Алюминий где применяется: Применение алюминия и его соединений — урок. Химия, 9 класс.

Чтобы понять, в состав чего входит алюминий, нужно изучить известные науке сплавы с этим металлом

Алюминий – это парамагнитный цветной металл, который носит название Al в таблице Менделеева, и ему присвоен порядковый номер 13. В соответствии с высшей электронной формулой алюминия, на орбите атома элемента содержится 13 протонов и 14 нейронов, которые обеспечивают ему массовую долю 27. В чистом виде алюминий имеет характерный металлический блеск, но в быту чаще встречаются сплавы, покрытые оксидной пленкой, придающие ему матовую поверхность.

Как производится алюминий?

Алюминий залегает в земной коре в виде бокситов, которые являются основным источником для получения чистого металла. Руда проходит несколько стадий термической обработки, смешивается с щелочью, подвергается дроблению и электролизу. В результате длительных физико-химических процессов связи между разнородными молекулами разрушаются. Руда превращается сначала в глинозем – оксид алюминия, а потом в расплавленный металл, полностью отделяясь от примесей.

Сплавы алюминия

В чистом виде алюминий редко используется в промышленности, так как он обладает повышенной пластичностью и требует укрепления кристаллической решетки путем проведения химических и термических реакций с другими элементами. Для ответа на вопрос, в состав чего входит алюминий, требуется рассмотреть наиболее популярные в металлургии сплавы с этим элементом. Маркировка и область применения алюминиевых сплавов приводятся ниже:

• Сплав с магнием – посредством смешивания молекул двух металлов получается прочный и хорошо свариваемый материал. Содержание магния составляет от 2% до 6%, и каждая молекула этого элемента значительно усиливает прочность сплава. При превышении массовой доли магния антикоррозионные свойства состава начинают слабеть.
• Сплав с марганцем – еще одна смесь с повышенным пределом прочности и стойкостью против коррозии. В металлургической индустрии встречается с добавлением железа и кремния.
• Алькусин – сплав алюминия с медью и кремнием, высокопрочный материал, используемый в станкостроении и производстве промышленного оборудования.
  Как правило, такие сплавы можно встретить при изготовлении шариковых подшипников.
• Сплав алюминия с медью по прочности можно сравнить с высококачественной сталью, однако при контакте с влажной средой состав начинает ржаветь. Поэтому изделия на основе этого сплава требуют защитного покрытия.
• Силумин – смесь алюминия и кремния, применяющаяся в сталелитейной промышленности для формовки металлических деталей машин.
• Сплав из алюминия, цинка и магния – высокопрочный материал, входящий в состав деталей современных автомобилей, строительных метизов, заклепок и проволоки. Наиболее популярный представитель таких сплавов носит маркировку В95.
• Авиаль – сложный по строению сплав из алюминия, кремния и магния с легирующими добавками. Данный термин при расшифровке записывается как «авиационный алюминий». Этот сплав применяется при конструировании фюзеляжей самолетов, вертолетов и других летательных аппаратов.

Какие сплавы алюминия каждый обыватель может найти у себя дома? Глинозем входит в состав оконных стекол, а на обеденный стол подаются приборы со значительной долей этого элемента. Также он входит в состав пищевого красителя Е173. Военно-промышленный комплекс широко использует алюминиевые сплавы благодаря их прочности и легкости – современное огнестрельное оружие и ракетная техника всегда включают значительный процент этого металла.

Пищевой алюминий ООО «МДМ Групп»

Полезное | Пищевой алюминий

Алюминий — один из важнейших цветных металлов нашего времени. По объему мирового производства он находится на втором месте после железа. По распространённости в земной коре занимает 1-е место среди металлов и 3-е место среди элементов после кислорода и кремния. В природе алюминий встречается в виде соединений. Основные минералы, из которых получают алюминий, — бокситы, нефелины, глинозем, полевой шпат.

