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發布時間:2014.03.21 新聞來源: 瀏覽次數:

在我們開展轟轟烈烈的現代鋁合金電纜研發的日子里,總是對世界上鋁的研發和冶煉技術先驅有很強烈的懷念之感。   在世界金屬鋁的研發和冶煉技術史上,為我們記錄下了幾位先驅科學家光輝的業績和感人的道德人格。不論是資深的大科學家,還是年輕的大學在讀學生,在科學成果和榮譽面前,他們沒有相互妒忌,而是不忘記前人的肩膀和同行的鼓勵。2013年在長沙舉行的現代鋁合金電纜技術研討會上,有一篇論文中對此作了回顧描述,非常感人。

 

   據科技史料記載,鋁冶煉技術從萌發到成熟前后經歷50多年,至今已有120多年歷史。
   1825年,丹麥物理學家漢斯o克里斯蒂安o奧斯特把氯氣通過灼熱的木炭和鋁土混合物制成了氯化鋁,然后把氯化鋁進行鉀汞齊化制成鋁汞齊,再把鋁汞齊中的汞在真空中蒸發而制成純度很低的金屬鋁。此工藝方法很繁瑣,沒有實用價值,奧斯特自己放棄了繼續研究。
   1827年,德國化學家弗里德里克o維勒繼續奧斯特的研究,用金屬鉀與無水氯化鋁反應而制得了純鋁,但由于實用化的經濟成本太高而未能大規模地生產。
   1854年,法國化學家德維爾改進了維勒的制鋁工藝,用金屬鈉與無水氯化鋁一起加熱而獲得閃耀金屬光澤的小鋁球,并用此法提煉了10萬鎊純鋁。不過,雖然德維爾改用金屬鈉可顯著降低成本,但仍然不能滿足規模化生產的要求。
   1884年,年僅23歲的美國奧伯林學院化學系學生查理斯.馬丁.豪爾,決心探索廉價煉鋁工藝,在自己家的柴房中建立了家庭實驗室,于1886年2月終于發明了冰晶石-氧化鋁熔鹽電解制鋁法,并申請了專利。3年后,美國制鋁公司采用了他的廉價制鋁工藝。
   1884年,同樣是年僅23歲的法國圣特-巴布學院學生保爾.特.埃羅,也對探索廉價制鋁工藝產生了濃厚興趣,在父親的皮革廠里進行實驗研究,于1886年2月也發明了冰晶石-氧化鋁熔鹽電解制鋁法,并申請了專利。同年,法國布列斯特兄弟公司購買了他的專利權。1889年,法國電力冶金公司采用埃羅的專利建廠投產,開始鋁的大規模工業化生產。1898年,法國佩基納公司也開始采用此電解法工藝制鋁。
   1886-1892年間,奧地利化學家拜耳發明了直接從鋁礬土中提煉純氧化鋁的工藝,可節省大量電能,科技史稱"拜耳法"。100多年來,此制鋁工藝不斷改進,至今已成為世界流行的主要電解鋁制造工藝之一。
   隨著電解煉鋁技術的進步,鋁的純度不斷提高。用碳陽極和陰極在900℃電解爐中可煉成純度高達99.6%的純電工鋁。如果所用的鋁礬土的純度更高,還可以用碳電極電解法煉成純度高達99.9的純鋁。1969年,美國國家標準局 (NBS) 與制鋁企業合作煉成了純度99.999%的"超純鋁"[1],其雜質含量為0.2ppm,電阻率為1500-2500,展現出了與高純度銅相當的電性能。
   在前期的世界制鋁史上,有四位科學家值得紀念,并成為后世科技人員之楷模。
   兩位是德高望重的大科學家和世界制鋁技術的先驅,即德國化學家弗里德里克.維勒和法國化學家德維爾。雖然在電解鋁的研究方面,維勒先于德維爾,但德維爾卻在維勒研究成果的基礎上捷足先登,取得了初步成功。當德維爾制成了銀光閃閃的鋁錠并投入工業化生產后,他沒有居功自傲,而是用他親手制造的第一批鋁錠鑄成一枚紀念章,上面恭恭敬敬地刻上維勒的名字及其獲得成功的時間"1827"字樣,贈送給了維勒。

弗里德里克.維勒   亨利·愛丁·圣克萊爾·德維爾

   另外兩位年輕科學家都是在校年輕大學生,即美國的查理斯.馬丁.豪爾和法國的保爾.特.埃羅。他們不但為人類做出了杰出的科學貢獻,而且都具有極高尚的品格。

查理斯.馬丁.豪爾    保爾.特.埃羅

   他們生于不同的國度,遠隔重陽,素不相識,但卻都是在23歲的黃金年華里,同時取得了卓越的科學成就。他是制鋁工藝研究同行,但卻毫無妒忌之癖。當豪爾于1911年接受柏琴獎時,埃羅特地遠涉重洋到美國去向他祝賀。這兩位科技偉人,生于同年,也卒于同歲。

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