材料史话：一部材料史一部文明史（5）

日期：2016-04-18 人气：

内容提示：厚积薄发的近代材料史　　　　17、18世纪开始的近代社会，西方爆发了产业革命，生产关系发生了重大变革，世界性的材料中心转移到欧洲，再转移到美国。材料的生产不仅仅是规…

厚积薄发的近代材料史

　　17、18世纪开始的近代社会，西方爆发了产业革命，生产关系发生了重大变革，世界性的材料中心转移到欧洲，再转移到美国。材料的生产不仅仅是规模的扩大，也是为了适应时代的需求，各种材料百花齐放，出现多种材料并起的繁荣局面。材料科学和技术在这一时期厚积薄发、全面开花，发展极为迅速。

　　第一金属铝的问世

　　铝是地壳中含量第一的金属元素，铝材料的开发极具典型性。从制得铝元素到工业化生产只用了80年，与铜铁上千年相比，开发速度可谓惊人。

　　铝和氧的亲和力过大，铝的氧化物特别稳定，绝无游离态铝的存在。最早制取铝的应该是英国的达瑞，在1807年分解无水氧化铝。而真正得到纯铝的第一人是丹麦化学家奥斯特，他是用钾汞齐还原无水氯化铝后，通过蒸发掉汞获得的。德国人沃勒1827年制得出纯铝，并且在1845年首次初步测定了铝的密度、延展性、熔点等性质。

　　初期制铝的成本极高，科学家多次探讨了制铝成本降低的方法。法国的德维尔首先提出了电解制铝的思路；德国科学家本生真正实现了电解制铝；美国的霍尔和法国的艾鲁特几乎同时独立设计了电解氧化铝的冰晶石溶液制得纯铝，因为不需还原剂钠，大大降低了成本；奥地利科学家拜耳1892年发明了从铝土中提取氧化铝的拜耳法，大大扩大了氧化铝资源的来源，铝的生产成本再次大幅度下降。

　　到了20世纪初期，铝的低密度、高导热性、高导电性、高耐腐蚀性等优势获得了人们的高度欢迎，但由于强度的原因，极大限制了铝的应用。高纯铝的屈服强度还不到10兆帕，连许多木材都不如。终于，在1906年，也即电解制纯铝10年后，维尔姆通过合金化，反复摸索，获得了成功。第一个铝合金问世，其强度提高了至少5倍，并且还发现了铝合金的自然时效现象。

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