科技改變生活 · 科技引領(lǐng)未來(lái)
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（報(bào)告出品方/分析師：中航證券鄧軻）一、乘風(fēng)而起的人們1.1鋁的規(guī)?；a(chǎn)古代中國(guó)人就已經(jīng)用明礬凈水了，古代希臘和羅馬人也用明礬作染料和收殮劑。西方人把明礬叫做alum，拉丁文的意思是“苦澀的鹽”，跟硫酸鎂的“瀉鹽”區(qū)分開(kāi)。有人將堿加入明礬
（報(bào)告出品方/分析師：中航證券 鄧軻）
一、乘風(fēng)而起的人們
1.1 鋁的規(guī)?；a(chǎn)
古代中國(guó)人就已經(jīng)用明礬凈水了，古代希臘和羅馬人也用明礬作染料和收殮劑。西方人把明礬叫做 alum，拉丁文的意思是“苦澀的鹽”，跟硫酸鎂的“瀉鹽”區(qū)分開(kāi)。有人將堿加入明礬溶液，得到了白色的沉淀，并在煅燒后的到了白色的粉末，但當(dāng)時(shí)沒(méi)有人說(shuō)得清楚這些粉末和明礬的關(guān)系。
1754年，煉金術(shù)士馬格拉夫發(fā)現(xiàn)這種白色的粉末性質(zhì)和石灰完全不同，在與硫酸溶解后，蒸發(fā)掉水分，就得到了明礬的晶體，因此他推斷白色粉末是其中的組分，將這種白色粉末命名為礬土，并視其為自己的獨(dú)門絕技；
隨后 1789 年化學(xué)家拉瓦錫和德莫烏將礬土作為化學(xué)元素，排進(jìn)了他們的元素名單中，但是隨后德莫烏自己否定了這一結(jié)論，他認(rèn)為這種化學(xué)元素或許不是礬土本身，而是其中的組 分。
幾十年后，化學(xué)家戴維也是受到了德莫烏的啟發(fā)，從電解堿中尋找新的元素，在他成功的用電流分解了鈉鉀鎂鈣之后，他把目光投向了礬土、石英、鋯石以及綠柱石，經(jīng)過(guò)仔細(xì)的研究，他確定這幾種物質(zhì)中有他想要的答案：“我是多么幸運(yùn)，現(xiàn)在已經(jīng)有十足的證據(jù)證明， 這中間存在我希望的找到的金屬元素，我將其命名為：硅、鋁、鋯、鈹?！比欢龊醮骶S意料 的是，事實(shí)上他得到的只不過(guò)是鐵鋁合金，并不是純凈的鋁。
直到 1825 年丹麥科學(xué)家?jiàn)W斯特將鉀溶解在水銀里沒(méi)讓得到的鉀汞齊與無(wú)水氯化鋁反應(yīng)，從而得到了一團(tuán)新的金屬，這就是純凈的鋁。
就這樣，一直隱藏在各類化合物中的金屬鋁，終于以這樣的方式與人類見(jiàn)面了。
盡管鋁在實(shí)驗(yàn)室被人們了解，但距離它大規(guī)模生產(chǎn)還有很多的問(wèn)題，其中最為突出的矛盾就是鋁過(guò)高的制造成本。
盡管法國(guó)化學(xué)家德維爾嘗試用鈉替代鉀來(lái)還原氯化鋁，但成本依然是普通人無(wú)法承擔(dān)的。事實(shí)上，直到 19 世紀(jì) 80 年代，鋁的價(jià)格都非常昂貴。
在 1855 年的巴黎博覽會(huì)上，鋁作為一種高貴的金屬被與王冠上的寶石一同展出，標(biāo)簽上注明“來(lái)自黏土的白銀”。
在當(dāng)時(shí)，一盎司（30g）鋁和普通工人一天的工資差不多。鋁在實(shí)驗(yàn)室制備的方法主要存在兩個(gè)問(wèn)題，第一，還原鋁的化合物是鉀和鈉，都是很貴的金屬，本身也容易受潮，不易保存，第二，當(dāng)時(shí)電力剛剛使用，電解鋁需要達(dá)到 2300 度的高溫，能耗很高，因此制造成本居高不下；好在很快人們發(fā)現(xiàn)通過(guò)加入冰晶石可以有效降低電解鋁的熔點(diǎn)，同時(shí)西門子的發(fā)電機(jī)又大幅的降低了電力成本。
1886 年美國(guó)的霍爾和法國(guó)的埃魯分別獨(dú)立的發(fā)明了制鋁的新工藝，這種方法被成為“霍爾-埃魯法”，該工業(yè)化一直沿用至今。
值得一提的是，霍爾和埃魯不僅在毫無(wú)交流的情況下獨(dú)自發(fā)明了鋁工業(yè)化生產(chǎn)的方法，還是同年出生同年去世的緣分，不由讓人感慨造化弄人。
隨著鋁的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，鋁價(jià)也逐漸隨著各類應(yīng)用普及開(kāi)來(lái)而降低，不像剛出現(xiàn)時(shí)那樣貴如黃金，從而為鋁在航空領(lǐng)域的大顯身手提供了充分條件。
1.2 齊柏林飛艇
在美國(guó)內(nèi)戰(zhàn)時(shí)期（1861-1865），費(fèi)迪南德·齊柏林伯爵作為軍事觀察員，在美國(guó)考察。
當(dāng)他第一次在葛底斯堡戰(zhàn)役中體驗(yàn)到氫氣球這種高空監(jiān)視戰(zhàn)場(chǎng)的交通工具，這種新奇的體驗(yàn) 給他留下了深刻的印象。
他決定自己做一種比載人氣球更好的飛行器。退役后的齊柏林決定改進(jìn)當(dāng)時(shí)德軍裝備的熱氣球，制造一種可以完成長(zhǎng)途運(yùn)輸、空中偵察、空中作戰(zhàn)等多種用途的大型飛行器。在體驗(yàn)了多種方案之后，他將希望寄托在飛艇的身上。
事實(shí)上，齊柏林伯爵并不是飛艇的發(fā)明者，在此之前，德國(guó)已經(jīng)有十多位發(fā)明家投入到飛艇的研發(fā)過(guò)程中，但他們的飛艇卻有著非常明顯的缺點(diǎn)，那就是操控的不穩(wěn)定性和本身的脆弱性，本質(zhì)上仍然是氫氣球，也就是早期的軟式飛艇；要解決飛艇結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的問(wèn)題，同時(shí)又不能增加太多的重量，齊柏林伯爵將目光投在了當(dāng)時(shí)方興未艾的新材料——鋁上。
在齊柏林飛艇出現(xiàn)之前，歐洲大部分的飛艇都是軟式飛艇，一般是一個(gè)由膠棉和亞麻布制作的大型氣囊。而齊柏林飛艇則完全不同，通過(guò)鋁制骨架和十幾個(gè)充滿氫氣的氣囊，齊柏林飛艇得以兼顧重量和強(qiáng)度。
1900 年，齊柏林的 LZ-1 號(hào)，終于試飛成功，此后的所有齊柏林飛艇都在此基礎(chǔ)上加以改進(jìn)。
飛艇從而一舉成為一戰(zhàn)初期德國(guó)軍隊(duì)最有力的武器。
1.3 飛行者一號(hào)
幾乎在同一時(shí)間，另外一種在當(dāng)時(shí)被人懷疑的新型飛行器，也登上了歷史舞臺(tái)。
1903 年 12 月 17 日，在美國(guó)北卡萊納州的一個(gè)晴朗的冬天上午，萊特兄弟坐上了那架后來(lái)被稱為“飛行者 1 號(hào)”的飛行器上。
