材料史話：一部材料史 一部文明史（5）
2016年04月18日 9:41 5694次瀏覽 來源： 中國有色金屬報(bào) 分類： 新材料前沿
厚積薄發(fā)的近代材料史
17、18世紀(jì)開始的近代社會，西方爆發(fā)了產(chǎn)業(yè)革命，生產(chǎn)關(guān)系發(fā)生了重大變革，世界性的材料中心轉(zhuǎn)移到歐洲，再轉(zhuǎn)移到美國。材料的生產(chǎn)不僅僅是規(guī)模的擴(kuò)大，也是為了適應(yīng)時(shí)代的需求，各種材料百花齊放，出現(xiàn)多種材料并起的繁榮局面。材料科學(xué)和技術(shù)在這一時(shí)期厚積薄發(fā)、全面開花，發(fā)展極為迅速。
第一金屬鋁的問世
鋁是地殼中含量第一的金屬元素，鋁材料的開發(fā)極具典型性。從制得鋁元素到工業(yè)化生產(chǎn)只用了80年，與銅鐵上千年相比，開發(fā)速度可謂驚人。
鋁和氧的親和力過大，鋁的氧化物特別穩(wěn)定，絕無游離態(tài)鋁的存在。最早制取鋁的應(yīng)該是英國的達(dá)瑞，在1807年分解無水氧化鋁。而真正得到純鋁的第一人是丹麥化學(xué)家奧斯特，他是用鉀汞齊還原無水氯化鋁后，通過蒸發(fā)掉汞獲得的。德國人沃勒1827年制得出純鋁，并且在1845年首次初步測定了鋁的密度、延展性、熔點(diǎn)等性質(zhì)。
初期制鋁的成本極高，科學(xué)家多次探討了制鋁成本降低的方法。法國的德維爾首先提出了電解制鋁的思路；德國科學(xué)家本生真正實(shí)現(xiàn)了電解制鋁；美國的霍爾和法國的艾魯特幾乎同時(shí)獨(dú)立設(shè)計(jì)了電解氧化鋁的冰晶石溶液制得純鋁，因?yàn)椴恍柽€原劑鈉，大大降低了成本；奧地利科學(xué)家拜耳1892年發(fā)明了從鋁土中提取氧化鋁的拜耳法，大大擴(kuò)大了氧化鋁資源的來源，鋁的生產(chǎn)成本再次大幅度下降。
到了20世紀(jì)初期，鋁的低密度、高導(dǎo)熱性、高導(dǎo)電性、高耐腐蝕性等優(yōu)勢獲得了人們的高度歡迎，但由于強(qiáng)度的原因，極大限制了鋁的應(yīng)用。高純鋁的屈服強(qiáng)度還不到10兆帕，連許多木材都不如。終于，在1906年，也即電解制純鋁10年后，維爾姆通過合金化，反復(fù)摸索，獲得了成功。第一個(gè)鋁合金問世，其強(qiáng)度提高了至少5倍，并且還發(fā)現(xiàn)了鋁合金的自然時(shí)效現(xiàn)象。
責(zé)任編輯：淮金
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