作者：奚同庚,等
出版社：上海科学技术文献出版社
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带翼的金属(谷臻小简·AI导读版)试读：
版权信息带翼的金属
奚同庚;等 著
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www.bookdna.cn带翼的金属——铝及其合金
由于铝合金质轻而强度高，加上20世纪电力工业的迅速发展，实现了铝的大规模生产。铝材从1919年开始被用作飞机蒙皮和其他零件，因此铝曾被称为“带翼的金属”。据专家推算，一架波音747飞机，用铝锂合金代替普通铝合金，一年就可增收上千万美元。
铝有良好的导电性和可塑性，已成为日益短缺的铜导线的最佳代用品以及生活用品的重要材料。例如,一些镀铝膜的纺织品具有特殊的防热和保暖功能,这是由于织物上的铝膜在夏天可以把外界的热反射出去,在冬天可以把散出的辐射热反射回来。从“愚蠢的合金”到高技术的宠儿——金属玻璃
金属玻璃是一种特殊的金属合金材料，杜威兹等人首次成功地制备出金硅金属玻璃后，一位物理学家曾嘲讽地说这是一种“愚蠢的合金”。20世纪90年代初,日本和美国相继研制块体金属玻璃，使金属玻璃成为高技术的宠儿。
为什么金属玻璃能担当如此重任呢？这是因为，块体金属玻璃具有独特的力学和机械性能，强度高，韧性和耐磨性明显优于一般金属材料，能够显著地提高许多军工产品的性能和安全性。
金属玻璃在太空探索中也发挥了独特的作用，它的另一个有趣的应用是高尔夫球球杆等运动用品的制作。金属中的氢脆
钢在冶炼时，空气中的氢、废钢及铁合金含的水分在高温下会产生氢，并以原子态溶入钢水中，原子氢在液态钢中溶解度大，在固态钢中溶解度小，两者相差很大。冷凝时，原子氢来不及从固态钢中逸出，只好强留在钢中。高温下，原子氢在钢中扩散能力强，易在晶体缺陷、冷热加工引起的显微缺陷处聚集。室温下，原子氢会慢慢变成分子氢。这一过程常有滞后性，即需要几天、数月甚至几年的孕育期。一旦形成分子氢，它就不能再扩散了。分子氢的拥聚，会产生巨大的内应力，直到出现裂纹。若钢中有碳化物，氢与碳化物反应生成甲烷，其压力也足以使钢产生裂纹。这些微小的裂纹，即是将来钢突然脆断的发源地，我们把这种现象叫氢脆。垃圾堆中发现的珍宝——不锈钢
第一次世界大战期间，英国科学家布雷尔利想发明一种不易磨损的、适于制造枪管的合金钢，但实验没有成功，他只好把它抛在废铁堆里。过了很久，仅有那几块含铅的钢依旧是亮晶晶的。至此，从垃圾堆中偶然发现的不锈钢便风靡全球。
随后，不锈钢因为其良好的合金性能开始被用于工业生产，后来更被大量地应用于建筑物的装饰和室内装修，现在，不锈钢已经深入我们日常生活的各个方面。“哑巴金属”——减振合金
目前生产中应用的减振合金有数十种，除减振和强度兼优的猛铜合金外，还有经常被用做机床床身的镇钛合金,用于制造立体声放大器底板的铝锌合金，还有用作火箭、卫星上精密仪器减振台架的镁锆合金等。
减振合金最先出现在英国和美国，到现在只有几十年的发展历史。最初，它被用在导弹、飞行器和潜艇等先进武器上，后来它的使用范围迅速扩展，成为机械制造业、结构材料、家电、电力、汽车等行业有效的减振和降低噪音的新型材料。
# 汽车制造业“新宠”——泡沫金属材料
泡沫金属材料可以说是一种含有泡沫状气孔的金属材料。与一般烧结多孔金属相比，泡沫金属的气孔率更高，孔径尺寸较大，可达7毫米。
时势造英雄，泡沫金属在汽车制造业找到了一展身手的空间。泡沫金属主要指泡沫铝合金，它由粉末合金制成。泡沫金属的质量很轻，密度只是铝合金材料的四分之一不到，热膨胀系数与铝合金材料一样，热导率又相当低，加上它的变形恢复性能极佳，又有一定的强度,可以在轻量化及安全性方面显示优势，因此受到汽车业的极大重视。见不得光的金属——铯