當(dāng)時(shí)受邀見(jiàn)證的只有五人，試飛成功后，萊特兄弟發(fā)電報(bào)告訴家人這一好消息，他們的二哥洛林當(dāng)即拿著電報(bào)去找當(dāng)時(shí)代頓市的日?qǐng)?bào)編輯，沒(méi)想到編輯根本沒(méi)當(dāng)真，后來(lái)有人將這件事告訴了美國(guó)陸軍部，他們也對(duì)此不以為然，事實(shí)上，在萊特兄弟之前，就已經(jīng)有許多航空界的先驅(qū)，探索過(guò)什么樣的飛行器更適合飛行了。
萊特兄弟并不是類似愛(ài)迪生那樣的專業(yè)發(fā)明家，他們本來(lái)是自行車商，至少在發(fā)明創(chuàng)新這塊，他們顯得有些業(yè)余。
當(dāng)時(shí)沒(méi)有人相信兩個(gè)普通的自行車商，僅僅使用了 1000 美元，就搞定了那些大名鼎鼎的人前前后后花費(fèi)數(shù)萬(wàn)美金都沒(méi)有結(jié)果的事情；
那么，是什么原因使他們能夠造出世界上第一款飛機(jī)的呢？
奧秘就在于，當(dāng)時(shí)的人們?cè)祜w機(jī)的主要思路是先造好飛機(jī)，然后想如何能夠駕駛它，而萊特兄弟的思路則截然不同，他們決定先學(xué)會(huì)駕駛飛機(jī)然后制造飛機(jī)。
原來(lái)，之前的發(fā)明家都沒(méi)有親自去高空體會(huì)飛翔的感覺(jué)，僅憑借自己的經(jīng)驗(yàn)和空想來(lái)設(shè)計(jì)飛機(jī)，而飛機(jī)造好之后就想著如何去適應(yīng)飛機(jī)的飛行，從來(lái)沒(méi)有想過(guò)自己先嘗試一下飛行的感覺(jué)，尋找突破口。
而萊特兄弟則完全不同，沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的他們首先制造了一架滑翔機(jī)，然后在北卡萊羅納州的基蒂霍克試飛，經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，他們終于意識(shí)到平衡性和輕量化對(duì)于飛機(jī)升空至關(guān)重要；由于當(dāng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)馬力不足，兩人重新設(shè)計(jì)了飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)，同樣面臨發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)重的問(wèn)題。
無(wú)獨(dú)有偶，得益于鋁的工業(yè)化生產(chǎn)，使用鋁制曲柄發(fā)動(dòng)機(jī)在成本相差不多的情況下重量減輕 了一半。
于是，萊特兄弟采用鋁制造的曲柄發(fā)動(dòng)機(jī)就被安裝在飛行者一號(hào)身上。在1903 年 12 月 17 日，萊特兄弟改寫了航空歷史，奧威爾第一次實(shí)現(xiàn)了人類歷史上真正意義上的飛行，持續(xù) 12 秒，隨后威爾伯將這個(gè)記錄提升至 59 秒。
新的材料加新的構(gòu)思，讓人類從此進(jìn)入了航空時(shí)代。
二、硝煙下的熠熠生輝
在 20 世紀(jì)初的黃金年代里，鋁被制成了各種新奇的民用品，包括珠寶、日用品、眼鏡、光學(xué)儀器和餐具中，鋁裝點(diǎn)了 20 世紀(jì)初繁榮的歐洲，1900 年的巴黎萬(wàn)國(guó)博覽會(huì)，就展出了許 多用鋁制成的珠寶和先進(jìn)的光學(xué)儀器。
但是流連于美麗的珠寶和精密的儀器之間的人們?cè)趺匆蚕氩坏剑瑲W洲大陸即將籠罩在戰(zhàn)爭(zhēng)的硝煙之中。
2.1 一戰(zhàn)初出茅廬
隨著第一次世界大戰(zhàn)的打響，世界航空工業(yè)迎來(lái)了重要發(fā)展機(jī)遇。
除去早期德軍使用過(guò)少部分飛艇以外，一戰(zhàn)的大部分制空權(quán)是由飛機(jī)主導(dǎo)的。
早期的飛機(jī)，大多都是木制的，因?yàn)槠漭p巧靈便，制作材料用時(shí)相對(duì)較短，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的需求也不用很高，當(dāng)時(shí)一臺(tái)汽車的直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)就足以驅(qū)動(dòng)一架木制的飛機(jī)了。
但隨后人們很快就發(fā)現(xiàn)了木制飛機(jī)最大的問(wèn)題，那就是木制飛機(jī)的機(jī)翼很怕下雨——因?yàn)橄掠陮?dǎo)致木頭重量變重，從而無(wú)法起飛，因此需要為飛機(jī)儲(chǔ)備足夠多的機(jī)庫(kù)，而戰(zhàn)爭(zhēng)中來(lái)回變動(dòng)的防線使得修建大型機(jī)庫(kù)無(wú)從談起，緊張的作戰(zhàn)形式由不得飛機(jī)在常年下雨的歐洲大陸上間歇性罷工。
因此當(dāng)時(shí)的有識(shí)之士就提出要尋找材料制作防水的飛機(jī)；
由此，輕質(zhì)鋁飛機(jī)的概念被大家提出，但當(dāng)時(shí)的鋁受限于較軟的材質(zhì)無(wú)法擔(dān)此大任。
隨后，德國(guó)科學(xué)家威爾姆通過(guò)在鋁中摻雜少量的銅和鎂，提出了鋁合金的時(shí)效硬化現(xiàn)象，并制造出人類的第一塊硬鋁。
硬鋁的出現(xiàn)使得輕質(zhì)飛機(jī)得以使用鋁合金的蒙皮，從而大大拓展了鋁合金在飛機(jī)上的應(yīng)用；
于是一戰(zhàn)結(jié)束后，世界各國(guó)紛紛開(kāi)始探索新型材料，美國(guó)鋁業(yè)作為當(dāng)時(shí)鋁制品的生產(chǎn)公司，也參與了這次對(duì)于新材料的探索中。
當(dāng)時(shí)的飛機(jī)設(shè)計(jì)對(duì)于材料的要求是靜強(qiáng)度高，目的是減輕結(jié)構(gòu)重量的同時(shí)，降低載重和航程對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的要求。
20 世紀(jì) 20 到 30 年代，美國(guó)業(yè)發(fā)明了第一款工業(yè)航空鋁合金研制的 2017-T4 合金，1924 年德國(guó)人將其應(yīng)用于 Junker F-13 飛機(jī)，飛機(jī)使用的是 170 馬力的奔馳 DⅢa 直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī) SOHC，這也是世界上第一架全金屬覆蓋的商用飛機(jī)；
