【展品】從天而降的金屬？

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展品第 005 號 航空鋁

2017 年 9 月 23 號，一位居住在大阪的日本市民，車被從天而降的飛機零件砸中了。

這也算是「點背」的典範了……

今天館員想帶給大家的，就是這種「從天而降」的材料——航空鋁。飛機零件，大都是航空鋁做的。為啥要用這種材料造飛機呢？

Come on! 館員帶大家一起認識航空鋁。

鋁合金的名字

要說航空鋁，咱們得先從「鋁合金」說起。

鋁合金是一種非常常見的合金，小到窗框、門框、大到飛機、汽車、船舶，鋁合金都是常用的製造材料。

不過，你看到的每一種鋁合金，它的名字都是一個四位編號。比如名字叫「2017」的鋁合金，早在上個世紀就被廣泛使用了。

想不想知道這數字到底啥意思？

鋁合金名字中的數字第一位，是根據鋁合金中含有的其它元素決定的。

1XXX 代表工業純鋁，鋁含量高於 99.00%。

其中，名字里的第二位表示對雜質含量有無特殊控制，後兩位則為鋁含量小數點後兩位。

比如 1290，就代表對兩種雜質的含量有特殊控制的、含量為 99.90% 的工業純鋁啦。

2XXX-8XXX 的名字里，第二位表示鋁合金根據用途的改型情況，0 為原始合金，2～9 對應不同的改型；後兩位則沒有特殊含義，僅僅是為了區分不同合金；至於第一位：

• 2XXX 代表含銅元素 3%～5% 的鋁合金，特點是硬度高，因此作為航空鋁材
• 3XXX 代表含錳元素 1.0％～1.5% 的鋁合金，特點是防鏽蝕、抗氧化能力好，經常被用在車底
• 4XXX 代表含硅元素 5% 左右的鋁合金，特點是耐熱耐磨，常作為機械零件和建築用材
• 5XXX 代表含鎂元素 3%～5% 的鋁合金，特點是密度低，延展性好，可用于飛機油箱的材料
• 6XXX 代表含有鎂元素和硅元素的鋁合金，也具有很好的抗鏽蝕、抗氧化能力，容易塗層，可以用於製造各種活塞、閘門和飛機上的連接件
• 7XXX 代表含有鋅元素的鋁合金，硬度高、耐磨、加工後不會變形，也是一種重要的航空鋁材，還被用於製作一些模具和需要承受高壓力的零件
• 8XXX 代表有其它元素的鋁合金，主要用於一些對與純度和硬度要求不高的零件，如啤酒瓶蓋等

不同部位 用不同的鋁

為了應對不同部位的不同的需求，飛機上也使用了不同的鋁。

一般來說，飛機的骨架和外殼（學名叫蒙皮）要使用硬度高、抗疲勞、耐高溫、耐腐蝕的鋁合金材料；而飛機內部的連接件、油箱、安全帶扣等其他金屬零件，則會儘可能減輕重量，使用輕一些的鋁合金。

鋁與飛機的歷史

人類是什麼時候開始在飛機上使用鋁合金的？

你可能想不到，人類造出的第一台飛機上就有鋁合金的身影。

1903 年，萊特兄弟造出了人類史上的第一架飛機，這架飛機的發動機使用了一種鋁-銅-鎂合金。

1912 年，德國人漢斯·雷斯涅爾造出了第一架鋁合金翼的單翼飛機。

自此，2 系鋁合金開始被廣泛用于飛機的外殼和骨架，航空工業開始飛速發展。

19 世紀 40 年代，7 系鋁合金被發明並立刻投入航空工業。

向長崎投擲原子彈的 B-29 轟炸機，就是當時的代表機型；當時投向廣島和長崎的兩顆原子彈的外殼，也有鋁合金的身影。

隨後的大半個世紀里，2 系和 7 系鋁材成為了飛機製造中的最常用的材料。

著名的 F-15、F-16、F-22 幻影 2000、波音 737 包括我國的殲 10、殲 20、C919 等飛機的骨架和外殼，都採用了大量鋁合金。

此外，各國火箭、太空梭的發動機、燃料箱大都採用鋁合金。

到如今，鋁合金在人類航空航天工業中已經寫下了濃墨重彩的一筆。鋁合金幫助人們完成了一次次的起降，帶著人們飛向天空，探索宇宙。

航空鋁的故事就到這裡了。你對哪些展品有興趣？在評論區告訴館員吧！

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參考與引用

[1]張新明, 劉勝膽. 航空鋁合金及其材料加工[J]. 中國材料進展, 2013, 32(1):39-55.

[2]楊守傑, 戴聖龍. 航空鋁合金的發展回顧與展望[J]. 材料導報, 2005, 19(2):76-80.

（圖片來自網路）

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