超塑性鋁合金

你玩過橡皮泥嗎？柔韌的橡皮泥在指端不斷變形，簡單揉捏幾下便可變成各種形狀。橡皮泥的這種特性在材料學(xué)上被稱為塑性。以此為靈感，科學(xué)家研制出了塑性極高的鋁合金——超塑性鋁合金，它由鋁、銅、鐵、鎳、錳等金屬組成，在被加熱至一定溫度時(shí)，會(huì)變得像橡皮泥一樣“聽話”，可被輕而易舉地揉圓捏扁。有的超塑性鋁合金拉伸長度甚至可達(dá)原先的50倍。

如今，超塑性鋁合金使繁復(fù)的機(jī)械制造工序變得簡單多了：在模具內(nèi)放上一塊超塑性鋁合金，機(jī)器輕輕一壓，尺寸精確的機(jī)械零件便成型了。這樣一來，機(jī)械設(shè)備簡化了，機(jī)械加工周期縮短了，生產(chǎn)成本也降低了。此外，由于這些零件是一次成型的，避免了繁復(fù)的冷熱加工，晶粒結(jié)構(gòu)穩(wěn)定均勻，大大提高了零件的強(qiáng)度。

特殊的“混血兒”

鋁和鉛在一般情況下是無法緊密結(jié)合的，譬如家用的鋁鍋或鋁盆底部出現(xiàn)裂紋時(shí)，修理師傅總是把整個(gè)底部都換掉，其原因是鋁焊條里含有鉛，所以無法通過一般的焊接修補(bǔ)這些裂縫。

能否使鋁和鉛成為朋友呢？科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度超過930℃時(shí)，鉛液和鋁液會(huì)變得親密無間；當(dāng)溫度逐漸下降時(shí)，二者又會(huì)迅速分離。關(guān)鍵是如何將二者在高溫時(shí)的結(jié)合狀態(tài)固定下來?？茖W(xué)家將鉛鋁溶液倒入鑄模中，用液態(tài)氫使其瞬間降溫，鉛液和鋁液來不及分離便已冷卻凝結(jié)為一體。這種新穎的鋁合金內(nèi)部均勻地布滿了細(xì)密的鉛金屬晶粒，可謂鋁和鉛的“混血兒”。

可別輕視這個(gè)“混血兒”體內(nèi)含量僅為6%的鉛，它是十分稱職的“外交使者”，能充當(dāng)紐帶，使鋁合金與外界含鉛的合金牢牢結(jié)合。因而，這類鋁合金可用錫焊等方法焊接加工，這大大拓展了鋁合金的用途。專家預(yù)測，含鉛的鋁合金將在集成電路基片和超導(dǎo)材料方面大顯身手。

輕巧的“泡沫”

鋁的密度是2.7，有“輕金屬”之稱，但同密度為0.2的軟木相比仍顯得笨重。多年來，軟木憑借體重輕的優(yōu)勢，一直是超輕量級隔熱吸聲材料的“無冕之王”，連刨花板、玻纖棉等輕型材料也無法同它較量。

最近，一種極輕巧的鋁材——泡沫鋁擊敗了軟木，在超輕量級材料比拼中一舉奪冠。這是怎么回事呢？原來，科學(xué)家將金屬鋁熔化，加入特殊的發(fā)泡劑和增黏劑后，鋁溶液就像面團(tuán)發(fā)酵般膨脹，內(nèi)部充滿了細(xì)密的氣孔，冷卻后就黏結(jié)成了泡沫鋁。泡沫鋁密度為0.2～0.3，與軟木相仿。

泡沫鋁巧妙融合了氣泡和金屬的性能，它的氣泡結(jié)構(gòu)具有優(yōu)異的吸收噪聲、隔絕溫度的功能。據(jù)測定，3毫米厚的泡沫鋁板的吸音效果與50毫米厚的玻纖棉不相上下。它的熱導(dǎo)率也很低，絕熱性可與大理石板相媲美。泡沫鋁還保持了金屬的光澤、剛性和延展性，能耐高溫和腐蝕，能保護(hù)電磁波不受干擾。

泡沫鋁一問世便廣受歡迎。艦船、車輛、飛機(jī)和宇宙飛船將它用作艙室結(jié)構(gòu)材料；廣播電臺、電視臺、電影廠、實(shí)驗(yàn)室將它用作隔音材料。泡沫鋁經(jīng)雕刻或油漆裝飾后，還可制成富有藝術(shù)特色的天花板和壁板，供影劇院、音樂廳、會(huì)議廳等使用。

可擦改的“底片”

提起變色眼鏡，你也許不陌生。變色眼鏡的鏡片是一種實(shí)用的人造光色材料。繼變色玻璃、變色陶瓷之后，無機(jī)光色材料中又綻開了一朵新花——變色金屬。

科學(xué)家研制出的變色金屬是鋁、銀、銅合金，這種材料非常耀眼，通體銀光閃耀，但是加熱到一定溫度再冷卻后，它就轉(zhuǎn)變成了粉紅色；要是二次加熱，它又可恢復(fù)銀白色。激光束的輻射點(diǎn)上可產(chǎn)生相當(dāng)高的溫度，因此，利用適當(dāng)強(qiáng)度的激光束，可以反復(fù)轉(zhuǎn)換該變色鋁合金的顏色。

變色鋁合金能夠隨光變色，所以當(dāng)攜帶有各種信息的激光照射它時(shí)，它能把光載信息牢牢“記住”，成為貯存信息的“底片”。如果持有特定的激光“鑰匙”，不必經(jīng)過顯影、定影、沖洗、晾干等復(fù)雜步驟，就可即時(shí)再現(xiàn)“底片”上的信息。當(dāng)“底片”上的信息失效時(shí)，用特定激光束也能很方便地去除信息，“底片”還能重新使用。

變色鋁合金被科學(xué)家稱為“理想的光記錄合金”，薄紙般的鋁合金“光盤”可以方便、快捷地儲(chǔ)存大量信息。