一件東西如果是千瘡百孔,人們一定以為是低劣産品。其實不然,有時人們還特意研究制造千瘡百孔的材料。而且制造這種多孔材料的技術還挺保密要想知道這種技術,還必須掏腰包花錢。
1993年,美國的一家世界有名的實驗室桑迪亞國家實驗室,因為不會生産高質量的多孔材料,不得不從烏克蘭第聶伯羅彼羅夫斯克冶金學院專門購買一種多孔金屬的技術。烏克蘭的這家冶金學院提出了一個條件,這種技術隻許美國使用5年,過期還得加錢,至于加多少,到時再議。
這是一種什麼“寶貝技術”呢?為什麼号稱為世界科學技術最先進的美國還要向烏克蘭購買呢?原來這種多孔金屬有一個重要用途,是制作太空火箭煤油燃料霧化器的材料,這種霧化器能使燃油在通過大量微孔時,由油滴變成油霧使燃料達到最佳燃燒狀态。
但美國生産的多孔金屬質量不過關,是用粉末冶金方法生産的,其中的微孔是彎彎曲曲的;而烏克蘭生産的多孔金屬中的孔則可以定向,即可以讓它們沿零件的長度方向排列。孔的徑向或者像桔子狀斷面,或者像球形氣泡。
烏克蘭的科學家還有一手絕招兒,他們能通過控制各種工藝技術條件和金屬從熔化到凝固的冷卻時間,制造出各種孔徑的優質多孔金屬。多孔金屬零件中的孔徑,最小的直徑僅5微米,也就是一個細菌那麼大;最大的直徑可以達到10毫米。孔在零件中占的體積可以小到隻占零件體積的5%;但也可以大到占零件體積的75%。也就是說,這種多孔金屬不隻是千瘡百孔,簡直是千瘡萬孔了。
烏克蘭的冶金學家是怎樣生産這種多孔金屬的呢?因為它屬于機密,生産工藝的各種技術細節是絕不透露的,隻能從一些蛛絲馬迹中了解其大概情況。據報道,烏克蘭生産的這種多孔金屬是用銅和鐵一類的金屬制造的。他們先将金屬在一台密封的爐子中熔化,然後在熔化的金屬中充進高壓氫氣和其他氣體,這樣金屬在冷卻凝固過程中就會存在大量氣孔。
但孔的大小和孔的排列方向的控制是生産多孔金屬的關鍵。隻有當氣體的壓力和成分控制在非常精确的範圍内,才能獲得符合要求的優質多孔材料。烏克蘭的科學家說,由于他們經過大量的實驗研究,已能成功地生産用于航空航天火箭燃料霧化器的多孔材料。用這種多孔材料制成的霧化器,可以大大節省燃油,因為它能顯著提高燃料的霧化程度,使燃料達到最完全燃燒的效果。
其實,多孔材料在日常生活中随處可見,當你給頭發噴發膠或往身上灑香水時,你手上的噴壺嘴就是用多孔材料制成的,隻是它不一定是金屬,而可能是多孔的塑料而已。近年來,在科技界的一個熱門課題是研究多孔矽材料。矽是一種半導體材料,而當矽中存在大量隻有幾個納米大小的微孔時,在激光照射下它會發出可見光。多孔矽為何能發光,目前還不清楚,但它的應用前景十分吸引人,尤其是制造光電子元件的前景非常令人
神往。
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