Алюминий был открыт в составе соединения в 1805 году. В чистом виде получен в 1825 году датским физиком Эрстедом путем электролиза.

Интересен тот факт, что до открытия промышленного способа получения алюминий был дороже золота.

Современный метод получения, процесс Холла—Эру, был разработан в 1886 году, но из-за больших затрат электроэнергии долгое время оставался непопулярным. Промышленное производство началось только в XX веке.

• Легкий и мягкий, имеет низкую температуру плавления – около 650 градусов.
• Не подвержен воздействию коррозии — на поверхности Al образуется тончайшая пленка оксида, защищающая его от разрушений. Благодаря этому оборудование и изделия из листового алюминия могут длительное время находится под воздействием воды без каких-либо последствий.
• Не разрушается под воздействием большей части пищевых кислот и щелочей.
• Очень пластичен. Это свойство позволяет прокатывать его в очень тонкую фольгу.
• Высокая тепло- и электропроводность при низком коэффициенте теплоемкости обуславливает отсутствие деформации при воздействии высоких и пониженных температур и сохранение высокой жесткости изделий.
• Не оказывает влияния на состав продуктов и компонентов, находящихся в соприкосновении с поверхностью, что способствует сохранению питательных и полезных свойств продуктов, витаминов и изначальных микроэлементов.
• Не вреден для здоровья.
• Легок в изготовлении, постобработке и последующем использовании – отлично полируется, льется, формуется, а также чистится и моется.

Сфера применения

• Изготовление посуды.
• Производство тары для хранения жидкостей и смесей, в том числе консервов и тюбиков.
• Изготовление упаковки для транспортировки и хранения продуктов питания.
• Изготовление упаковки для косметических средств.
• Производство термостойких изделий, включая жарочные поверхности.
• Изготовление станков и форм для пищевой промышленности.
• Электротехника (многожильные провода, кабели, обмотка трансформаторов).
• Изготовление фольги.
• Облицовка цехов, зон хранения, промышленных холодильных камер.
• Авиастроение (применяется дюралюминий).
• Производство промышленных, технических и бытовых зеркал (применяется силумин).
• Алитирование (покрытие стальных деталей алюминием для придания антикоррозийных свойств и защиты от окисления).
• Стекловарение.

Марки сплавов и дополнительные нормы

По ГОСТу пищевой алюминий должен содержать не более фиксированного количества примесей других веществ: доля свинца не должна превышать 0,15%, мышьяка — 0,015%, цинка — 0,3%, бериллия — 0, 05%.

Согласно ГОСТу, в пищевой промышленности предписывается использование алюминия марки А5 (чистый первичный алюминий). Также разрешены к использованию такие сплавы, как Ак5М2, АК7, АК9, АК12. Другие марки можно использовать только при наличии специального разрешения. Отдельный ГОСТ предусмотрен при изготовлении ложек. Также, если технология изготовления предусматривает последующее нанесение специального покрытия, возможно использование сплава АМц (ГОСТ 4784).

Подводя итог, стоит обратить внимание на то, что существует довольно много сфер применения пищевого листового алюминия. Выбор этого металла для производства обусловлен его технологическими характеристиками, а также его распространенностью среди природных ресурсов и в качестве продукта на мировом рынке.

Пищевой алюминий бесспорно зарекомендовал себя как надежный материал в быту и производстве, и его служба человечеству еще не раз будет оценена по достоинству.

фактов об алюминии | История, использование Влияние алюминия на мир

Факты об алюминии – Что такое алюминий

Фактов об алюминии много. Например, алюминий — это химический элемент с символом Al и атомным номером 13. Это относительно мягкий металл серебристого цвета. Его свойства означают, что это очень ценный металл при производстве тысяч различных продуктов. Это также третий по распространенности элемент на Земле и самый распространенный металл. Алюминий составляет около 8% земли.