此外，除了對(duì)于航空用鋁的探索以外，一戰(zhàn)期間德國(guó)等國(guó)家出現(xiàn)了鋼材短缺，不得不使用鋁作為備選方案，鋁在軍用水壺、頭盔、防毒面具等領(lǐng)域也有許多的應(yīng)用。
1909年，美國(guó)陸軍步兵裝備委員會(huì)引進(jìn)了一套完整的野戰(zhàn)裝具系統(tǒng)，這就是 M1910 裝具系統(tǒng)，其中包括了一個(gè)設(shè)計(jì)容量為 1 夸脫（946 毫升）的鋁制水壺，并備有鋁制水杯和帆布水壺套。一次世界大戰(zhàn)期間，美國(guó)陸軍軍需部接管了單兵裝備的生產(chǎn)，其中包括水壺。
1918年美國(guó)軍需部與生產(chǎn)商簽署了水壺的生產(chǎn)合同，這些水壺表面進(jìn)行了磨砂處理，以減少反光。一戰(zhàn)期間總共生產(chǎn)了 1000 萬(wàn)到 1100 萬(wàn)只鋁制 M-1910 水壺，由于該時(shí)期生產(chǎn)的水壺?cái)?shù)量太多，因此從一戰(zhàn)結(jié)束到 20 世紀(jì) 40 年代幾乎都沒(méi)有生產(chǎn)新的水壺了；
航空工業(yè)和鋁制軍用品的需求井噴帶來(lái)的鋁的供不應(yīng)求，鋁價(jià)也出現(xiàn)了大幅上漲，在 1914 年第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后價(jià)格到達(dá)頂點(diǎn)，隨后在 1916 年后隨著戰(zhàn)爭(zhēng)中各國(guó)對(duì)鋁礦資源的管制而逐步回落。
這一時(shí)期的鋁礦主要產(chǎn)地是英國(guó)、法國(guó)等國(guó)的殖民地，因此當(dāng)時(shí)的戰(zhàn)爭(zhēng)雙方都不得不從海外殖民地中運(yùn)輸鋁土礦到本國(guó)；
一戰(zhàn)是人類社會(huì)上第一次大規(guī)模機(jī)械化戰(zhàn)爭(zhēng)。
戰(zhàn)爭(zhēng)中的潛艇、坦克、戰(zhàn)車、飛機(jī)都是消耗的各種金屬材料，因此戰(zhàn)爭(zhēng)開(kāi)始之后各國(guó)就迅速封鎖了對(duì)方的礦產(chǎn)開(kāi)采、冶煉和加工的來(lái)源，試圖通過(guò)饑餓封鎖來(lái)削弱對(duì)方。
例如 1917 年至 1918 年，德國(guó)就通過(guò)潛艇破壞英國(guó)到其殖民地的海上供應(yīng)鏈以及美國(guó)的海運(yùn)支援。這些舉措使得英國(guó)被打了個(gè)措手不及，相關(guān)的鋼鐵、銅以及各種合金的供應(yīng)受到很大影響。
于是英國(guó)同樣對(duì)德國(guó)也采取了相似的措施，包括貿(mào)易管制等措施，成功切斷了德國(guó)與其原材料長(zhǎng)期供應(yīng)國(guó)玻利維亞的貿(mào)易往來(lái)。這迫使德國(guó)加強(qiáng)了對(duì)鋁制品的原料回收，甚至鋁制的罐頭盒、鐘、琴等都被用于回收用于軍事。
在一戰(zhàn)結(jié)束后，各國(guó)都加強(qiáng)了對(duì)于鋁料回收和鋁材代替?zhèn)鹘y(tǒng)金屬制品的研究，這進(jìn)一步加深了鋁制品的滲透率。
2.2 鋁合金研究的黃金年代
隨著第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束，對(duì)鋁合金的研究迎來(lái)了黃金時(shí)期。1925 年福特公司宣布進(jìn)軍航空業(yè)，設(shè)計(jì)師亨利福特設(shè)計(jì)了一個(gè)使用三引擎，全金屬波紋鋁的飛機(jī) 4-AT。
當(dāng)時(shí)的航空界對(duì)于新材料的渴求非常旺盛，稍微一點(diǎn)的進(jìn)步和強(qiáng)化都令人激動(dòng)。
波紋鋁表面有助于節(jié)省重量和阻力，在當(dāng)時(shí)是現(xiàn)成的材料，這一大膽的設(shè)計(jì)迅速風(fēng)靡了航空界；
波紋鋁在低速階段具有表面粗糙的優(yōu)點(diǎn)，這為飛機(jī)提供了足夠的升力。
但是隨著飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，飛機(jī)的速度也逐漸增加，波紋鋁重量過(guò)高和阻力過(guò)大的缺陷也暴露出來(lái)。
于是人們繼續(xù)在此基礎(chǔ)上為飛機(jī)尋找“光滑的皮膚”，以減少因?yàn)轱w機(jī)時(shí)速提高帶來(lái)的邊界層 轉(zhuǎn)捩問(wèn)題。由于邊界層轉(zhuǎn)捩，飛機(jī)原先的氣動(dòng)布局和升力將發(fā)生變化，從而影響性能；
為此，1933 年美國(guó)鋁業(yè)集團(tuán)發(fā)明了 2024 合金，這成為了目前較為常用的一種合金，2024 鋁合金給飛機(jī)結(jié)構(gòu)和性能帶來(lái)了巨大變化，同時(shí)也為 2xxx 系合金奠定了基礎(chǔ)。
2024-T3 被用于世界上第一種成功的商業(yè)飛機(jī) DC-3 的主體結(jié)構(gòu)材料（全機(jī)重量的 90%以上），一共生產(chǎn)了 10564 架，成為鋁合金發(fā)展史上重要的里程碑。
2024 鋁合金具有較高的塑性、疲勞壽命、斷 裂韌性和抗疲勞裂紋擴(kuò)展性能，因此主要用于機(jī)身、機(jī)翼、抗剪肋板和腹板等高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)件上。
雖然有抗蝕性較差、材質(zhì)仍然較軟的問(wèn)題，但是這些缺點(diǎn)可以通過(guò)人工時(shí)效等方式彌補(bǔ)。
2.3 二戰(zhàn)大顯神威
二戰(zhàn)期間美國(guó)制造的飛機(jī)的數(shù)量迅速攀升。
1938 年美國(guó)全年只生產(chǎn)了 900 架飛機(jī)，而 1940 年到 1945 年，這一數(shù)字躍升至 30 萬(wàn)架。
這中間包括了英國(guó)和法國(guó)的訂單，法國(guó)受到戰(zhàn)爭(zhēng)波及，二戰(zhàn)期間每年只能生產(chǎn) 500 多架軍用飛機(jī)，而英國(guó)每年這一數(shù)字也不過(guò) 1800 架。
二戰(zhàn)期間，美國(guó)飛機(jī)制造業(yè)指數(shù)從 1934 年的 32 飆升至 1941 年的 1103。
