地球上最多的金属
 
    物以稀为贵，铝，在历史上曾经非常稀有，因而也极其贵重。100多年前，为了表彰门捷列夫对化学的杰出贡献，英国皇家学会不惜重金制作了一个比黄金还要贵重的奖杯——铝杯，赠送给门捷列夫。法国皇帝拿破仑三世为了显示自己的尊贵，用铝做了一顶头盔，成了轰动一时的新闻。每逢盛大国实，别人都用银质餐具，而他独自使用一套铝质餐具。这都说明在100多年前，铝还是一种极其昂贵的“稀有金属”。
    其实，地壳中铝并非稀有，而恰恰相反，是最多的金属。铝占地壳总量的7.45％，比占第二位的铁差不多多一倍。随便抓一把泥土，里面就可能含有许多铝（三氧化二铝）。但由于铝的化学性质活泼，不易还原，因而铝的冶炼比较困难，故铝的利用比金、银、铜、铁等晚得多。长石、云母、高岭土、冰晶石、铝土矿等含铝的化合物广泛存在于沙滩、泥土和岩石之中。
    一般认为地球上没有天然铝。但是，1953年，江苏宜兴发掘的晋代名将周处（死于公元297年）的墓穴中，发现他的遗骨腰部有一金属腰带，经鉴定为含铝85％的铝合金。这使全世界大吃一惊，并形成对立的两派意见：一派认为中国人在当时就知道了炼铝的方法，这比西方早1000多年，不过后来失传了；一派认为根据当时科技发展的状况，人类绝不可能炼出铝来，怀疑考古过程“有诈”。1978年，前苏联科学家在西伯利亚发现了天然铝，含量高达98％，但这一发现未得到公认。1983年4月，我国广西某矿花岗岩层中又发现了天然铝，因其与石英共生，排除了外界带入的可能，它含铝96.47％，铜1.538％，还有其它微量的硅、镁、铁元素。这个结果得到了国际新矿物委员会的承认。因此可以说，周处的腰带来自天然铝。但要说明的是，这一问题直到目前科学界还未最后统一认识，还是一桩“公案”。不过有一点可以肯定，自然界即使存在天然铝，也是极其罕见的，人类要大规模地使用铝，还是得从铝的矿物中进行提炼。
    1854年法国化学家用钠与无水氯化铝反应制得铝，但金属钠本身价格极其昂贵，故铝的价格不菲。
    1886年，美国青年化学家霍尔等发明了电解制铝法（在霍尔的母校校园里，至今矗立着他的铝铸像，全校师生引以为荣，而在美国铝公司的展柜里至今还陈列着它制得的第一批电解铝粒），并不断改进工艺，从而大幅度降低了生产成本。制铝工业得到迅速发展，铝的价格也就一落千丈了。铝从此和首饰店的柜橱再见，走向了人们的日常生活。
    今天，铝的产量仅次于钢铁。铝，及其兄弟姐妹——铝合金已成为现代文明不可缺少的金属。铝之所以不可缺少，是因为它“身怀绝技”，或者说它有独特的性能。铝的重要特点之一是，它的密度较小，仅为2.7，而铁为7.8，铜为8.9，而铝合金的强度足以代替钢铁。由于它又“硬”又轻，故广泛地应用于航空航天业，现在一般的飞机外壳绝大部分是铝合金制成的，其它零件也大量使用铝合金。一架现代化超音速飞机，铝及其合金约占总重量的70％左右。航天器也大量使用铝，一般说来，火箭总重量的10％～15％为铝及其合金，而卫星上铝材所占的比重就更大一些。我国第一颗人造卫星“东方红”1号的外壳全部用铝合金制成。美国的“阿波罗－11号”宇宙飞船所用金属材料中，铝及其合金占75％左右。可以说人类送上天空的金属中，铝是最多的。
    铝是银白色的金属，俗称“钢精”。纯铝较软，可压成很薄的铝箔，用来作包装，人们常误认为是“银纸”。纯铝的导电性很好，可代替铜作导线，用于电力输送，可节省大量铜材，由于铝很轻，还减轻了架设线路的困难。铝的导热能力是铁的3倍，现在家庭中烧开水的绝大多数仍是铝壶，工厂里的各种热交换设备、汽车的水箱等散热器、暖气管道和散热片多用铝制成。
    铝的表面在空气中被氧化后，生成一层薄薄的氧化膜，它非常致密，能防止里面的铝继续和氧化合。它不怕水浸火烧，熔点高达2050℃。用铝制的舰艇不怕海水侵蚀，而且没有磁性，不怕磁性水雷。铝不怕浓硫酸、浓硝酸，原因也是铝碰到它们表面立即生成致密氧化膜，保证内层铝不继续被腐蚀。故铝罐可用来盛浓硫酸、浓硝酸，但这层膜怕盐酸、稀硫酸和碱，故不要用铝制品盛碱性物质。
近年来，铝及其合金的新用途还在不断地被开发出来，相信随着铝的潜能的不断开拓，铝还将大显身手。
 
21世纪金属
 
    有人将铜、铁、铝分别称为第一、二、三代金属，它们的接班人，即第四代金属，就是后起之秀——钛了。钛的拉丁文名称“Titanium”是希腊神话中的大力神“泰坦”之意，令人想起风靡一时的“泰坦尼克号”。
    钛，具有不寻常的综合优点。在航空工业中称霸已久的铝，面对钛只能是自愧弗如了。钛比铝重一些，但比钢轻一倍，而强度和硬度可与钢抗衡，同时又具有良好的可塑性、超凡的韧性、惊人的抗腐蚀性，并在－253℃～500℃的温度范围内都能保持高强度，可以说是性能极其优越。当飞机的速度超过音速的2.2倍时，飞机和空气的剧烈摩擦产生的温度会超过300℃，铝合金的强度会急剧下降，而钛却泰然自若。难怪美国新式战斗机钛用量达全机重量的90％以上。从20世纪60年代起，钛就成了卫星、火箭、宇宙飞船的重要材料。目前每年用于航天工业的钛已超过千吨。
    钛有“空间金属”的美称，同时又兼有“深海金属”的美名。一般舰船是用钢铁制成的，会因海水腐蚀而锈损。虽然人们想了许多诸如涂上防腐漆之类的办法，还是不能根本解决问题，使得舰船要定期大修。而钛有惊人的抗腐蚀性能。另一方面，海水中深度每增加10米，压力就会增加一个大气压，因此潜水艇的船体材料就要求高强度、耐腐蚀，钛恰好可以从容胜任。钛不仅强度高，且表面有致密的氧化膜，长期在海水中也不会被腐蚀。1977年，前苏联用3500多吨钛建造了当时世界上航行速度最快的核潜艇。美国海军也制成了以钛合金为材料的深海潜艇，能在4500米的深海中航行。
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