Алюминий входит в состав сплава: Алюминиевые сплавы — марки, свойства и применение

Содержание

Химический состав алюминия и алюминиевых сплавов по ГОСТ 4784-97

Химический состав алюминия и алюминиевых сплавов по ГОСТ 4784-97

Марка сплава Цифро-воеобозна-чение Al, не менее Массовая доля элементов,% Прочие примеси
  Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Другие элементы каждая сумма
Алюминий
АДООО 99,8 0,150 0.150 0.030 0.020 0.020 0.060 0.020 0.02
АДОО 1010 99,7 0,200 0.250 0.030 0.030 0.030 0.070 0.030 0.03
АДООЕ 1010Е 99,7 0,100 0.250 0.020 0.010 0.020 0.010 0.040 Br 0.02 0.02 0.10
Vn+Ti0.02
АДО 1011 99,5 0,250 0.400 0.050 0.050 0.050 0.070 0.050 0.03
АДОЕ 1011Е 99,5
0,100
0.400 0.050 0.010 0.010 0.050 Br0.05 0.03 0.10
Vn+Ti0.02
АД1 1013 99,3 0,300 0.300 0.050 0.025 0.050 0.100 0.150 0.05
АД 1015 99,0 Si+Fe 1.0 0.050 0.050 0.100 0.050 0.05 0.15
АД1пл 99,3 0,300 0.300 0.020 0.025 0.050 0.100 0.150 0.02
Алюминиевые сплавы систем алюминий-медь-магний и алюминий-медь-марганец
Д1 1110 остальное 0,2-0,8 0,70 3,5-4,5 0,4-1,0
0,4-0,8
0,10 0,25 0,15 Ti+Zr0.2 0,05 0,15
Д16 1160 0,50 0,50 3,8-4,9 0,3-0,9 1,2-1,8 0,10 0,25 0,15 Ti+Zr0.2 0,05 0,15
Д16ч 0,20 0,30 3,8-4,9 0,3-0,9 1,2-1,8 0,10 0,25 0,15 0,05 0,15
В65 1165 0,25 0,20 3,9-4,5 0,3-0,5 0,15-0,3 0,10 0,10 0,05 0,10
Д18 1180 0,50 0,50 2,2-3,0 0,20 0,2-0,5 0,10 0,10 0,05 0,15
Д19 1190 0,50 0,50 3,8-4,3 0,5-1,0 1,7-2,3
0,10 0,10 все0,0002-0,0005 0,05 0,10
Д19ч 0,20 0,30 3,8-4,3 0,4-0,9 1,7-2,3 0,10 0,10 все0,0002-0,0005 0,05 0.10
АК4 1140 0,5-1,2 0,8-1,3 1,9-2,5 0,20 1,4-1,8 0,30 0,10 Ni0.8-1.3 0,05 0.10
АК4-1 1141 0,35 0,8-1,4 1,9-2,7 0,20 1,2-1,8 0,10 0,30 0,02-0,10 Ni0.8-1.4 0,05 0.10
АК4-1ч 0,1-0,25 0,9-1,3 1,9-2,7 1,3-1,8 0,10 0,02-0,10 Ni0.9-1.2 0,05 0.15
1201 0,20 0,30
5,8-6,8
0,2-0,4 0,02 0,10 0,02-0,10 V0.05-0.15 0,05 0.15
Zr0.1-0.25
АК6 1360 0,7-1,2 0,70 1,8-2,6 0,4-0,8 0,4-0,8 0,30 0,10 Ni0.1 0,05 0.10
АК8 1380 0,5-1,2 0,70 3,9-5,0
0,4-1,0
0,2-0,8 0,10 0,25 0,15 Ti+Zr0.2 0,05 0.15
1105 3,00 1,5 2,0-5,0 0,3-1,0 0,4-2,0 1,00 Ti+Cr+Zr0.2 0,05 0.20
Ni0.2
Алюминиевые сплавы системы алюминий-марганец
ММ 1403 остальное 0,60 0,70 0,30 1,0-1,5 0,2-0,6 0,10 0,25 0,10 0,05 0,15
АМц 1400 0,60 0,70 0,05-0,20 1,0-1,5 0,10 0,05 0,15
АМцС 1401 0,15-0,35 0,25-0,45 0,10 1,0-1,4- 0,05 0,10 0,10 0,05 0,10
Д12 1521 0,30 0,70 0,25 1,0-1,5 0,8-1,3 0,25 0,05 0,15
               Алюминиевые сплавы системы алюминий-магний
АМг0,5 1505 остальное 0,10 0,10 0,10 0,20 0,4-0,8 0,05 0,10
АМг1 1510 0,30 0,70 0,20 0,20 0,5-1,1 0,10 0,25 0,05 0,15
АМг1,5 0,40 0,70 0,20 0,10 1,1-1,8 0,10 0,25 0,05 0,15
АМг2 1520 0,40 0,50 0,15 0,1-0,5 1,7-2,4 0,05 0,15 0,15 0,05 0,15
АМг2,5 0,25 0,40 0,10 0,10 2,2-2,8 0,15-0,35 0,10 0,05 0,15
АМг3 1530 0,5-0,8 0,50 0,10 0,3-0,6 3,2-3,8 0,05 0,20 0,10 0,05 0,10
АМг3,5 0,25 0,40 0,10 0,10 3,1-3,9 0,15-0,35 0,20 0,20 Be0,0008 0,05 0,15
Mn+Cr0,1-0,5
АМг4 1540 0,40 0,50 0,10 0,2-0,7 3,5-4,5 0,05-0,25 0,25 0,15 0,05 0,15
АМг4,5 0,40 0,40 0,10 4,0-1,0 4-4,9 0,05-0,25 0,25 0,15 0,05 0,15
АМг5 1550 0,50 0,50 0,10 0,3-0,8 4,8-5,8 0,20 0,02-0,1 Be 0,0002-0,0005 0,05 0,10
АМг6 1560 0,40 0,40 0,10 0,5-0,8 5,8-6,8 0,20 0,02-0,1 Be 0,0002-0,0005 0,05 0,10
  Алюминиевые сплавы системы алюминий-магний-кремний
АД31 1310 остальное 0,2-0,6 0,50 0,10 0,10 0,45-0,9 0,10 0,20 0,15 0,05 0,15
АД31Е 1310Е 0,3-0,7 0,50 0,10 0,03 0,35-0,8 0,03 0,10 Br 0,06 0,03 0,10
АД33 1330 0,4-0,8 0,70 0,15-0,4 0,15 0,8-1,2 0,04-0,35 0,25 0,15 0,05 0,15
АД35 1350 0,7-1,3 0,50 0,10 0,4-1 0,6-1,2 0,25 0,20 0,10 0,05 0,15
АВ 1340 0,5-1,2 0,50 0,1-0,5 0,15-0,35 0,45-0,9 0,25 0,20 0,15 0,05 0,10
Алюминиевые сплавы системы алюминий-цинк-магний
1915 остальное 0,350 0,400 0,100 0,2-0,7 1,0-1,8 0,06-0,2 4,0-5,0 0,01-0,06 Zr0.8-0.2 0,05  0,15 
1925 0,700 0,700 0,800 0,2-0,7 1,3-1,8 0,200 3,4-4,0 0,100 Zr0.1-0.2  0,05  0,10
В95пч 0,100 0,150 1,4-2,0 0,2-0,6 1,8-2,8 0,1-0,25 5,0-6,5 0,05 0,05  0,10
В95пч 0,100 0,05-0,25 1,4-2,0 0,2-0,6 1,8-2,8 0,1-0,25 5,0-6,5 0,05 Ni0.1 0,05   0,10
В95 1950 0,500 0,500 1,4-2,0 0,2-0,6 1,8-2,8 0,1-0,25 5,0-7,0 0,05 Ni0.1 0,05   0,10
В93пч 0,100 0,2-0,4 0,8-1,2 0,100 1,6-2,2 6,5-7,3 0,100 0,05   0,10
В95-1 1,500 1,000 1,0-3,0 0,2-0,8 0,6-2,6 0,250 0,8-2,0 Ti+Zr0.2  0,05  0,20
Ni0.2
В95-2 1,500 0,900 1,0-3,0 0,2-0,8 1,0-2,8 0,250 2,0-6,5 Ti+Z0.15 0,05   0,20
Ni0.2
АЦпл 0,300 0,300 0,025 0,9-1,3 0,150 0,05   0,10
** Примечания.** Буква «Е» применяется для обозначения марок Аl и сплавов с электрическими характеристиками. Фактичесое содержание Al в нелегированном Al определется разностью между 100% и суммой всех элементов, присутствующих в количестве 0,01% или более (каждый), выраженный с точностю до второго десятичного знака. При определении марки Al содержание Ti, введенного в качестве модификатора, не учитывается в сумме примесей. Допускается устанавливать содержание Cu в сплаве АД1пл, равное 0,05% В Al марки АД0 допускается введение Ti до 0,15%, а в Al марки АМц — до 0,2% Сумма Ti+Zr ограничивается только для экструдированных и кованных полуфабрикатов.

Статьи

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 нейроно

Дюралюминий – это собирательное название сплавов на основе меди и алюминия. Свойства дюралюмина (английский вариант названия сплава) зависят от массовой доли как основных ингредиентов, так и легирующих добавок, которые вводятся в состав веществ

В частном жилом доме или современной квартире нередко используются медные трубы для прокладки инженерных коммуникаций. Такой материал не подвержен коррозии, долговечен, практичен и легко поддается ремонту. При необходимости соединения или ремонта под

Медь является одним из наиболее популярных представителей группы цветных металлов, используемых в промышленности. В таблице Менделеева элемент имеет порядковый номер 29 и обозначается как Cu. Физические свойства Данный металл имеет следующие фи

Дюралевые пластины – это металлические листы, выполненные из дюралюминиевого сплава и широко используемые как полуфабрикат во многих отраслях промышленности. Производство этих изделий в нашей стране было отлажено еще с советских времен, а техно

Латунь – это металлический сплав из меди и цинка. Химические свойства латуни зависят от процентного содержания цинка в смеси, которое может колебаться от 5% до 45%. Введение в сплав данного химического элемента снижает коэффициент трения матери

Алюминиевые бронзы представляют собой сплавы на основе меди, в которых главным легирующим металлом является алюминий. Материал обладает повышенными прочностными свойствами, не поддается коррозии и имеет небольшой коэффициент трения. Содержание алюмин

Медь – представитель группы цветных металлов, широко используемый в промышленности и быту на протяжении многих столетий. В таблице Менделеева элемент представлен в 11 группе 4 периода и обозначается латинской маркировкой Сu. Представляет собой

Бронза известна человечеству более 3000 лет как высокопрочный сплав на основе меди и олова. Металл обладает повышенной прочностью, не подвержен коррозии, хорошо поддается ковке, из-за чего сфера его применения затрагивает большинство отраслей промышл

Медь широко использовалась человеком с древних времен. Данный металл залегает в недрах земной коры в виде крупных самородков и часто применяется в чистом виде. Благодаря физико-химическим свойствам меди и простоте в обработке, она нашла применение во

Латунь представляет собой металлический сплав на основе меди и цинка. Последний элемент используется в качестве легирующей добавки, и от его содержания зависят свойства сплава. При концентрации цинка в сплаве в количестве 6% – 20% он называется

Алюминий АМЦ входит в систему Al – Mn и относится к сплавам, деформируемым при помощи давления. В состав металла этой марки входит от 96 до 99% алюминия и от 1 до 1,5% марганца. В соответствии с нормами ГОСТ 4784-97 содержание других примесе

Алюминий В95 представляет собой термоупрочняемый сплав особо высокой прочности. В состав металла входят алюминий (до 91,5%), медь (от 1,4 до 2%), цинк (от 5 до 7%) и магний (от 1,8 до 2,8%), также в него включено до 0,6% марганца, что делает В95 с

Алюминий Д16 – это сплав высокой прочности, входящий в систему Аl–Сu–Мg. Состав, свойства и характеристики сплава алюминия Д16 регламентированы ГОСТ 4784-97. В качестве легируемых элементов в него добавлены магний, марганец и мед

Сплав алюминия АМг6 относится к магналиям, имеющим высокую пластичность и прочность. Химический состав, который должен иметь металл АМг6, прописан в ГОСТ 4784-97. В него входит алюминий (93%), магний (от 5,8 до 6,8%) и другие вещества. В этом спла

АМг – марка алюминия, включающая в себя разные сплавы системы Al-Mn. Этот вид металла имеет повышенную устойчивость к возникновению пятен ржавчины, высокие прочностные и пластичные свойства. Также он отличается: универсальностью,

Алюминий АМг2 деформируемый давлением сплав системы Al–Mg. Марка АМг2 характеризуется: небольшим весом, прекрасной свариваемостью, высокими антикоррозийными и прочностными характеристиками. Прочность этого сплава выше, чем у м

Алюминий АМг5 представляет собой деформируемый сплав, главным легирующим элементом в нем выступает магний, доля которого составляет от 4,8 до 5,8%. Марка алюминия АМг5 применяется для изготовления изделий способом горячей или холодной деформации.

