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这种铝合金中含有大约4%的铜

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 文章来源:未知编辑:admin时间:2018-06-13 14:49

  据说在一个周五的下午,阿尔弗雷德正在测试他研制的一种新型铝合金,这种铝合金中含有大约4%的铜。他按照步骤来淬火,他把金属加热,让热量均匀地分布在整个材料中,然后把金属取出,并将其淬灭,迅速冷却。

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  莱特兄弟不断地改变材料来减轻飞机的重量,使它能够飞离地面。他们用云杉和灰烬等高强度和重量比的木材建造框架,但必须用钢丝加固,以防止框架在飞行载荷下变得弯曲。

  在使用铝的情况下,工程师可以制造出一种新型的飞行结构,有了这些框架铝形成一个完整的部分,飞机的强度,不仅仅是作为流线型的飞行表面。

  那么这里发生了什么,为什么新的合金会随着时间的推移变得更强呢?要理解这一点,我们需要观察金属的晶体结构。这是一个铝原子,如果有更多的原子加入,它们不会随机排列,它们会形成有重复结构的规则图案。铝形成了一个重复的晶体结构叫做面心立方,它定义了很多材料的性质。其中一个性质是它最容易变形的方向,例如这个晶体结构沿着这个平面最容易变形,这叫做滑移面。

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  当我们用铝原子交换铜时会发生什么?铜原子略大于铝原子,当与铝晶格结合时会产生内部应变。当合金被加热时,铜在材料中均匀分布,淬火过程将铜困在这些位置。在这些位置上,铜原子的强度并不大。但随着时间的推移,它们开始结合形成主晶体结构中的次生晶体结构,这被称为第二相。这些第二相的粒子形成了变形的障碍,因为变形会产生更大的力。

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  在接下来的几年里,阿尔弗雷德完善了这个过程,计算出了理想的炼制温度和时间。他将自己的新材料命名为Duralumin,并将其用于制造世界上第一架全金属飞机JunkersJ1。这个时代铝的影响是不可低估的,它彻底改变了我们的世界。在引入之前,所有的平面框架都是用像这样的刚性桁架结构建造的。

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