Алюминий легко связывается с другими элементами, а это означает, что найти его в естественном виде крайне редко. Вместо этого его берут из различных руд, основной из которых является боксит. Несмотря на свое обилие, алюминий — один из немногих металлов, не встречающихся ни в одной форме жизни.

Наиболее распространенной формой алюминия в природе являются сульфаты алюминия. Это минералы, которые сочетаются с двумя серными кислотами; один на основе щелочного металла, такого как литий, натрий и калий, а другой на основе металла из третьей группы периодической таблицы, прежде всего алюминия. Прочтите наше руководство, чтобы узнать все факты об алюминии.

Свойства

С точки зрения использования никакой другой металл не сравнится с алюминием. Некоторые виды использования алюминия могут быть неочевидны; например, знаете ли вы, что алюминий используется в производстве стекла?

Самые основные сведения об алюминии;

• Легкий : Вес алюминия составляет примерно ⅓ веса стали, латуни или меди.
• Прочность : Хотя алюминий не такой прочный, как сталь, он все же является очень прочным металлом, и при правильном легировании он может иметь прочность, аналогичную стали.
• Электропроводность : Один из самых проводящих материалов.
• Теплопроводность : Может быстро и равномерно распределять тепло или охлаждающую энергию.
• Нетоксичный : Он нетоксичен, и это свойство делает его идеальным для упаковки пищевых продуктов или медицинских материалов.
• Отражательная способность : Отражает свет, а также другие формы лучистой энергии.
• Пластичность : Алюминий является пластичным металлом, что позволяет придавать ему форму для автомобильных панелей или вытягивать провода для использования в электротехнике.
• Смешиваемый : Его можно модифицировать путем сплавления с другими металлами, что делает его ковким, проводящим и, как правило, более упругим, чем один алюминий.
• Отделка : Поверх него могут быть нанесены различные покрытия и отделки, такие как краски, лаки, органические покрытия или фарфор.
• Стоимость : Из-за того, что алюминий очень распространен в сочетании с относительно простым методом производства, это означает, что алюминий является очень экономичным материалом.
• Пригоден для вторичной переработки : Его можно легко перерабатывать во многие продукты снова и снова.
• Коррозия : Алюминий обладает очень хорошими антикоррозионными свойствами, что делает его идеальным для строительства.

 

Алюминий одновременно бел, как серебро, не подвержен коррозии, как золото, прочен, как железо, легкоплавок, как медь, и легок, как стекло. Это легко работает; он широко распространен в природе, глинозем образует основу большинства горных пород; в три раза легче железа; короче говоря, он как будто специально создан для того, чтобы дать материал для нашего снаряда!

Жюль Верн – С Земли на Луну

 

Драгоценные камни

Существует множество фактов об алюминии, и, возможно, наиболее неясными являются сведения об алюминии и драгоценных камнях. Драгоценные камни, рубин, сапфир, изумруд и аквамарин — все это алюминиевые минералы. Первые два представляют собой корунд, то есть оксид алюминия (Al2O3) в кристаллической форме. Он естественно прозрачен и по прочности уступает только бриллиантам. Сапфир используется в пуленепробиваемых стеклах, иллюминаторах самолетов, устойчивых к царапинам экранах смартфонов. Между тем, один из менее ценных корундовых минералов, наждак, используется в качестве абразива, например, в наждачной бумаге.

Факты об алюминии – История алюминия

Любое руководство по алюминию начинается с его истории. История алюминия связана с историей квасцов. Первое письменное упоминание о квасцах относится к V веку до нашей эры греческим историком Геродотом. На протяжении многих веков его основное использование было в текстильной промышленности. Торговля квасцами была оживленной, поскольку они импортировались из восточного Средиземноморья в Европу вплоть до 15 века.

В 1530 году швейцарский врач по имени Парацельс обнаружил, что это соль квасцов. Это открытие приводит к исследованию того, как его синтезировать. К 1754 году немецкий химик синтезировал глинозем путем кипячения глины в серной кислоте с последующим добавлением поташа.