Нержавеющая проволока – это объединенное понятие для всех стальных металлоизделий с: Полнотелым сечением (круг) Высокой стойкостью к повреждению ржавчиной (антикоррозийность) В своей категории, меж тем, данный нержавеющий проволочн

Бронза – это второй промышленно востребованный сплав на основе меди после латуни. В бронзовых составах используются различные легирующие компоненты, а в латунных – это цинк.  Основным же элементом для бронзовых соединений является ол

Нержавеющая сталь – собирательное понятие для ряда стальных сплавов, имеющих различные компонентные составляющие, но обладающие едиными параметрами антикоррозийной устойчивости. На самом деле, главным элементом всех видов нержавейки, который

Титановые металлоизделия, вероятно, заменили бы собой все уже существующие виды металлопроката, если бы не очень высокая стоимость как производства самого металла, так и изделий из него. Ввиду этого, использование титановой продукции реализуется

Для производства сложных технических деталей из материалов любого физико-химического состава требуется применение современного оборудования по их обработке. Наиболее частым инструментом являются станки для резки. По конструкции, способу и назначению

Рулонная сталь – самая популярная заготовка для производства листового проката. Она лежит в основе наиболее стойких к коррозии изделий. Данный материал не поддается влаге. Чтобы согнуть, разрезать или сварить лист потребуется применить большие

Труба – это вид промышленного изделия, представляющее собой вытянутый пустотелый предмет круглого, квадратного или прямоугольного сечения. Назначение материала: транспортировка сырья любого состояния и химического состава (вода, газ, нефть,

Металлопрокат изготавливается в большом количестве. Широкий сортамент продукции, выпускаемой производственными компаниями, проходит длинный путь от склада до торговой площадки. За это время, изделия должны сохранить свои эксплуатационные характер

Строительство – одна из самых быстро прогрессирующих отраслей, которая регулярно пополняется инженерными новинками. За всю историю металлов наибольшую популярность в данной сфере заслужила именно нержавеющая сталь. Она используется в бытов

Металлопродукция – основная отрасль производства строительных материалов, проката используемого во всех отраслях и сферах жизнедеятельности, которая наибольшее применение имеет в строительной индустрии и машиностроении. Причина огромной по

Для уменьшения теплопотерь, особенно в холодное время года, требуется надежная теплоизоляция всех конструкций выступающих за пределы отапливаемого помещени. Особое внимание уделяется теплоизоляции трубопроводов. В качестве современного теплоизо

Металлопрокат – продукт не теряющий своей популярности и спроса даже в условиях кризиса. В современном строительстве незаменим, благодаря широкому сортаменту продукции и высоким эксплуатационным характеристикам. Среди сотен товаров мета

АЛЮМИНИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Главная › Металлы

23.05.2020

Металл алюминий — мечта многих производств. Коррозия ему не страшна, он прекрасно проводит электрический ток, цветной металл легче железа почти в три раза, отличается прочностью. Не магнитится, легко образует сплавы с металлами.

Второе имя алюминия — крылатый металл. Появление чистого алюминия открыло человеку дорогу в небо.

Как искали неизвестный алюминий

История открытия алюминия вяло тянулась с античности. Плиний пишет о квасцах (Alumen). Но под квасцами понимались разные вещества. Это антимоний, тартар, щелочь, гипс.

Лавуазье высказал здравую мысль: алюмина является окислом неизвестного металла. Тут химики оживились и стали пытаться «выцепить» незнакомца. Попыток было много, но только в 1825 году датчанин Эрстед извлек-таки неизвестный металл, напоминающий олово. Назвали его алюминием.

Свойства крылатого металла

Алюминий (Aluminium) имеет несчастливый 13 номер в периодической таблице Менделеева. Однако на счастливую судьбу металла это не повлияло.

Этот легкий серебристый металл послушно поддается механической обработке и литью, имеет большую тягучесть.

Редкая способность — быстро образовывать окисные пленки на поверхности чистого металла. Но эти пленки не слишком хорошо защищают от коррозии. Надежнее химическое и электрохимическое оксидирование. Формула оксидной пленки А12Оз.

Химические и физические характеристики алюминия:

  • плотность 2,7 г/см3;
  • температура плавления 660°С;
  • кипит цветной металл при температуре 2518°С;
  • строение кристаллической решетки гранецентрированное, кубическое;
  • степени окисления 0; +3.

С помощью металлического алюминия (его взаимодействия с оксидами металлов) получают трудновосстанавливаемые металлы. Этот метод называется алюминотермия.

Алюминий имеет один стабильный изотоп, 27Al.

Микроструктура алюминия на протравленной поверхности слитка, чистотой 99,9998 %, размер видимого сектора около 55×37 мм

Неправда, но хорошо придумано

В печатных изданиях, а сейчас и в интернете гуляет история о крестьянине, который вел «крамольные беседы о полете на Луну».

Крестьянина (или мещанина), по одним сведениям Петрова, по другим Никифорова, сослали в киргизский поселок Байконур» Якобы известие о факте напечатано был в Московских губернских новостях», в 1848 году.

Сейчас, когда с космодрома Байконура ушли в космос не один десяток спутников и станций, этот факт выглядит пророческим и мистическим.

Алюминиевые сплавы, плюсы и минусы

Кодовый символ, указывающий, что алюминий может быть вторично переработан

Чистый алюминий в строительных конструкциях применять нецелесообразно. Прочностные характеристики у него «так себе». А вот алюминиевые сплавы — другое дело. Сейчас известны и используются около 60 сплавов. Можно выбрать для любых нужд, на любой вкус.

Классификация сплавов проводится по составу, свойствам, по способности к термической обработке.

Добавки меди, магния и марганца, цинка существенно улучшают характеристики сплава в сравнении с чистым металлом. Этими металлами чаще всего легируют алюминий. Титан, литий, ванадий, церий, скандий, некоторые редкоземельные элементы для легирования применяются реже, но свойства этих сплавов также востребованы в промышленности.

Дюраль

Дюралюмины — сплавы алюминия с медью (4%), магнием (0,5%) и небольшого количества железа, марганца, кремния. Недостаток дюралей — подверженность коррозии; с ней справляются, применяя анодирование, плакировку, авиационную грунтовку, окрашивание.

Востребованные свойства сплава: хорошая статическая и усталостная прочность, высокая вязкость разрушения.

Широко применяется в деталях и конструкциях, где большую роль играет масса изделия. Главные потребители сплава — авиация, судостроение, космонавтика.

Сплав 7075

Разрабатывался компанией Sumitomo Metal Corporation (Япония) в строжайшей тайне.

Представляет соединение алюминия с цинком (до 6%), магния (2-2,5%), меди (до 1,5%). В тот же сплав добавлены титан, кремний, марганец, хром, железо. Добавки эти составляют не более 0,5%, но свой вклад в свойства сплава вносят.

Модификации сплава:

  • 7075-0;
  • 7075-06;
  • 7075-Т651;
  • 7075-Т7;
  • 7075-АСР.

Сплавы устойчивы к коррозии, хорошо полируются.

Применяются в производстве винтовок для армии и граждан. Промышленности автомобильная, авиационная, морская активно используют сплав. Его минус — достаточно высокая цена.

Сплавов разных много

В России довольно много сплавов с разными свойствами:

  • D1, D16, 1161, 1163 — алюминий, магний, медь;
  • АМГ1 — АМГ6, сплав алюминия и магния;
  • AD31, AD33, AD35, AB — алюминий, кремний, магний. Список легко продолжить.

Старость в радость

Не всегда старость — это плохо. Металл — как человек или вино; с возрастом свойства алюминия меняются; он становится лучше, крепче, сильнее.

Естественное старение металла происходит при нормальных условиях; можно сказать, что металл «дозревает».

Искусственное старение проходит при термообработке и пластическом деформировании.

Термическая обработка бывает разных видов. Выбор зависит от назначения будущего сплава.

Вид термообработкиЧто дает термообработка
Закалка с полным искусственным старениемВысокая прочность сплава, но некоторое снижение пластичности
Закалка со стабилизирующим старениемХорошая прочность, довольно высокая стабильность структуры
Закалка с последующим смягчающим отпускомХорошая пластичность, но снижение прочности сплава
Искусственное старениеПовышает прочность сплава, улучшает возможность обработки резанием
ОтжигПовышение пластичности, уменьшение остаточных напряжений металла
ЗакалкаУлучшает прочностные характеристики
Закалка и неполное искусственное старениеПовышает прочность при сохранении пластичности

Минералы, месторождения…а самородный алюминий?

Запасы алюминия в природе огромны. Среди металлов он держит первое место по распространенности. Но «общительность», активность элемента привела к тому, что в чистом виде металл практически отсутствует.

Производство алюминия в миллионах тонн

Минералов, содержащих алюминий, много:

  • бокситы;
  • глиноземы;
  • полевые шпаты;
  • нефелины;
  • корунды.

Так что добыча алюминиевого сырья не составляет большого труда.

Если все запасы на Земле истощатся (что сомнительно), то алюминий можно добывать из морской воды. Там его содержание составляет 0,01 мг/л.

Кто захочет увидеть самородный алюминий, тому придется опускаться в жерла вулканов.

Происхождением такой металл из самых глубин нашей планеты.

Как производят крылатый металл

Производство металла можно разделить на две стадии.

  • Первая — добыча бокситов, их дробление и отделение кремния при помощи пара.
  • Вторая стадия: глинозем смешивают с расплавленным криолитом и воздействуют на смесь электротоком. В процессе реакции жидкий алюминий оседает на дне ванны.

Образовавшийся металл отливают в слитки; далее он отправляется потребителям или на производство сплавов и высокочистого алюминия.

Метод энергозатратный, «кушает» много электричества.

Бывает технический и сверхчистый

Полученный алюминий называется техническим или нелегированным. В нем содержание чистого металла не менее 99%. Его потребляет электронная промышленность, он необходим в производстве теплообменных и нагревательных устройств, осветительного оборудования.

Часть этого металла отправляется на дополнительную очистку, «рафинирование». В результате имеем металл высокой чистоты, с содержанием алюминия не менее 99,995%.

Его употребляют в электронике, в производстве полупроводников. Кабельное производство, химическое машиностроение сейчас не обойдется без сверхчистого алюминия.

Металл для крыльев

Без такого металла, как алюминий, невозможно покорение неба. Крыльев людям не дано, а летать хочется человеку с давних времен. Не напрасно миф об Икаре живет с античных времен. Попытки взлететь предпринимались неоднократно.

Но прорыв случился в 1903 году, когда романтики неба и замечательные механики братья Райт подняли в воздух самолетик. Этот самолет открыл путь в небо.

Где применяется

Применение легкого и прочного металла необходимо не только в авиации.

В пуленепробиваемых и бронированные стеклах, экранчиках смартфонов присутствует сапфир. У таких стекол высокая прочность на сжатие.

Из алюминия делают фольгу, которую используют в электрических конденсаторов. Домохозяйки с удовольствием запекают в фольге вкусняшки для домашних. Кастрюли, сковородки, другие изделия для домашнего хозяйства производят из «крылатого металла».

Тонко молотый порошок металла используют для производства прочной краски.

Вы удивитесь, но алюминиевая кастрюлька в кухне, самолет и перстень с сапфиром — родня. В каждом есть наш герой.

Оксид алюминия — это корунд. А к ним относятся сапфиры, рубины, изумруды — все эти короли драгоценных камней содержат алюминий. Сам корунд используют как наждак.

Купить металл

Стоимость металла на бирже 148 USD за тонну (на 05.05.2020).

Рекомендуем:  ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ — всё, кроме железа Алюминий — дороги, которые он выбирает Ссылка на основную публикацию

Основные свойства алюминия: области применения

Вопросы, рассмотренные в материале:

  • Как был открыт алюминий и каковы его основные свойства
  • Основные физические свойства алюминия
  • Основные химические свойства алюминия
  • Как применяют основные свойства алюминия
  • Как используют основные свойства алюминия в строительстве

Основные свойства алюминия делают этот материал по-настоящему универсальным и ценным. Его используют во всех видах промышленного производства, в сельском хозяйстве, в быту, в коммерции. Обладает огромным количеством преимуществ по отношению к стали и другим видам металла.

Самые популярные сферы применения алюминия – изготовление металлоконструкций и металлообработка. О том, какие свойства металла и где конкретно они нашли свое применение, читайте далее.

Как был открыт алюминий и каковы его основные свойства

Алюминий представляет собой парамагнитный металл, достаточно легкий, имеющий серебристый цвет. Он хорошо поддается механической обработке и литью, просто формуется.

В земной коре этот элемент третий по распространенности, впереди только кислород и кремний.

Наши недра содержат целых 8 % данного металла, что значительно больше золота, количество которого составляет не более пяти миллионных долей процента.

Алюминий активно используется в большинстве сфер производства. Его сплавы применяются для изготовления бытовой техники, транспорта, в машиностроении и электротехнике. Капитальное строительство также не может обойтись без него.

Он чрезвычайно распространен в земной коре, являясь первым из металлов и третьим химическим элементом (первое место у кислорода, второе – у кремния). Доля алюминия в наших недрах – 8,8 %. Металл является частью большого количества горных пород и минералов, основной из которых – алюмосиликат.

В виде соединений алюминий находится в базальтах, полевых шпатах, гранитах, глине и пр. Однако в основном его получают из бокситов, которые достаточно редко встречаются в виде месторождений. В России такие залежи есть только на Урале и в Сибири. В промышленных масштабах алюминий можно также добывать из нефелинов и алунитов.

