飛天金屬新貴鋰、鈹、鈦
輕且堅(jiān)韌的元素
標(biāo)簽: 化學(xué)實(shí)驗(yàn) 博物新聞眼
想飛上天,肯定有自己的獨(dú)到之處。比如,你要身輕如燕,你要有鋼筋鐵骨,這正是鋰鈹鈦三者共有的特點(diǎn)。拿鋰來說,鋰和鎂可以形成極硬的低密度合金,具有“硬、輕、抗腐蝕”的特點(diǎn),被用于宇宙航天器零件的制造。而鈹鋁合金則可以用“硬、輕、耐熱”來形容,它具有很低的熱膨脹系數(shù),可以在溫度變化劇烈的環(huán)境中用作精密零件。鈹鋁合金按鈹含量可分為鋁基合金和鈹基合金:前者鈹含量在5%以下,用作冶金添加劑;后者鈹含量在60%以上,用作結(jié)構(gòu)材料,比如人造衛(wèi)星、太空望遠(yuǎn)鏡上的照相機(jī),或者天線,光學(xué)元件的固定構(gòu)件等。在美國的卡曼奇武裝直升機(jī)上有58個(gè)鈹鋁合金部件,用來組成它非常精密的電子光學(xué)偵測系統(tǒng)。
比起鋰、鈹來說,鈦似乎沒那么輕盈,但它的強(qiáng)度卻更勝一籌:鈦與鋼的強(qiáng)度相似,但重量僅為鋼的45%;鈦比鋁重約60%,但鈦的強(qiáng)度是鋁的二倍還多。在噴氣式飛機(jī)出現(xiàn)之后,飛行速度大幅度提高,特別是實(shí)現(xiàn)超音速飛行之后,會(huì)引起飛機(jī)表面加熱產(chǎn)生“熱障”——這時(shí)飛機(jī)材料性能會(huì)下降,從而使飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與剛度降低,飛機(jī)的氣動(dòng)外形發(fā)生破壞,甚至引起災(zāi)難性的顫振,此時(shí)原有的合金就不能勝任了。因?yàn)?,高速飛行的飛機(jī)所要求的不僅僅是強(qiáng)度,而且應(yīng)當(dāng)有良好的抗蝕性、韌性和耐熱性,這就呼喚新的耐熱合金的出現(xiàn),鈦合金就是這個(gè)時(shí)代的英雄。
責(zé)任編輯 / 張超
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