Первая успешная попытка получения алюминия из квасцов была предпринята в 1824 году датским химиком Гансом Христианом Эрстедом. Полупромышленное производство алюминия не производилось до 1854 года, когда французский химик Анри Этьен Сент-Клер Девиль объявил об этом в Парижской академии наук.

Крупномасштабное производство алюминия

По-настоящему крупномасштабное производство алюминия было независимо друг от друга открыто французским инженером Полем Эру и американским инженером Чарльзом Мартином Холлом в 1886 году. Этот метод теперь известен как процесс Холла-Эру.

Этот новый процесс позволил снизить цену на алюминий в достаточной степени для производства алюминия, используемого в ювелирных изделиях, посуде и фольге вместе с другими предметами домашнего обихода. К 20-му веку сплавы алюминия с другими металлами с образованием твердого, но легкого металла позволили использовать его в более промышленных целях. Во время Первой мировой войны правительства требовали больших поставок для производства легких, но прочных планеров.

Находит широкое применение

В середине 20-го века алюминий начал использоваться для самых разных целей; от товаров для дома до использования в проектах гражданского строительства, в строительстве жилья, как снаружи, так и внутри, а также в качестве исходного материала для военных и коммерческих самолетов.

Теперь алюминий использовался для всего: от скромной банки из-под газировки, изобретенной в 1956 году, до основного материала первого искусственного спутника, запущенного в 1957 году.

В 1900 году общее мировое производство алюминия составляло 6800 метрических тонн. К 1916 году годовой объем производства уже превысил 100 000 метрических тонн. К 1971 году он вырос до 10 миллионов метрических тонн, а сегодня общее мировое производство составляет 65 миллионов метрических тонн.

Падение цены

Когда алюминий впервые начал производиться в промышленных масштабах, цена на алюминий составляла 14 000 долларов США за тонну на 1948 эта сумма упала до 2340 долларов. Цена продолжала падать до энергетического кризиса 1970-х годов, когда реальная цена начала расти. Это повышение цены приводит к тому, что производство алюминия перемещается из промышленно развитых стран на западе в развивающиеся страны, чтобы снизить себестоимость производства.

Цена за тонну алюминия в настоящее время составляет 1,846 доллара США, при этом большая часть производства и потребления в настоящее время находится в Китае, а не в западных странах.

Факты об алюминии – Применение алюминия

Удивительный Алюминий имеет множество применений в нашем современном мире: от транспорта до строительства, от электротехники до потребительских товаров;

Алюминий в транспорте

Благодаря соотношению прочности и веса алюминий является лучшим вариантом для транспорта во всех его формах. Меньший вес. Около 1/5 всего алюминия, произведенного в любой данный год, используется на транспорте. Самолеты, поезда, автомобили и судоходство в разной степени зависят от алюминия. Авиапромышленность, какой мы ее знаем, просто не существовала бы, если бы не алюминий. Поезда в настоящее время в основном создаются с использованием алюминия, поскольку он намного легче стального эквивалента, что означает более быстрые и эффективные поезда, такие как Синкансэн в Японии или маглев в Шанхае.
Даже космические корабли имеют до 90% деталей из алюминия. Потенциально крупнейшим потребителем алюминия является автомобильная промышленность, поскольку по мере увеличения спроса на более энергоэффективные автомобили прогнозируется, что к 2025 году содержание автомобилей увеличится на 60%.

Использование алюминия в строительстве

Еще 1/5 производства алюминия используется в строительной отрасли. Опять же, снижение веса и относительная прочность алюминия делают его идеальным материалом для таких зданий, как крыши стадионов, купола и даже мосты. Алюминий также является идеальным материалом для облицовки, лестниц, перил и т. д. благодаря своей некоррозионной природе. А поскольку алюминий можно резать, сваривать, соединять с другими металлами, его использование еще больше увеличивается для строительства, например, в проектах гражданского строительства, таких как ветряные электростанции, солнечные фермы и проекты приливной энергетики.

