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歷經坎坷的鈦

[ 信息提供:118ss | 時間:2013-03-29 | 作者: | 瀏覽:2614次 ]

    金屬鈦,是現代化工業中獨領風騷的一顆材料“明星”,它的比重比鐵小(鈦的比重4.5,鐵的比重7.8左右),但強度卻比許多鋼材還高,它在500℃的高溫下也能保持強度不變;而在超低溫下,鈦的電阻幾乎等于0,因而又是一種優良的超導材料。由于鈦具有許多優異的性能,使它在航空、航天、航海工業中特別受到重視,成為不可缺少的材料,被稱為“空間金屬”。但是,在鈦成名之前,卻一直受人輕視,歷盡坎坷。首先,它的出生就像一個難產的嬰兒,極不順利。
    那是在200多年前的1791年,英國的化學家和礦物學家威廉·格雷戈爾在一種鐵礦石中發現了一種新元素,但卻沒能把它提煉出來,于是給它取了一個不太吉利的名字叫“梅納辛”,英文中“梅納辛”(Menaccin)隱含著“威脅”和“禍事臨頭”的意思。1795年,德國化學家馬丁·克拉普羅特在研究金紅石時,又發現了這種元素,他認為“梅納辛”這個名字不好,就趁機改了一個好聽的名字“鈦”,鈦的英文名字Titanium是從希臘神話中的提坦神(Titan)演化來的,意思是“力大無比”。因為傳說提坦神曾統治過世界上的巨人族。后來,鈦“長大成人”后,果然“力大無比”,在飛機、宇宙飛船、潛水艇等許多尖端工業中都建立過不朽的功勛,不過這是后話,暫且不提。
    雖然名字是好聽了,但鈦卻只是孕育在鈦鐵礦和金紅石這些“母體”中,始終也沒有分離出一個“純種”來,它以二氧化鈦(一種白色晶體粉末)的形式隱蔽起來,始終不愿降生人世。
    就這么一直拖了80年,到了1875年,俄國的化學家基利洛夫才第一次分離出金屬鈦,還寫了一本叫《鈦的研究》的小冊子。但在沙皇時代,沒有人對鈦這個陌生的金屬感興趣,何況基利洛夫得到的鈦中,雜質不少,一碰就碎。在性質上并沒有表現出什么特別的優點,所以鈦又被人冷落了許多年。
    到1910年,美國一位叫亨特的化學家,總結了前人提煉金屬鈦的方法,改用金屬鈉還原四氯化鈦,終于得到了比較純的鈦(雜質只有百分之零點幾)。但是,不管怎么說,這種“純”鈦還是不能用,因為即使這百分之零點幾的雜質也仍然使鈦又脆又弱,經不起機械加工,那些雜質就像蛋糕中的蒼蠅一樣令人討厭。結果,鈦還是落了一個“亳無用處的金屬”的壞名聲。
    到了1925年,荷蘭的科學家范·阿克爾和德博爾在一根加熱的鎢絲上還原四氯化鈦,得到了高純度的鈦。他們發現,這種高純度鈦具有很高的可塑性,可以像鐵一樣軋成板、棒和絲材,甚至可軋成最薄的箔片;更令人驚訝的是,它的強度和硬度很高,比鋁硬11倍,比鐵和銅硬3倍。
    鈦這個被人輕視了100多年稱為“毫無用處的金屬”的名譽終于得到了更正。
    1950年,美國首次在F-84戰斗轟炸機上使用了鈦。60年代,鈦在軍用飛機中的用量達到飛機結構重量的20%~25%。前蘇聯的大型客機圖-144的發動機艙、副翼和方向舵也采用鈦。70年代,美國的波音747客機用鈦量達3640千克。美國的一架高空高速偵察機上,鈦占飛機結構重量的93%,號稱全鈦飛機。鈦才真的飛黃騰達起來!
    鈦真沒有辜負給它取名字的德國化學家馬丁·克拉普羅特的期望,它以力大無比的卓越表現贏得了應得的榮譽。
 
(來源:中國科普博覽)
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