铝锂合金(铝锂合金在航空航天中的应用空)

说到长征五号，它是目前中国最先进的火箭。其强大的运载能力和先进的设计理念，使中国运载火箭技术牢牢占据世界格局的第二梯队，正在向第一梯队迈进。

然而，虽然长征五号已经实现了很多创新和超越，但国内航天爱好者仍然不愿意将其与美国和俄罗斯的航天强国相提并论。除了发动机需要改进之外，在材料空方面也有很大的改进。

作为大火箭，它的推重比并不高，大直径加四个大推力助推器产生的推力效果实际上被私人公司猎鹰9号赶上了。要知道，猎鹰9号直径只有3.7米，不需要助推器。通过对比，我们发现猎鹰9号不仅不断改进发动机，还不断提高推重比。

SLS储罐

猎鹰9号之所以能大幅度提高推重比，与其先进的坦克材料有关，就是著名的2195铝锂合金。与长征五号使用的2219铝合金罐体材料相比，2195铝锂合金可使罐体重量至少减轻10%，结构强度提高40%。美国NASA研发的直径5.5米的2195铝锂合金油箱整体底部比传统的2219铝合金油箱底部轻了近25%。可以看出，这种材料的广泛使用对减轻火箭本身的重量有非常显著的效果。

在航天领域，如果动力系统不变，火箭自重每公斤可节约发射成本2万美元。导弹每减少1公斤，射程可增加15公里。同样的原理也适用于飞机。我国C919大飞机采用了铝锂合金，显著减轻了重量。

虽然我们的C919铝锂合金材料一开始是从美国进口的，但是在多方的推动下，中国自主研发的X2A66铝锂合金已经可以替代进口材料，未来国产铝锂合金材料完全可以用在C919上。

铝锂合金简介如下:

如果有任何金属比铝轻，那么首选锂。锂是地球上密度最低的金属，被认为是21世纪的战略材料。它不仅用于生产合金材料，还用于生产电池甚至核武器。它生产的锂离子电池使我们的手机小型化了。如果我们用铅酸电池给手机供电，可能你的手机只能随身携带或者抬走，走完路还得休息，因为太重了(可能没那么夸张，但至少已经不方便了)。

有朋友说，制造火箭或飞机外壳，难道不是世界上最轻的金属锂吗？我只能说你想太多了！锂是一种非常活泼的金属，不仅容易被氧气氧化，还会与水发生反应。锂制成的火箭在发射前被氧化，即使下雨，火箭也可能找不到。

但是锂的低密度如此诱人，以至于科学家们想到了锂合金材料。铝锂合金诞生于20世纪40年代，但由于锂含量低、性能差，没有引起太多关注。后来美国和俄罗斯研制出第二代铝锂合金，密度明显下降，但性能仍然很不可靠。但是已经可以用在飞机上了，前苏联的一些军用飞机使用了铝锂合金。

20世纪90年代，第三代铝锂合金诞生，带来了航天材料的伟大革命。例如，美国的2197用于飞机，2195用于火箭坦克，英国的8091和8093用于导弹。俄罗斯各领域使用的铝锂合金材料也有战略布局和重要产品。虽然我国较早开始研发，第二代铝锂合金也取得了一些成果，但第三代材料只自主研发了一款适用于飞机蒙皮的X2A66(即便如此，我们也是少数几个能够研发生产第三代铝锂合金的国家之一)。军事进展如何还不清楚，毕竟需要保密。

国内尚无适用于火箭贮箱的铝锂合金材料的独立产品。虽然2195已经过试生产，但是没有量产的基础。铝锂合金的生产工艺非常复杂，仅在熔炼初期就容易失效，平均半成品率可达55%。更不用说后来的一系列工序，比如轧制、焊接。因此，长征五号虽然试图选择新材料来降低箭的质量，但不选择更轻的铝锂合金是合理的。然而，随着中国在新材料领域的投资不断增加，实现突破并非遥不可及。

我科普认真，没有科学依据的文章是不会发表的。请监督！欢迎大家关注我的头条号，以后我会继续和大家分享科普知识。