飞机飞快了以后，机翼上的空气受到压缩，放出很多的热来，使飞机表面的温度急剧增高。飞行速度是声音速度3倍的飞机，它的表面温度大约能够达到500℃，有发出暗红色火光的煤块那样热。所以有些航空工程师开玩笑说，飞机翅膀上可以炒鸡蛋吃！过去的飞机多用铝制造，铝虽然很轻，但是不耐热，就是个别比较耐热的铝合金，一到摄氏二三百度也会吃不消。至于说用铝来制造耐得住500℃的飞机翅膀，那就跟想用马粪纸造汽车一样荒唐！
很明显，必须有一种又轻又韧又耐高温的材料来代替铝。钛恰好能够满足这些要求。所以，近年来军用飞机和民用喷气飞机都用钛做材料。这样，飞机就可以飞得又快又远。
钛还用来制造坦克、降落伞、潜水艇和水雷等武器的部件。
钛的另一个更重要的用途，是制造火箭、导弹和宇宙飞船。
这些“上天”的机器，对材料的要求非常严格，必须又轻又强韧。因为在起飞和降落的时候，它们要跟空气摩擦，会使材料受到“烈火”的考验；到了宇宙空间，是零下摄氏一百多度的低温下，鸡蛋也会冻得和石头一样硬，所以要求材料必须在严寒中不发脆。钛正好能够满足这些要求。它的密度只有钢铁的1/2，强度却比铝大3倍还多，在摄氏四五百度的考验下满不在乎，冷到零下摄氏一百多度也还有很好的韧性。
因此，钛已经成为未来的重要金属材料。
核燃料的“衣服”
在原子能发电站里，我们必须把核燃料——铀棒发出来的热量传到水里，使水变成蒸汽去推动涡轮机，再带动发电机发出电来。
我们知道，铀棒是不能直接和水接触的，这不但因为热水会腐蚀铀，还因为铀会使水带有放射性，危害人的健康。
因此，必须给铀棒穿上一件“衣服”，那就是用别种金属把铀棒包起来，使水在“衣服”外面流过，不和铀棒接触。
做这种“衣服”的“衣料”有好几种，但是最好的“衣料”是锆。
原来这种“衣服”必须有三种本领：一要不吸收“中子”。“中子”是触发原子核裂变的，如果“中子”被吸收掉，原子锅炉的效率就要降低，甚至无法进行工作。二要能抵抗水的腐蚀。如果“衣服”“破”了，放射性物质就会扩散出来为非作歹。三要有较好的强度。
铝能够满足一、三这两个要求，但是不耐热水腐蚀。不锈钢能够满足二、三这两个要求，却会吸收掉很多中子。只有锆能够同时满足这三个要求，所以是原子能工业的重要材料。
原料贱似铁，产品贵如银
钛和锆虽然有这么多用处，但是它们的生产过程十分复杂，成本很高。
钛的主要矿石是钛铁矿，锆的矿石是锆英砂，它们的价格跟钢铁差不多，但是炼成的金属比银子还贵。
原来钛和锆都有一种“怪脾气”，就是非常容易和氧气、氮气化合，在生产过程中绝对不许碰到空气。空气的主要成分是氧和氮，钛和锆只要吸收了千分之几的氧和氮，就会发脆，变得毫无用处了。
因此，冶炼钛和锆都要在密封得很好的容器中进行。容器里的空气必须排除干净，还要充进一种比较贵重的稀有气体——氩气，以免空气污染产品。经过复杂的步骤，把钛铁矿或锆英砂变成四氯化钛或四氯化锆，再放到密封的不锈钢罐中，使它们和金属镁起化学作用，就得到多孔的钛或锆。它们非常疏松，所以叫做“海绵钛”或“海绵锆”。
工业用瓶装氧气
