)家造幣廠生產(chǎn)了熊貓紀(jì)念幣、牛年金銀紀(jì)念幣、大清鍍金紀(jì)念幣、光緒元寶鍍銀紀(jì)念幣、人物金銀紀(jì)念幣、世界女子金紀(jì)念幣等，這些紀(jì)念幣有的雖標(biāo)有面值，但僅是象征性的;1992年 簽署第97，從6月1日起，由民銀行新1元、5角、1角三種金屬。這些硬幣都是用什么材料制成的呢？在此向大家作一簡(jiǎn)單的介紹。硬幣對(duì)材料的要求硬幣是一種流通的貨幣，在各種氣候條件通的，要與人們的手及其他物件接觸，會(huì)互相摩擦與碰撞，而紀(jì)念幣是在特定條件下為某種特殊需要的。因此，在選擇硬幣材料時(shí)，既要考慮到有利于流通、金屬色澤美觀穩(wěn)定、耐磨性強(qiáng)、抗蝕性高、手感性好、沖壓性能好、易于大批量工業(yè)化生產(chǎn)，又要考慮到在經(jīng)濟(jì)上硬幣本身的價(jià)值在預(yù)見(jiàn)的長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)低于其所標(biāo)的面值;第三，要考慮 國(guó)金屬資源的可供情況;對(duì)于紀(jì)念幣，其材料質(zhì)要符合特殊需要;此外，還要具有相當(dāng)強(qiáng)的防偽性能。國(guó)硬幣材料的選擇鋁合金世界上選用鋁材制造硬幣的國(guó)家很少。純鋁的硬度低，質(zhì)地較軟，不適于作為造幣材料，但是向鋁中添加鎂、錳、銅、鋅等合金元素，則可顯著提高其硬度，增加耐磨性，加上鋁合金有很高的抗蝕性，在空氣中能永葆熠熠銀白色;此外，還具有資源豐富、成本低廉、沖壓性能好等優(yōu)點(diǎn)，所以一些國(guó)家選用鋁合金制造量大的低面值硬幣。 國(guó)早期的1分、2分、5分和新的1角幣就是用含3.5%左右鎂的鋁—鎂合金制造的。50年代后期的分幣若妥善保存，至今仍會(huì)銀光閃爍，不失當(dāng)年風(fēng)采。因?yàn)殇X是一種化學(xué)活性很性很強(qiáng)的金屬，一與空氣接觸便會(huì)與氧形成一層只有幾微米厚的氧化鋁膜。這層氧化鋁膜呈銀白色，非常致密，能氧進(jìn)入，且本身具有很高的抗蝕性。因此，硬幣在大氣中是不會(huì)失去光澤的。國(guó)最早使用的鋁合金硬幣材料是東北輕合 工廠提供的。不久，沈陽(yáng)造幣廠增建了鋁材生產(chǎn)線，所以，后來(lái)造幣用鋁合金都是沈陽(yáng)造幣廠生產(chǎn)的。黃銅銅自古以來(lái)就用于造幣， 國(guó)新版5角就是用黃銅制的，但不是普通的含40%左右鋅或約30%鋅的所謂“46”或“37”黃銅，而是一種多元銅合金，即除含主要合金元素鋅外，還添加了若干種起特殊作用的微量元素，以增加其耐磨性、抗變色性和耐腐蝕能力。此外，該合金還具有加工造幣性能優(yōu)良、防假性強(qiáng)、原材料豐富、成本較低的特點(diǎn)。在造幣過(guò) ，采用了先進(jìn)的光飾技術(shù)，使硬幣表面呈光潔度高的明亮閃爍的淡雅的金。這種特制的造幣黃銅是沈陽(yáng)有色金屬加工廠和沈陽(yáng)造幣廠共同研制的，而造幣用的板材則是沈陽(yáng)有色金屬加工廠生產(chǎn)的。國(guó)的紀(jì)念幣有些是用銅鎳合金制造的。銅—鎳合金一般稱白銅，由于鎳的價(jià)格較高，故銅—鎳合金的成本也較高。