尤其是 1940 年，美國(guó)宣布參加第二次世界大戰(zhàn)后，當(dāng)年飛機(jī)制造業(yè)指數(shù)翻了四倍。
借助第二次世界大戰(zhàn)，美國(guó)的軍事實(shí)力尤其是飛機(jī)制造實(shí)力得以快速提升。二戰(zhàn)結(jié)束后，美國(guó)的飛機(jī)制造業(yè)的基礎(chǔ)使其成為當(dāng)時(shí)世界上少有的航空大國(guó)；
在此過(guò)程中，2024 鋁合金被大量用于美國(guó)軍機(jī)的制造中。
二戰(zhàn)期間，美國(guó)制造的軍用飛機(jī)上鋁合金占到全機(jī)重量的 70%，因此總共生產(chǎn)消耗了 30 億磅的鋁。二戰(zhàn)前美國(guó)的鋁主要通過(guò)船只進(jìn)口蘇里南和圭亞那的鋁土礦，但戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)后海上運(yùn)輸線被切斷。
此后數(shù)年，阿肯色 州的鋁土礦產(chǎn)量激增，從 1940 年的 44.6 萬(wàn)噸（占美國(guó)總需求的 41%）提高到 1943 年的 633.3 萬(wàn)噸(占美國(guó)總需求的 80%)。
1914 年到 1920 年，美國(guó)鋁土礦工業(yè)貢獻(xiàn)了世界上一半的產(chǎn)能，在一戰(zhàn)剛開(kāi)始的前兩年（1914-1915），美國(guó)產(chǎn)能供應(yīng)占比甚至達(dá)到了 94%。
二戰(zhàn)期間，阿肯色州提供了美國(guó)開(kāi)采的 90%以上的鋁土礦?？梢哉f(shuō)，美國(guó)的鋁土礦工業(yè)在第一次和第二次世界大戰(zhàn)中都具有世界級(jí)的重要性；
吸取了第一次世界大戰(zhàn)中鋁短缺的教訓(xùn)，世界各國(guó)都意識(shí)到過(guò)快增長(zhǎng)的需求會(huì)導(dǎo)致鋁價(jià)格過(guò)高從而超過(guò)采購(gòu)的預(yù)算，在戰(zhàn)前就已經(jīng)開(kāi)始了鋁資源的準(zhǔn)備。
德國(guó)元首希特勒在戰(zhàn)前就意識(shí)到一戰(zhàn)期間的鋁饑餓的教訓(xùn)，因此他設(shè)法在德國(guó)建立起完整的鋁工業(yè)，盡管德國(guó)本土并沒(méi)有鋁土礦，除了位于萊茵費(fèi)爾登的一家小廠，每年僅能供應(yīng) 800 噸鋁材，德國(guó)本土甚至都沒(méi)有一家鋁加工企業(yè)。
1943 年，德國(guó)控制了奧地利、捷克斯洛伐克、挪威、法國(guó)、匈牙利、南斯拉夫以及意大利等幾個(gè)歐洲國(guó)家的輕金屬工業(yè)后，德國(guó)的鋁土礦產(chǎn)能大幅擴(kuò)張，從原先一個(gè)不重要的位置，上升成為當(dāng)時(shí)最大的鋁生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)（1936 年為 15.5 萬(wàn)噸/年）；隨著德國(guó)的步伐向外擴(kuò)張，英國(guó)也開(kāi)始加速鋁工業(yè)的建設(shè)和產(chǎn)能的擴(kuò)張。由于各種封鎖和德國(guó)入侵法國(guó)導(dǎo)致鋁土礦產(chǎn)量不確定等因素，英國(guó)選擇發(fā)展鋁回收工業(yè)，在二戰(zhàn)期間英國(guó)的回收鋁占到其總需求的三分之一。
因此航空領(lǐng)域，英國(guó)并沒(méi)有受到戰(zhàn)爭(zhēng)的影響，其飛機(jī)產(chǎn) 量迅速爬升。
通過(guò)進(jìn)口加拿大和美國(guó)的鋁以及自身的鋁回收工業(yè)，英國(guó)的鋁加工產(chǎn)能在 1939 年達(dá)到8.3 萬(wàn)噸，1943年達(dá)到36.3萬(wàn)噸； 而美國(guó)同樣大量的擴(kuò)張其產(chǎn)能，1940 年，美國(guó)頒布了偉大防御計(jì)劃的法案，國(guó)會(huì)撥款20億美元，將全國(guó)的發(fā)電量提高了 3 倍，從1934 年年發(fā)電量1000 億千瓦時(shí)到 1945 年接近3000千瓦時(shí)，這使得當(dāng)年的鋁生產(chǎn)的電力供應(yīng)充足穩(wěn)定，歐洲1941 年以后的鋁的產(chǎn)能逐漸減少，對(duì)應(yīng)的是北美的美國(guó)和加拿大的鋁及其制成品的市場(chǎng)份額的擴(kuò)大，到 1943 年，這一比例甚至高達(dá) 60%。
美國(guó)的鋁土礦產(chǎn)能在幾年激增，到 1943 年，美國(guó)鋁加工產(chǎn)能達(dá)到了近 90 萬(wàn)噸的巨大數(shù)字； 蘇聯(lián)一戰(zhàn)期間就飽受鋁饑餓的困擾，一五計(jì)劃期間則專門在列寧格勒建造了兩座鋁冶煉工廠，以滿足國(guó)內(nèi)的需求。蘇聯(lián)認(rèn)為，“原料是國(guó)家安全能力的重要組成部分”。
天然資源在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中具有關(guān)鍵作用。
1939 年 1 月至 1941 年 1 月，蘇聯(lián)的鐵礦儲(chǔ)備增加 5 倍，銅 2 倍，鋅 2 倍以上，然而戰(zhàn)爭(zhēng)期間面對(duì)龐大的鋁制品需求，蘇聯(lián)仍面臨巨大的缺口，以至于斯大林甚至說(shuō)出“給我 3 萬(wàn)噸鋁，我將贏得這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)”；同時(shí)各國(guó)也將強(qiáng)了國(guó)內(nèi)的鋁土礦的價(jià)格管制，以美國(guó)為例，1940 年，美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)了《國(guó)際法》授權(quán)總統(tǒng)禁止或限制軍事裝備和物資的出口，同時(shí)國(guó)會(huì)通過(guò)了價(jià)格管制的法案，限制了本國(guó)鋁土礦的價(jià)格，各國(guó)紛紛效仿之下，盡管鋁土礦的需求旺盛，但根據(jù)年鑒數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，二戰(zhàn)期間鋁的價(jià)格并沒(méi)有出現(xiàn)大幅上漲，而是保持在恒定的價(jià)格，這反映出各國(guó)對(duì)鋁土礦價(jià)格的管制措施有效；
三、為了更快更高更強(qiáng)的目標(biāo)
3.1 更高的天空