这种海绵钛或海绵锆是不能直接派上用场的，还要在电炉里把它们熔化成液体，才能铸成钛锭或锆锭。但是这时候，它们的“怪脾气”又来制造麻烦了：除了电炉中的空气必须抽干净外，更伤脑筋的是几乎找不到盛装液态钵或液态铅的坩埚。因为一般耐火材料都含有氧化物，其中的氧就会污染钛或锆。人们煞费苦心，终于发明了一种“水冷铜坩埚”的电炉。这种电炉只有中央一小部分区域很热，其余部分都是冷的，钛或锆在炉子中心熔化后，流到用水冷却的铜坩埚壁上，马上凝成钛锭或锆锭。用这种方法已经能够生产几吨重的锭块，只是成本非常高。
经过加工的锆锭
利用“怪脾气”替人类服务
钛和锆都很容易跟氧和氮化合，给人们增添了许多麻烦。但是，人们也能够把坏事变成好事。譬如，可以利用钛和锆来制造焰火。
我国是世界上最早用焰火来庆祝节日的国家之一。例如，宋代词人辛弃疾就曾经生动地描述了元宵节放的焰火：
东风夜放花千树，更吹落，星如雨。
焰火不但可以在节日中助兴，更重要的是可做军事上的信号弹，用来指示目标或者传达命令。制造信号弹的原料有很多种。钛粉、锆粉和氧进行化合能够放出强光，是信号弹的好原料。此外，我们还利用它的“怪脾气”来制造真空。在地球表面，所有的空间都充满着空气，因此并不是真正空的。只有把密封容器中的空气抽掉，才能造成“真空”。真空是非常有用的，例如：电灯泡和电子管里都要抽成真空，否则，一通电流，灯丝就会烧掉。
五彩缤纷的焰火
原子能工业也少不了真空技术。利用钛和锆对空气的强大吸收力，可以除去空气，造成真空。比方，利用钛制成的真空泵，可以把空气抽到只剩下十万亿分之一。
人造雾之谜
看过《三国演义》的人，都知道诸葛亮草船借箭的故事。诸葛亮利用长江夜间的漫天大雾，驾驶20只快船到曹操83万人马的水寨前擂鼓呐喊，迷惑了曹操，赚得10万多支箭。
这个故事虽然是后人编造出来的，但是说明了雾的军事价值。
天空中的烟幕弹
现代战争中，更是经常施放烟幕弹，用人造雾来迷惑敌人。在第一次世界大战中，德军最先使用了烟幕弹，曾经在康勃雷地区迷惑了英国的坦克部队，使他们误入德军包围圈，结果全部被歼。人造雾最好的一个方法就是喷射一种钛的化合物——四氯化钛，它造成的烟幕很持久。除了用作人造雾外，四氯化钛还可以用飞机喷洒出来，在天空中写字，长久不散。
战场上的烟幕弹
世界上最白的东西
二氧化钛是世界上最白的东西，1克二氧化钛就可以把450多平方厘米的面积涂得雪白。它比常用的白色颜料——锌钡白还要白5倍，因此是调制白油漆的最好颜料。世界上用做颜料的二氧化钛，1年多达几十万吨。二氧化钛还可以加在纸里，使纸变白并且不透明，效果比加其他物质好10倍，白色的二氧化钛因此制造钞票和美术品用的纸，有时就要添加二氧化钛。此外，为了使塑料的颜色变浅，使人造丝光泽柔和，有时也要添加二氧化钛。
超声波捕鱼之谜
在海洋中捕鱼的一个最大困难，就是怎样在茫茫的大海中找到鱼群。老渔民凭着他们丰富的经验，虽然能够做出一定的判断，但是对海底鱼群的分布总还不能了如指掌。
现在终于有好办法了，我国的渔轮上已经有了超声波探测鱼群的设备。原来鱼群密集的地方，海水中有大量气泡，能够反射超声波，可以利用它来探测鱼群。
有趣的是，最先用超声波“看”东西的不是人，却是蝙蝠。
蝙蝠能够在黑暗中准确地捕捉小虫。这件事，动物学家早在几百年前就知道了。可是多少年来，蝙蝠的这种本领一直是一个“谜”，直到人们掌握了超声波的知识以后，才研究清楚。原来蝙蝠在飞行的时候，它的小嘴能够朝一定的方向发出超声波，如果前面有物体，超声波就会反射回来；蝙蝠的耳朵能够十分灵敏地“听”到这种回声，它就靠着判断回声的快慢和强弱，来确定自己的行动。
