Алуминиум - првиот материјал од времето на вселената
Материјали
Титаниум, јаглеродни влакна и тефлон сега се сметаат за материјали што го транспортираат човештвото во воздухот и вселената. Сепак, пред околу сто години, алуминиумот ја имаше оваа репутација - првиот високо-технолошки материјал.
Многу што некогаш беше извонредно, со текот на времето стана нормално. Ова се однесува на автомобилот, како и на телефоните, телевизорите и не застанува ниту на материјалите. Денес, поголемиот дел од сите конзерви за пијалоци произведени ширум светот се направени од алуминиум. Алуминиумски профили во различни должини и форми може да се нарача преку Интернет - и неколку нации веќе го користеа лесниот метал за да коваат монети од него. Без сомнение, алуминиумот е сосема нормален материјал што се произведува и се користи во милиони тони годишно, а неговата мала тежина и висока јачина се првиот избор за безброј апликации.
Но, тоа не е случај веќе долго време. Од гледна точка на истражувањето на материјалите, пред само неколку децении, алуминиумот беше толку нов и возбудлив што можеше да се зборува за метален тренд - кој беше на делови повредни од златото и без кој човештвото веројатно немаше да излезе на небото толку многу.
Млада starвезда на небото на материјалите
Постојат материјали што биле познати и користени илјадници години - бронза, на пример, се користела 3000 години пред почетокот на нашата ера. Спектакуларно откритие на бакарен меч неодамна повторно ја засили оваа теза.
Алуминиумот, од друга страна, е исклучително млад. И покрај тоа што е трет најраспространет елемент во земјината кора (по кислород и силициум). Дојде само во 1782 година Антоан Лоран де Лавоазие претпоставка за постоење на металот - францускиот хемичар ја проверил „земјата на стипса“ откриена од неговиот германски колега Андреас Сигисмунд Маргграф во 1754 година и претпоставил дека тоа е оксид на претходно непознат елемент. И дури во 1807 година Британецот Хамфри Дејви, кој исто така истражуваше во овие насоки, го измисли името алуминиум, што е познато денес, како дериват на латинската форма на стипса „алумен“.
Проблемот во таа рана фаза: Иако алуминиумот сега беше познат, веќе се појавуваа разни употреби. Единствено што недостасуваше е процесот на производство. До средината на 1800-тите процесот на намалување на Валер беше оптимизиран, производството беше можно само на лабораториско ниво, па дури и после тоа остана маргинално. Приносот беше соодветно низок, а цената висока. Околу средината на векот, (царската) фунта чинеше добри 18 000 УСД според денешната вредност. Во 1852 година цената на една унца беше 34 долари (валута во тоа време), во исто време иста количина на злато се нарекуваше само 19.
Во 1855 година, дванаесет алуминиумски шипки беа претставени пред широката светска јавност за прв пат на Светската изложба во Париз. И неговиот изглед сличен на сребро поврзан со тежината, невиден за металите во тоа време, буквално ги инспирираше масите. Меѓу другото, генијалецот од научна фантастика lesил Верн го обработил во неговите дела, смислил постојни летачки машини и безброј други апликации од истите, додека во реалниот свет, меѓу другото, од него се изработувал накит. Во оваа фаза, која веќе се карактеризираше со нови почетоци и верба во иднината, имаше огромен возбуда за металот.
Внесете повеќе алуминиум!
Соодветно на тоа, втората половина на 1800-тите години се карактеризираше и со фактот дека безброј истражувачи и индустријалци го зедоа новиот „материјал за чудо“. Во зависност од фабриката, обемот на производството се искачи на околу еден тон годишно и цените брзо паднаа.
Најдобар начин да се демонстрира престижот на алуминиумот од таа ера, и покрај падот на цените, е со два примери:
- Кога САД ја продолжија и завршија долго-паузираната конструкција на споменикот во Вашингтон во 1880-тите, тие го крунисаа скокот висок скоро 170 метри со клучен камен направен од три-килограм парче леано алуминиум - во тоа време најголемото парче што било фрлено.
