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飞行的金属

现代先进的飞机与飞行器要飞得高、快、远、省，就必须靠轻、强、美的材料。铝、镁、锂、钛这些金属及其合金被称之为“飞行的金属”。铝、镁、锂、钛等金属在自然界中以化合物的形式存在，铝土矿含有Al₂O₃ ， 光卤石含有MgCl₂ ， 锂辉石含有LiAl（Si₂O₆），金红石含有TiO₂。元素的存在形态与环境条件有关，铝元素在pH<4的溶液中以Al³⁺存在，在pH为4~7时以Al（OH）₃的形态沉淀，在pH>7的溶液中以[Al（OH）₄]^-存在。

铝、镁、锂、钛的冶炼有电解法和还原法等。冶炼钛的部分生产流程如图1所示。

金属及其合金的性质决定其用途。钛在盐酸、硫酸、硝酸溶液中耐腐蚀，在碱性溶液中可稳定存在。将1mm厚的不锈钢、钛浸在海水中，不锈钢4年后完全腐蚀，钛几十年不腐蚀。钛合金、铝合金、铜合金的耐海水腐蚀性能试验结果如图2所示。航空航天材料的选择，既要轻又要有足够的强度。铝、镁、锂、钛、铁的密度（g·cm^-3）的值分别为2.7、1.74、0.54、4.51和7.87。比强度（MPa·cm³·g^-1）越大，材料的性能越好。不锈钢、铝合金和钛合金的比强度分别为79、167和218。

铝，姗姗来迟，给世界带来勃勃生机。镁、锂让飞行器变得更快更省。钛，力大无比的巨人，“全能”的钛帮助人类飞出地球，飞向太空！