科技新新聞: 鋁也會生鏽
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2004/12/31 第40期
 
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鋁也會生鏽

「鏽」能把整架飛機固定在一起,也可以讓整架飛機都變成碎片。

除非你有國家氣象局發的執照,讓你能攜帶氣壓計的話(不過,這個機會恐怕不大吧),帶水銀上飛機是被嚴格禁止的。為什麼?因為要是不小心讓水銀滴下去的話,它可是能讓飛機在著陸以前就鏽成碎片哪。瞭解了吧?飛機是鋁做的,而鋁則是非常不穩定的。

等等,人家不是說,鋁這玩意最大的好處就是它和鐵不一樣,不會生鏽嗎?我們在這裡說的是一樣的「鋁」嗎?沒錯!你家的鋁鍋就是用一種及容易發生反應的化學元素做成的,只是它有個特性,能把自己偽裝成一種抗鏽蝕的金屬。

鐵生鏽的時候,會形成氧化鐵──一種看起來紅紅的、粉粉的物質,很快就會剝落而暴露出裡面的金屬,而裡面的金屬也很快就會開始生鏽,如此不斷繼續下去,直到……你的排氣管被鏽穿掉下來。

但鋁生鏽的時候,會形成的是氧化鋁,這是種完全不同的怪物。結晶體形式的氧化鋁,被稱為金剛砂、藍寶石,或紅寶石(視其顏色而定),是已知最堅硬的物質之一。如果你想要設計一種能包在金屬外層,而且又強又不會被刮傷的覆層的話,除了鑽石以外,沒有幾樣東西是比氧化鋁還要好的了。

鋁生鏽的時候,會形成一層保護層,這種保護層的化學結構和藍寶石一樣:透明,但能阻絕空氣和許多種化學物質,還能保護物質表面不受到進一步的生鏽:只要形成了薄薄的一層保護層,馬上就會停止生鏽。(「電鍍」鋁已經用酸和電處理過,以使它生成厚厚一層的鏽──因為這層鏽愈厚,金屬就愈強,也欲不容易受到刮傷。)

這層看不到的保護層形成的速度很快,快到讓鋁(甚至在熔化的狀態下)看起來像是種惰性金屬。但這種假象卻無法抵擋得過鋁的大敵:水銀。

水銀碰上了鋁,就會滲透這種金屬,並瓦解鋁的保護層,使得鋁變得會持續「生鏽」(以一種更具破壞性的方式),而且無法形成新的氧化鋁層。下面圖中「工」字形的鋁金屬塊,在短短幾個小時內,就已經鏽了大半;而要讓鐵生鏽成這個樣子,可得花上幾年的功夫。

我曾經聽過說,在二次世界大戰時,美軍曾派突擊隊深入德國領土,把水銀塗在飛機上,好讓這些飛機碎成片片段段。不管這個故事是真是假,這樣的破壞效果的確是真有其事。僅僅幾微米厚的氧化鋁層,就是讓整架飛機繫在一起的唯一物質。下次搭飛機的時候,想想這一點。嗯,或者是最好不要想起來這一點,省得你嚇到了。

要看看更多格瑞的科學實驗,上他的網站去。

   
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