采用鎳包銅的復(fù)合材料制造硬幣，這種材料是用軋制工藝加工的。意大利了一種頗為講究的硬幣，其是黃銅質(zhì)的，外面圍著一圈寬的鉻。這種鑲嵌幣的制作工藝相當(dāng)復(fù)雜，但很有科學(xué)道理，因?yàn)辄S銅較為低廉，而鉻的硬度高，耐磨性強(qiáng)。這樣合二為一”，既不易在流通中磨損，又節(jié)省了鉻的用量。低碳鋼普通鋼的抗蝕性不高，易銹蝕，且不耐磨，耐用不銹鋼造幣，則成本又較高。于是不少國(guó)家為了節(jié)省貴重金屬，常以價(jià)廉的低碳鋼等為主材，兩面借助電鍍或軋制技術(shù)覆以鎳，制造鎳包鋼的硬幣，國(guó)去年的1元幣和以往的一些紀(jì)念硬幣均屬這一類新版1元硬幣采用國(guó)際上的鋼芯鍍鎳形式。首先用低碳鋼板沖出坯幣，電鍍后再進(jìn)行特殊的高溫?zé)Y(jié)熱處理。在熱處理過(guò)，鐵原子向鎳鍍層中擴(kuò)散，而鎳原子則向鋼芯中擴(kuò)散，這樣便在鎳鍍層與鋼芯之間形成了一層以鐵為基體的鐵—鎳固溶體帶，大大提高了鎳鍍層與鋼芯的結(jié)合力，在任何情況下鍍鎳層都不公脫落。用這種造出的硬幣，不但保留了純鎳的外觀特征，而且具有相當(dāng)高的抗磨性與抗色能力，還大大降低了鎳的用量，生產(chǎn)成本大幅度下降，防偽性能也得到很大提高。實(shí)際上，有些國(guó)家早已采用鋼制造硬幣，如1分尼、2分尼、5分尼和10分尼的德國(guó)貨幣從1948年起就開(kāi)始用鋼制造，前兩種的上面鍍有一層銀白色的貨幣合金，后兩種的表面則鍍的是黃銅。造幣鋼帶的生產(chǎn)難度相當(dāng)大，不僅對(duì)化學(xué)成分要求嚴(yán)格，而且對(duì)其力學(xué)性能、尺寸偏差和表面粗糙度的要求比一般帶材高得多。過(guò)去，國(guó)用的造幣鋼帶是進(jìn)口的，主要來(lái)自，如今，則能自給。1991年初，寶山鋼鐵總廠接受銀行試制鋼帶的任務(wù)，通過(guò)多方努力，終于試制成了各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)均達(dá)到同類產(chǎn)品水平的優(yōu)質(zhì)造幣鋼帶。截止1992年底，寶山鋼鐵總廠已為造幣廠提供了3000多噸造幣鋼。金與銀它們歷來(lái)就是造幣的材料，可是，由于其本身價(jià)值高，已不用金、銀制造流通的輔幣了，大都用它們制造紀(jì)念幣或高面值硬幣。 國(guó)的熊貓紀(jì)念幣、世界女球紀(jì)念幣是用純金鑄造的，而牛年紀(jì)念幣與人物紀(jì)念幣則是用金銀合金鑄造的。這些紀(jì)念幣用的足金和足純金銀，有的沒(méi)有標(biāo)面值，有的雖標(biāo)有面值，但象征性的，不能與等值流通。如需花用，必須到銀行金銀兌換處按金銀成色、重量、國(guó)家收購(gòu)價(jià)格兌換成。不過(guò)，銀行已的有面值的14種紀(jì)念幣是可以在市場(chǎng)上按面值流通的，不應(yīng)拒用?？墒?，這些紀(jì)念幣由于量很小，人們大都把它們珍，幾乎不在市面上流通。至于12生肖紀(jì)念幣，用料各民，有的是在銅—鎳合金外鍍黃銅，有的則是鍍金的，沒(méi)有標(biāo)面值，因此價(jià)格也不一樣。