Ткани животных и растений содержат алюминий в виде микроэлемента. Некоторые организмы, например, моллюски и плауны, являются его концентраторами, накапливая в своих органах.

Человечеству с давних времен знакомо соединение алюминия под названием алюмокалиевые квасцы. Применялось оно в процессе выделки кожи, в качестве средства, которое, набухая, связывает различные компоненты смеси. Во второй половине XVIII в. ученые открыли оксид алюминия. А вот вещество в чистом виде получили значительно позже.

Впервые это удалось Ч. К. Эрстеду, который выделил алюминий из хлорида. Проводя опыт, он обрабатывал соли калия амальгамой, в результате чего выделился порошок серого цвета, признанный всеми чистым алюминием.

В дальнейшем, исследуя металл, ученые определили его химические свойства, проявляющиеся в высокой способности к восстановлению и активности. Именно поэтому с алюминием долгое время не работали.

Но уже в 1854 г. французский ученый Девиль, применив электролиз расплава, сумел получить металл в слитках. Данный метод используется и сейчас. В промышленных масштабах алюминий стали производить в начале XX в., когда предприятия смогли получить доступ к большому количеству электроэнергии.

Сегодня алюминий является одним из самых используемых в производстве бытовой техники и строительстве металлом.

Основные физические свойства алюминия

Основные характеристики алюминия – высокая электро- и теплопроводность, пластичность, устойчивость к холоду и коррозии. Его можно обрабатывать посредством прокатки, ковки, штамповки, волочения. Алюминий прекрасно поддается сварке.

Примеси, присутствующие в металле в различных количествах, значительно ухудшают механические, технологические и физико-химические свойства чистого алюминия. Основными из них являются титан, кремний, железо, медь и цинк.

По степени очистки алюминий разделяют на технический металл и высокой чистоты. На практике различия данных типов – в стойкости к коррозии в различной среде. Стоимость напрямую зависит от чистоты алюминия. Технический металл подходит для производства проката, различных сплавов, кабельно-проводниковых изделий. Чистый используют для специальных целей.

Алюминий обладает высокой электропроводностью, уступая только золоту, серебру, меди. Однако сочетание данного показателя с малой плотностью позволяет использовать его при производстве кабельно-проводниковых изделий наравне с медью. Электропроводность металла может увеличиваться при длительном отжиге или ухудшаться при нагартовке.

Увеличивая чистоту алюминия, производители повышают его теплопроводность. Снизить данное свойство способны примеси меди, марганца и магния. Более высокую теплопроводность имеют исключительно медь и серебро. Именно благодаря данному свойству данный металл используют для производства радиаторов охлаждения и теплообменников.

Удельная теплоемкость алюминия, как и температура его плавления, достаточно высока. Данные показатели значительно превышают аналогичные значения большей части металлов. С повышением чистоты металла увеличивается и его способность отражать от поверхности световые лучи. Алюминий хорошо поддается полировке и прекрасно анодируется.

Металл близок по свойствам к кислороду, его поверхность на воздухе быстро затягивается пленкой из оксида алюминия – тонкой и прочной.

Обладая антикоррозионными свойствами, она защищает металл от образования ржавчины и предупреждает дальнейшее окисление.

Алюминий не взаимодействует с азотной кислотой (концентрированной и разбавленной) и органическими кислотами, он стоек к воздействию пресной, соленой воды.

Эти особенности алюминия придают ему устойчивость к коррозии, что и используется людьми. Именно поэтому его особенно широко применяют в строительстве. Интерес к нему увеличивается еще и по причине его легкости в сочетании с прочностью и мягкостью. Такие характеристики есть далеко не у всякого вещества.

Помимо вышеуказанных, алюминий имеет еще несколько интересных физических свойств:

  • Ковкость и пластичность – алюминий стал материалом изготовления прочной и легкой тонкой фольги, а также проволоки.
  • Плавление происходит при температуре +660 °С.
  • Температура кипения +2 450 °С.
  • Плотность – 2,7 г/см³.
  • Наличие объемной гранецентрированной металлической кристаллической решетки.
  • Тип связи – металлический.

Области использования алюминия определяются его химическими и физическими свойствами. Характеристики металла, рассмотренные выше, применяются в бытовых целях. Основные свойства алюминия, как прочного, особо легкого, антикоррозийного материала, используются в судо- и авиастроении. Именно поэтому важно их знать.

Основные химические свойства алюминия

С химической точки зрения алюминий является чрезвычайно сильным восстановителем, имеющим способность в чистом виде быть высоко активным веществом. Основное условие – убрать оксидную пленку.

Алюминий способен вступать в реакции с:

  • щелочными соединениями;
  • кислотами;
  • серой;
  • галогенами.

Алюминий не взаимодействует в обычных условиях с водой. Йод – единственный из галогенов, с которым у металла происходит реакция без нагревания. Для взаимодействия с прочими требуется увеличение температуры.

Рассмотрим несколько примеров, показывающих химические свойства данного металла. Это уравнения, иллюстрирующие взаимодействие с:

  • щелочами: 2Al + 6h3O + 2NaOH = Na[Al(OH)4] + 3Н2;
  • кислотами: AL + HCL = AlCL3 + h3;
  • серой: 2AL + 3S = AL2S3;
  • галогенами: AL + Hal = ALHal3.

Основным свойством алюминия считается его способность восстанавливать иные вещества из их соединений.

Реакции его взаимодействия с оксидами иных металлов хорошо показывают все восстановительные свойства вещества. Алюминий прекрасно выделяет металлы из различных соединений. Примером может служить: Cr2O3 + AL = AL2O3 + Cr.

Металлургическая промышленность активно использует эту способность алюминия. Методика получения веществ, которая основывается на данной реакции, называется алюминотермия. Химическая индустрия использует алюминий чаще всего для получения иных металлов.

Как применяют основные свойства алюминия

Алюминий в чистом виде имеет слабые механические свойства. Именно поэтому наиболее часто применяют его сплавы.

Таких сплавов достаточно много, вот основные из них:

  • алюминий с марганцем;
  • дюралюминий;
  • алюминий с магнием;
  • алюминий с медью;
  • авиаль;
  • силумины.

В основе этих сплавов лежит алюминий, отличаются они исключительно добавками. Последние же делают материал прочным, легким в обработке, более стойким к износу, коррозии.

Есть несколько основных областей применения алюминия (чистого или в виде сплава). Из металла изготавливают:

  • фольгу и проволоку для бытового использования;
  • посуду;
  • морские и речные суда;
  • самолеты;
  • реакторы;
  • космические аппараты;
  • архитектурные и строительные элементы и конструкции.

Алюминий является одним из самых важных металлов наравне с железом и его сплавами. Эти два элемента таблицы Менделеева наиболее широко применяются человеком в своей деятельности.

Как используют основные свойства алюминия в строительстве

Строительство – одна из основных отраслей-потребителей алюминия. 25 % всего вырабатываемого металла используется именно в ней. Современный облик мегаполисов был бы невозможен без использования алюминия. Он дает возможность создавать функциональные и красивые здания, стремящиеся ввысь. Небоскребы офисных центров имеют фасады из стекла, закрепленные на прочных, легких рамах из алюминия.

Современные торговые, развлекательные и выставочные центры в основе своей имеют каркас из алюминия. Конструкции из данного металла используются для возведения бассейнов, стадионов и других спортивных строений. Алюминий – один из самых востребованных у архитекторов, строителей, дизайнеров металлов. Почему? Давайте разберемся.

Алюминий – прочный и легкий металл, не поддающийся коррозии, имеющий долгий срок службы и совершенно нетоксичный. Он легко поддается обработке, сварке, паянию, его просто сверлить, распиливать, связывать и соединять шурупами.

Этот металл способен принять любую форму посредством экструзии. Алюминий поможет воплотить самый смелый замысел архитектора.

Из него изготавливаются конструкции, которые невозможно сделать из иных материалов: пластика, дерева или стали.

За прошлый век алюминий прошел путь от металла, редко используемого в строительстве из-за дороговизны и недостаточных объемов производства, до наиболее часто применяемого. 1920-е годы стали переломными.

Благодаря электролизной технологии значительно снизилась стоимость его производства – в 5 раз.

Алюминий стали применять в производстве стеновых панелей и водостоков, декоративных элементов, а не только для сводов и отделки крыш.

Empire State Building – первый небоскреб, при возведении которого широко применялся алюминий. Он был построен в 1931 году и оставался самым высоким в мире до 1970 г.

Алюминий активно использовался в конструкциях этого здания. В интерьере его также применяли достаточно широко. Фреска, расположенная на стенах и полке лобби, являющаяся визитной карточкой сооружения, сделана из алюминия и золота в 23 карата.

80 лет – таков минимальный срок эксплуатации конструкций из алюминия. Применение этого металла не ограничено климатическими условиями, его свойства остаются прежними при температурах от -80 °С и до +300 °C. Пожары редко могут разрушить алюминиевые сооружения. Низкие же температуры, наоборот, увеличивают его прочность.

Примером может служить алюминиевый сайдинг.

Отражающее покрытие в виде фольги и теплоизоляция создают вместе с ним прекрасную защиту от холода, которая в 4 раза более эффективна, чем облицовка кирпичом толщиной 10 см или камнем толщиной 20 см.

Именно поэтому алюминий все чаще можно встретить при строительстве объектов в условиях холодного климата: в РФ – на Северном Урале, в Якутии и Сибири.

Но еще более важным качеством алюминия является его легкость. При одинаковой жесткости пластина из алюминия в два раза легче стальной. И все благодаря низкому удельному весу. Если посчитать, то выйдет, что вес алюминиевой конструкции при равной несущей способности в два, а иногда и в три раза ниже массы стальной и в семь раз ниже железобетонной.

В настоящее время алюминий используют для строительства небоскребов и иных высоких строений. Металл делает здание значительно легче, что удешевляет постройку за счет меньшей глубины фундамента. Ведь чем больший вес имеют сооружения, тем фундамент должен быть глубже.

Разводные мосты, выполненные из алюминия, также имеют небольшой вес, что облегчает работу механизмов, противовесы для таких конструкций должны быть минимальными. Данный металл вообще дает возможность архитекторам не ограничивать фантазию.

Да и работать с таким легким материалом значительно проще, быстрее и удобнее.

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

  • цветные металлы;
  • чугун;
  • нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Алюминий — «серебро из глины»

Представить современную жизнь без этого металла невозможно. Упаковка таблеток, тара для напитков, начинка холодильника и многое другое – все это алюминий.

Что представляет собой

Алюминий – это металл, элемент периодической системы Д. И. Менделеева №13. Простое вещество с формулой из одного символа – Al.
  • Международное обозначение – Al (Aluminium).
  • Структура решетки – куб, центрированный по граням.
  • Цвет изначально белый, но на воздухе создается серебристо-матовая пленка-оксид.
  • По классификации цветных металлов причислен к группе легких (вместе с титаном и магнием).

Алюминий – самый распространенный в земной коре среди металлов и третий среди химических элементов, вслед за кислородом и кремнием.

Как был открыт

Бокситы и глинозем известны людям веками. С алюминием как металлом они познакомились только к середине XIX века.

Мировой опыт

История открытия – это опыты ученых-одиночек:

  • Первую попытку предпринял Парацельс (XVI век). Он выделил из квасцов «квасцовую землю», содержащую оксид неизвестного металла (алюминия).
  • Два века спустя процесс повторил немецкий химик Андреас Маргграф. Тоже получил оксид металла, которому присвоил название alumina («вяжущий»).
  • Первые миллиграммы металла выделил датчанин Ганс Эрстед. Физик-практик выбрал исходником хлорид алюминия. Нагревая и воздействуя калийной амальгамой, получил чистый металл.
  • Чистый калий, а не амальгаму использовал Фридрих Велер. Восстановив металл (получилось несколько крупинок), описал его свойства.
  • Еще дальше пошел француз Сент-Клер Девиль. Он изготовил слиток металла, использовав метод Велера. Но вместо калия взял натрий. Девиль предъявил слиток публике на Всемирной выставке в Париже (1855 год), сотворив сенсацию. Спустя год получил металл методом электролиза. Такой успех объясним: ученого спонсировал сам Наполеон III, рассчитывавший приспособить металл для военных нужд.

Получение металла промышленными партиями – заслуга американца Чарльза Холла и француза Поля Эру. Независимо друг от друга они к 1886 году разработали методику расплава глинозема в криолите электролизом.

С глиноземом экспериментировали и русские ученые. Метод, предложенный К.И.Байером, стал классическим для алюминиевой промышленности мира.

Первый алюминиевый завод – Волховский – ввели в строй во времена СССР (1932 год).

Производство сырья исчислялось тысячами тонн. Эта отрасль была на особом счету: ее продукт обеспечивал обороноспособность государства.

Сегодня монополист по добыче и переработке сырья – компания «Русал» («Русский Алюминий»).

Новое «золото»

Первый алюминий был дороже золота:

  • Европейская знать использовала алюминиевые столовые приборы (гостям попроще выдавались серебряные или золотые). Моду задал своим указом император Франции Наполеон III.
  • Ювелиры изготавливали украшения класса люкс.
  • Бесценный подарок сделали англичане русскому гению Дмитрию Менделееву – весы с чашами из золота и алюминия.