二戰(zhàn)前期，軍用飛機(jī)在大部分巡航時(shí)間內(nèi)飛行員會(huì)敞開(kāi)座艙蓋飛行，一方面是螺旋槳活塞 發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)和熱燃機(jī)效率限制了飛機(jī)升限，以零式飛機(jī)為例，大約升限 4200 米，也就是 對(duì)流層中部，而此處的溫度大約比地面低 30 度，飛行員完全可以穿厚點(diǎn)的夾克，空氣也未稀 薄到一定程度。
另一方面，當(dāng)時(shí)的通訊技術(shù)不支持密封環(huán)境，敞蓋設(shè)計(jì)可以方便飛行員通過(guò) 打手勢(shì)快速協(xié)同作戰(zhàn)。
而二戰(zhàn)后期，隨著美軍裝備了更加先進(jìn)的星型活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，飛機(jī)的升限達(dá)到了上萬(wàn)米，日本的零式飛機(jī)再也無(wú)法與美軍戰(zhàn)機(jī)匹敵了。而隨著封閉式機(jī)艙和升限提高帶來(lái)的問(wèn)題就是 2000 系鋁合金的強(qiáng)度不足以支撐飛機(jī)在平流層飛行，而美國(guó)鋁業(yè)公司為此研發(fā)出了第二款航空鋁合金——7000 系鋁合金。
7075 高強(qiáng)度合金的目標(biāo)是提高靜強(qiáng)度，雖然斷裂韌性和耐腐蝕性并沒(méi)有被考慮在內(nèi)，但 7075 高強(qiáng)度合金仍給飛機(jī)制造帶來(lái)了極大的改變，原先的開(kāi)放式的機(jī)艙被封閉式的機(jī)艙取代，原先中低空飛行的轟炸機(jī)和戰(zhàn)斗機(jī)升限制被大大提高，由此誕生了美國(guó)第一款升限破萬(wàn)米轟炸機(jī) B29。
3.2 更快的速度
隨著美蘇冷戰(zhàn)鐵幕的落下，世界鋁合金的發(fā)展也步入了美蘇科學(xué)界各自獨(dú)立發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)的 階段。
兩國(guó)分別成立了北約和華約聯(lián)盟，試圖構(gòu)建以美蘇為首的世界兩極體系，將全球各地方的勢(shì)力劃分清楚。
在劃分勢(shì)力范圍的過(guò)程中，兩國(guó)開(kāi)始思考如何快速進(jìn)行力量的投射，最直接的辦法就是高速飛機(jī)，而活塞發(fā)動(dòng)機(jī)由于飛行速度被發(fā)動(dòng)機(jī)功率限制，逐步退出了歷史舞臺(tái)。渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)迅速發(fā)展，很快便出現(xiàn)了亞音速的飛機(jī)，通過(guò)加裝助力燃燒室，飛機(jī)得以沖擊音障。
然而，這樣的速度下，強(qiáng)大的激波阻力和高溫的燃燒空間對(duì)材料要求更高，人們急需一種質(zhì)量更輕、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度更高的鋁合金來(lái)幫助飛機(jī)突破音障，于是二戰(zhàn)后兩國(guó)科學(xué)家都開(kāi)始了對(duì)耐熱腐蝕和高強(qiáng)合金的研究；
1948 年，獲悉美國(guó)材料情報(bào)的蘇聯(lián)同樣研制出 B95 鋁合金，其配料大致與 7075 合金類似，性能也相差無(wú)幾。
此后，為了在戰(zhàn)爭(zhēng)中奪取優(yōu)勢(shì)，兩國(guó)在軍備競(jìng)賽的過(guò)程中將鋁合金材料的研制不斷推進(jìn)，在這一時(shí)期，先后誕生了許多影響后世的鋁合金系列，例如 7075 的 T6 系列、7150 系列合金等。
二戰(zhàn)結(jié)束后，航空界普遍判斷下一個(gè)潮流是噴氣化。
德國(guó)的實(shí)戰(zhàn)的噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)，盡管因?yàn)椴牧腺Y源等問(wèn)題，德國(guó)空軍的 Me-262 戰(zhàn)機(jī)數(shù)量嚴(yán)重不足，但是其成果卻著實(shí)讓人震驚，取得了一共擊落 300 多架轟炸機(jī)和 100 多架其他飛機(jī)的戰(zhàn)果。
隨后前來(lái)接收技術(shù)的美國(guó)和蘇聯(lián)人員被這些技術(shù)所震驚，這也成為兩國(guó)航空技術(shù)發(fā)展的催化劑，此后的 F86 和米格 9 都深受德國(guó) Me-262 的影響。
但隨后蘇美也分道揚(yáng)鑣，走上了各自獨(dú)特的發(fā)展道路；在上世紀(jì)四五十年代，當(dāng)時(shí)美國(guó)軍機(jī)的采購(gòu)大多數(shù)情況是這樣的：
由空軍、海軍等提出要更換型號(hào)，然后各軍工大佬拿出一套飛機(jī)的設(shè)計(jì)，最后拿著樣品說(shuō)服國(guó)會(huì)掏錢,“我們是多么需要這樣一款戰(zhàn)斗機(jī)”——這就是傳統(tǒng)的先開(kāi)發(fā)產(chǎn)品然后創(chuàng)造需求的玩法，是早期噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)研發(fā)中常有的一幕。
于是最后的結(jié)果就是各型號(hào)生產(chǎn)商拼拼湊湊一大堆設(shè)計(jì)方案，涵蓋各種稀奇古怪的氣動(dòng)布局，而對(duì)于新材料、新工藝的研究則淺嘗輒止，畢竟沒(méi)有人有動(dòng)力冒險(xiǎn)嘗試新的材料工藝。
而被軍迷們喜聞樂(lè)道的鬼怪Ⅱ（FH-4）的到來(lái)，則徹底改變了游戲規(guī)則；
當(dāng)時(shí)在朝鮮戰(zhàn)場(chǎng)上一眾噴氣式飛機(jī)無(wú)力與米格-15 抗衡的慘烈表現(xiàn)深深的刺激了美國(guó)國(guó)防部，于是海軍上下決定發(fā)奮圖強(qiáng)，擺脫統(tǒng)一采購(gòu)的桎梏，宣布也要搞自己的超音速大飛機(jī)， 然而傳統(tǒng)的格魯曼和道格拉斯還沒(méi)有擺脫傳統(tǒng)的思想，固守在 2xxx 系合金和活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的研究中。
當(dāng)時(shí)海軍提出的目標(biāo)是：“在距離母艦 250 海里處巡邏 2 小時(shí)以上，在無(wú)法空中加油的情況下持續(xù)飛行 3 小時(shí)以上?！?/p>
