金属胡须

第8版()
专栏：知识小品

金属胡须
王俊夫
你了解普通铜丝和铁丝的强度吗？断面面积是一平方毫米的铜丝只需加上四十公斤的拉力就能拉断它，同样粗细的铁丝也只需加上六十公斤的拉力就能拉断它。近年来由于生产上的需要，冶金工作者一直在努力提高金属的强度。他们采用的方法有两个，一是在钢铁中加入强度增强剂——合金元素；另一个办法是实行热处理，使金属内的晶体发生有利强度增高的变化。经过一系列的努力后，金属强度比过去大约提高了八倍到十倍。目前超高级强度钢的抗拉强度已达到每平方毫米三百二十公斤以上。
然而与此同时，物理学家根据金属原子间的偶合理论从计算结果中指出，普通金属的强度能比现有的最高强度提高一千倍。“一千倍！”这个数字使冶金工作者们大为惊讶，他们想尽了办法，却只达到这个数字的1％。于是就有人开始去研究金属的实际强度与理论强度相差如此之远的原因，后来原因被查明了，原来这是由于实际金属的晶体结构中发生错位所造成的。人们通过电子显微镜的帮助，发现所有用现有方法冶炼出来的金属都有错位产生。由于组成金属的晶体结构中产生了错位，就使得它不能很坚强地抵抗外力，致使它的强度一落千丈。因此，如果能够消除金属中的错位，那么就能使它具有应有的、和理论值相同的强度了。目前这种无错位的金属已经在实验室中诞生了。
1952年，有人在实验室中观察到在特殊的设备中所作出的金属细丝，当它的直径小到一微米（千分之一毫米）时，它的强度就接近于理论的数值。这种粗细只及一根头发丝的七十分之一的细丝，人们称它为金属胡须。进一步研究发现，金属胡须只有在这样细的情况下才具有理论的强度，当把它的直径增大到十至二十微米时，它的强度又跟实际的强度差不多了。这种情况使得金属学家们必须进一步去追究金属胡须具有高强度的原因以及如何能把它的直径增大而不影响强度降低的方法。
目前这个问题虽然还没有很好的解决，金属胡须当然还不能走入大量生产的舞台。但是研究的情况已经给冶金工作者打开了金属强度秘密的大门。当他们苦于不能成倍地提高金属强度的时候，金属胡须的出现在他们面前开辟了新的天地。
我们可以想像，在大批生产强度比现在高一千倍的金属的时代里，一切笨重的机器与建筑物将是如何地轻巧和牢固，使用的寿命至少比现在提高十几倍！金属丝做的大桥将代替笨重的钢桥，电视塔将高耸入云霄……。