在之后的二战期间,人们在坦克的炮管里添加各种稀有金属,如果不是合金炮管,战斗力会大为减弱。其中德国的坦克所向披靡,很大一部分原因是德国人掌握了更为先进的合金技术。真正终结二战的,还是在元素周期表中靠后的钚和铀,它们是原子弹的原料,属于放射性元素,原子弹的威力已经超过之前人类任何一种武器。
到了近现代,人们依然在探索稀有金属,比如美军在最先进的F-35战斗机中加入了各种稀有金属,比如加强雷达信号的金属“镓”,增强螺栓韧性的“铍”,还有各类电子元件的稀土等,如果没有这些稀有金属,F-35战斗机根本就造不出来。
合金的奥秘不管是黄金白银,还是青铜黑铁,人类特别喜欢金属材料,主要是它们的性能特别好,可以有很多用途。不锈钢发展到现在,有一百多年了。它之所以不会生锈,就是通过化学方法,在钢铁里面加入了一定比例的铬元素和硅元素,同时降低了碳元素的含量。
人类对稀有金属的利用,最普遍的做法就是用来制造合金,比如铝合金,铝这种金属熔点只有600多度,而且纯铝的材质也非常软,手都能够捏弯它。但是铝有其优点,比如它导电性很好,而且很轻,而且只要往铝中加入少量的合金,铝材料的塑性就发生了很大的改变。比如如果往铝中添加不到0.3%的金属钪,铝就会成为耐高温,强度高,并且耐腐蚀的材料,同时还保留了铝的质量轻,导电性能好等优点。因此钪又被称为工业食盐,虽然量少,但是起到至关重要的作用。
像金属钪这种的工业食盐还非常多,比如在钢材当中加入金属铌,加入不到万分之一的金属铌之后,整个钢材的性能就会大幅提高,强度更强,甚至一吨钢材能当两吨钢材使用。
为什么合金具有这么大的强度呢?在纯金属内部,原子是整齐排列的,这时候的金属流动性就非常好,金属流动性好就意味着金属材质比较软。当添加一些稀有技术之后,金属组织结构就不均匀了,相当于在水泥当中加入了钢筋,这就会让金属的强度更加坚硬,同时韧性也更强。同时金属的特性也会发生改变,比如导电性、磁性、以及导热性等都会发生大的改变,甚至很多金属的性能发生不可逆的变化,比如永磁体。
我们通常都做个这样的实验,就是拿磁铁去吸金属,当金属被磁铁吸过之后,金属也具有了短时间的磁性,但是这个磁性会随着时间慢慢变弱。但是当金属当中加入稀有金属镝之后,就会让金属变成永磁体。