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钛:未来金属的光辉-扑朔迷离的化学宫殿

时间:2023-12-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:不寻常的金属——钛钛是一种不寻常的金属材料,它兼有质量轻、强度大、耐热、耐腐蚀和原料丰富五大优点,所以人们抱着莫大的希望,把它叫做“未来的金属”。钛几乎可以说是“取之不尽,用之不竭”的金属。过去的飞机多用铝制造,铝虽然很轻,但是不耐热,就是个别比较耐热的铝合金,一到摄氏二三百度也会吃不消。因此,钛已经成为制造火箭、导弹、人造卫星和宇宙飞船的重要材料。

钛:未来金属的光辉-扑朔迷离的化学宫殿

不寻常的金属——钛

钛是一种不寻常的金属材料,它兼有质量轻、强度大、耐热、耐腐蚀和原料丰富五大优点,所以人们抱着莫大的希望,把它叫做“未来的金属”。

钢铁、铜、铝这些常用的金属材料,它们虽然各有优点,可是往往只有“一技之长”,总有不少缺陷。例如:钢铁的强度大,但是太重,又容易生锈;铝很轻,却不耐高热。钛可是个“多面手”,它的密度只有钢铁的一半,却和钢铁一样强韧,它不生锈,熔点又高。

把钛算做“稀有”金属,真有点冤枉。地球表面十公里厚的地层中,含钛达千分之六,比铜多61倍!随便从地下抓起一把泥土,其中都含有千分之几的钛。世界上储量超过1000万吨的钛矿并不稀罕。钛几乎可以说是“取之不尽,用之不竭”的金属。

现在,让我们来看看这位“多面手”的本领吧!

让飞机飞得更快

最初发明的飞机,飞行速度比汽车快不了几倍。后来,制造出越来越快的飞机,有一种飞机只要一刻钟就能够从北京飞到上海,而坐火车要走一天!

添加钛的极细多芯导线的断面。

飞机飞得快些,在军事上的价值是不言而喻的。所以,近年来各国都在努力制造更快的飞机。

要让飞机飞得更快,得过许多技术关,其中有一个重要的难关就是机翼发热问题。(www.xing528.com)

飞机飞快了以后,机翼上的空气受到压缩,放出很多的热来,使飞机表面的温度急剧增高。飞行速度是声音速度三倍的飞机,它的表面温度大约能够达到摄氏五百度,有发出暗红色火光的煤块那样热。所以有些航空工程师开玩笑说:飞机翅膀上可以炒鸡蛋吃!

过去的飞机多用铝制造,铝虽然很轻,但是不耐热,就是个别比较耐热的铝合金,一到摄氏二三百度也会吃不消。至于说用铝来制造耐得住摄氏五百多度的飞机翅膀,那就跟想用马粪纸造汽车一样荒唐!

很明显,必须有一种又轻又韧又耐高温的材料来代替铝。钛恰好能够满足这些要求。所以,近年来军用飞机和民用喷气飞机都用钛做材料。这样,飞机就可以飞得又快又远。

钛还用来制造坦克、降落伞、潜水艇和水雷等武器的部件。

宇宙空间显神通

钛的另一个更重要的用途,是制造火箭导弹宇宙飞船

这些“上天”的机器,对材料的要求非常严格,必须又轻又强韧。因为在起飞和降落的时候,它们要跟空气摩擦,会使材料受到“烈火”的考验;到了宇宙空间,是摄氏零下一百多度,在这样低的温度下,鸡蛋也会冻得和石头一样硬,所以要求材料必须在严寒中不发脆。钛正好能够满足这些要求。它的密度只有钢铁的一半,强度却比铝大三倍还多,在摄氏四五百度的考验下满不在乎,冷到摄氏零下一百多度也还有很好的韧性。

因此,钛已经成为制造火箭、导弹、人造卫星和宇宙飞船的重要材料。

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