鈦是一種不尋常的金屬材料,它兼有質(zhì)量輕、強度大耐熱、耐腐蝕和原料豐富五大優(yōu)點,所以人們抱著莫大的希望,把它叫做“未來的金屬”。
鋼鐵、銅、鋁這些常用的金屬材料,它們雖然各有優(yōu)點,可是往往只有“一技之長”,總有不少缺陷。例如:鋼鐵的強度大,但是太重,又容易生銹;鋁很輕,卻不耐高熱。鈦可是個“多面手”,它的密度只有鋼鐵的一半,卻和鋼鐵一樣強韌,它不生銹,熔點又高。
把鈦算做“稀有”金屬,真有點冤枉。地球表面十公里厚的地層中,含鈦達千分之六,比銅多61倍!隨便從地下抓起一把泥土,其中都含有千分之幾的鈦。世界上儲量超過1000萬噸的鈦礦并不稀罕。鈦幾乎可以說是“取之不盡,用之不竭”的金屬。
現(xiàn)在,讓我們來看看這位“多面手”的本領吧!
讓飛機飛得更快
最初發(fā)明的飛機,飛行速度比汽車快不了幾倍。后來,制造出越來越快的飛機,有一種飛機只要一刻鐘就能夠從北京飛到上海,而坐火車要走一天!
飛機飛得快些,在軍事上的價值是不言而喻的。所以,近年來各國都在努力制造更快的飛機。
要讓飛機飛得更快,得過許多技術關,其中有一個重要的難關就是機翼發(fā)熱問題。
飛機飛快了以后,機翼上的空氣受到壓縮,放出很多的熱來,使飛機表面的溫度急劇增高。飛行速度是聲音速度三倍的飛機,它的表面溫度大約能夠達到攝氏五百度,有發(fā)出暗紅色火光的煤塊那樣熱。所以有些航空工程師開玩笑說:飛機翅上可以炒雞蛋吃!
過去的飛機多用鋁制造,鋁雖然很輕,但是不耐熱,就是個別比較耐熱的鋁合金,一到攝氏二三百度也會吃不消。至于說用鋁來制造耐得住攝氏五百多度的飛機翅膀,那就跟想用馬糞紙造汽車一樣荒唐!
很明顯,必須有一種又輕又韌又耐高溫的材料來代替鋁。鈦恰好能夠滿足這些要求。所以,近年來軍用飛機和民用噴氣飛機都用鈦做材料。這樣,飛機就可以飛得又快又遠。
鈦還用來制造坦克、降落傘、潛水艇和水雷等武器的部件。
宇宙空間顯神通
鈦的另一個更重要的用途,是制造火箭、導彈和宇宙飛船。
這些“上天”的機器,對材料的要求非常嚴格,必須又輕又強韌。因為在起飛和降落的時候,它們要跟空氣摩擦,會使材料受到“烈火”的考驗:到了宇宙空間,是攝氏零下一百多度,在這樣低的溫度下,雞蛋也會凍得和石頭一樣硬,所以要求材料必須在嚴寒中不發(fā)脆。鈦正好能夠滿足這些要求。它的密度只有鋼鐵的一半,強度卻比鋁大三倍還多,在攝氏四五百度的考驗下滿不在乎,冷到攝氏零下一百多度也還有很好的韌性。
因此,鈦已經(jīng)成為制造火箭、導彈、人造衛(wèi)星和宇宙飛船的重要材料。