世界上有一种见不得阳光的金属，在烈日的照射下,会变得“骨酥筋软”,瘫成一摊稀泥，这就是金属铯。
铯是金属家族中最娇嫩的一位。说它“娇”，因为它的熔点只有28.4摄氏度；说它“嫩”，嫩得像块石蜡，用小刀就可以把它切削成任何形状。
如今铯在许多领域发挥了其不可替代的作用，铯在有机和无机合成中可用作催化剂，能为火箭推进器提供强大的推力，因此被选作航天动力系统的燃料。放射性铯同位素可用于辐射育种、食品辐照保藏、医疗器械的杀菌、癌症治疗和辐射加工等。
# “轻柔活泼”的两姐妹——碱金属钾和钠
1807年10月，英国青年化学家戴维电解熔融无水氢氧化钾时，在阴极上发现一粒粒水银般的小颗粒，经鉴定，小颗粒是一种新金属——钾，他又用同样的方法电解熔融无水氢氧化钠，获得另一种新金属——钠。
钾、钠在工业上应用很广，利用它们强烈的吸水性和与氧气化合的能力，可用作脱水剂与脱氧剂；在有机合成工业及稀有金属冶炼中,可作还原剂。钠可把丁烯触媒聚合成丁钠橡胶，其性能可与天然橡胶媲美。钠还可作为油品脱硫剂,生产汽油抗爆剂四乙基铅和制造钠光源等。用钠砖建造的中子反应堆,不仅体积小，而且造价低廉。迎接钛时代的来临
金属钛是当今发展尖端技术必不可少的结构材料,在航空、航天、航海以及化工、医疗卫生等领域中得以广泛应用。
在宇宙航行中，用钛材料制成的火箭发动机壳体、飞船船舱等,能够在负253摄氏度到500摄氏度范围内正常进行工作，并长期使用。
用钛制成的核动力潜艇，不仅重量轻、航速高和攻击力强，在海底不易被发现,很难遭到攻击。
在化学工业上，由于钛耐腐蚀性能好，现已代替不锈钢来制造多种化工机械。在医学领域，由于钛与人体各种组织的相容性很好,故可用来代替人体内被损坏的骨骼。华夏发明数第一——钢铁冶炼技术
如果以对中国文明的发展所起的作用大小为标准，把我国古代的创造发明排序的话，钢铁冶金技术应排在第一位。
人类在公元前28世纪已经对陨铁进行加工，人工冶铁迟至公元前1200到前1000年才开始,其发源地一般认为是当时的赫提帝国。我国中原地区在较好地掌握铜合金技术和陨铁锻造后，至迟于公元前八九世纪之交已经掌握了人工冶铁锻造技术。秦汉时期是我国钢铁手工业空前繁荣的时期，汉代也是冶铁技术大发明的时期。西汉时期不仅有质量较高的白口铸铁，还有灰口铸铁。信息社会的宠儿——稀磁半导体材料
电子具有一个非常重要的属性——自旋，信息技术中不可缺少的一方面——信息存储,是由电子的自旋属性来完成的。
人们对于电子电荷与自旋属性的研究和应用是平行发展的,那么，能不能将二者结合起来呢?稀磁半导体材料就可以做到这一点,而且由此产生了一门新兴的学科——自旋电子学。稀磁半导体材料同时利用电子的电荷和自旋属性进行信息处理和存储,可使计算机的结构更加简化,功能更强大。很多科学家预言：自旋电子器件是21世纪最有前途的电子产品之一。金属也能呼吸吗
1974年底，日本松下电器产业公司实验室内，一个用来做试验的高压氢气瓶里的氢气,还没有使用就不知跑到什么地方去了。原来，这个氢气瓶是用一种钛猛合金制成的，钛猛合金是一种吸收氢气能力很强的材料，这种吸过氢气的钛猛合金再加热到一定温度时,又能把氢气释放出来，这种合金叫储氢合金。
储氢合金可以用于提纯氢气，而且成本相对更低。还有将储氢过程中的化学能转换成机械能或者热能的本领。另外,储氢合金还可以用在电池中。
储氢合金的使用前景是十分诱人的，但是如果要大规模地使用，目前还暂时不具备条件。
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