Товары народного потребления

Шт., ноутбуки. В смартфонах, планшетах, телевизорах и т. д. используются различные свойства алюминия, а его малый вес делает его идеальным для портативных устройств. Необработанный, естественный вид также подходит для высококачественных устройств, таких как iPhone или iPad.

У каждого из нас есть алюминиевая фольга в наших кухонных шкафчиках. Этот чудо-материал был изобретен в 1910 году и используется для различных целей в медицинской и пищевой упаковке, сохраняя содержимое в течение месяцев, а иногда и лет. Точно так же алюминий был спасением по тем же причинам, не только из-за его использования, но и потому, что алюминий можно перерабатывать практически вечно.

Электрооборудование

Хотя алюминий имеет только 60% проводимость меди, он намного легче, дешевле и более доступен. Эти свойства означают, что около 10% мирового производства алюминия используется в электротехнике. Например, медные линии электропередач могут быть дорогими и из-за веса требуют дополнительной поддержки, что опять же увеличивает затраты. Алюминий в этом не нуждается, плюс тот факт, что он антикоррозийный, делает его идеальным материалом.

Другое использование

• Алюминий используется во многих потребительских товарах, включая бытовую фурнитуру, газовые баллоны, контейнеры, велосипеды и т. д.
• Обладая высокой отражающей способностью, алюминий используется для изготовления зеркал и теплоотражателей.
• Морское оборудование, такое как корпуса кораблей, вертолетные площадки, поручни и т. д., изготавливается из алюминия.
• Бейсбольные биты, теннисные ракетки, клюшки для гольфа, часы и т. д. также состоят из этого металлического элемента.
• Алюминий сверхчистоты, который составляет от 99,980 до 9Чистота 9,999%, используется в компакт-дисках и другом электронном оборудовании.
• Многие соли и соединения алюминия используются в производстве стекла, керамики, бумаги, красок и искусственных драгоценных камней.
• В некоторых странах производятся монеты из алюминия или его сплавов с медью.

Алюминий использовался как в качестве основы, так и в качестве компонента инструментов в производственном процессе с момента его открытия, будь то обработка с ЧПУ или такие процессы, как шлифование.

Надеемся, вам понравился наш краткий справочник по алюминию. Мы можем выполнять ряд процессов на алюминии, от анодирования до обработки с ЧПУ. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать, как мы можем помочь.

Как производится алюминий? — Pennsylvania Steel Company

Как производится алюминий?

Хотя это самый распространенный металлический элемент в земной коре, алюминий никогда не встречается в металлической форме в природе. Однако его соединения присутствуют почти во всех формах растительности, минералов и животных.

При выделении серебристо-белого металла (впервые получено в 1825 г.) мы получаем периодический элемент Алюминий (Al). Благодаря современному способу производства алюминий еще в 1960-х годах превзошел медь в мировом производстве цветных металлов. Сегодняшний бесшовный процесс — электролиз очищенного глинозема, растворенного в криолите, — позволил алюминию широко использоваться в различных условиях на протяжении десятилетий.

Основные свойства и структура

Что такое алюминий?

Природные соединения алюминия повсеместно присутствуют в магматических породах и различных драгоценных камнях. Древние египтяне и вавилоняне использовали органическую глину для различных проектов, включая гончарные изделия, лекарства и текстиль. Только в конце 18 века эксперты признали алюминий за его применение в качестве металла.

Универсальность этого металла обусловлена ​​его способностью комбинироваться с другими сплавами (например, магнием или кремнием) в небольших количествах для разнообразия его применения.

Хотя чистый алюминий податлив и несколько хрупок, коммерческий алюминий очень прочен, но при этом относительно гибок.

В чем разница между алюминием и сталью?