Дешевый метод появился к началу ХХ века. В 1911 году во французском Дюрене выпустили первую партию металла. Его назвали в честь этого города. А алюминий перешел в разряд бижутерии.

История названия

Латинский термин восходит к корню alumen. Так назывались квасцы, издревле используемые лекарями.

В России металл именовали «серебром из глины», поскольку глинозем – главный компонент глины.

7,4-8,1% земной коры – это алюминий. В природе представлен горными породами и минералами, формирующими земную кору.

Почти всегда это соединения алюминия:

  • Бокситы (оксиды с примесью кремния, кальция, железа).
  • Глиноземы (каолиново-песчаная либо известковая, магнезиальная смесь).
  • Нефелины (с калием).
  • Каолиниты.
  • Корунды.

В сегменте корундов соседствуют «суровый» наждак и ювелирные минералы: сапфир, рубин. Строение их решеток идентично.

«Алюминиевые» самоцветы: сапфир, рубин, изумруд, аквамарин, александрит.

Соединения алюминия найдены в воде рек, морей, океанов. В чистом виде – только в жерлах вулканов.

Месторождения и методы добычи

Главное сырье для получения алюминия – бокситы. Их залежи сосредоточены в тропиках и субтропиках.

Добыча алюминия

Россия богата нефелиновыми рудами, источник которых – север страны (Кольский полуостров и Кемеровская область).

Мировые запасы сырья исчисляются миллионами тонн.

Добыча ведется открытым либо закрытым способом.

Физико-химические характеристики

Для практических целей важны следующие свойства алюминия:

  • Теплопроводность (выше только у меди и серебра).
  • Легкость, пластичность.
  • Электропроводность (впереди только медь, золото и серебро).
  • Неуязвимость к коррозии. Это свойство обеспечивает прочная пленка-оксид, которой на воздухе покрывается металл. Дальше он не окисляется. Взаимодействие с металлами, кислотами, водой нулевое. При удалении пленки химическая активность восстанавливается.
  • Холодостойкость (на морозе не становится хрупким).

Наконец, с ним легко работается. Металл подходит для любого вида обработки (штамповка, волочение, ковка, прокат, полировка).

Микроструктура алюминия на протравленной поверхности слитка, чистотой 99,9998 %

Способы получения

Бокситная руда – это глинозем (45-58%) плюс соединения железа, титана, кремнезем. Ее транспортируют на обогатительную фабрику.

Для очистки глинозема применяют процесс К.И.Байера:

  1. Руду загружают в автоклав, где нагревают с едким натром, охлаждают.
  2. Отделяют твердый осадок.
  3. Гидроокись осаждают, прокаливают.

На выходе получают оксид алюминия, то есть чистый глинозем. Его тестируют на калибровку и чистоту, затем превращают в алюминий.

  1. Свойства алюминия делают невозможным применение классических для металлов способов восстановления.
  2. Сегодня металл высвобождают способом, придуманным в конце XIX века (метод Холла-Эру).

Изучается возможность производства металлического алюминия через частичное  восстановление. Образуется карбид алюминия, который разлагают при 1950°С. По расчетам, он рентабельнее классического.

Из нефелинов попутно получают кальцинированную соду, поташ, цемент, удобрения.

Алюминий vs медь

Эти металлы – соперники на рынке. У каждого свои достоинства и недостатки.

Главные конкурентные преимущества алюминия – легкость, пластичность, дешевизна (втрое по сравнению с медью).

Медь отличается более высокой тепло- и электропроводностью.

Где используется

Характеристики алюминия обусловили его применение во всех отраслях хозяйства – от ракетостроения до производства пищевой фольги.

По степени чистоты металла различают два вида: технический и высокой чистоты.

Промышленность

Металл используют как конструкционный материал и восстановитель.

Например, трубы из него долговечны, надежны. Кроме магистральных газо-, водопроводов, радиаторов отопления, это элементы бензобаков, автомобилей, самолетов, судов. Их используют декораторы и укладчики дорог.

Металлургия

Металл применяется как базис для сплавов. В отличие от природных примесей, сплавы создаются людьми. Их искусственное происхождение обнуляет природные недостатки материала. Например, медь и магний повышают порог прочности.

Алюминиевых сплавов сотни, самые известные:

  • дюралюминий – плюс медь, магний;
  • силумин – плюс кремний.

Другие легирующие элементы – железо, никель.

Как мощный раскислитель задействован в производстве сталей. Благодаря ему исключена пористость отливок и слитков.

Электротехника

Это оптимальный материал для ассортимента изделий:

  • Провода, кабели, тепловое оборудование.
  • Холодильные, другие криогенные системы.
  • Клапаны двигателей внутреннего сгорания, нефтяных платформ, турбин.

Алюминий заменяет затратный процесс цинкования.

Энергетика

Металл выступает универсальным вторичным энергоносителем для выработки тепла, производства водорода, электричества для электрохимических генераторов.

Применяется в теплообменниках, радиаторах охлаждения.

Строительство

Газообразующий агент, благодаря которому возможно получение пористого строительного материала.

Технологи работают над созданием пенистого алюминия – сверхлегкого, сверхпрочного материала нового поколения.

Из алюминия сделан первый самолет (1919 год). Сегодня это сырье номер один в авиа- и ракетостроении. Он есть в корпусах самолетов, ракет, спутников.

Алюминий и его соединения – основа либо компонент топлива для ракет.

Дешевый легкий металл приспособили для производства автоматов, гранатометов, пистолетов, взрывчатки.

Другие отрасли

Металл популярен в «мирных» сегментах.

Пищевая промышленность

  • В пищепроме это упаковка продуктов питания, фольга для кулинарных целей (например, запекания в духовке).
  • Алюминий – это пищевая добавка Е173.

Столовые приборы для общепита, армии (котелки, фляги), пенитенциарных заведений тоже алюминиевые.

Медицина

Алюмогель – основа препаратов при проблемах желудочно-кишечного тракта. Самые известные – Маалокс, Альмагель.

Ювелирное дело

Ювелиры любили алюминий: его легко обрабатывать, а пленка на поверхности придает сходства с благородной патиной.

Но эти времена прошли. Сегодня металл в почете только у японцев. Мастера выполняют традиционные украшения для причесок, одежды. Они проходят как бижутерия, заменяя элитарное серебро.

Мода прихотлива: сегодня появились украшения класса люкс из бетона как оправы. Так что всплеск популярности ювелирного алюминия не исключен.

Предостережение

Алюминий не заложен изначально в биологические организмы. Но человек получает его микродозы ежедневно – с пищей.

Им богаты горох, пшеница, рис, овсяный «геркулес». Доказана польза алюминия как стимулятора регенерации, развития тканей, работы ЖКТ, ферментов.

Однако его переизбыток (откладывается в костях, мозге, печени, почках) чреват тяжелыми расстройствами нервной системы.

По стандартам РФ, в литре питьевой воды не должно быть более 0,2 мг алюминия.

Алюминиевой посудой пользоваться можно, но ограниченно. Безопасны готовка, подогрев, хранение продуктов с нейтральными характеристиками. Приготовление кислых блюд (щи, томат, компот) опасно. Алюминий поступит в еду, создавая избыточную дозу при попадании в организм, плюс «железный» привкус.

Цены

На 2021 год стоимость тонны сырья на мировых рынках превышает $2000. За последние три года она колебалась, достигая максимума ($2300, май 2018) и минимума (в коронакризисс — $1500, апрель 2020 года).

Алюминий

Кусок чистого алюминия

Алюминий — очень редкий минерал семейства меди-купалита подкласса металлов и интерметаллидов класса самородных элементов. Преимущественно в виде микроскопических выделений сплошного мелкозернистого строения.

Может образовывать пластинчатые или чешуйчатые кристаллы до 1 мм., отмечены нитевидные кристаллы длиной до 0,5 мм. при толщине нитей несколько мкм.

Лёгкий парамагнитный металл серебристо-белого цвета, легко поддающийся формовке, литью, механической обработке.

СТРУКТУРА

Кубическая гранецентрированная структура. 4 оранжевых атома

Кристаллическая решетка алюминия — гранецентрированный куб, которая устойчива при температуре от 4°К до точки плавления. В алюминии нет аллотропических превращений, т.е. его строение постоянно.

Элементарная ячейка состоит из четырех атомов размером 4,049596×10-10 м; при 25 °С атомный диаметр (кратчайшее расстояние между атомами в решетке) составляет 2,86×10-10 м, а атомный объем 9,999×10-6 м3/г-атом.
Примеси в алюминии незначительно влияют на величину параметра решетки.

Алюминий обладает большой химической активностью, энергия образования его соединений с кислородом, серой и углеродом весьма велика. В ряду напряжений он находится среди наиболее электроотрицательных элементов, и его нормальный электродный потенциал равен -1,67 В.

В обычных условиях, взаимодействуя с кислородом воздуха, алюминий покрыт тонкой (2-10-5 см), но прочной пленкой оксида алюминия А1203, которая защищает от дальнейшего окисления, что обусловливает его высокую коррозионную стойкость. Однако при наличии в алюминии или окружающей среде Hg, Na, Mg, Ca, Si, Си и некоторых других элементов прочность оксидной пленки и ее защитные свойства резко снижаются.

СВОЙСТВА

Самородный алюминий. Поле зрения 5 x 4 мм. Азербайджан, Гобустанский район, Каспийское море, Хере-Зиря или остров Булла

Алюминий — мягкий, легкий, серебристо-белый металл с высокой тепло- и электропроводностью, парамагнетик. Температура плавления 660°C. К достоинствам алюминия и его сплавов следует отнести его малую плотность (2,7 г/см3), сравнительно высокие прочностные характеристики, хорошую тепло- и электропроводность, технологичность, высокую коррозионную стойкость.

Совокупность этих свойств позволяет отнести алюминий к числу важнейших технических материалов. Он легко вытягивается в проволоку и прокатывается в тонкие листы. Алюминий химически активен (на воздухе покрывается защитной оксидной пленкой — оксидом алюминия.) надежно предохраняет металл от дальнейшего окисления.

Но если порошок алюминия или алюминиевую фольгу сильно нагреть, то металл сгорает ослепительным пламенем, превращаясь в оксид алюминия. Алюминий растворяется даже в разбавленных соляной и серной кислотах, особенно при нагревании. А вот в сильно разбавленной и концентрированной холодной азотной кислоте алюминий не растворяется.

При действии на алюминий водных растворов щелочей слой оксида растворяется, причем образуются алюминаты — соли, содержащие алюминий в составе аниона.

Запасы и добыча

Кусочки алюминия

По распространённости в земной коре Земли занимает 1-е место среди металлов и 3-е место среди элементов, уступая только кислороду и кремнию. Массовая концентрация алюминия в земной коре, по данным различных исследователей, оценивается от 7,45 до 8,14%.

Современный метод получения, процесс Холла—Эру был разработан независимо американцем Чарльзом Холлом и французом Полем Эру в 1886 году. Он заключается в растворении оксида алюминия Al2O3 в расплаве криолита Na3AlF6 с последующим электролизом с использованием расходуемых коксовых или графитовых анодных электродов.

Такой метод получения требует очень больших затрат электроэнергии, и поэтому получил промышленное применение только в XX веке.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Аллюминий, агрегированный с коркой байерита на поверхности. Узбекистан, Навойская область, Учкудук

Вследствие высокой химической активности он не встречается в чистом виде, а лишь в составе различных соединений. Так, например, известно множество руд, минералов, горных пород, в состав которых входит алюминий. Однако добывается он только из бокситов, содержание которых в природе не слишком велико.

Самые распространенные вещества, содержащие рассматриваемый металл: полевые шпаты; бокситы; граниты; кремнезем; алюмосиликаты; базальты и прочие. В небольшом количестве алюминий обязательно входит в состав клеток живых организмов.

Некоторые виды плаунов и морских обитателей способны накапливать этот элемент внутри своего организма в течение жизни.

ПРИМЕНЕНИЕ

Украшение из алюминия

Широко применяется как конструкционный материал. Основные достоинства алюминия в этом качестве — лёгкость, податливость штамповке, коррозионная стойкость.

Электропроводность алюминия всего в 1,7 раза меньше, чем у меди, при этом алюминий приблизительно в 4 раза дешевле за килограмм, но, за счёт в 3,3 раза меньшей плотности, для получения равного сопротивления его нужно приблизительно в 2 раза меньше по весу.

Поэтому он широко применяется в электротехнике для изготовления проводов, их экранирования и даже в микроэлектронике при напылении проводников на поверхности кристаллов микросхем.
Когда алюминий был очень дорог, из него делали разнообразные ювелирные изделия. Так, Наполеон III заказал алюминиевые пуговицы, а Менделееву в 1889 г.

были подарены весы с чашами из золота и алюминия. Мода на ювелирные изделия из алюминия сразу прошла, когда появились новые технологии его получения, во много раз снизившие себестоимость. Сейчас алюминий иногда используют в производстве бижутерии.

Алюминий (англ. Aluminium) — Al

КЛАССИФИКАЦИЯ

Hey’s CIM Ref1.21

Физические свойства

Оптические свойства

Плеохроизмне плеохроирует

Кристаллографические свойства

Алюминиевая шихта в Москве ?? Цена на шихту из алюминия ?