這是傳統(tǒng)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法達(dá)到的，因此對(duì)各大飛機(jī)廠提出 了新的挑戰(zhàn)。
1955 年海軍注意到了當(dāng)時(shí)年輕有為的麥克唐納公司，要求其在 F-3H 的基礎(chǔ)上，制造一款雙發(fā)雙座全天候戰(zhàn)斗機(jī)，武器要全面導(dǎo)彈化。
當(dāng)時(shí)的麥克唐納相比于其他的老前輩，就好像一個(gè)初出茅廬的小伙子，二戰(zhàn)期間也沒(méi)有什么驚艷的機(jī)型，此前也從未接到海軍的訂單，但正是因?yàn)槿绱耍麄儾糯竽懖捎昧诵滦偷牟牧?7178 鋁合金，這使得他們的飛機(jī)的最高時(shí)速達(dá)到了 2.8 馬赫，最終 F-4H 擊敗了沃特的 F-8U-3，贏得了海軍的全天候艦載導(dǎo)彈發(fā)射平臺(tái)項(xiàng)目；鬼怪Ⅱ的出現(xiàn)不僅震驚了它的美國(guó)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，對(duì)當(dāng)時(shí)的另一大國(guó)蘇聯(lián)也是一次不小的沖擊——自從撞大運(yùn)引進(jìn)了羅羅的 Nene 發(fā)動(dòng)機(jī)之后，蘇聯(lián)航空就一發(fā)不可收拾，在噴氣式飛機(jī)技術(shù)上一日千里，眨眼功夫就和美英等老牌航空強(qiáng)國(guó)平起平坐。
當(dāng)時(shí)世界上僅有的三款量產(chǎn)破萬(wàn)的噴氣式飛機(jī)，蘇聯(lián)就有兩款（米格-9、米格-15）。
事實(shí)上，在導(dǎo)彈決定論和速度決定論的五十年代，美國(guó)和蘇聯(lián)可以說(shuō)亦步亦趨，差距非常小。因此被老對(duì)手研制的鬼怪Ⅱ全面超越，這對(duì)于驕傲的蘇聯(lián)人來(lái)說(shuō)是一種侮辱。
于是，針對(duì)鬼怪，米高揚(yáng)設(shè)計(jì)局和蘇霍伊設(shè)計(jì)局各自拿出了自己的設(shè)計(jì)方案，最終米格憑借三角翼布局的方案擊敗了后掠翼方案的蘇霍伊，完成了米格的帽子戲法——這就是大名鼎鼎的米格 21。
米格 21 以輕巧、簡(jiǎn)單、靈活以及超音速性能好的特點(diǎn)著稱，符合蘇聯(lián)暴力美學(xué)的單推大牛拉小車式發(fā)動(dòng)機(jī)，讓其在航電系統(tǒng)遜色情況下，用不到鬼怪 1/3 的成本做到了與后者相近的性能，在空中博弈中表現(xiàn)出色。
米格 -21 在越戰(zhàn)中的精彩表現(xiàn)與蘇聯(lián)研制出的 B95 鋁合金密切相關(guān)。
總的來(lái)說(shuō)，二戰(zhàn)后到 50 年代末，是世界航空史中濃墨重彩的篇章，是美蘇兩國(guó)航空技術(shù)發(fā)展最為迅速的年代。
二戰(zhàn)結(jié)束后，由于軍用需求大幅降低，飛機(jī)產(chǎn)能過(guò)剩引發(fā)了制造商的 焦慮，同時(shí)戰(zhàn)爭(zhēng)中各大飛機(jī)制造商賺的盆滿缽滿，有這個(gè)實(shí)力將大量的資金投入到新型噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)的研發(fā)中。因此這段時(shí)期大量新的材料和新的裝備交相輝映。
這十年內(nèi)，NASA 主導(dǎo) 的 X 系列項(xiàng)目（X 項(xiàng)目代表前沿試驗(yàn)性項(xiàng)目）的數(shù)量超過(guò)了戰(zhàn)后 60 年所有 X 飛機(jī)計(jì)劃的一半。在這個(gè)黃金十年內(nèi)，超音速飛機(jī)出現(xiàn)并迅速成熟，成為這個(gè)時(shí)期航空領(lǐng)域最為火熱的話題；越戰(zhàn)結(jié)束后，美蘇兩國(guó)進(jìn)入了新的交鋒，但 70 年代的航空領(lǐng)域并沒(méi)有太多突破性的創(chuàng)新，主要以大型航空集團(tuán)之間的并購(gòu)和重組為主。
不過(guò)在此期間，科研領(lǐng)域仍然誕生了引領(lǐng)未來(lái)二十年的方向——隱身化。洛克希德公司從 50 年代開(kāi)始就已經(jīng)對(duì)雷達(dá)隱身技術(shù)非常感興趣，終于，1947 年，其在一架 T-33 試驗(yàn)機(jī)上整體覆蓋了雷達(dá)吸波涂層，還在外形上采用了圓滑倒角工藝，以減少雷達(dá)的回波，成功試驗(yàn)了世界上第一款隱身飛機(jī)；
受益于計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的發(fā)展，使得工程師們可以通過(guò)數(shù)字模擬的方式設(shè)計(jì)隱身外形，這種特殊的結(jié)構(gòu)使雷達(dá)的回波閃爍不定，無(wú)法鎖定目標(biāo)。
最后，洛克希德將這項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用在了 F-117 隱身戰(zhàn)斗機(jī)上，從此開(kāi)創(chuàng)了隱身飛機(jī)的時(shí)代。而蘇聯(lián)方面似乎對(duì)隱身并不看好，60 到 70 年代，蘇聯(lián)推出的幾款機(jī)型，包括米格 25，蘇 27 等，都是朝著更快的速度的目標(biāo)去的。
當(dāng)然，不論是哪種路線，新型的鋁合金如 7075-T73 合金、7049 合金以及 7075 合金都在這些機(jī)型上得到了應(yīng)用。盡管冷戰(zhàn)后期，隨著美蘇兩國(guó)把目光投向外太空，航空領(lǐng)域的研究不再像戰(zhàn)后黃金年代那樣如火如荼，但航空鋁合金一直未曾停止其前進(jìn)的腳步。
3.3 日本輕金屬的崛起美蘇爭(zhēng)霸落幕后的 90 年代，日本材料學(xué)迅猛發(fā)展，在鋁合金的研究上屢獲佳績(jī)。事實(shí)上，日本的鋁合金工業(yè)早在 20 世紀(jì)初就已經(jīng)蹣跚起步了，二戰(zhàn)期間逐漸成熟，冷戰(zhàn)時(shí)期亦步亦趨，而到了近代則逐漸展現(xiàn)出自己的特色。故事要從 1916 年講起，當(dāng)時(shí)一架齊柏林飛艇在倫敦墜毀，駐扎倫敦的日本海軍將其中一部分碎片帶回日本，并由當(dāng)時(shí)的住友銅業(yè)公司進(jìn)行研究，這就是日本產(chǎn)業(yè)界接觸硬鋁的開(kāi)始。
隨后，受軍部所托，日本住友開(kāi)始嘗試研發(fā)硬鋁技術(shù)，并在多款飛機(jī)上加以嘗試；