可是人的身上没有发射和接收超声波的器官。对于超声波来说，我们既是“哑巴”又是“聋子”，只能依靠仪器的帮忙。
颗粒状钛酸钡
发射和接收超声波的仪器种类很多，其中有一种是用钛酸钡制造的，性能很好。
钛酸钡有一种奇异的性质：用力压它会产生电，只要一通上电，它又会改变形状。把钛酸钡放在超声波中，它受到超声波的压力会产生电流，我们用仪器把电流记录下来，就“看见”了超声波。反过来，如果我们给钛酸钡加上高频的电压，它就会发出超声波来。
用钛酸钡做的水底测位器，是敏锐的水下眼睛，它不只能够看到鱼群，而且还可以看到海底下的暗礁、冰山和敌人的潜水艇等。它还能够检查钢铁内部，看它有没有缺陷。
钛酸钡还有很多别的用处，例如：铁路工人把它放在铁轨下面，来测量火车通过时候的压力；医生用它制成脉搏记录器，把脉搏跳动变成电压，记录在仪器上。
电灯丝之谜
每种金属都有自己的熔化温度，这叫做熔点。
不同金属的熔点有高有低，前面介绍的钛和锆都有较高的熔点，但是到一千多摄氏度也要熔化。熔点更高的金属有钨、钼、钽、铌等，它们的熔点分别是：钨3400℃、钼2600℃、钽2990℃、铌2415℃。这些难熔金属是现代科学技术十分需要的，它们是替高温、高速服务的伙伴。
钨，这个熔点最高的金属，是制造电灯丝的好材料。
最早的电灯泡不是用钨丝，而是用碳丝做的。碳丝虽然耐高热，却十分脆弱，容易断。当时的灯泡发明人爱迪生，曾经派出许多考察队到世界各地去收集各种植物纤维，希望能够找到一种比较好的灯丝原料。后来发现，用钨做灯丝比用碳丝好得多。
电灯泡里的钨丝
上面已经介绍过，钨在各种金属中熔点最高。在1600℃的高温下，坚硬的钢铁都要在炼钢炉里化成稀薄的钢水，钨在同样的温度下却还是固体。
这样优异的性能就决定了用钨做灯丝的价值。原来在灯泡里，电流要把灯丝加热到摄氏两千多度，才能够使它发出明亮的白光来，如果灯丝受不住高热，熔化了或者软化了，那当然就达不到目的。钨在摄氏两千多度的时候仍有一定的强度，所以做灯丝非常合适。
你知道灯丝是怎样做成的吗？从矿山中开采出来的钨砂——黑钨矿，是一种外观有点像煤炭的黑石头，它的化学成分是钨酸锰或钨酸铁。把矿石磨碎，加上碳酸钠放在炉子中熔化，然后用水浸出钨酸钠，经过加酸和煅烧，就得到氧化钨粉末。
氧化钨粉末放在特制的炉子里用氢气还原，就得到金属钨的粉末。还必须把钨粉制成钨丝。我们常用的铁丝，是用钢锭拉出来的，钨丝却很难这样制造。因为钨的熔点高达3400℃。要想把钨粉熔化成钨锭来拉丝，是十分困难的。
为了克服这个困难，有人发明了用金属或金属化合物制取金属粉末，再压制和烧结成产品，叫做粉末冶金。
钨粉加上水和粘性物质，像做面条一样，先做成钨粉的“面团”，然后放在特制的模子里连挤带压，做成很细的钨粉“面条”，把它烘干，再放在电炉中加高热，最后通过许多个逐渐细下去的金刚石细孔，抽成细丝，这才成了电灯泡中用的钨丝。
这种粉末冶金的方法，最初只用来制造灯丝，后来用来制造的东西越来越多了，像可以把钨粉、钼粉制造成钨锭、钼锭。另外，用不同的金属粉末冶金，还可以制造许多其他冶炼方法所不能制造的产品，例如：多孔性的金属块，不能熔合在一起的金属合金，金属和塑料的混合材料等。
