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1889年 霍尔—赫劳尔特电解炼铝法

查尔斯·马丁·霍尔(Charles Martin Hall ,1863—1914)保罗·赫劳尔特(Paul Héroult,1863—1914)

铝材制作的轰炸机机身内实景。

贝塞麦炼钢法(1855年),碳纤维(1879年),波音747大型喷气式客机(1968年),协和飞机(1976年),航天飞机轨道器(1981年),阿帕奇直升机(1986年),国际空间站(1998年)

当今世界,铝制品已普及,它作为一种结构材料对工程师来说是多么重要。在车库里,我们会在自行车框架上找到铝,在一些汽车上,我们也能找到让机车变轻的铝材配件。不过,使用铝材比例最大的地方是飞机。到2010年为止,起飞的每一架客机都主要是由铝制成的。对于火箭、宇宙飞船,包括国际空间站来说,都是一样的道理。波音787是第一架由碳纤维代替铝做主要材料的商务客机。

铝之所以如此受欢迎,尤其是在制造飞机方面,是因为它的成本低,可塑性强,而且质量小。一块铝制品,其质量往往是同等强度钢材质量的一半。如果你拿一块1磅重的铝块,同样大小的钢材质量大概是2.8磅。

如果将飞机的材料从铝材换成钢材,其质量会增加一倍,飞机可能就飞不上天,或者说它只能零负载起飞。铝使得工程师设计的飞机实现了在空中飞翔。在铝普及之前,飞机都是用木头与布料制成的。

1825年,铝才得以提纯。但是其成本很高—几乎与金子的价格相当。在1889年,一种被称作霍尔—赫劳尔特电解炼铝法的系统获得了发明专利,这种方法是由美国化学家查尔斯·马丁·霍尔和法国人保罗·赫劳尔特发明的,大幅度降低了铝的生产成本。一旦铝的生产成本降下来,产量增加,就能得到广泛的使用。今天,每年铝材的使用量超过3 000万吨。

对于汽车来说,越轻越好,所以工程师尽可能地发挥铝材的作用。再加上新型大规模生产技术的出现,铝材已逐渐替代钢材在汽车制造过程中的地位。■