Промышленная компания «ВТОРАЛЮМИНПРОДУКТ» является производителем шихт для выплавки алюминиевых сплавов. Мы предлагаем качественный продукт со стабильным составом, соответствующий требованиям ГОСТ 11069-74 и 1583-93. Использование нашей продукции позволяет контролировать качество металлов, гарантирует их соответствие нужным физико-химическим свойствам.

Шихта из алюминия подходит для получения:

  • первичного металла;
  • литейных сплавов;
  • лигатур;
  • флюсов.

Заказать нужное количество материала вы можете на сайте, либо связавшись с менеджерами по телефона +7 (495) 136-43-10. Специалисты примут заказ, рассчитают его стоимость, помогут выбрать удобный способ доставки и оплаты. Также консультант готов подробнее рассказать о характеристиках добавок.

Выплавка Al: сложности

Получение алюминиевых сплавов сопряжено с различными трудностями. Например, металл легко смешивается с воздухом, в массе образуются газовые раковины, Al соединяется с кислородом до образования окислов. В результате требуется дополнительная очистка.

Чтобы избежать этого, необходимо строго соблюдать технологию выплавки, в том числе контролировать температурный режим и использовать только качественные шихты. Требования к материалу следующие:

  • Стабильный состав – отсутствие загрязнителей (примесей других металлов, масел). Их наличие искажает формулу и свойства готового сплава.
  • Минимальная влажность – шихта должна быть хорошо просушенной. Наличие жидкости не только нарушает технологию плавки, но и создает риск взрыва.

Мы предлагаем покупателям качественный продукт, соответствующий всем современным требованиям. Поэтому с нами сотрудничают многие металлургические комплексы России.

Шихта из алюминия: цена

ПК «ВТОРАЛЮМИНПРОДУКТ» специализируется на сборе и дальнейшей переработке черных и цветных металлов. Мы гарантируем клиентам выгодную стоимость продукции без дополнительных наценок. Для оптовых партий и регулярных закупок предусмотрены скидки.

Алюминий относится к дорогостоящим цветным металлам и пользуется высоким спросом. Тем не менее, нам удается сдерживать рост цен на свою продукцию за счет продуманной политики, налаженным каналам сбыта, долговременным партнерским отношениям с крупными поставщиками металлолома.

Чтобы узнать актуальные расценки, заполните заявку на сайте или позвоните консультантам. Они рассчитают стоимость партии, сориентируют по срокам доставки. Обратите внимание: уменьшить затраты на приобретение шихтового материала можно при его самовывозе с наших складов.

Преимущества обращения во «ВТОРАЛЮМИНПРОДУКТ»

Наши клиенты могут рассчитывать на:

  • Постоянное наличие наиболее востребованных продуктов – отгрузка осуществляется сразу после оплаты, вам не придется долго ждать.
  • Гарантировано качественное сырье – мы контролируем все этапы производства и реализуем шихту стабильного состава.
  • Дополнительные услуги – отправку партии в любую точку России и в страны СНГ.
  • Продуманный сервис – на предприятии внедрена система ISO.

За время существования на российском рынке, мы заработали репутацию ответственного поставщика. Многие металлургические комплексы сотрудничают с нами на постоянной основе – для регулярных заказчиков мы формируем индивидуальное предложение, еще более выгодное по цене. Консультанты компании оказывают информационную поддержку на каждом этапе взаимодействия.

Хотите выгодно купить алюминиевую шихту? Оставьте заявку на сайте или позвоните по нашим телефонам.

Металлы и их сплавы, применяемые в авиастроении

Данная тема для статьи была взята на рассмотрение, поскольку Самара один из городов, в котором развито авиастроение. В городе выпускают самолеты ТУ-154, аэродромное оборудование, авиационные детали. Авиакор – авиационный завод, основной продукцией которого являются пассажирские самолеты (ТУ-154М и АН-140-100). Основные его потребители – это гражданская и военная авиация. Так же данное предприятие производит обслуживание и капитальный ремонт самолетов.

ДЕФОРМИРУЕМЫЕ АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ

Алюминиевые сплавы – это сплавы, в состав которых входит алюминий и легирующие добавки, такие как цинк, медь, марганец, литий. В следствии чего появляется возможность подвергать такие сплавы упрочняющей термической обработке. Для производства сплавов используется алюминий, выпускаемый в виде чушек. Такие сплавы образуют твердые растворы, эвтектики. Их подвергают закалке, старению и отжигу. При закалке Tнагрева = 485…525°С. после охлаждения деталь подвергают старению при Т = 150…200°С на протяжении 10…24 часов. Благодаря таким тепловым обработкам увеличивается твердость и прочность обрабатываемых сплавов.

Деформируемые сплавы – металлические сплавы для изготовления изделий, которые подвергают пластической деформации в горячем и холодном состоянии.

Высокопрочные сплавы

Алюминий В95пч – высокопрочный термоупрочняемый сплав алюминия с цинком, магнием и медью (табл. 1). Это самый прочный из наиболее известных сплавов алюминия. Сплав обладает высокой твёрдостью и прочностью (σв = 500–560 МПа; σ0,2 = 430–480 МПа; δ = 7–8 % [1]) в виду образования твёрдых кристаллических образований в нём. Широко применяемый высокопрочный сплав в виде катаных и прессованных длинномерных (до 30 м) полуфабрикатов для верхних обшивок крыла (плиты, листы), стрингеров, балок, стоек (профили, трубы) и других элементов фюзеляжа и крыла (рис. 1) современных самолетов (Ту-204, Бе-200, Ил-96, SSI-100).

Зарубежные металлургические компании выпускают следующие материалы – аналоги В95пч:

  • США – AA7075;
  • Германия – 3.4365;
  • Япония – 7075;
  • Европейский Союз – ENAW-AlZn5.5MgCu.

Таблица 1

Химический состав в % материала В95пч ГОСТ 4784 – 97

Fe

Si

Mn

Ni

Cr

Ti

Al

Cu

Mg

Zn

Примесей

0.05 – 0.25

до 0.1

0.2 – 0.6

до 0.1

0.1 – 0.25

до 0.05

87.45 – 91.45

1.4 – 2

1.8-2.8

5-6.5

0.1

Рис. 1. Крыло Ил-96

1965 – 1 (В96Ц3) – особо прочный (σв = 615–645MПа; σ0,2 = 595–620 МПа; δ = 7÷8 % [1]) сплав алюминия и легирующих элементов. Рекомендуется для применения в сжатых зонах конструкций планера самолетов: для верхних обшивок крыла, стоек и других элементов. Поставляется промышленностью в виде длинномерных катаных плит или листов, прессованных полуфабрикатов: профилей, панелей, полос.

Таблица 2

Химический состав в % материала 1965 – 1 (В96Ц3)

Fe

Si

Mn

Zr

Cr

Ti

Al

Cu

Mg

Zn

0.2 и меньше

0.1 и меньше

0.05 и меньше

0.1 – 0.2

1.4 – 2

0.05 и меньше

84.4 – 87.4

1.4 – 2

1.7-2.3

7.6-8.6

ЛИТЕЙНЫЕ МАГНИЕВЫЕ СПЛАВЫ

Магниевые сплавы применяются в промышленности намного чаще, чем чистый магний. Данный метал обладает высокой химической активностью. В качестве основных элементов магниевых сплавов, которые повышают механические характеристики, применяют алюминий, цинк и марганец. Литейные магниевые сплавы используются для отливки различных изделий благодаря их жидкотекучести и повышенной пластичности [2]. Их приготавливают в различных видах плавильных печей. Для предотвращения горения при плавке или литьё используются специальные флюсы и присадки. Отливки получаются путем литья в песчаные, гипсовые и оболочковые формы.

Коррозионностойкие сплавы

Основная структура данных сплавов – твердый раствор хрома, молибдена, меди и других легирующих элементов в никелевой основе (содержание Ni не менее 50%). Никель коррозионностоек во многих агрессивных средах, характеризуется высокими механическими свойствами и технологичностью.

ВМЛ18-Т4

Сплав ВМЛ18 обработанный по режиму Т4 системы Mg–Al–Zn обладает повышенными пределами прочности (σв = 245–250 МПа; σ0,2 = 100–110 МПа; δ = 5–8 % [1]).

Предназначен для работы во всех климатических условиях. Рекомендуется для изготовления деталей внутреннего набора планера самолетов и вертолетов, приборных рам, деталей кабин пилотов, систем управления (рис. 2), трансмиссий взамен сплава МЛ5п.ч. Сплав выплавляется по специальной технологии, разработанной в ВИАМ. Он превосходит по коррозионной стойкости и чистоте все существующие магниевые сплавы.

Рис. 2. Корпус редуктора вертолета из сплава ВМЛ18

Жаропрочные сплавы

Металлические материалы, обладающие высоким сопротивлением пластической деформации и разрушению при действии высоких температур и окислительных сред [2].

МЛ9-Т6

Сплав (σв = 230 МПа; σ0,2 = 120 МПа; δ = 4 % [1]), предназначенный для изготовления деталей самолетов, вертолетов, двигателей, приборов, маслоагрегатов, редукторов и других агрегатов, работающих при повышенной температуре (до 300°С). Способ литья – кокиль (разборная форма для литья). Характерны хорошие литейные свойства, которые позволяют изготавливать сложные крупногабаритные отливки.

ТИТАН И ТИТАНОВЫЕ СПЛАВЫ

Конструкционные сплавы

Сплавы, из которых изготавливают детали, механизмы и конструкции в разных отраслях промышленности.

ВТ20

Сплав (σв = 932 МПа; σ0,2 = 834 Мпа [1]) (табл. 3) отличается высокой жаропрочностью. Он хорошо сваривается, прочность сварного соединения равна прочности основного металла. Сплав предназначен для изготовления изделий, работающих длительное время при температурах до 500 °С. В конструкции планера самолета Су-35 (рис. 3) из этого сплава изготовлено значительное количество деталей и сварных узлов фюзеляжа, крыла и киля. Для изготовления деталей и узлов используют полуфабрикаты в виде плит, штамповок, профилей, прутков и листов [1].

Таблица 3

Химический состав в % материала ВТ-20

Fe

C

Si

Mo

V

N

Ti

Al

Zr

O

до 0.25

до 0.1

до 0.15

0.5 – 2

0.8 – 2.5

до 0.05

85.15 – 91.4

5.5 – 7

1.5-2.5

до 0.15

Рис. 3. Самолет СУ-35

Таким образом мы рассмотрели металлы и их сплавы, применяемые в авиастроении.

алюминий в чушках сплавы нижний новгород

Наименование

Марка

Стандарт

Форма поставки

Алюминий первичный

А995, А99, А98, А97, А95, А85, А8, А7, А7Е, А7, А7Э, А6, А5Е, А5, А35, А0

ГОСТ 11069-2001

чушки массой не более 16 кг.

Алюминий для раскисления стали

АВ91, АВ87, АВ97

ГОСТ 295-98

Алюминиевый сплав литейный (силумин)

АК5, АК5М2, АК5М2Э, АК5М4, АК5М4ч, АК5М7, АК7, АК7ч, АК9, АК9М2Н, АК9М7, АК9ч, АК10СУ, АК12, АК12М2Мг, АК12ММгН, АК12пч, АК12ч

ГОСТ 1583-93

Алюминий, алюминиевые сплавы | Общие сведения

Впервые предположение о существовании алюминия было высказано в 1808 г. английским ученым Дэви. Именно он дал это название новому металлу. Однако лишь в 1825 г. датскому ученому Эрстеду и в 1827 г. немецкому химику Вёлеру удалось выделить первые крупицы алюминия в чистом виде.

Авторы современного способа получения чистого алюминия — американец Чарльз Холл и француз Поль Эру. Родились оба в 1863 г. Разработав независимо один от другого способ получения алюминия электролизом расплавленных солей (расплав криолита Ка3А1Р6 с растворенным в нем оксидом алюминия А12О3), они независимо друг от друга взяли патент в одном и том же 1886 г.

До конца XIX столетия алюминий был дорогим металлом, лишь немного дешевле золота. Датой начала промышленного выпуска  следует считать 1890 г. С 1854 по 1890 гг. произведено всего 200 т, с 1890 по 1899 гг. 28000 т, за один 1930 г. 270000 т, за 1968 г. 8386200 т. В 60-е годы XX столетия годовой прирост мирового производства алюминия составлял около 15%, а в последние годы он не превышает 5%.

В начале XX века алюминий применяли только в чистом виде. В машиностроении его не употребляли, так как он был дорог и малопрочен. История алюминиевых сплавов начинается с открытия в 1906 г. немецким ученым Альфредом Вильямом первого термически упрочняемого сплава. Предложенный им сплав дуралюмин содержал 4% Си; 0,5% М7 и 0,5% Мп. Сплавы типа дуралюмин, такие как Д1 и Д16, широко распространены в современной промышленности. Эти сплавы наряду с высокой прочностью 400…500 МПа имеют небольшую плотность. Хотя по прочности алюминиевые сплавы и уступают сталям, но по удельной прочности (отношению временного сопротивления к плотности) значительно превосходят их. Это обеспечило широкое применение алюминиевых сплавов в авиации и ракетной технике.