二戰(zhàn)期間，日本海軍對(duì)于鋁合金的需求很多，大量的艦載機(jī)需要一種比美國(guó)的 24S 更輕， 同時(shí)抗拉強(qiáng)度更強(qiáng)的新型鋁合金，于是他們要求住友集團(tuán)配合開(kāi)發(fā)一款新型的鋁合金，在軍 部研究所的北原五郎和五十嵐勇的支持下，一份全新的鋁合金開(kāi)發(fā)計(jì)劃書被制作出來(lái)，上面 詳細(xì)介紹了預(yù)計(jì)開(kāi)發(fā)這款合金需要的資金和使用計(jì)劃等。
最終這款合金在 1936 年 6 月被制造出來(lái)，五十嵐勇將其命名為鍛造用強(qiáng)輕合金；
二戰(zhàn)前，三菱重工名古屋飛機(jī)制造有限公司的設(shè)計(jì)工程院被要求設(shè)計(jì)一種在航空母艦上使用的艦載機(jī)，按照當(dāng)時(shí)的眼光來(lái)看，這款飛機(jī)無(wú)疑是超越時(shí)代的，時(shí)任三菱重工設(shè)計(jì)主任的崛越二郎如此描述這款飛機(jī)——“這是一款超越航空界常識(shí)的偉大戰(zhàn)機(jī)，如果能夠達(dá)到（設(shè)計(jì)要求），那么它將超越蜘蛛蟹（吸血鬼戰(zhàn)機(jī)，最初定名為 Spider Crab）”。
為滿足軍隊(duì)的需求，這款飛機(jī)使用了之前三菱戰(zhàn)機(jī)使用的硬鋁 SDH。盡管碰到了許多問(wèn)題，最終崛越先生還是完成了這一令對(duì)方聞風(fēng)喪膽的杰作——零式戰(zhàn)機(jī)；
戰(zhàn)后一段時(shí)間內(nèi)日本的飛機(jī)制造和研發(fā)被完全禁止。
隨著朝鮮戰(zhàn)爭(zhēng)的爆發(fā)，日本成為美軍重要的空軍維修基地，美國(guó)逐漸放開(kāi)對(duì)日本航空鋁合金的管制，日本對(duì)于鋁合金的研究也逐漸恢復(fù)。
借助波音的 YX 和 YXX 計(jì)劃，日本本土的飛機(jī)制造商和材料供應(yīng)商得以迅速發(fā)展起來(lái)。
之前一直只能生產(chǎn)飛機(jī)邊緣材料的住友輕金屬工業(yè)公司也借這機(jī)會(huì)進(jìn)入了波音的供貨序列。
經(jīng)過(guò)多年積累，1992 年，住友公司終于生產(chǎn)出抗拉強(qiáng)度超過(guò) 700Mpa 的超高強(qiáng)度鋁合金。 20 世紀(jì) 90 年代末，住友公司又開(kāi)發(fā)了新一代的抗拉強(qiáng)度為 760-810MPa 超高強(qiáng)度鋁合金，后來(lái)被用于交通運(yùn)輸?shù)纫蟾邚?qiáng)度和耐應(yīng)力腐蝕的結(jié)構(gòu)件。
經(jīng)過(guò)一百多年的努力，日本終于躋身世界鋁合金強(qiáng)國(guó)的序列。
3.4 鋁合金的新挑戰(zhàn)
21 世紀(jì)以來(lái)，隨著復(fù)合材料的崛起，盡管鋁合金的制作工藝水平不斷進(jìn)步，但傳統(tǒng)的2000 系和 7000 系合金漸漸的也無(wú)法滿足軍用需求了。
尤其是新世紀(jì)以來(lái)，區(qū)域性的政治環(huán)境要求地區(qū)大國(guó)在區(qū)域內(nèi)擁有更加快速、更加高效的打擊能力，因此催生出高超聲速發(fā)動(dòng)機(jī)的需求。
而高超聲速飛機(jī)作戰(zhàn)過(guò)程中的高溫高壓工況，對(duì)于傳統(tǒng)鋁合金結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)過(guò)于極限，復(fù)合材料 則可以在有效降低飛機(jī)重量的同時(shí)，不斷加大結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、提高高溫高壓工況下正常工作的能 力。因此在長(zhǎng)期來(lái)看或許會(huì)對(duì)鋁合金構(gòu)成挑戰(zhàn)；
但即使是鋁合金用量在軍用戰(zhàn)斗機(jī)上逐漸降低，但仍不可否認(rèn)，鋁合金仍然是目前航空航天行業(yè)最重要的材料。
目前的大型客機(jī)，仍然需要大量的 7000 系和 2000 系的鋁合金作為主要的合金組分，因此，他們?nèi)匀荒茉诿裼煤娇疹I(lǐng)域發(fā)光發(fā)熱；
從一戰(zhàn)的木頭飛機(jī)到黃金年代的全金屬商用飛機(jī)，從二戰(zhàn)的敞篷機(jī)艙到戰(zhàn)后的高速飛機(jī)，從冷戰(zhàn)的超音速飛機(jī)到現(xiàn)代的高超聲速飛機(jī)，航空工業(yè)的更快更高更強(qiáng)的目標(biāo)，始終伴隨著鋁合金的強(qiáng)度、耐熱性和重量的改進(jìn)而不斷實(shí)現(xiàn)突破。
同時(shí)鋁合金的進(jìn)步也指引了航空工業(yè)努力的方向，因此航空鋁合金的發(fā)展史始終與航空工業(yè)的發(fā)展密切相關(guān)。
四、歲月靜好下的光彩
隨著二戰(zhàn)后軍用鋁制品需求的減少和經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇，戰(zhàn)場(chǎng)上所向披靡的“航空之子”鋁合金同樣需要鑄劍為犁。
在工業(yè)化制鋁之前，鋁被人們認(rèn)為是非常珍稀的金屬，拿破侖對(duì)鋁情有獨(dú)鐘，他在宴會(huì)上用鋁制叉子招待客人，在當(dāng)時(shí)的人們看來(lái)，這是一種至高無(wú)上的禮遇。甚至在拿破侖的加冕儀式上的那頂皇冠，都是用鋁做的。
在那個(gè)年代，鋁可謂是價(jià)格最為昂貴的金屬，黃金和鋁相比都顯得微不足道，200公斤的黃金才等于一斤鋁，拿破侖作為皇帝，人生中最重要的加冕儀式中，使用當(dāng)時(shí)世界上最珍貴的金屬，自然是再合適不過(guò)。
而隨著電解鋁工藝工業(yè)化后，鋁受益于航空行業(yè)的騰飛，在戰(zhàn)爭(zhēng)中發(fā)揮了不可磨滅的作用。隨著鋁產(chǎn)能的擴(kuò)大，鋁的生產(chǎn)成本也不斷走低；戰(zhàn)后，大量的鋁加工的工廠轉(zhuǎn)型做民品。先鋒的年輕人首先接受了這一“飛在空中的金屬”。
20 世紀(jì) 30 年代，金屬家具已經(jīng)流行起來(lái)，盡管社會(huì)上并沒(méi)有多少人愿意嘗試鋁制的家具，但以沃倫麥克阿瑟為代表的先進(jìn)派就已經(jīng)嘗試將這些鋁制品用在除了他的戰(zhàn)場(chǎng)以外的地方，比如他的辦公椅。
