石墨

初中化学中国高铁与化学

发布时间:2022/7/11 13:15:40   

遍布全国的高速铁路使人们的出行更加方便、快捷。

中国的高铁建设被誉为中国经济发展的奇迹,频频刷新世界纪录,这与化学的发展有着密切联系。

高铁列车的车体建设需要消耗大量的铝合金和钢铁,这就需要生产铝合金和钢铁的工厂具备能够大量产出高质量产品的能力。自然界中不存在纯铝和纯铁,需要工人们采集铝矿石和铁矿石,然后将矿石运到工厂,再进行一系列处理后才能运用化学反应将铝和铁从矿石中提取出来。此时生产出来的铝和铁大多是纯度较大的金属,还达不到制造高铁列车的要求,需要根据生产不同车体部位的要求在铝和铁中添加不同的物质来生成铝合金和钢铁,从而成为符合生成高铁车体要求的材料。此外,在生产出来的高铁列车表面喷漆不仅美观好看,还能防止钢铁制品与氧气和水等接触而生锈。

高铁列车的车厢是密闭空间,在列车行驶过程中全程不能打开门窗。而列车上的乘客比较多,乘客的呼吸需要氧气,因此提供清洁的空气、保持车厢卫生非常重要。高铁酸钠(Na2FeO4)是高铁上常用的一种“绿色环保高效”的消毒剂,它具有很强的氧化性,溶于水能放出大量氧气,同时生成的氢氧化铁(Fe(OH)3)还是一种品质优良的无机絮凝剂,能高效地除去水中的细微悬浮物,还能迅速除去淤泥中的异味,在整个消毒净化过程中不会产生任何对人体有害的物质。

(Na2FeO4)

高铁列车的运行速度很快,结实的铁轨是其高速运行的保障。制造高铁铁轨的主要材料是锰钢,锰钢是纯铁融合锰和碳制成的铁合金,具有韧性好、硬度大等性能,能够很好地承受高铁列车的运行压力及冲击载荷。此外,在修建铁路时,铁道工人们常用铝热剂对铁轨进行焊接修补,其原理是铝与氧化铁在一定条件下熔融反应得到铁和氧化铝,这种方法方便快捷,大大提高了修补铁轨的效率。

高铁列车运行的动力来源是电力牵引,牵引所需的电能来自公用电力系统,并经过专门的牵引供电系统变换成符合用电要求的电流、电压,以便向电力机车或电动车组等供电。每节动车顶部都装有受电弓,受电弓能从接触网上获得电能,经过主变压器、侧变流器、牵引逆变器转换成牵引列车的机械能。受电弓滑板的主要材料是石墨,这主要利用了石墨优良的导电性和润滑性;此外,石墨是碳单质,还具有化学性质稳定的特点,这大大延长了受电弓滑板的使用寿命。

受电弓

中国的高铁技术走在世界前列,化学的快速发展功不可没。

编辑:王前冬

排版:李金艳

审核:马双凤

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