Алюминий и его сплавы отличаются высокой технологичностью, хорошо деформируются, из них сравнительно легко можно получить изделия сложной формы, и ряд его сплавов обладают достаточно высокой коррозионной стойкостью. По электропроводности он уступает лишь серебру, меди и золоту. Неудивительно поэтому, что относительный объем производства и потребления алюминия среди других конструкционных металлов непрерывно возрастает. По распространенности в земной коре алюминий занимает первое место среди конструкционных металлов. В земной коре содержится 8,8% алюминия, в то время как железа всего 5,1%. Алюминий входит в состав всех глин, полевого шпата, боксита и ряда других горных пород.

Свойства АД31, АД31Т1

Алюминий АД31 входит в группу сплавов алюминия-магния-кремния или деформируемых авиалей Mg–Al–Si. Его отличает повышенная пластичность, коррозийная стойкость и хорошие технологические свойства. Сплав АД31 превосходно прокатывается, штампуется, вытягивается и поддается другим видам механической обработки. Из этого сплава изготавливают прутки и профили алюминиевые.
АД31 обладает высокой пластичностью, а при упрочнении – твердостью. Упрочненный и состаренный сплав обозначают АД31Т1. Сплав АД31 содержит небольшую долю легирующих элементов и примесей, за счет своей чистоты имеет хорошие показатели электро- и теплопроводности и отличные антикоррозионные свойства позволяющие использовать его для изготовления элементов конструкций и деталей оборудования, работающего в сложных условиях. Поддается сварке, штамповке и вытяжке при изготовлении полых деталей сложной формы.

Химический состав АД31

Алюминиевый сплав АД31 содержит до 99,3% процентов алюминия. Остальное приходится на легирующие элементы – маний и кремний, а также примеси железа, марганца, титана и цинка. Железо, содержащееся в больших количествах в сплаве АД31 – 0,5%, снижает его прочность и пластичность из-за образования интерметаллидов, но уменьшает его склонность к растрескиванию при литье. Марганец благотворно сказывается на коррозионной стойкости, исключая потери прочности при вылеживании.
Химический состав АД31Т1 ничем не отличается от АД31 так как он является термообработанным вариантом тогоже сплава.

Химсостав АД31 по ГОСТ 4784-97
Fe Si Mn Cr Ti Al Cu Mg Zn Примесей
до   0.5 0.2 — 0.6 до   0.1 до   0.1 до   0.15 97.65 — 99.35 до   0.1 0.45 — 0.9 до   0.2 прочие, каждая 0.05; всего 0.15

АД31Т1 — термическая обработанный АД31

Механические свойства сплава АД31 во многом зависят от термической обработки, которая значительно повышает его прочность и твердость. Для этого используется высокотемпературная закалка с последующим искусственным или естественным старением в течение 5-7 сток. Закалку сплава обычно проводят при температуре 520-530 градусов, в результате чего предел его прочности на разрыв увеличивается до 40%. Температура искусственного старения 160— 170 °С, время выдержки 10—12 ч. Для высоконагруженных деталей, работающих в условиях переменных нагрузок, старение проводят при 150— 160°С. Для достижения максимальной прочности старение полуфабрикатов следует проводить не позднее чем через 1 ч после закалки, иначе наблюдается снижение предела кратковременной прочности sв и текучести sT на 30—50 МПа.

Свойства АД31 и АД31Т1

Механические свойства АД31 и АД31Т1 Т=20oС
Сортамент Размер sв sT d5 Термообр.
мм МПа МПа %
Трубы, ГОСТ 18482-2018   130 60 12 АД31
Трубы, ГОСТ 18482-2018   180 120 10 АД31Т1
Пруток, ГОСТ 21488-97   90 60 15 АД31
Пруток, ГОСТ 21488-97   135-195 70-145 8-13 АД31Т1
Профили, ГОСТ 8617-2018 до 100 196 147 10 АД31Т1
Профили, ГОСТ 8617-2018   127 69 13 АД31

d5 — Относительное удлинение при разрыве

.
Физические свойства АД31 и АД31Т1
T

E 10— 5

Модуль упругости первого рода

a 10 6

Коэффициент температурного (линейного) расширения

l

 теплоемкость

r

 Плотность

C

 Удельная теплоемкость

R 10 9

Удельное электросопротивление

Град МПа 1/Град Вт/(м·град) кг/м3 Дж/(кг·град) Ом·м
20 0.71     2710   34.4
100   23.4 188   921  

Применение АД31

Алюминиевый сплав АД31 используется в производстве широкого ассортимента металлопроката. Наиболее распространенными изделиями являются трубы, уголки и другие профили  АД31Т1.

Большой популярностью пользуются уголки из АД31Т1. Характеристики данного сплава позволили добиться следующих преимуществ — небольшой вес уголков позволил значительно уменьшить вес каркаса при его создании, пластичность и простота обработки сыграли значительную роль, так как менять форму можно ручными инструментами при необходимости, а после сварки будут оставаться небольшие и аккуратные швы. АД31 обладает устойчивостью к агрессивному воздействию окружающей среды, а также окислению. Это значительно повышает долговечность уголков, что является одним из ключевых факторов при возведении каркасных конструкций.

Производство профилей из сплава АД31

Полые профили получают двумя способами: трубным методом из полого слитка и прессованием в комбинированную матрицу из заготовки сплошного сечения. Последний метод получил наиболее широкое распространение, так как он позволяет получать полые профили сложной конфигурации с наименьшей разнотолщинностью по длине.

Алюминиевые сплавы – обзор

1 Введение

Алюминиевые сплавы демонстрируют интересное сочетание легкого веса, хорошей формуемости, очень высокой тепло- и электропроводности, высокого отношения прочности к весу и хорошей коррозионной стойкости. Благодаря своим свойствам и приемлемой стоимости производства алюминиевые сплавы стали очень конкурентоспособным материалом в современной промышленности. Они находят применение в самых разных областях, таких как автомобильная, авиационная, морская и электронная промышленность, пищевая упаковка и банки, кухонная утварь, строительство, химическое оборудование и т. д. [1].

Изменение климата является важной актуальной глобальной проблемой, а одной из основных причин глобального потепления является концентрация парниковых газов в атмосфере Земли [2]. Транспортная отрасль занимает видное место в этом контексте, так как на ее долю приходится примерно 23% глобальных выбросов CO 2 [3]. Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) заявляет, что «ограничение изменения климата потребует существенного и устойчивого сокращения выбросов парниковых газов, что вместе с адаптацией может ограничить риски изменения климата» [4].В сценарии транспортной отрасли снижение веса считается эффективной стратегией снижения энергопотребления транспортных средств [5] и, следовательно, сокращения выбросов парниковых газов [6]. А именно в авиационной промышленности снижение веса улучшает расход топлива и увеличивает полезную нагрузку (пассажировместимость) и дальность полета (максимальное расстояние полета), что приводит, помимо снижения выбросов, к экономии затрат [7]. В свою очередь, в автомобилестроении снижение веса рассматривается как наиболее эффективный способ повышения экономии топлива без потери производительности [8].

Как в авиационной, так и в автомобильной промышленности алюминиевые сплавы играют важную роль в качестве легких материалов [8]. Например, в коммерческих и военных самолетах алюминиевые сплавы использовались в качестве основных конструкционных материалов с 1920 года [9], в основном из-за их хорошо известных механических свойств и простоты производственных процессов [7].

Лазерная сварка (LBW, также называемая просто лазерной сваркой) — это метод сварки плавлением, в котором используется энергия лазерного луча для расплавления соединяемых материалов.Высокая плотность энергии, обеспечиваемая лазером, позволяет производить сварные швы с высоким соотношением сторон и малым искажением, низким тепловложением и высокой скоростью сварки. Несмотря на преимущества, предлагаемые данным методом, лазерная сварка алюминиевых сплавов считается сложной задачей, в основном из-за высокой отражательной способности, высокой теплопроводности и высокой вязкости этих сплавов [10].

В этой главе дается обзор лазерной сварки алюминиевых сплавов. Текст разделен следующим образом: в разделе 2 будут рассмотрены наиболее распространенные алюминиевые сплавы для промышленного применения, а также международно признанная система обозначения алюминиевых сплавов.В разделе 3 будут обобщены основы процесса лазерной сварки. В разделе 4 рассматриваются основные проблемы, связанные с лазерной сваркой алюминиевых сплавов, за которым следует раздел 5, в котором будут прокомментированы микроструктурные и механические свойства алюминиевых деталей, сваренных лазером. В разделе 6 обсуждаются наиболее распространенные дефекты и способы их предотвращения, а затем в разделе 7 следуют выводы и перспективы на будущее.

Алюминий и алюминиевые сплавы.

Алюминий, Al, серебристо-белый металлический элемент в группе III Периодической таблицы элементов, имеющий электронную конфигурацию 1 s 2 2 s 2 2 p 6 2 1

2 9

2 9 2 3 р 1 .Алюминий имеет валентность \documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}${+3}$\end{document} во всех соединениях, за исключением нескольких высокотемпературных газообразных соединений, в которых алюминий может быть одновалентным или двухвалентный. Алюминий является наиболее распространенным металлическим элементом на поверхности Земли и Луны, составляя 8,8% по весу (6,6 атомных %) земной коры. Однако в природе он редко встречается в свободном виде. Почти все горные породы, особенно магматические породы, содержат алюминий в виде алюмосиликатных минералов.Алюминий отражает лучистую энергию во всем спектре. Он не имеет запаха, вкуса, нетоксичен и немагнитен. Из-за множества желаемых физических, химических и металлургических свойств алюминий является наиболее широко используемым цветным металлом. Полезность металла увеличивается за счет образования стабильной оксидной поверхности, устойчивой к коррозии. Из-за высокой электропроводности и легкости алюминий широко используется в линиях электропередач. Его сплавы, содержащие небольшое количество других элементов, имеют высокие отношения прочности к массе.Сплавы алюминия легко формуются многими процессами металлообработки; они могут быть соединены, отлиты или подвергнуты механической обработке и допускают широкий спектр отделки. Алюминий, имеющий плотность примерно в три раза меньше, чем у ферросплавов, используется в транспортных и конструкционных приложениях, где важна экономия веса. Свойства алюминия значительно различаются в зависимости от чистоты и легирования. Алюминий реагирует с кислородом, азотом, серой и углеродом в бескислородной атмосфере при высоких температурах. Алюминий очень высокой чистоты, устойчивый к действию большинства кислот, используется при хранении азотной кислоты, концентрированной серной кислоты, органических кислот и других химических реагентов.Однако алюминий растворяется царской водкой. Алюминий подвергается воздействию солей более благородных металлов. В частности, алюминий и его сплавы не должны контактировать с ртутью или ртутными соединениями. Алюминий не подвергается воздействию насыщенных или ненасыщенных, алифатических или ароматических углеводородов. Химическая стабильность алюминия в присутствии спиртов очень хорошая, а стабильность превосходна в присутствии альдегидов, кетонов и хинонов. Алюминий, третий по распространенности элемент в земной коре, обычно в горных породах сочетается с кремнием и кислородом.Бокситы являются, за редким исключением, исходным сырьем для производства алюминия. Глинозем металлургического качества Al 2 O 3 , извлеченный из бокситов по способу Байера, обычно называют рудой. Алюминий получают электролизом этой очищенной руды. Огромный рост наблюдался в алюминиевой промышленности по сравнению с другими цветными металлами. Основными рынками сбыта алюминия в Соединенных Штатах являются контейнеры, упаковка, строительство и транспорт.Выбросы фторидов из электролизеров для плавки алюминия долгое время вызывали серьезную озабоченность. Очистка состоит из высокоэффективных (более 99%) сухих скрубберов, которые улавливают твердые частицы и сорбируют HF на оксиде алюминия, который затем подается в ячейки. Многие свойства изделий из алюминиевых сплавов зависят от металлургической структуры. Помимо особенностей, присущих практически всем металлическим изделиям, структура алюминиевых сплавов характеризуется наличием трех типов интерметаллических частиц: составляющих частиц, дисперсных частиц и частиц осадка.Составляющие частицы, присутствующие во всех алюминиевых сплавах, играют роль в контроле размера зерна и отрицательно влияют на ударную вязкость изделий из высокопрочных сплавов. Дисперсоиды присутствуют в большинстве продуктов из алюминиевых сплавов. Их основная функция заключается в контроле размера зерна, ориентации зерна (текстуры) и степени рекристаллизации. Частицы, классифицируемые как осадки, могут придавать высокую прочность. Природа составных, дисперсоидных и осадочных частиц сильно зависит от фазовых диаграмм конкретного сплава.Важными бинарными сплавами являются Al-Fe, Al-Cu, Al-Mg и Al-Li. Почти все коммерческие сплавы имеют тройную или более высокую сложность. Тип сплава определяется природой основных легирующих добавок, а фазовые реакции в некоторых классах сплавов можно описать с помощью тройных фазовых диаграмм. Незначительные легирующие добавки могут оказывать сильное влияние на свойства продукта из-за влияния на морфологию и распределение компонентов, дисперсоидов и осадков. Важными тройными сплавами являются Al-Fe-Si, Al-Mg-Si, Al-Mg-Mn и Al-Mg-Zn.Коммерчески важные сплавы среди последних всегда содержат больше цинка, чем магния, чтобы обеспечить привлекательное сочетание прочности, экструдируемости и свариваемости. Дальнейшие добавки к коммерческим алюминиевым сплавам обычно делают либо для модификации метастабильных упрочняющих выделений, либо для получения дисперсоидов. Кремний иногда добавляют в сплавы Al-Cu-Mg, чтобы помочь зародышеобразованию преципитатов S’ без необходимости холодной обработки перед обработкой старением при повышенной температуре. Медь часто добавляют в сплавы Al-Mg-Si в диапазоне около 0.от 25% до 1,0% Cu для модификации метастабильного предшественника до Mg 2 Si. Добавки меди обеспечивают существенное увеличение прочности. Изделия из алюминиевого сплава с самой высокой прочностью основаны на системе Al-Cu-Mg-Zn, и все они упрочнены прекурсорами η-фазы. В сочетании с магнием серебро Ag нашло коммерческое применение в качестве легирующего элемента в нескольких алюминиевых сплавах для специальных применений. Это важный компонент новой серии сплавов Weldalite. К дисперсионно-твердеющим сплавам для образования дисперсоидов обычно добавляют три элемента: марганец, хром и цирконий.Алюминиевые сплавы во время производства подвергаются различным термическим обработкам, которые варьируются от нагревания для облегчения изготовления до нагревания для контроля конечных свойств. Алюминиевые сплавы коммерчески доступны в самых разных литейных формах и в кованых изделиях, получаемых путем прокатки, экструзии, волочения или ковки. Прокатные изделия могут быть дополнительно сформированы с помощью различных процессов металлообработки и штамповки и собраны с помощью обычных процедур соединения в более сложные компоненты и конструкции.Алюминий и алюминиевые сплавы используются во многих областях из-за способности противостоять коррозии. Коррозионная стойкость достигается за счет плотного прилегания защитной оксидной пленки на поверхности изделий. Эта пленка имеет толщину 5–10 нм при формировании на воздухе; если он нарушен, он начинает немедленно формироваться в большинстве сред. Деформируемые сплавы типов Al, Al-Mn, Al-Mg и Al-Mg-Si обладают превосходной коррозионной стойкостью в большинстве атмосферных воздействий, включая промышленную атмосферу и атмосферу морского побережья.Упаковка заменила строительную промышленность и стала крупнейшим потребителем алюминия в Соединенных Штатах, потому что алюминий непроницаем для газа, устойчив к коррозии и пригоден для вторичной переработки. Наиболее заметным было использование алюминия для производства пива и газированных напитков. Крупнейший мировой рынок алюминиевых изделий приходится на строительную отрасль. Из-за низкой плотности алюминия сфера транспорта является еще одним крупным рынком сбыта алюминиевых сплавов. Алюминий является отличным проводником электричества, его объемная проводимость составляет 62% от проводимости меди.Он также имеет множество применений в химической и нефтехимической промышленности в качестве трубопроводов и резервуаров.

