超輕雨傘的傘骨究竟是什么材料？

吉林省長春市第十六中學 馮 健

超輕雨傘的傘骨究竟是什么材料？

吉林省長春市第十六中學 馮 健

一天，小麗媽媽逛商場時，意外發現一款“超輕折疊雨傘”。這雨傘外觀和普通鋼骨雨傘一模一樣，但重量卻輕了很多，而且比鋼骨雨傘便宜，于是小麗媽媽也給女兒買了一把。

這把雨傘的“輕”引起了小麗的好奇，她用家里的彈簧秤進行了測量，發現鋼骨雨傘的重量為500 g，而新買的雨傘僅為200 g。仔細觀察，兩把雨傘的主要差別在于支撐傘布的傘骨不同。那么，超輕雨傘的傘骨是由什么材料制成的呢？

小麗根據其密度小的特點，猜想該材料可能是塑料；又根據其外觀呈銀白色具有金屬光澤，猜想該材料可能是金屬。根據所學知識，密度小的金屬有鋰、鎂、鋁，但鋰、鎂的價格很高，在日常生活中并不常見，而純鋁密度較小且呈銀白色。另外小麗又想到，2008年北京奧運會時使用的非常輕盈的祥云火炬就是采用鋁合金和中空塑件設計而成的，這超輕雨傘的傘骨是否也與鋁合金有關呢？經過一番思考后小麗做出了以下猜想：

猜想一：超輕雨傘的傘骨是用塑料制成的；

猜想二：超輕雨傘的傘骨是用純鋁制成的；

猜想三：超輕雨傘的傘骨是用鋁合金制成的。

事實究竟是以上猜想中的哪一種呢？小麗來到實驗室進行了如下實驗：拆下超輕雨傘上的一根傘骨，用砂紙打磨后插入盛有稀鹽酸的燒杯中，觀察到傘骨表面有氣泡產生。塑料與稀鹽酸是不反應的，而鋁可以與稀鹽酸反應生成氫氣，因此猜想一不成立。

小麗回想起曾學過的純金屬與合金的有關知識：純金屬很軟易變形，用純金屬做成的鏈條的接口處很容易變形脫鉤；合金硬度較大堅韌度強，往往比組成它的純金屬具有更好的性能，我們日常使用的金屬材料大多數屬于合金。因此，小麗認為鋁合金較適合用來制作雨傘的傘骨，即猜想二不成立，猜想三可能成立。

那么支撐傘布的傘骨常用哪些材料呢？小麗又到網上進行了搜索，得到了以下信息：以前的傘骨大多為木質、竹制材料，隨著科技的發展出現了攜帶方便的折疊傘，折疊傘的傘骨有鐵骨、鋼骨、鋁合金骨、電著骨、樹脂骨等。其中鋼骨最為結實耐用，防風性好，但重量大；鐵骨也很堅硬，但時間久了易生銹，且重量大；鋁合金骨重量小，抗蝕性強，但不適合在大風大雨中使用；電著骨、樹脂骨具有良好的耐酸性能，相對輕巧便攜，是目前輕便系列傘具中使用較多的，但易折，防風性能不佳。

綜合以上實驗及分析，小麗覺得該輕質雨傘的傘骨很可能就是鋁合金。那么，鋁合金是鋁和哪些成分融合在一起形成的呢？她又查閱資料得知，按照加工方法的不同可將鋁合金分為兩大類：變形鋁合金和鑄造鋁合金，其中的鑄造鋁合金又分為鋁硅合金、鋁銅合金、鋁鎂合金、鋁鋅合金和鋁稀土合金。合金的性能與組成它的純金屬不同，這就像廚師炒菜時那樣，若在菜里加入各種調料，便可改善菜的色、香、味，使菜的營養價值更高！

小麗高興極了，她感悟到科學探究就是不斷獲取信息、驗證猜想是否正確的過程！