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近似真空的太空里也需要“防腐”?太空中的金
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摘要:综述 早在夏商周时期,我国就已经在开始使用青铜制造容器或者是兵器 ,直到春秋战国铁器慢慢普及,再到秦汉,青铜器逐渐地位被取代,消失在了人们的日常生活当中。 事实上,
综述
早在夏商周时期,我国就已经在开始使用青铜制造容器或者是兵器,直到春秋战国铁器慢慢普及,再到秦汉,青铜器逐渐地位被取代,消失在了人们的日常生活当中。
事实上,刚被制造出来的青铜器其实并不是当代人们眼中的青绿色,而是如同金子一样的金色,也因此在古时候被人们称为是“金”或“吉金”。
但是为什么我们看见的青铜器几乎都是青色的,而看不出原本色彩呢?这其实是因为这些青铜器被埋藏在土地之中,随着时间的流逝,慢慢腐蚀生锈,原本灿烂的金色黯淡,成为了灰扑扑的青绿。
除了这些古代的金属器具会腐蚀,我们的日常生活中也发生着许多金属腐蚀现象。
针对这个问题,我国院士柯伟在2003年就已经进行了详细的调查和研究,得出当时我国遭到腐蚀的金属加在一起的成本大概是占了5%GDP,而发达国家的金属腐蚀占比要少于我国,但仍然在3%左右,比如美国在1975年这一年里金属腐蚀的损失就已经有825亿美元,到了1998年更是翻了3倍左右,达到了2760亿美元。
根据研究调查显示,2014年我国金属腐蚀的GDP占比已经在3%左右,大概是2万亿元,而这一年我国的自然灾害导致的经济损失是3378.8亿元,金属腐蚀的损失远比其多了6倍左右。
金属腐蚀也不单单是对其本身的材质、性能、使用寿命等物理方面造成影响,从而造成经济上的巨大损失,以及金属和能源的资源浪费,还会间接导致火灾、爆炸等事故发生,产生不必要的严重损失。
也因此,人类为了防止金属腐蚀生锈,采取了各种各样的手段,比如化学、物理、电化学等等,但是没想到的是,随着太空技术的不断发展,金属到了遥远的太空,居然也需要进行防腐,这是为什么呢?
为什么太空也需要防腐?
首先我们先来看一看金属为什么会腐蚀。金属腐蚀就是金属与周围环境介质之间互相发生作用,从而对其造成破坏,本质上其实是金属发生氧化反应,从金属单质成为了化合物的过程。
金属腐蚀主要是分为均匀腐蚀和局部腐蚀,前者可以被轻预测和防护,后者却常常难以检测,从而造成事故的发生,比如2001年11月7日,由于承重钢缆的局部腐蚀,本来应该使用100年以上的四川宜宾的南门大桥断成了三截,桥龄才11年。
但是太空环境基本上是近似真空的状态,周围的物质很少,几乎等同于没有,但是在这样的环境下的金属依然发生着金属腐蚀。
比如前苏联建造的和平号空间站,这是人类历史上第3个空间站,也是第1个能够让人长期居住的空间站,自运行以来进行了2.2万次的太空科学实验,为人类的各个科学领域的发展做出了巨大的贡献。
可与此同时,和平号空间站70%的外部腐蚀非常严重,15年共1500次左右故障发生,甚至还有近100处始终没有发现到底是哪里出了问题。
空间站的维修费用实在是太高,而和平号空间站如此巨大的腐蚀面积已经几乎无力弥补,继承了前苏联“遗产”的俄罗斯无奈之下放弃了和平号空间站,在2001年将这个为人类带来了许多贡献的“英雄”坠毁。
为什么太空金属也会腐蚀呢?这其实是因为3个原因导致的。
其一就是宇宙辐射,即来自外太空的高能带电粒子,这些大部分都是单纯的质子,大概有10%是氦原子核,可能是来自宇宙大爆炸之初就一直存在着的辐射,也有可能是天体辐射的电磁波或者是粒子。
我们都知道,人类需要格外小心宇宙中的辐射,地球的大气层和磁层能够有效削弱和阻挡这些辐射来到地球,从而对其中的物质造成影响,但是来到太空当中,没有了地球外层的保护,人类以及航天器就会直面来自宇宙空间的各种辐射。
航天器本身具有防辐射的材料,可以为人类阻挡一部分的辐射,
文章来源:《真空与低温》 网址: http://www.zkydw.cn/zonghexinwen/2021/1208/416.html