Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

Рис. 10. Алюминий не выдержал экзамена на «тепловой барьер» .

В качестве нового конструкционного легкого металла соперником алюминия выступил дру­гой металл — магний. Его плотность всего 1,7. У сплавов магния она лишь немногим вы­ше — около 1,8, а по механическим свойствам магниевые сплавы приближаются к алюминие­вым сплавам и к сталям. Конструкторы счи­тают, что если какие-то части из алюминиевых сплавов заменить равноценными по прочности деталями из сплавов магния, то конструкция облегчится примерно на 25—30%. Но далеко не всегда такая замена возможна. Магний уступает алюминию в пластичности, а главное, он более подвержен химическому разрушению (коррозии) из-за сравнительно плохого каче­ства его защитной пленки.

У алюминия есть достоинство, всем извест­ное из повседневного опыта: стойкость к при­родным агрессорам — воздуху и воде. Между тем химики причисляют алюминий к самым химически активным металлам. Как вяжется одно с другим?

Оказывается, при первом же соприкоснове­нии с воздухом алюминий, окисляясь, покры­вается тончайшей пленкой своего очень проч­ного нелетучего и нерастворимого в воде и кислотах окисла Аl2О3. Эта пленка преграж­дает доступ кислороду и другим веществам-агрессорам к поверхности металла и играет роль маски, скрывающей подлинное химиче­ское «лицо» алюминия.

Если снять защитную пленку, например счи­стить ее напильником под слоем ртути, то алю­миний становится неузнаваемым, или, если хотите, «самим собой». Ведь при этом алюми­ний, не успев «залечить раны», т. е. образовать новую пленку, лишен защиты. Дело в том, что на амальгамированной, покрытой ртутью поверхности пленка окисла не удерживается, отслаивается. Если бросить такой «очищенный» алюминий в воду, он будет энергично вытеснять из нее водород.

Пленку окиси алюминия, защищающую ме­талл от коррозии, можно «усилить» так назы­ваемым анодированием. Если при элект­ролизе разбавленного раствора серной кислоты в качестве анода взять алюминий, то его по­верхность окисляется за счет выделяющегося при электролизе кислорода. Толщина «брони» Аl2O3 при этом может составлять 0,15 мм, в то время как в обычных условиях пленка окис­ла на поверхности металла имеет толщину лишь 0,00001 мм.

 

 

ОТ АЛЮМИНИЯ К ТИТАНУ

Казалось, что авиация обеспечена легкими и прочными конструкционными материалами. Но авиация вступила в новый этап. Преодолев «звуковой барьер», она вырвалась на просторы сверхзвуковых скоростей и натолкнулась на новый барьер — «тепловой». При скоростях, в несколько раз превышающих скорость звука, возникает сильное трение обшивки летательного аппарата о воздух. Обшивка сильно разогре­вается. Точки плавления обоих «крылатых» ме­таллов — алюминия и магния — не так уж низки, около 650°. Но прочность металлов силь­но снижается при нагревании задолго до плав­ления металла. И алюминий с магнием не выдержали экзамена на «тепловой барьер»; запас их прочности оказался исчерпанным. И опять встал вопрос о новом металле, достаточно легком и вместе с тем способном выдержать сильный нагрев без значительного снижения прочности.

В наши дни таким металлом оказался титан. Он имеет не такую уж малую плотность— 4,5. Однако это искупается чрезвычайной проч­ностью металла и его сплавов, и, главное, точ­ка плавления титана более чем на 1000° выше, чем у магния, и «тепловой барьер» для него значительно более высок.

К тому же титан не подвержен разрушитель­ному действию даже морской воды — самой агрессивной к металлам природной среды. Пластинку из титана извлекали из морской воды после многолетнего пребывания в ней такой же блестящей, не поврежденной корро­зией, какой она была при погружении. Ни сталь, ни алюминиевые сплавы не выдержали

447