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某些金属奇妙的“记忆能力”

科普小知识2022-07-29 14:26:17
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在茫茫太空中,一艘美国载人飞船缓缓降落在寂静的月球上。安装在飞船上的一小组天线在阳光下迅速展开,延伸到半球,开始工作。是宇航员的指令,还是让它展开的自动化仪器?都不是。因为天线本身的材料具有极好的“记忆能力”,在一定温度下会恢复到原来的形状。

多年来,人们一直认为只有人类和一些动物有“记忆”的能力,而非生物不能有这种能力。然而,美国科学家在20世纪50年代初偶然发现,一些金属及其合金也具有所谓的“形状记忆”能力。这一新发现立即引起了许多国家科学家的注意。一些形状记忆合金已经被开发并广泛用于航空航天、机械、电子仪器和医疗设备。

为什么有些合金不“忘记”它们的“原始形状”?事实证明,所有这些合金都有一个转变温度。高于转变温度时,它们有一个结构,而低于转变温度时,它们有另一个结构。结构和性能不同。上面提到的美国登月飞船上的自扩展天线是由镍钛合金制成的,具有形状记忆能力。当合金高于转变温度时,它是坚硬和坚固的,并且具有很大的强度。当它低于转变温度时,它非常柔软,易于冷加工。科学家首先将这种合金制成所需的半球形可展开天线,然后将其冷却到一定温度使其软化,然后施加压力使其弯曲成一个小球,使其只占据航天器上的一小块空间。在登陆月球后,天线被重新部署,并利用阳光的温度恢复成一个大半球的形状。

1791年1月6日,英国牧师威廉·加勒戈尔发现了钛。Gregoire非常喜欢研究英国各地生产的矿物,拥有极其精湛的技术。他作为一名著名的矿工而闻名。有一次,他分析了从梅纳亨山谷采集的黑色磁性砂,获得了占矿石成分45%的棕红色矿石粉末。将矿粉溶于硫酸中,得到黄色溶液;如果用锌、锡或铁进行还原,会产生紫色物质;如果用木炭粉还原,可以得到紫色渣。他认为在这种棕红色的矿石粉末中一定有一些新的金属,人们至今还不知道。他的“警告”没有引起每个人的注意。四年后,klaproth分析了匈牙利红色金红石并获得了一种新的氧化物。经过仔细分析,我们知道这种氧化物的主要成分与格雷戈瓦声称的棕红色矿石粉末的成分完全相同。直到那时,人们才认识到这种新的金属元素是钛。后来,许多科学家想制造钛。直到1910年,美国化学家亨特得到了纯度为99.9%的钛。从钛的发现到纯钛的制备,花了一百多年的时间,直到20世纪40年代后,表面钛才被真正利用,其本来面目才被认识。