фактов об алюминии | Живая наука

Алюминий: его можно найти не только в холодильнике, обернутым вокруг остатков недельной давности. Этот элемент является вторым по распространенности металлическим элементом в земной коре после кремния. Он используется в банках из-под содовой и другой упаковке, в самолетах и ​​автомобилях и даже в шикарном iPhone 6.

Огромный объем алюминия — около 8 процентов земной коры по весу, по данным Университета Висконсина — облегчает его употребление. этот металл как должное.Но алюминий легкий (по данным Геологической службы США, в три раза легче стали или меди), его легко формовать, складывать и перерабатывать. Он устойчив к коррозии и выдерживает многократное использование.

Самое смешное в алюминии то, что он вовсе не должен быть таким уж полезным. Металл на самом деле легко окисляется или теряет электроны, реакция того же типа, которая вызывает ржавчину железа. Однако, в отличие от чешуйчатого оксида железа, продукт этой реакции, оксид алюминия, прилипает к исходному металлу, защищая его от дальнейшего распада, согласно данным Университета Висконсина.

Только факты

  • Атомный номер (количество протонов в ядре): 13
  • Атомный символ (в Периодической таблице элементов): Al
  • Атомный вес (средняя масса атома): 26,9815386
  • Плотность
  • : 2,70 грамма на кубический сантиметр
  • Фаза при комнатной температуре: твердая
  • Температура плавления: 1220,58 градуса по Фаренгейту (660,32 градуса по Цельсию)
  • Температура кипения: 4566 градусов по Фаренгейту (2519 градусов по Цельсию)
  • Количество изотопов элемент с разным числом нейтронов): 22, один стабильный
  • Наиболее распространенные изотопы: Al-27 (стабильный) и Al-26 (радиоактивный; период полураспада 730 000 лет)

Алюминий образуется в звездах в реакции синтеза в какой магний улавливает дополнительный протон, согласно Chemicool, химическому веб-сайту, созданному Дэвидом Д.Хсу из Массачусетского технологического института. Однако в природе он не встречается в чистом виде; в земной коре алюминий чаще всего встречается в виде соединения, называемого квасцами (сульфат калия-алюминия).

Датский химик Ганс Кристиан Эрстед впервые сумел извлечь алюминий из квасцов в 1825 году, по данным Национального ускорительного комплекса Томаса Джефферсона. Позже ученые усовершенствовали процесс переработки алюминия в квасцы, но не смогли снизить цену до практического уровня.В течение десятилетий алюминий ценился больше, чем золото: Наполеон III, первый президент Второй французской республики, начиная с 1848 года, с гордостью обслуживал своих самых почетных гостей, используя алюминиевые тарелки и столовые приборы, потому что это был такой редкий металл, согласно The Aluminium. Ассоциация. Сообщается, что Наполеон III также сделал для своего сына алюминиевую погремушку, согласно статье 1911 года в журнале Good Housekeeping Magazine.

Наконец, в 1886 году французский инженер Поль Эро и выпускник химического факультета Оберлина по имени Чарльз Холл независимо друг от друга изобрели процесс, в котором оксид алюминия плавится в криолите (алюмофторид натрия) и подвергается воздействию электрического тока, согласно данным American Chemical. Общество.По данным ACS, процесс Холла-Эру до сих пор используется для производства алюминия наряду с процессом Байера, который извлекает алюминий из бокситовой руды.

Единственной стабильной формой алюминия является Al-27, а период полураспада большинства изотопов составляет миллисекунды, то есть они исчезают менее чем за мгновение ока. Но Al-26, самый долгоживущий радиоактивный изотоп алюминия, имеет период полураспада около 730 000 лет. Согласно исследованию, опубликованному в январе 2006 года в журнале Nature, этот изотоп обнаружен в областях звездообразования в галактике.В этом исследовании исследователи НАСА использовали обнаруживаемые вспышки Al-26 для точного определения сверхновых или звездных взрывов. Используя эти отпечатки пальцев Al-26, ученые подсчитали, что сверхновая происходит в среднем каждые 50 лет в галактике Млечный Путь, и что каждый год рождается семь новых звезд.

Кто знал?

  • Алюминий в изобилии: в 2012 году, по данным Агентства по охране окружающей среды США (EPA), только для контейнеров и упаковки было произведено 1,9 миллиона тонн алюминия.Еще 1,7 млн ​​тонн пошли на бытовую технику, автозапчасти и другие товары длительного пользования.
  • По данным Chemicool, один Боинг-747 содержит 147 000 фунтов (более 66 000 кг) алюминия.
  • Не пытайтесь делать это дома (если у вас нет вытяжного шкафа). Алюминиевый порошок плюс йод плюс несколько капель воды создают настоящее зрелище: облака ядовитых фиолетовых паров йода, а затем внезапное пламя. Реакция является демонстрацией того, насколько реактивным может быть алюминий.
  • Утилизируйте! По данным EPA, на переработку алюминия уходит всего 5% энергии, необходимой для извлечения нового алюминия из руды.По состоянию на 2012 год около 55 процентов алюминиевых банок из-под напитков отправлялись в мусорный бак.
  • Вершина монумента Вашингтона увенчана 8,9-дюймовой (22,6 см) алюминиевой пирамидой. Алюминиевый колпачок первоначально служил вершиной громоотвода памятника, хотя его пришлось дополнить медными стержнями, когда стало ясно, что один только колпачок не может предотвратить повреждение, согласно статье 1995 года в Journal of the Minerals, Metals and. Общество материалов.
  • Эта банка кока-колы, возможно, не так давно пропала с полки.По данным Алюминиевой ассоциации, алюминиевая банка возвращается как новая после переработки всего за 60 дней.
  • Trippy: По данным Ассоциации алюминия, около 75 процентов всего когда-либо произведенного алюминия все еще используется благодаря переработке.

Текущие исследования

Возможно, самое известное появление алюминия в недавних исследованиях произошло в 2011 году, когда он сыграл роль в Нобелевской премии по химии. Лауреат премии, материаловед Дэн Шехтман из Израильского технологического института Технион, открыл квазикристаллы, молекулярные структуры неповторяющихся узоров.Материал, в котором Шехтман обнаружил эти квазикристаллы, представлял собой смесь марганца и алюминия.

На рынке существуют сотни алюминиевых сплавов или смесей с другими металлами, по словам Юнтяна Чжу, профессора материаловедения и технических наук в Университете штата Северная Каролина. Сам по себе алюминий легкий, но слабый, поэтому добавляются другие металлы, чтобы сделать его более мускулистым.

Чжу и его коллеги довели эту концепцию до крайности, создав алюминий, прочный как сталь, сообщили они в статье, опубликованной в журнале Nature Communications в 2010 году.Подвергая алюминий, смешанный с небольшим количеством магния и цинка, экстремальному давлению, исследователи обнаружили, что они могут раздавить зерна алюминия до наноразмера. Эти более мелкие зерна позволяют сплаву двигаться, поэтому он не становится хрупким и не ломается, как керамика под давлением. Но движение достаточно скупое, поэтому материал остается очень прочным.

«Наноструктура очень затрудняет движение дислокации, но в то же время, когда вы прикладываете достаточно большую силу, она позволяет ей двигаться», — сказал Чжу Live Science.

В настоящее время исследователи могут производить только небольшие количества этого сверхпрочного алюминиевого сплава за раз, что означает, что коммерческое применение пока невозможно.

Тем временем в Орегоне исследователи используют передовые технологии для изучения водного алюминия или соединений алюминия, образующихся в воде, особенно оксидов алюминия. Оксиды алюминия представляют собой соединения, в состав которых входят как алюминий, так и кислород.

«Окись алюминия, особенно в виде пленки, используется во множестве различных отраслей промышленности», — сказал Дуглас Кеслер, директор Центра химии устойчивых материалов Университета штата Орегон.Эти пленки создают хорошие устойчивые к царапинам и коррозии барьеры; оксиды алюминия также используются при очистке воды для осаждения мельчайших частиц, сказал Кеслер в интервью Live Science.

Кеслер и его команда работают над анализом чернилоподобных растворов, которые можно нагреть и высушить в пленки оксида алюминия.

«У нас нет химических методов, позволяющих одновременно с такими растворами идентифицировать и состав, и структуру, молекулярную структуру того, что находится в растворе», — сказал Кеслер.«Итак, мы взяли несколько совершенно новых лазерных технологий и объединили их с мощными вычислениями, чтобы иметь возможность одновременно определять состав и структуру».

Как только они поймут решения, сказал Кеслер, исследователи смогут лучше контролировать процесс производства пленок и научиться делать их энергоэффективными способами. Сейчас команда больше всего заинтересована в использовании пленок для туннелирования электронов. Кеслер сказал, что, поместив очень чистую пленку оксида алюминия между двумя электродами, ученые очень близки к тому, чтобы заставить электроны прыгать с одного электрода на другой, даже не взаимодействуя с пленкой: «По сути, мгновенная передача от одного электрода к другому, — сказал Кеслер.

Это устройство для электронного туннелирования может быть использовано в качестве дешевого и простого переключателя, сказал Кеслер.

Дополнительные ресурсы

Follow Live Science @livescience , Facebook и Google+ .

Типы и применение алюминиевых сплавов для транспортных средств

Прокат из алюминиевых сплавов UACJ производится на его передовых заводах в соответствии с тщательным контролем качества
и системами экологического менеджмента с сертификацией ISO 9001 и ISO 14001.

Сплав панели кузова Сплав панели кузова типа

Обозначение сплава: «AA» означает обозначения, используемые Алюминиевой ассоциацией.