- Во 1894/95 година, Вилхелм Принц зу Вид јахта со алуминиумски труп направете ја Алуминијата. Непосредно пред тоа, тој поседуваше веслачки чамец направен од истиот материјал и беше апсолутно воодушевен од тоа.
Таквите употреби беа можни и затоа што на крајот на 19 век, со процесот Хал-Херулт и Баер, беа измислени два нови важни начини за масовно производство на алуминиум - два методи кои се градат едни на други во кои готовиот алуминиум се добива од боксит станува; ова сè уште го правиме денес.
Соодветно на тоа, во последните две децении од 1800-тите, лесниот метал стана материјал што практично се користеше ширум светот, од кој не беа направени само накит и слични предмети од престиж, туку и оптички инструменти и генерално безброј компоненти за кои малата тежина беше од централно значење - не и најмалку важно автомобилноста што започна во тоа време. Сепак, алуминиумот го доживеа најголемиот чекор напред по крајот на векот.
Горе во воздухот
Првите крути воздушни бродови биле изградени во последните неколку години од 1800-тите. Едната е изградена во Хрватска во 1896 година од трговец со дрва Дејвид Шварц и уништена на нејзиниот прв лет една година подоцна; втората е изградена од Фердинанд Граф фон Цепелин во 1900 година - и исто така била оштетена во ров за време на неговиот прв лет.
Но: И двата авиони се изградени со силна поддршка од индустријата за алуминиум. И на дизајнерите и на индустријалците им беше јасно дека авијацијата со екипаж треба да се заснова на материјалот. Се појави силна меѓусебна поддршка - што беше многу потребна во случајот на грофот фон Цепелин, бидејќи тој во тоа време беше сметан за еден вид „луд пронаоѓач“ и имаше потешкотии да добие средства. Беа соодветно „трнливи“ првите години на воздушните бродови од езерото Констанца.
Во 1903 година, браќата Рајт за прв пат полетаа со погон на струја, потежок од воздухот - сепак, основната конструкција на Рајт Флаерот беше направена од смрека. Три години подоцна, германскиот хемичар го откри Алфред Вилм но еден метод, значително да се зголеми јачината на алуминиумот. Резултатот беше легура „Дуралуминиум“ - со десет пати поголема цврстина на истегнување од чистиот алуминиум.
Тоа беше вистинскиот материјал во вистинско време: За неколку години по летот Рајт, стана јасно дека само дрвото не е доволно за сè посилниот авион - и дека нормалниот алуминиум исто така ги достигнува своите граници заради зголемената големина на воздушните бродови.
Притоа, алуминиумот воспостави не помалку од возраста на летот. Практично сите идни крути воздушни бродови беа изградени врз основа на тоа од него; Авионите исто така го користат на точки што се клучни во однос на тежината и оптоварувањето - иако Првата светска војна, која започна кратко потоа и gave донесе огромен поттик на авијацијата, се потпираше на тубуларни челични конструкции покриени со ткаенина, со претежно дрвени лежишта на крилјата од причини.
Но, веќе кон крајот на војната авионот покажа Unkункери Ј7, што алуминиумот беше во можност да направи тука - ловечката машина се состоеше од дуралумин тубуларна рамка со истото штица. Една година по војната, Јункерс го искористи искуството стекнато на овој начин за да работи со Модел F13 за производство на првиот авион во монококна конструкција - алуминиумската кожа истовремено доби и носечка функција, а трска повеќе не беше потребна како подструктура.
Успехот на оваа мала машина, заедно со воздушните бродови кои исто така беа целосно развиени по војната, не само што обезбедија голем бум во цивилното воздухопловство, туку и врежаа алуминиум засекогаш како централен материјал за авијација - до денес е таму најважниот материјал и само таму каде што ги достигнува своите граници е дополнет или заменет со титаниум или композитни материјали.