在自然界中迄今已發(fā)現(xiàn)103種元素，其中金屬占四分之三多些。一般來說，不銹鋼管金屬元素具有下列特性：良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和可鍛性。不銹鋼管金屬元素之所以有這些特性，是與金屬原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和原子結(jié)合方式密切聯(lián)系的。
1.不銹鋼管金屬原子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。
金屬和非金屬由許多原子組成。每個(gè)原子由體積小、正電荷的原子核和一個(gè)或幾個(gè)負(fù)電荷的電子構(gòu)成。電子分布在原子核外的各電子層中，并圍繞原子核作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這樣，原子也可以被視為小宇宙中的行星圍繞太陽旋轉(zhuǎn)。每個(gè)電子都有一定的負(fù)荷，電子數(shù)的總和所帶的負(fù)荷數(shù)等于原子核所帶的正電荷數(shù)，因此整個(gè)原子不顯示電性，即中性。不銹鋼管各種要素的原子核有不同的正電荷數(shù)，因此各要素的電子數(shù)也不同。例如，銅原子的核電荷數(shù)為28，核外有28個(gè)電子，氯原子的核電荷數(shù)為l7，核外有17個(gè)電子。
不銹鋼管的金屬原子結(jié)構(gòu)與非金屬點(diǎn)不同，金屬原子最外層的電子數(shù)量少，一般只有1~2個(gè)，少數(shù)金屬為3~4個(gè)，不是金屬原子最外層的電子數(shù)量為4~8個(gè)。圖l表示鈉和氯的原子結(jié)構(gòu)，鈉是金屬元素，氯是非金屬元素。
2的雙曲馀弦值。2的雙曲馀弦值。不銹鋼管的金屬原子結(jié)合方式。
對(duì)于金屬原子來說，最外層的電子由于與原子核的結(jié)合力弱，容易脫離最外層的電子軌道在金屬內(nèi)部自由運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成所謂的電子氣。原子失去最外層電子后，電荷失去平衡成為正離子。電子氣中的任何電子都不屬于某個(gè)原子所有，而是為整個(gè)金屬中的正離子共享。因此，金屬可視為大分子，由帶正電荷的離子和電子氣體構(gòu)成。不銹鋼管的金屬原子相互結(jié)合如此牢固，取決于正離子和電子氣的結(jié)合力。
金屬原子的上述結(jié)合方式與氯化鈉(鹽)的結(jié)合性質(zhì)不同。氯化鈉通過電子轉(zhuǎn)移，即鈉原子將最外層的電子轉(zhuǎn)移到氯化原子后，用正離子(鈉)和負(fù)離子(氯)結(jié)合(圖3)。同樣，與硅和石墨等的結(jié)合方式不同，通過各原子相互占有最近原子的外層電子，以共同價(jià)格結(jié)合。
3.不銹鋼管的物理特性。
不銹鋼管原子依靠正離子與電子氣之間吸引力的這種結(jié)合方式，可以簡(jiǎn)單說明金屬的一些特性。例如，金屬導(dǎo)線的兩端有電力差，自由電子立即向一定的方向流動(dòng)，產(chǎn)生電流是金屬為什么具有良好的導(dǎo)電性的原因。至于氯化鈉-食鹽，沒有自由電子，導(dǎo)電性差。另外，在外力的作用下，通過正離子層相互平移滑動(dòng)，改變了金屬的形狀，但是改變了原位置的正離子仍然與周圍的自由電子連接，不銹鋼管具有良好的鍛造性。以食鹽為例，在外力下稍微改變正離子鈉和負(fù)離子氯的相對(duì)位置，與電性相同的離子相遇反彈，表現(xiàn)為鹽粒破裂。
不銹鋼管內(nèi)部原子結(jié)合的方式，也可以說明導(dǎo)熱性、熱電性、金屬光澤等不銹鋼管的其他性質(zhì)。
必須指出，不銹鋼管的上述物理特性僅僅表現(xiàn)在由大量原子堆積成固態(tài)的金屬塊上，而不是單個(gè)不銹鋼管的原子。在固體狀態(tài)下，不銹鋼管的原子是如何聚集在一起的，結(jié)合成什么樣的形式，這就是以下討論的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的內(nèi)容。