鋰合金
鋰合金
鋰可以說是金屬中的“最輕量級冠軍”。這種銀白色具有金屬光澤的金屬,在化學元素周期表內位於氫和氦之後,排行老三。
鋰是世界上最輕的金屬。它的比重為0.53,也就是只有同體積水重的大約一半,即使把它放在油中,也會漂浮起來。它的密度只有鋁的1/5,如果用鋰做一輛汽車,一個人就可以把它舉起來。梨很軟,用小刀就可把它切開。它的化學性質十分活潑,在空氣中就會被氧化變色,甚至能自動燃燒起來;它遇水會發生劇烈的化學反應,放出氫氣並燃燒發生爆炸。因此,像其他鹼金屬一樣,通常要把它保存在煤油或石蠟中,以使之與空氣隔絕。最近幾十年來,世界上有20多個國家共向太空發射了1萬多個人造天體。在人類向天空進軍的過程中,自然就想到了金屬鋰。
大家知道,任何物體要飛向太空,必須使用強大的推動力才能克服地球的引力。例如,人造地球衛星必須達到每秒7.9公里的速度才能在其軌道上繞地球飛行。只有推動力強大的多級火箭,才能把人造衛星送入空間軌道。這就要求製造人造衛星、太空梭及火箭等的材料越輕越好。因為在同樣火箭推動力的情況下,重量越輕的物體獲得的加速度將越大。科學家經過研究發現,鋰—鎂和鋰—鋁等合金不僅重量輕、強度高、抗衝擊力好,而且還具有良好的耐腐蝕性和抗太空中高速輻射粒子穿透的能力。用這類合金製造宇宙飛船的熱防護艙和衛星、導彈的包覆材料是再好也不過了。據報道,美國的阿納吉-D末級制動火箭,因使用了鋰—鎂合金而使重量減輕了23公斤。
鋰在航空航天事業中還是一個多面手。報紙上曾多次報道,在飛機升降過程中,機場周圍一隻飛鳥便可以把飛機撞個大洞,甚至使飛機報廢而出現空難事件。一隻鳥哪來的這麼大的本事呢?這是由於高速飛行的飛機和鳥作相對運動,鳥與飛機的相對速度就很大了。所以,鳥就可以具有很大的動量,像一顆炮彈一樣把飛機擊壞。如何使飛機上的玻璃具有更大的強度和抗衝擊特性,是飛機設計師面臨的一大難題。科學家發現了一種含鋰的耐熱玻璃,其強度比普通玻璃大15倍,而且其重量比金屬鋁還輕,用它作超音速飛機的玻璃窗就安全多了。
鋰的本事可大了,它還是原子能工業的後起之秀呢!原來鋰有兩種同位素鋰6 和鋰7,天然鋰中含有92.4%的鋰7 和7.6%的鋰6。鋰6 的原子核里有3個質子和3個中子,鋰7 的原子核里有3個質子和4個中子。它們都很容易被中子攻擊而發生裂變,裂變以後產生氦和氚。在一定條件下,氚遇到“兄弟”氚(氚和氚都是氫的同位素),便進行快速聚變反應,生成氦原子,同時釋放出中子。這時會有巨大的能量釋放出來,這就是大家所說過的氫彈爆炸的原理。據報道,1公斤氚化鋰的爆炸力就相當於5萬噸梯恩梯炸藥!