如去年造幣廠生產(chǎn)猴年紀(jì)念幣，做工精致，有各種各樣盒裝，因地區(qū)不同，價(jià)格也不一樣，地區(qū)每塊猴幣的售價(jià)約為5元，但不能作為5元價(jià)值在市場(chǎng)上流通，僅可作為收藏品用。未來(lái)硬幣材料對(duì)于流通量大的硬幣，鋼很可能是首選的材質(zhì)，因?yàn)殇摰膬r(jià)格低，沖壓性能好，鍍上別的金屬或包覆別的金屬，就會(huì)具有既美觀又耐磨、耐蝕的外觀。大家知道，根據(jù)歐洲經(jīng)濟(jì)各國(guó)首腦會(huì)議決定，2000年將實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的歐洲貨幣。用什么材料制造數(shù)目龐大的歐洲硬幣，專家們研究來(lái)研究去，還是認(rèn)為用鋼制作較為恰當(dāng)。根據(jù)，歐洲所有國(guó)家大約需要640傾向，如果用傳統(tǒng)的傾向金屬來(lái)制造，僅銅和鎳就需要32萬(wàn)噸。由于銅和鎳是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要資源，它們的價(jià)格在節(jié)節(jié)上升，要想使傾向的實(shí)際價(jià)格低于用材的價(jià)格就變得越來(lái)越。硬幣！你在哪里？國(guó)自50年代后期硬幣以來(lái)，年年，應(yīng)該說(shuō)流通量少了，可是很少見(jiàn)到流通。那么，硬幣，你究竟到哪里去了呢？作者游過(guò)一些名寺古剎，所到之處，見(jiàn)到不少硬幣，不僅在神像、佛像前的“香火錢”柜中塞滿了與硬幣，甚至在周身、水池是、陵墓中，以及烏龜、鐵牛怪獸的身上與周圍到處都有人們投擲的硬幣。寺廟的主持、長(zhǎng)老或管理人員為顯示香火”鼎盛，對(duì)這些硬幣不及時(shí)集中清點(diǎn)，讓其參與流通，而是任其在廟堂寺院庵殿中沉淀。有些人對(duì)小面值硬幣的態(tài)度是放在口袋里怕丟失在市場(chǎng)上使用嫌麻煩，還怕人家說(shuō)小氣甚至掉到地上也不想彎腰拾起來(lái)。不少人每逢開(kāi)工資、領(lǐng)，或找零時(shí)得到的硬幣，不是回家交給孩子，就是隨手放入抽屜或盒中。時(shí)間一長(zhǎng)，也會(huì)有不少硬幣積攢在那里。在這里順便講一個(gè)奇人趣聞，據(jù)《星洲日?qǐng)?bào)》1992年12月17日，該國(guó)一名青年小販最近將家中積存的6000馬元的硬幣一次存入一家銀行，這可忙煞子銀行點(diǎn)算員，他們花了5小時(shí)多才把那一籃又籃、一包又一包總重達(dá)幾十斤的硬幣點(diǎn)清，而且還請(qǐng)分揀機(jī)與計(jì)算器幫了忙，否則，花的時(shí)間還會(huì)長(zhǎng)一些。國(guó)有近2億兒童，在他們的“錢罐”中積存著為數(shù)不少的硬幣。讓孩子們自幼養(yǎng)成儲(chǔ)蓄和不花錢的習(xí)慣當(dāng)然很好，應(yīng)大力倡導(dǎo)，問(wèn)題是大量硬幣因此沉淀在億萬(wàn)兒童的“攢錢罐”中無(wú)法流通。最好是每隔幾個(gè)月讓孩子清點(diǎn)一下，存入很行，一可生息，二則可使國(guó)家減少硬幣量，節(jié)約資源。另外，還