世界上有些事就是怪,真所謂有心栽花花不活,無心插柳柳成蔭。這裡給你講一個硬鋁材料是怎麼發明的巧事。硬鋁也叫杜拉鋁,現在已廣泛用於飛機、火箭、汽車、火車、船舶等許多軍用和民用產品中。
硬鋁是怎麼發現的呢?
那是20世紀初的一天,德國化學家威姆研究出一種比純鋁更硬的含有銅、鎂和錳的鋁合金,令他驚異的是,當把這種鋁合金加熱到600C,再保持一段時間,然後投人水中急速冷卻時,鋁合金的硬度還能進一步增加,而且強度也同時增加。不過,用不同的試樣進行的這種試驗,所得到的鋁合金硬度和強度都不一致,威姆懷疑他用的儀器不準確。因此,他決定用幾天時間專門檢查儀器,看看儀器的精確度是否合格。在這幾天裡,威姆把經過水中急速冷卻過的試樣,放在一旁的工作臺上,再也沒理睬它們。
過了幾天儀器都檢查完了,儀器的精確度沒有什麼問題。於是,他把前幾天放在工作臺上的試樣又取來,重新一個一個地測量它們的硬度。結果大出他的所料,他發現所有試樣的硬度比前幾天的測量結果又高了很多。開始,他幾乎不相信自己的眼睛,因為,合金在強度試驗機上顯示的強度值比前幾天的測量結果幾乎增加了一倍。
他一次次反覆試驗,進一步發現,凡是經過加熱和在水中急速冷卻過的這種鋁合金,在5天到7天內,硬度和強度值是連續不斷地增加的,時間再延長後測量的硬度和強度才趨於穩定不變。
威姆興奮極了,他把鋁合金在水中急冷後能自己逐漸增加硬度和強度的現象,叫做“自然時效”,而把急冷過程叫做“淬火”。
威姆在發現這一現象時,還不知道這是什麼原因不過,他透過不斷試驗找到了鋁合金最適合的成分,即鋁合金中含多少銅、多少鎂和錳時,這種自然增加硬度和強度的現象最為顯著。同時,他也用試驗摸索出加熱到多高的溫度再放入水中冷卻,所達到的增硬增強效果最好。
最後,他發明的這種鋁合金獲得了專利權。不久,他把專利賣給了一家德國公司,這家公司於1911年生產了第一批鋁合金,贏得了大量客戶的訂貨,一下子就發了大財。後來,公司把這種鋁合金命名為“杜拉鋁”,這是用一個叫杜萊恩的城鎮的拼音演化的,因為這個城鎮最早從事這種鋁合金的大規模生產。後來,這種鋁也稱做硬鋁,因為它的硬度比一般鋁合金都高。
硬鋁的出現,給鋁的應用開闢了更廣闊的市場,成為一種在高科技領域中有特殊用途的材料。1919年硬鋁就開始用於飛機,從那時起,鋁和航空事業緊緊地連在一一起,因此,有些國家把鋁譽為“帶翼的金屬”,即能飛的意思。鋁有一個重要的特性是不怕低溫、錫在 -13℃時得"錫疫”,有的鋼在低溫狀態下也可能變脆但是鋁合金在-196℃時它的強度和韌性不但沒有降低,反而有所提高,所以是便宜而且輕巧的低溫材料,可用做火箭的液氧、液氫貯存箱等零部件。我國現在生產的殲擊機、轟炸機和發射衛星的火箭上都有不少用硬鋁製作的零件。