隨著航空材料技術(shù)不斷進(jìn)步,飛機(jī)使用的材料越來(lái)越輕。今天,使用復(fù)合材料和鈦合金的飛機(jī)已經(jīng)變得非常輕盈,很容易就能飛上天空,并以很高的速度巡航。金屬在飛機(jī)上的應(yīng)用,足以表明金屬界也有“身輕如燕“的選手。那么,有沒(méi)有比水還輕的金屬呢?它們又能不能用來(lái)造飛機(jī)呢?
很多金屬制成的器具,從古代的青銅器,到現(xiàn)代工廠里隆隆作響的大機(jī)器,以及體育課上費(fèi)好大勁兒都扔不遠(yuǎn)的鉛球,似乎都是“笨重”“結(jié)實(shí)”的“硬漢”。難道金屬材料就沒(méi)有“輕盈”的“體態(tài)”嗎?
事實(shí)并非如此。許多金屬也是“身輕如燕”的,例如用于制造飛機(jī)、人造衛(wèi)星等航空航天器的鋁合金、鈦合金,用于制造手機(jī)、筆記本電腦外殼的鎂合金等。它們被稱為輕合金,即密度比較小的合金材料。它們比傳統(tǒng)的銅、鐵等金屬材料的密度要小得多。畢竟,誰(shuí)也不愿成天揣著個(gè)鉛球一般重的手機(jī)。
當(dāng)然,“輕”與“重”都是相對(duì)而言的。通常情況下,水的密度約為1克/厘米3。即使是很輕的金屬鎂,密度也達(dá)到1.7克/厘米3,比水更重。那么,是否有比水更輕的金屬呢?
元素周期表中有近百種金屬,有三種金屬的密度比水小,分別是鋰、鈉和鉀。鈉的密度約為0.97克/厘米3;鉀的密度約為0.86克/厘米3;而鋰的密度只有0.53克/厘米3,比水要輕許多,大約是鋁的1/5,是名副其實(shí)的輕金屬之王。把這三種金屬扔在水里,它們無(wú)論如何都不會(huì)沉入水底。不過(guò),由于鋰、鈉、鉀的化學(xué)性質(zhì)非常活潑,它們會(huì)與水發(fā)生劇烈的反應(yīng)。在實(shí)驗(yàn)室中,鈉、鉀只能保存在密度只有0.8克/厘米3的煤油中。鈉、鉀能沉入煤油中,從而隔絕空氣;而鋰太輕了,連煤油都“hold不住”它,只能禁閉在固態(tài)石蠟中。
由于鋰、鈉和鉀的單質(zhì)太活潑了,因此不能用來(lái)直接做飛機(jī)。但是用鋰制成的電池則可能用在電動(dòng)飛機(jī)上,成為未來(lái)飛機(jī)的“心臟”。
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