一件東西如果是千瘡百孔,人們一定以為是低劣產品。其實不然,有時人們還特意研究製造千瘡百孔的材料。而且製造這種多孔材料的技術還挺保密要想知道這種技術,還必須掏腰包花錢。
1993年,美國的一家世界有名的實驗室桑迪亞國家實驗室,因為不會生產高質量的多孔材料,不得不從烏克蘭第聶伯羅彼羅夫斯克冶金學院專門購買一種多孔金屬的技術。烏克蘭的這家冶金學院提出了一個條件,這種技術只許美國使用5年,過期還得加錢,至於加多少,到時再議。
這是一種什麼“寶貝技術”呢?為什麼號稱為世界科學技術最先進的美國還要向烏克蘭購買呢?原來這種多孔金屬有一個重要用途,是製作太空火箭煤油燃料霧化器的材料,這種霧化器能使燃油在透過大量微孔時,由油滴變成油霧使燃料達到最佳燃燒狀態。
但美國生產的多孔金屬質量不過關,是用粉末冶金方法生產的,其中的微孔是彎彎曲曲的;而烏克蘭生產的多孔金屬中的孔則可以定向,即可以讓它們沿零件的長度方向排列。孔的徑向或者像桔子狀斷面,或者像球形氣泡。
烏克蘭的科學家還有一手絕招兒,他們能透過控制各種工藝技術條件和金屬從熔化到凝固的冷卻時間,製造出各種孔徑的優質多孔金屬。多孔金屬零件中的孔徑,最小的直徑僅5微米,也就是一個細菌那麼大;最大的直徑可以達到10毫米。孔在零件中佔的體積可以小到只佔零件體積的5%;但也可以大到佔零件體積的75%。也就是說,這種多孔金屬不只是千瘡百孔,簡直是千瘡萬孔了。
烏克蘭的冶金學家是怎樣生產這種多孔金屬的呢?因為它屬於機密,生產工藝的各種技術細節是絕不透露的,只能從一些蛛絲馬跡中瞭解其大概情況。據報道,烏克蘭生產的這種多孔金屬是用銅和鐵一類的金屬製造的。他們先將金屬在一臺密封的爐子中熔化,然後在熔化的金屬中充進高壓氫氣和其他氣體,這樣金屬在冷卻凝固過程中就會存在大量氣孔。
但孔的大小和孔的排列方向的控制是生產多孔金屬的關鍵。只有當氣體的壓力和成分控制在非常精確的範圍內,才能獲得符合要求的優質多孔材料。烏克蘭的科學家說,由於他們經過大量的實驗研究,已能成功地生產用於航空航天火箭燃料霧化器的多孔材料。用這種多孔材料製成的霧化器,可以大大節省燃油,因為它能顯著提高燃料的霧化程度,使燃料達到最完全燃燒的效果。
其實,多孔材料在日常生活中隨處可見,當你給頭髮噴發膠或往身上灑香水時,你手上的噴壺嘴就是用多孔材料製成的,只是它不一定是金屬,而可能是多孔的塑膠而已。近年來,在科技界的一個熱門課題是研究多孔矽材料。矽是一種半導體材料,而當矽中存在大量只有幾個奈米大小的微孔時,在鐳射照射下它會發出可見光。多孔矽為何能發光,目前還不清楚,但它的應用前景十分吸引人,尤其是製造光電子元件的前景非常令人
神往。