Сталь более жесткая, чем традиционный алюминий, и более долговечная, поскольку ее плотность более чем в два раза выше. И сталь, и алюминий состоят из комбинации двух элементов. Сталь содержит железо и углерод, а алюминий содержит боксит и криолит.

Особенности и производственный процесс

Как выглядит процедура создания алюминия?

Этап 1: Поиск руды

• Как упоминалось ранее, металлический алюминиевый сплав нигде в природе не встречается. В результате его можно извлечь только из природных соединений.
• Руда – это природная горная порода или осадок, который содержит один или несколько ценных минералов в виде отложений глины, сланца или гранита. Основной алюминиевой рудой являются бокситы. Бокситы обычно встречаются в месторождениях, близких к поверхности Земли, и содержат около 52% оксида алюминия с примесями оксида железа.

Этап 2: Добыча полезных ископаемых

• Разведочное бурение позволяет геологам и исследователям определить местонахождение месторождений бокситов для добычи глинозема. После обнаружения они извлекают бокситы и удаляют землю различными методами, включая взрывные работы, бурение и рыхление специализированными бульдозерами. В результате получается глинозем: необработанная кристаллическая форма боксита.
• Из четырех тонн высококачественного боксита можно получить примерно две тонны глинозема, из которого производители могут произвести около тонны чистого алюминия.

Стадия 3: Очистка боксита (с использованием процесса Байера)

• На первом этапе процесса Байера ( Вываривание ) боксит измельчается, смешивается с едким натром и подвергается давлению. На этом этапе отделяются нежелательные примеси и образуется так называемый алюминат натрия.
• Второй этап ( Осветление ) включает снижение давления, удаление отделенных примесей и охлаждение осветленного раствора.
• На третьем шаге ( Осаждение ), добавление затравочных кристаллов гидроксида алюминия приводит к осаждению, в результате чего алюминий становится твердым.
• Четвертый и последний этап ( Прокаливание ) включает в себя процесс термической обработки с использованием вращающихся печей. Этот метод нагрева удаляет оставшиеся примеси, а последующий материал представляет собой оксид алюминия или оксид алюминия.

Стадия 4: Плавка

• Последняя стадия обработки алюминия называется плавкой, также называемой процессом Холла-Эру, изобретенным в 1886 году. глинозем.
• Полученный расплавленный раствор чистотой 99,8 % разливают в формы и отливают. Впоследствии его можно сплавить с другими металлами или рафинировать для создания сверхчистого алюминия (99,99%).

Почему для моего проекта стоит выбрать алюминий?

Если вы пытаетесь определить подходящий сплав для вашего строительного проекта, вы можете рассмотреть многогранный алюминий из-за его многочисленных преимуществ:

• Легкий
• Гибкий
• Непроницаемый
• Перерабатываемый
• Без запаха
• Коррозионная стойкость
• Пластичность
• Электрическая и теплопроводность

Применение и доступность

Для чего используется алюминий?

Поскольку этот сплав настолько универсален, его применение охватывает предприятия и отрасли всех типов. Некоторые из наиболее узнаваемых функций алюминия включают аэрокосмическое строительство, оборудование для пищевой промышленности, бытовую технику и электрические проводники. Благодаря своей высокой коррозионной стойкости и проводимости алюминий идеально подходит для производства различных потребительских и коммерческих товаров.

Кто поставляет премиальный алюминий рядом со мной?

Вы ищете поставщики высококачественных металлов и сплавов поблизости? Pennsylvania Steel Company является надежным производителем металлов премиум-класса на всем восточном побережье и за его пределами — от Шарлотты, Северная Каролина, и Лонг-Айленда, штат Нью-Йорк, до Кливленда, штат Огайо. Лучшая компания по поставкам алюминия — это ближайший к вам офис продаж PA Steel, где наша команда готова предоставить вам превосходные материалы для вашего следующего проекта. Свяжитесь с нашим офисом продаж в вашем регионе, чтобы получить быструю и надежную поддержку клиентов по местным запросам.