帶翼的金屬——鋁及其合金

　　【中國幕墻網 10月12日 記者小靜】 鋁和鋁合金是現在人們最熟悉的金屬材料之一。金屬純鋁質量很輕，比重才2.7克/立方厘米，而且加工性良好，可以作成各種開關的餐具和日用品。但鋁的強度比較低，一碰就扁。怎樣才能使它變得更強更硬，以適應更高的要求呢？冶金學家發現，許多合金的強度往往比這些合金的純金屬要高得多。因此他們決定尋找純鋁的“盟友”，以使鋁變得更堅強。20世紀初的一天，德國化學家威姆研制了一種含銅、鎂和錳的鋁基合金，這種合金果然比純鋁強度高。但他仍不滿足，他猜想能否通過淬火工藝進一步提高它的強度。實驗證明事實的確如此，合金的強度果然提高了。但是細心的他發現，不同的試樣得到的實驗結果有圈套差異。威姆開始懷疑所用的儀器和測量精度有問題。他花了幾天時間檢查儀器，在這段時間，他把無暇過問的試樣一直放在工作臺上。當儀器再次準備好，進行測量時，他意外發現，試樣的硬度比以前高多了。他非常奇怪，幾乎不相信自己的眼睛，因為儀器上顯示的強度竟比以前高了一倍！強度都是在淬火后的自然時效現象。他當時并不知道金屬內部發生了什么變化，但他通過試驗發現了合金的最佳成分，并取得了專利權。他把這種高強度鋁合金稱為“杜拉鋁”，是用他最早從事這種合金生產的城鎮“杜萊恩鎮”命名的，后來，這種合金被稱為“硬鋁”，因為它的硬度和強度比一般的鋁合金高得多。

　　由于鋁合金質輕而強度高，加上20世紀動力工業的迅速發展，實現了鋁的大規模生產。鋁和鋁合金的應用也迅速擴大，從初期制作珠寶和珍貴餐具走向天空。鋁材從1919年開始被用作飛機蒙皮和其他零件，這些零件是以鋁為基礎、并含有銅、鎂、錳等元素的鋁基合金。因此鋁曾被稱為“帶翼的金屬”。21世紀的新型飛機，對鋁更是寄以厚望。因為在鋁中加入3％～5％的比鋁更輕的金屬鋰，就可以制造出強度比純鋁高20％～25％，比重量減少5噸多，而載客人數少不減少。據專家推算，一架波音747飛機，用鋁鋰合金代替普通鋁合金，一個就可以增收上千萬美元。隨著人類對太空領域探索的拓展，鋁材料以其質輕的我進入了航天領域。1960年，美國曾發射一顆叫“回聲一號”的無線電信號反射衛星，它像一個直徑約30米的巨大圓球，其外殼是用鋁氣化后鍍在一種塑料上制成的。盡管外殼的窖大得驚人，但重量還不到62千克。有一種專門研究太陽發射帶電粒子的衛星，它的熒光屏是用最純的鋁箔蒙蓋著的。

　　鋁現在已進入更廣泛的應用領域，例如，一些鍍鋁膜的紡織品具有特殊的防熱和保暖功能，用它們制成的外衣、毯子、帳篷，備受地質學家、旅游者、漁民、煉鋼工人和在熱帶地區工作的人們的歡迎，因為它們在冬天我操輪唱有，而夏季又特別防熱，這是由于織物上的鋁膜在夏天可以把外界的熱反射出去，在冬天可以把散出的輻射熱反射回來。前捷克斯洛伐克曾制造過一種毯子，是一種非常理想的“恒溫室”，而且非常輕，只有55克重，可以折疊起來裝進一個香煙盒大小的盒子里。鋁在20世紀末的新材料中也充當著重要角色，它有良好的導電性和可塑性，已成為日益短缺的銅導線的最佳用品以及生活服務器的重要材料，鋁從此走出珠寶商店，進入了千家萬戶。【完】

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