金屬鈦,是現代化工業(yè)中獨領(lǐng)風(fēng)騷的一顆材料“明星”,它的比重比鐵小(鈦的比重4.5,鐵的比重7.8左右),但強度卻比許多鋼材還高,它在500℃的高溫下也能保持強度不變;而在超低溫下,鈦的電阻幾乎等于0,因而又是一種優(yōu)良的超導材料。由于鈦具有許多優(yōu)異的性能,使它在航空、航天、航海工業(yè)中特別受到重視,成為不可缺少的材料,被稱(chēng)為“空間金屬”。但是,在鈦成名之前,卻一直受人輕視,歷盡坎坷。首先,它的出生就像一個(gè)難產(chǎn)的嬰兒,極不順利。
那是在200多年前的1791年,英國的化學(xué)家和礦物學(xué)家威廉·格雷戈爾在一種鐵礦石中發(fā)現了一種新元素,但卻沒(méi)能把它提煉出來(lái),于是給它取了一個(gè)不太吉利的名字叫“梅納辛”,英文中“梅納辛”(Menaccin)隱含著(zhù)“威脅”和“禍事臨頭”的意思。1795年,德國化學(xué)家馬丁·克拉普羅特在研究金紅石時(shí),又發(fā)現了這種元素,他認為“梅納辛”這個(gè)名字不好,就趁機改了一個(gè)好聽(tīng)的名字“鈦”,鈦的英文名字Titanium是從希臘神話(huà)中的提坦神(Titan)演化來(lái)的,意思是“力大無(wú)比”。因為傳說(shuō)提坦神曾統治過(guò)世界上的巨人族。后來(lái),鈦“長(cháng)大成人”后,果然“力大無(wú)比”,在飛機、宇宙飛船、潛水艇等許多尖端工業(yè)中都建立過(guò)不朽的功勛,不過(guò)這是后話(huà),暫且不提。
雖然名字是好聽(tīng)了,但鈦卻只是孕育在鈦鐵礦和金紅石這些“母體”中,始終也沒(méi)有分離出一個(gè)“純種”來(lái),它以二氧化鈦(一種白色晶體粉末)的形式隱蔽起來(lái),始終不愿降生人世。
就這么一直拖了80年,到了1875年,俄國的化學(xué)家基利洛夫才第一次分離出金屬鈦,還寫(xiě)了一本叫《鈦的研究》的小冊子。但在沙皇時(shí)代,沒(méi)有人對鈦這個(gè)陌生的金屬感興趣,何況基利洛夫得到的鈦中,雜質(zhì)不少,一碰就碎。在性質(zhì)上并沒(méi)有表現出什么特別的優(yōu)點(diǎn),所以鈦又被人冷落了許多年。
到1910年,美國一位叫亨特的化學(xué)家,總結了前人提煉金屬鈦的方法,改用金屬鈉還原四氯化鈦,終于得到了比較純的鈦(雜質(zhì)只有百分之零點(diǎn)幾)。但是,不管怎么說(shuō),這種“純”鈦還是不能用,因為即使這百分之零點(diǎn)幾的雜質(zhì)也仍然使鈦又脆又弱,經(jīng)不起機械加工,那些雜質(zhì)就像蛋糕中的蒼蠅一樣令人討厭。結果,鈦還是落了一個(gè)“亳無(wú)用處的金屬”的壞名聲。
到了1925年,荷蘭的科學(xué)家范·阿克爾和德博爾在一根加熱的鎢絲上還原四氯化鈦,得到了高純度的鈦。他們發(fā)現,這種高純度鈦具有很高的可塑性,可以像鐵一樣軋成板、棒和絲材,甚至可軋成最薄的箔片;更令人驚訝的是,它的強度和硬度很高,比鋁硬11倍,比鐵和銅硬3倍。
鈦這個(gè)被人輕視了100多年稱(chēng)為“毫無(wú)用處的金屬”的名譽(yù)終于得到了更正。
1950年,美國首次在F-84戰斗轟炸機上使用了鈦。60年代,鈦在軍用飛機中的用量達到飛機結構重量的20%~25%。蘇聯(lián)的大型客機圖-144的發(fā)動(dòng)機艙、副翼和方向舵也采用鈦。70年代,美國的波音747客機用鈦量達3640千克。美國的一架高空高速偵察機上,鈦占飛機結構重量的93%,號稱(chēng)全鈦飛機。鈦才真的飛黃騰達起來(lái)!
鈦真沒(méi)有辜負給它取名字的德國化學(xué)家馬丁·克拉普羅特的期望,它以力大無(wú)比的卓越表現贏(yíng)得了應得的榮譽(yù)。