就像人體有皮膚一樣,飛機表面也有一層薄薄的蒙皮,它要維持符合空氣動力學的曲面,要足夠強硬,還要耐腐蝕、柔韌、光潔、輕巧……你知道中國最研制的C919大飛機的蒙皮用了什么材料嗎?答案是:鋁鋰合金。
關于鋁金屬,你看家里的鋁鍋,一敲一個印子,就知道它不夠強硬。那么,關鍵就在這個鋰金屬了。下面,讓我們來看一看這種非常“頑皮”的鋰金屬。
最輕金屬
如果把一塊金屬扔進水里,會是什么樣的結果?
沉進水里!絕大多數人都會不假思索地回答。但如果這塊金屬是鋰,結果就完全不一樣了。它會浮在水面上!因為它的密度大約只有水的一半,比水輕多了。是不是很奇怪?
當然,做這個試驗的時候需要把金屬鋰密封起來。因為鋰十分活潑,它極易與其他物質發生反應。如果放置在空氣中,會被氧化,所以必須用固體石蠟或其他不與之反應的物質將其包裹起來。如果放置在水中,你會看到它在水里冒著氣泡來回地跑。這是因為它與水發生反應,生成氫氧化鋰,并釋放氫氣。
在金屬大家族中,鋰就像個頑皮的孩子,但我們不能小看它的本領。鋰與其他弟兄的關系十分要好。除了鐵以外,它可以和其他任何一種金屬熔合,制成的合金通常具有強度大、重量輕、耐高溫、耐腐蝕等優良特性。中國自主研發的C919大型客機的蒙皮就使用了鋁鋰合金,厚度只有薄薄幾毫米,又輕又強又韌。另外,中國的“天宮一號”目標飛行器的資源艙艙段也使用了鋁鋰合金材料代替傳統材料。
高能金屬
鋰電池,是目前我們最常見的一種充電電池。這種電池中含有鋰,就是利用了鋰活潑的化學性質。其實,鋰的能量遠遠不限于此。
氫彈的主要原料
氫彈的威力比原子彈更大,它利用爆炸時產生的巨大能量引發核聚變,將幾個原子核聚合成一個原子核。只有較輕的原子核才能發生核聚變,比如氫的同位素氘、氚等。氫有三種同位素:氕(piē)、氘(dāo)、氚(chuān)。氘和氚發生聚變后,2個原子核結合成1個氦原子核,并放出1個中子和巨大的能量。但是,自然界中氚的含量極少,大部分需要人工生成,而其主要原料就是鋰。
高能燃料
美國研制的MK50型先進輕型魚雷,它的動力系統采用的是一種鋰-六氟硫化物閉循環系統,通過鋰與六氟硫化物反應釋放的熱量將水變成水蒸氣,從而推動渦輪機旋轉,推動魚雷前進。
生命金屬
18世紀,科學家在礦物中發現了金屬鋰。到了19世紀,人們又在土壤、礦泉水、海藻以及動物體內發現有鋰元素存在,包括人體內也有微量的鋰元素。
治療精神疾病
美國科學家曾調查發現,在鋰元素濃度較高的地區,當地人患精神病的比率明顯較低。后來的研究表明,鋰對中樞神經活動具有一定的調節作用。因此,醫生們經常采用一種鋰鹽治療精神疾病。
當然,鋰元素的攝取有限度,用作治療疾病時必須遵醫囑。
幫潛航員吸收二氧化碳
中國的載人潛水器“蛟龍號”在下潛時會備足潛航員所需的醫用純氧,可是呼出的二氧化碳怎么辦呢?科學家們在潛水器里放置了氫氧化鋰,它能夠大量吸收二氧化碳,從而維持潛水艙內正常的大氣壓和氧氣,保障潛航員的生命安全。
不吃羊的狼
北美洲有一種被動物學家馴化出來的狼,它們不吃小羊羔,這是為什么呢?原來,動物學家在小羊羔的羊肉中加入了氯化鋰,然后喂狼。狼吃了以后會疼痛難忍,還會拉肚子。更可怕的是,吃過這種肉的母狼產出的奶里面也會有氯化鋰。慢慢地,狼群就都回避羊羔。長時間馴化之后,狼群就會遠離羊羔了。
鋰的來源
地球上的鋰主要有三大來源:海水、鹽湖型鋰礦和偉晶巖鋰礦床。
地球上的鋰大多分散在海洋中,有數據稱,海水中含有約2300億噸的鋰資源。但海水中的鋰濃度太低,提煉十分困難。
南美洲的玻利維亞有一個面積巨大的湖泊,當你從太空看它的時候,銀光閃閃,猶如明鏡一般。倘若你走進這里,就會發現眼前既不是水,也不是冰,而是鹽。這就是烏尤尼鹽沼——地球上最大的“鏡子”。烏尤尼鹽沼里是氯化鈉、氯化鉀、氯化鋰和氯化鎂的飽和溶液。據專家估算,這里含鹽量超過100億噸,其中,最為珍貴的是氯化鋰——它可以用來生產金屬鋰。烏尤尼鹽沼中鋰的儲量大約為900萬噸,為世界上最重要的產地。玻利維亞擁有全世界陸地上43%的鋰儲量,主要就歸功于烏尤尼鹽沼。
偉晶巖鋰礦床常與花崗偉晶巖礦床在一起,包括鋰輝石、鋰云母和磷鋁鋰石等,其中最主要的是鋰輝石。
有一種寶石,能發出類似于鉆石的光芒。從不同的角度觀看,它還有顏色的變化。乍一看,它很像紫晶,那渾身上下散發出的淡紫色如同薰衣草一般,十分美麗。1902年,美國寶石學家孔茲發現了這種寶石,后經研究證明這是一種新的寶石——紫鋰輝石,屬于鋰輝石的一種。因其成分中含有錳,它具有誘人的紫紅色;如果其中混入了鉻,則會表現出綠色,稱為翠綠鋰輝石。畢竟能成為寶石的屬于極少數,大部分鋰輝石都用來冶煉金屬鋰,在美國、巴西、巴基斯坦和中國都有重要的礦床。2014年,中國四川省阿壩州新認定了兩處超大型鋰輝石礦床。據估算,這兩處氧化鋰資源量約100萬噸。
1. 鋰電池:很多手機、相機、筆記本電腦、移動電源(充電寶)、電動車的電池都是鋰電池。
2. 耐熱鋰瓷餐具:近幾年市場上出現的新型餐具——鋰瓷沙鍋,是以鋰輝石為主料經高溫燒制而成。
3. 電視機的熒光屏:含有鋰的鋰玻璃,強度大,韌性好,表面光滑致密,熱膨脹小,因而被廣泛用來做電視機的熒光屏。