超輕雨傘的傘骨究竟是什么材料？

吉林省長春市第十六中學(xué) 馮 健

超輕雨傘的傘骨究竟是什么材料？

吉林省長春市第十六中學(xué) 馮 健

一天，小麗媽媽逛商場時，意外發(fā)現(xiàn)一款“超輕折疊雨傘”。這雨傘外觀和普通鋼骨雨傘一模一樣，但重量卻輕了很多，而且比鋼骨雨傘便宜，于是小麗媽媽也給女兒買了一把。

這把雨傘的“輕”引起了小麗的好奇，她用家里的彈簧秤進(jìn)行了測量，發(fā)現(xiàn)鋼骨雨傘的重量為500 g，而新買的雨傘僅為200 g。仔細(xì)觀察，兩把雨傘的主要差別在于支撐傘布的傘骨不同。那么，超輕雨傘的傘骨是由什么材料制成的呢？

小麗根據(jù)其密度小的特點(diǎn)，猜想該材料可能是塑料；又根據(jù)其外觀呈銀白色具有金屬光澤，猜想該材料可能是金屬。根據(jù)所學(xué)知識，密度小的金屬有鋰、鎂、鋁，但鋰、鎂的價格很高，在日常生活中并不常見，而純鋁密度較小且呈銀白色。另外小麗又想到，2008年北京奧運(yùn)會時使用的非常輕盈的祥云火炬就是采用鋁合金和中空塑件設(shè)計(jì)而成的，這超輕雨傘的傘骨是否也與鋁合金有關(guān)呢？經(jīng)過一番思考后小麗做出了以下猜想：

猜想一：超輕雨傘的傘骨是用塑料制成的；

猜想二：超輕雨傘的傘骨是用純鋁制成的；

猜想三：超輕雨傘的傘骨是用鋁合金制成的。

事實(shí)究竟是以上猜想中的哪一種呢？小麗來到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：拆下超輕雨傘上的一根傘骨，用砂紙打磨后插入盛有稀鹽酸的燒杯中，觀察到傘骨表面有氣泡產(chǎn)生。塑料與稀鹽酸是不反應(yīng)的，而鋁可以與稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣，因此猜想一不成立。

小麗回想起曾學(xué)過的純金屬與合金的有關(guān)知識：純金屬很軟易變形，用純金屬做成的鏈條的接口處很容易變形脫鉤；合金硬度較大堅(jiān)韌度強(qiáng)，往往比組成它的純金屬具有更好的性能，我們?nèi)粘Ｊ褂玫慕饘俨牧洗蠖鄶?shù)屬于合金。因此，小麗認(rèn)為鋁合金較適合用來制作雨傘的傘骨，即猜想二不成立，猜想三可能成立。

那么支撐傘布的傘骨常用哪些材料呢？小麗又到網(wǎng)上進(jìn)行了搜索，得到了以下信息：以前的傘骨大多為木質(zhì)、竹制材料，隨著科技的發(fā)展出現(xiàn)了攜帶方便的折疊傘，折疊傘的傘骨有鐵骨、鋼骨、鋁合金骨、電著骨、樹脂骨等。其中鋼骨最為結(jié)實(shí)耐用，防風(fēng)性好，但重量大；鐵骨也很堅(jiān)硬，但時間久了易生銹，且重量大；鋁合金骨重量小，抗蝕性強(qiáng)，但不適合在大風(fēng)大雨中使用；電著骨、樹脂骨具有良好的耐酸性能，相對輕巧便攜，是目前輕便系列傘具中使用較多的，但易折，防風(fēng)性能不佳。

綜合以上實(shí)驗(yàn)及分析，小麗覺得該輕質(zhì)雨傘的傘骨很可能就是鋁合金。那么，鋁合金是鋁和哪些成分融合在一起形成的呢？她又查閱資料得知，按照加工方法的不同可將鋁合金分為兩大類：變形鋁合金和鑄造鋁合金，其中的鑄造鋁合金又分為鋁硅合金、鋁銅合金、鋁鎂合金、鋁鋅合金和鋁稀土合金。合金的性能與組成它的純金屬不同，這就像廚師炒菜時那樣，若在菜里加入各種調(diào)料，便可改善菜的色、香、味，使菜的營養(yǎng)價值更高！

小麗高興極了，她感悟到科學(xué)探究就是不斷獲取信息、驗(yàn)證猜想是否正確的過程！