隨后，20 世紀(jì) 50 年代，大眾消費(fèi)逐漸興起，一位二戰(zhàn)老兵設(shè)計(jì)并制造了最初的草坪椅。這位名叫弗雷德里克阿諾德的前 P38 戰(zhàn)斗機(jī)飛行員提出了簡(jiǎn)化現(xiàn)有可折疊椅子的想法。
在前往教堂做禮拜的過(guò)程中，他萌生出了使用戰(zhàn)爭(zhēng)中他最熟悉的鋁制作家具的想法，事實(shí)證明，這種窄鋁管非常適合制作椅子，即使他在 1947 年的原始設(shè)計(jì)比今天的金屬折疊椅要簡(jiǎn)陋粗糙的多，但不可否認(rèn)的是，這種極簡(jiǎn)設(shè)計(jì)的思路受到了 20 世紀(jì)中葉早期現(xiàn)代主義思潮的影響。
在得到大量贊譽(yù)和訂單后，這位退役老兵專心開(kāi)起了公司對(duì)椅子的形狀和尼龍織帶進(jìn)行了改進(jìn)，使它更加輕便和堅(jiān)固，到了 20 世紀(jì) 50 年代，阿諾德的公司每年要銷售超過(guò) 14000 把便攜椅子。設(shè)計(jì)的荷載力、實(shí)用性和簡(jiǎn)約的風(fēng)格使其成為無(wú)處不在的家具用品。這位老兵和他的“親密戰(zhàn)友”一樣，雖然從戰(zhàn)場(chǎng)上退役，但仍然在民用領(lǐng)域綻放出新的光彩；
1959年，年輕的設(shè)計(jì)師費(fèi)雷茲，在幫當(dāng)時(shí)的一家罐頭廠設(shè)計(jì)包裝的時(shí)候，偶然誕生了一個(gè)想法——既然罐頭可以使用鋁制，為什么不能用來(lái)裝飲料呢？
但是當(dāng)時(shí)大部分灌裝的飲品都是以碳酸飲料為主，里面都注有大量的二氧化碳?xì)怏w，因此鋁罐壁內(nèi)承受著較大的壓力，會(huì)像氣球一樣鼓起來(lái)，因此他利用鋁罐變形性好的特點(diǎn)，將鋁罐底部設(shè)計(jì)成內(nèi)陷的碟狀，這種拱形的結(jié)構(gòu)很好的抵擋了罐底的壓力。
此外，由于鋁罐內(nèi)部壓力很大，需要保證任何一個(gè)人都能夠輕松打開(kāi)它。聰明的弗雷茲在苦苦思索后，終于找到了解決方法，他利用罐頂凸出的部分充當(dāng)支點(diǎn)，把附近的位置磨薄至少一半的厚度，這樣通過(guò)杠桿原理，人們就可以很輕松的打開(kāi)鋁罐，品嘗其中的飲料了。經(jīng)過(guò)改進(jìn)的鋁罐方便實(shí)用，迅速風(fēng)靡美國(guó)，并形成了獨(dú)特的易拉罐文化；
此外，在船舶和汽車等領(lǐng)域，鋁也有不俗的應(yīng)用場(chǎng)景，比如二戰(zhàn)時(shí)以戰(zhàn)車出名的捷豹家族，就曾經(jīng)推出過(guò)一款全車身用全鋁打造的概念汽車捷豹 XJ，這一信號(hào)甚至一度成為新型汽車的象征。
在貨運(yùn)汽車中，鋁合金也開(kāi)始了它的輕量化應(yīng)用，全車鋁合金的貨車比使用他的“兄弟”鋼板少 10 噸的重量。
而船舶制造商，則是欣賞鋁抗腐蝕和堅(jiān)固的特性，一些輪船開(kāi)始采用全鋁打造，此后的德國(guó)制造商更是造出了長(zhǎng)達(dá) 315m 的鋁制遠(yuǎn)洋郵輪，除了船體運(yùn)用了鋁，船身內(nèi)部的家具也一樣用鋁打造。
令人嘖嘖稱奇的是，投付使用后的鋁制船體盡管經(jīng)受了 30 年的海水和海浪的腐蝕，仍然不會(huì)出現(xiàn)金屬疲勞，非常容易就可以維護(hù)。
目前，超過(guò)一半的戶外航海發(fā)動(dòng)機(jī)都是鋁制的，一艘現(xiàn)代的渡船大約要消耗超過(guò) 400 噸的鋁材；
大量鋁制品的應(yīng)用也催生出龐大的消費(fèi)者市場(chǎng)，從而使得生產(chǎn)鋁制品的公司經(jīng)久不衰。美國(guó)鋁業(yè)于 1888 年成立，距今已經(jīng) 100 多年了，但仍然經(jīng)久不衰。
值得一提的是，手機(jī)等消費(fèi)電子行業(yè)近年來(lái)也選用航空鋁合金來(lái)制造手機(jī)的外殼，例如蘋果手機(jī) iphone6 使用的就是 6000 系列鋁合金，因?yàn)閺?qiáng)度不夠容易變形，所以在下一代的 iphone7 中，則使用了 7000 系鋁合金；從中世紀(jì)煉金術(shù)士的獨(dú)門秘方，到拿破侖奢華的鋁制餐具，從一戰(zhàn)二戰(zhàn)資源管制的航空之子，到如今融入我們生活的消費(fèi)品如鋁合金門窗、鋁制易拉罐、鋁鎂合金輕量化汽車，鋁在不斷變換著自己的身份，但一直在為我們服務(wù)。
雖然在航空航天領(lǐng)域，更有潛力、發(fā)展更快的技術(shù)和材料正在逐步取代傳統(tǒng)的材料，但是這些傳統(tǒng)的材料仍然在我們的生活中扮演著極其重要的角色。
五、結(jié)語(yǔ)
回顧百年軍用鋁合金的發(fā)展史，既有不斷變化的作戰(zhàn)環(huán)境對(duì)航空材料提出新的要求和挑戰(zhàn)，也有新材料性能提升推動(dòng)新型裝備的發(fā)展。
從一戰(zhàn)初期的木制飛機(jī)到一戰(zhàn)后期的全鋁商用飛機(jī)，從二戰(zhàn)前期的半開(kāi)放航空鋁飛機(jī)到二戰(zhàn)后期的亞音速全封閉高強(qiáng)鋁飛機(jī)，應(yīng)用端的變化催生了各國(guó)對(duì)于航空器性能以及相關(guān)材料條件的要求，進(jìn)而加速了鋁合金工藝技術(shù)的改善。
同時(shí)鋁合金學(xué)科基礎(chǔ)理論的進(jìn)步也推動(dòng)了新材料以及新裝備的出現(xiàn)。二戰(zhàn)結(jié)束后，鋁合金的故事遠(yuǎn)未止步，冷戰(zhàn)陰霾籠罩下的世界，新型高強(qiáng)鋁合金支持全球航空業(yè)向著更快更高高強(qiáng)的
目標(biāo)不斷突破人類的極限；走向新世紀(jì)，鋁合金的研究在全球范圍內(nèi)百花齊放、百家爭(zhēng)鳴。戰(zhàn)爭(zhēng)外的世界，鋁合金裝點(diǎn)和豐富了人們的生活；鋁合金發(fā)軔于一戰(zhàn)，成長(zhǎng)于二戰(zhàn)，在冷戰(zhàn)達(dá)到巔峰，鋁合金性能不斷進(jìn)步的過(guò)程，是戰(zhàn)爭(zhēng)層次不斷升級(jí)的過(guò)程。
戰(zhàn)爭(zhēng)推動(dòng)了鋁合金在軍用領(lǐng)域的普及應(yīng)用，也驅(qū)動(dòng)了鋁合金向民用領(lǐng)域的拓展。戰(zhàn)爭(zhēng)隨著人類永不滿足的欲望滋生，促使人類尋求更好的裝備，對(duì)于新材料和新工藝的追求將永遠(yuǎn)在路上……
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張夕東