材料史話：一部材料史 一部文明史（5）
2016年04月18日 9:41 6515次瀏覽 來源： 中國有色金屬報 分類： 新材料前沿
厚積薄發(fā)的近代材料史
17、18世紀開始的近代社會，西方爆發(fā)了產業(yè)革命，生產關系發(fā)生了重大變革，世界性的材料中心轉移到歐洲，再轉移到美國。材料的生產不僅僅是規(guī)模的擴大，也是為了適應時代的需求，各種材料百花齊放，出現多種材料并起的繁榮局面。材料科學和技術在這一時期厚積薄發(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。最早制取鋁的應該是英國的達瑞，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、熔點等性質。
初期制鋁的成本極高，科學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；德國科學家本生真正實現了電解制鋁；美國的霍爾和法國的艾魯特幾乎同時獨立設計了電解氧化鋁的冰晶石溶液制得純鋁，因為不需還原劑鈉，大大降低了成本；奧地利科學家拜耳1892年發(fā)明了從鋁土中提取氧化鋁的拜耳法，大大擴大了氧化鋁資源的來源，鋁的生產成本再次大幅度下降。
到了20世紀初期，鋁的低密度、高導熱性、高導電性、高耐腐蝕性等優(yōu)勢獲得了人們的高度歡迎，但由于強度的原因，極大限制了鋁的應用。高純鋁的屈服強度還不到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，反復摸索，獲得了成功。第一個鋁合金問世，其強度提高了至少5倍，并且還發(fā)現了鋁合金的自然時效現象。
責任編輯：淮金
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