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第11章 科学家们在乌托邦平原发现了锂和钛(2/3)

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  由于1kg锂燃烧后可释放42998kJ的热量,因此锂是用来作为火箭燃料的最佳金属之一。1kg锂通过热核反应放出的能量相当于二万多吨优质煤的燃烧。若用锂或锂的化合物制成固体燃料来代替固体推进剂,用作火箭、导弹、宇宙飞船的推动力,不仅能量高、燃速大,而且有极高的比冲量,火箭的有效载荷直接取决于比冲量的大小。
  真正使锂成为举世瞩目的金属,还是在它的优异的核性能被发现之后。由于它在原子能工业上的独特性能,人称它为"高能金属"。
  锂电池是二十世纪三、四十年代才研制开发的优质能源,它以开路电压高,比能量高,工作温度范围宽,放电平衡,自放电子等优点,已被广泛应用于各种领域,是很有前途的动力电池。用锂电池发电来开动汽车,行车费只有普通汽油发动机车的1/3。由锂制取氚,用来发动原子电池组,中间不需要充电,可连续工作20年。要解决汽车的用油危机和排气污染,重要途径之一就是发展向锂电池这样的新型电池。
  由于锂有如此重大的作用,地球上的人类都把锂作为制造航天器的优质材料。现在火星上有这么多锂,看来以后要大力发展火星的航天事业,这些锂一定会发挥重大作用。
  科学家们正在议论锂的重要作用,凤芝又拿起一块碎石块仔细端详起来,伟伟问:“风芝,看你那神态,莫非又发现什么宝贝了?”
  风芝说:“我怀疑这块碎石是钛,等我测测再说。”风芝拿出微型金属探测仪,把探测仪的针头插入岩石碎块,探测仪显示器立即显示“Ti”,风芝跟伟伟同时惊喜道:“果然又是宝贝!”
  丰子等科学家听伟伟和凤芝说又发现了宝贝,也一齐凑过来,只听到凤芝以饱含深情地在自言自语:“钛啊,在地球上要得到一块钛是多么的不容易啊!现在又在火星上发现了,以后在火星上发展航天事业,用不着从地球上运来锂和钛了,重大发现啊!我的宝贝!”
  人类在20世纪开始研制航天器,并且用火箭把航天器送到太空。火箭与航天器都需要特殊材料,航天器所用材料与火箭和飞机的用材大致相同,除了前面说到的锂,主要有钛合金、铝合金、玻璃钢等。
  人造地球卫星与空间探测器的结构材料大多采用铝合金和镁合金,要求高强度的零部件则采用钛合金和不锈钢。为了提高刚度和减轻重量,科学家们采用高模量石墨纤维增强的新型复合材料。卫星体和仪器设备表面常覆有温控涂层,利用热辐射或热吸收特性来调节温度。航天器上的大面积太阳翼初期为铝合金加筋板或夹层板结构,后来改用石墨纤维复合材料作面板的铝蜂窝夹芯结构,更先进的轻型太阳翼则以石墨纤维复合材料作框架,蒙上聚酰胺薄膜。面积更大的柔性太阳翼全部由薄膜材料制成。大型抛物面天线是卫星的重要组成部分,原来多采用铝合金或玻璃钢制造,但随着天线指向精度的提高,已改用热膨胀系数极小的轻质材料。石墨和芳纶在一定的温度范围内具有负膨胀系数,可通过材料的铺层设计制造出膨胀系数接近于零的复合材料,从而成为制造天线的基本材料。超大型天线需制成可展开的伞状,其骨架由铝合金或复合材料制成,反射面为涂有特殊涂层的聚酯纤维网或镍-铬金属丝网。卫星体内还使用多层材料、工程塑料、玻璃钢等作为隔热材料,用二硫化钼固体润滑剂等作为运动部件的润滑材料,用硅橡胶等作为舱室的密封材料。
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