  Обозначение сплава Характеристики Использование в автомобилях
АА ОАКЖ
1000
Ал
1050 А50 Отличная технологичность и обрабатываемость поверхности.
Самый устойчивый к коррозии из всех алюминиевых сплавов.
Теплоизоляторы
1100 А30 Алюминий общего назначения с твердостью более 99.0% чистоты.
После анодирования поверхность выглядит слегка белой.
Теплоизоляторы, номерные знаки
1200 А0 Теплоизоляторы
2000
Al-Cu
2014 14С Очень прочный сплав, используемый для конструкционных компонентов.
Из-за относительно более высокого содержания меди низкая коррозионная стойкость.
Мотоциклетные ручки, ABS
2017 17С Амортизаторы, ручки,
спицы, шатуны
2024 24С
2219 Б19С Высокая прочность, отличные свойства при высоких и низких температурах,
превосходная свариваемость, но низкая коррозионная стойкость.
Роторы, компоненты тормозов
  CG29 Более высокая прочность при повышенных температурах, чем у 2618. Шатуны, поршни
  CB156
CB256
KS26
Бессвинцовые легкообрабатываемые сплавы. Клапаны АТ
2618 2618 Высокопрочный при высоких температурах.
Подходит для ковки и механической обработки.
Колеса компрессора, поршни
  20А1
3000
Аль-Мн
3003 303С
Д3С
На 10% сильнее, чем 1100.
Хорошая технологичность и коррозионная стойкость.
Трубопровод
3004 304С
Прочнее, чем 3003.
Превосходная способность к глубокой вытяжке и хорошая коррозионная стойкость.
Решетки капота, теплоизоляторы
4000
Аль-Си
4032 32С Отличная термостойкость и устойчивость к истиранию.
Низкий коэффициент теплового расширения.
Поршни
  СК100 Превосходная стойкость к истиранию и ковкость.Сильнее, чем 4032. Корпус гидроусилителя руля,
спирали компрессора, толкатели клапанов
  СК300 Усиленная версия SC100.
  TF06B
TF08
TF10B
Превосходная стойкость к истиранию и ковкость.
Сильнее, чем 4032.
  ТФ12Б Заэвтектический сплав с повышенной ковкостью. Роторы компрессора
5000
Al-Mg
5052 52С Сплав средней прочности.Хорошая коррозионная стойкость и формуемость
. Высокая усталостная прочность.
Панели индикации счетчиков, барабаны АТ,
надувные подушки безопасности, чехлы
5454 Д54С На 20% прочнее, чем 5052. Хорошая коррозионная стойкость. Колесные диски, элементы подвески
5083 183С Сплав для использования в сварных конструкциях.
Самый прочный из нетермообработанных сплавов.
Баки, газовые баллоны
383С Версия 183S с высокой формуемостью.
Отличные сверхпластичные свойства.
483S
НП5/6
Версия сплава 183S из экструзионного сплава. Рельсы для крепления
5182 А82С Прочность почти такая же, как у 5083.
Хорошая обрабатываемость и коррозионная стойкость.
Пылезащитные чехлы, каркасы сидений, корпуса воздухоочистителей,
рессорные листы
ГМ145 Хорошая формуемость и коррозионное растрескивание под напряжением. Панели кузова (внутренние)
5154 А154С на 20% прочнее 5052.
Хорошая формуемость.
Колеса, компоненты днища,
компоненты трансмиссии,
компоненты подвески
А254С На 20% прочнее, чем 5052.
Хорошие характеристики коррозионного растрескивания под напряжением.
  ГК32 Хорошая формуемость и коррозионное растрескивание под напряжением.
5022 ГК45
Высокопрочный, легко формуемый материал кузовных панелей.
Низкое сопротивление спеканию покрытия для снижения стресса.
Капоты, крыша, двери, стойки, масляные поддоны, полы,
задние крылья, корпуса воздухоочистителей
  ГК150 Чуть более прочный сплав, чем GC45. Панели кузова
5110А 257С Высокобелый сплав с той же прочностью, что и 3003.
Хорошая способность к глубокой вытяжке и коррозионная стойкость.
Молдинги, накладки, отражающие панели,
абажуры фар
5056 356С Нетермообрабатываемый сплав для сварных конструкций.
Превосходная устойчивость к морской воде.
Тормозные поршни, топливопроводы, нагнетатели подушек безопасности
6000
Al-Mg-Si
  СГ712
ТМ30
с высокой прокаливаемостью, формуемостью
и высокой пластичностью.
Капот, задние крылья, передние крылья, стойки,
колесные арки, крыша, двери
  ТМ66
BH.
Даже прочнее, чем SG112, с хорошей формуемостью.
6061 61С
161С
Термообрабатываемые сплавы с хорошей коррозионной стойкостью. АБС, поперечины, колеса, карданные валы,
рычаги, тяги, подушки безопасности, балки, приемные баки
561С Рамы силовой установки
6013 СГ210 Высокопрочный алюминиевый сплав для ковки. Рычаги подвески
6063 63С
163С
И63
Типичные сплавы для экструзии.Меньшая прочность, чем у 6061,
, но превосходные свойства при экструзии.
Молдинги, каркасы сидений, борта кузова грузовика,
рейлинги на крыше, трубопроводы
6005С 465С
Л55
Промежуточная прочность между 6061 и 6063.
Хорошая коррозионная стойкость и свариваемость.
Бамперы, пространственные рамы, кронштейны двигателя,
каркасы сидений, ABS, боковые пороги, амортизаторы
  СГ109 Высокопрочный сплав с хорошей изгибаемостью и устойчивостью к коррозии
.Возможна полая экструзия.
Усиление бампера, распорки
  SG10
SG310
Самый прочный из сплавов серии 6000. Колеса, карданные валы, рычаги, звенья
  ГТ209
КС69С
Бессвинцовый легкообрабатываемый сплав. Клапаны АТ
7000
Al-Zn-Mg
7075 75С Типовой высокопрочный сплав для использования в авиастроении. Петли ремней безопасности, звенья, бобины, натяжители
7178 А78С Самый прочный алюминиевый сплав. Ключи
7003 ЗК60
К73
Экструзионный сплав для сварных конструкций.
Свойства экструзии лучше, чем у 7204.
Усиление бампера, ползунки сидений,
мотоциклетные рамы, дверные ударные балки,
мотоциклетные диски
7204 ЗК141
К70
Сплавы для сварных конструкций.Прочность сварной детали
восстанавливается почти до такой же, как у исходного материала, путем естественного старения.
Компоненты рулевого управления, поперечины,
педали тормоза
7204 ЗК147
К70И
Домкраты
  ЗК55 Еще прочнее, чем 7204.
Возможна сварка и полая экструзия.
Усиление бампера, ударные балки,
мотоциклетные рамы и диски
7046 ЗК170
7050 ЗГ62 Высокопрочные алюминиевые сплавы. Передняя вилка мотоцикла
  ЗК88

Алюминий — Энциклопедия Нового Света

алюминий5 Физические свойства -3 0 0-1
Общие
Название, символ, номер, Al, 13
Химический ряд бедные металлы
Группа, Период, Блок 13, 3, р
Внешний вид серебристый
Стандартный атомный вес 26.9815386(8) г·моль −1
Электронная конфигурация [Ne] 3s 2 3p 1
Электронов на оболочку 2, 8, 3
этап
Сплошные
Плотность (возле R.T.) 2,70 г · см -3
плотность жидкости на м.п. 2,375 г·см −3
Температура плавления 933.47 к
(660,32 ° C, 1220.58 ° F)
кипения 2792 K
(2519 ° C, 4566 ° F)
Тепловое тепло 10.71 KJ · MOL -1
Нагрев испарения 294.0 KJ · Mol -1
Тепловая мощность (25 ° C) 24.200 J · Mol -1 · K -1
Давление паров
P /Па 1 10 100 1 к 10 к 100 тыс.
в Т 1482 1632 1817 2054 2364 2790
Атомные свойства
Кристаллическая структура гранецентрированная кубическая
0.4032 NM
Согласители окисления 3
(амфотерный оксид)
Электронегативность 1.61 (Шкала Полинга)
Ионизация энергии
(подробнее)
1-й: 577,5 кДж·моль −1
159
2nd: 1816.7 kj · Mol -1
3: 2744,8 kj · Моль -1
Атомный радиус 125 PM
Атомный радиус (Calc.) 118 пм
Ковалентный радиус 118 пм
Разное
Магнитный заказ Paramagnetic
Электрическое сопротивление (20 ° C) 26.50 Nω · M
Термальная проводимость (300 K) 237 W · M -1 · K — 1
Тепловое расширение (25 °C) 23,1 мкм·м −1 ·K −1
Скорость звука (7,169) 90т.) (Rolled) 5000 м · s -1 -1 -1
Young Modulus 70 GPA
MODULUS
GPA
Объемный модуль 76 GPA
Соотношение Пуассонов 0.35 0.35
MOHS HARDSTY 2.75
Vickers Hardness 167 MPA
MPA
MPA
CAS Реестр CAS № 7429-90-5
Избранные изотопы

«Алюминий» перенаправляется сюда.

Алюминий (или алюминий ) (химический символ Al , атомный номер 13) — мягкий, легкий металл с серебристым оттенком и способностью противостоять коррозии. Это самый распространенный металлический элемент в земной коре (по оценкам, от 7,5 до 8,1 процента). Свободный элемент, редко встречающийся в природе, встречается в средах с дефицитом кислорода, таких как вулканическая грязь. Основная руда — бокситы. В количественном или стоимостном выражении алюминий используется во всем мире больше, чем любой другой металл, кроме железа, и он играет важную роль практически во всех сегментах мировой экономики.

Конструкционные компоненты из алюминия и его сплавов жизненно важны для аэрокосмической промышленности и очень важны в других областях транспорта и строительства. Кроме того, алюминий и его сплавы используются в упаковке, кухонной утвари, линиях электропередачи, процессах очистки воды, электронных устройствах и компакт-дисках, красках и пиротехнике. Алюминиевые соединения также служат широкому кругу целей. Например, сульфат алюминия-аммония является протравой для окрашивания и используется для очистки воды и очистки сточных вод; раствор ацетата алюминия — вяжущее средство; хлорид алюминия используется в красках и антиперспирантах; борат, фосфат и фторсиликат алюминия используются в производстве стекла и керамики.Тем не менее, алюминий является одним из немногих широко распространенных элементов, которые, по-видимому, не играют никакой полезной биологической роли; у небольшого процента людей на него аллергия.

История

Древние греки и римляне использовали соли алюминия в качестве протравы для окрашивания и вяжущего средства для перевязки ран. Квасцы (сульфат калия-алюминия или родственная соль) до сих пор используются в качестве кровоостанавливающего средства. В 1761 году Гайтон де Морво предложил называть основные квасцы алюминием. В 1808 году Хамфри Дэви определил существование металлической основы из квасцов, которую он сначала назвал алюминий , а затем алюминий (см. Раздел «Орфография» ниже).

Фридриху Вёлеру обычно приписывают выделение алюминия (лат. квасцы, квасцы) в 1827 году путем смешивания безводного хлорида алюминия с калием. Однако металл был впервые получен (хотя и в нечистом виде) двумя годами ранее датским физиком и химиком Гансом Христианом Эрстедом. Таким образом, Эрстед также может быть указан как первооткрыватель металла. [1] Далее, Пьер Бертье обнаружил алюминий в бокситовой руде и успешно извлек его. [2] Француз Анри Этьен Сент-Клер Девиль усовершенствовал метод Велера в 1846 году и описал свои усовершенствования в книге 1859 года, главным из которых была замена значительно более дорогого калия натрием. [3]

Статуя Эрос на площади Пикадилли в Лондоне, построенная в 1893 году, является одной из первых статуй, отлитых из алюминия.

До разработки методов очистки алюминия в больших количествах он считался драгоценным металлом, более ценным, чем золото.Говорят, что Наполеон III, император Франции, устроил банкет, на котором самым почетным гостям была вручена алюминиевая посуда, а остальным пришлось довольствоваться золотой. [4] [5]

Алюминий был выбран в качестве материала для вершины монумента Вашингтона в 1884 году, когда одна унция (30 граммов) этого вещества стоила дневную заработную плату одного обычный работник на проекте. [6] Он имел примерно ту же стоимость, что и серебро.

В 1886 году американец Чарльз Мартин Холл из Оберлина, штат Огайо, подал заявку на патент (U.S. Патент 400664 (PDF)) на электролитический процесс извлечения алюминия с использованием той же технологии, которая была независимо разработана французом Полем Эру в Европе. Изобретение процесса Холла-Эру в 1886 году удешевило извлечение алюминия из полезных ископаемых, и в настоящее время он является основным методом, используемым во всем мире. Однако процесс Холла-Эру не позволяет напрямую производить сверхчистый алюминий. После утверждения своего патента в 1889 году Холл при финансовой поддержке Альфреда Э.Хант из Питтсбурга, штат Пенсильвания, основал Pittsburgh Reduction Company, которая в 1907 году была переименована в Aluminium Company of America, а позже сокращена до Alcoa.

Германия стала мировым лидером по производству алюминия вскоре после прихода к власти Адольфа Гитлера. Однако к 1942 году новые гидроэнергетические проекты, такие как плотина Гранд-Кули, дали Соединенным Штатам то, с чем нацистская Германия не могла конкурировать, обеспечив их достаточными генерирующими мощностями для производства алюминия, достаточного для производства шестидесяти тысяч военных самолетов за четыре года.

Примечательные характеристики

Физические свойства

В периодической таблице алюминий находится в группе 13 (бывшая группа 3А), между бором и галлием. Кроме того, он лежит в периоде 3, между магнием и кремнием. Он считается членом группы химических элементов «бедных металлов». [7] Нетоксичный, немагнитный и неискрящий. Атомы в металле расположены в гранецентрированной кубической структуре.

Алюминий является одним из немногих металлов, которые сохраняют полную серебристую отражательную способность в виде мелкого порошка, что делает его важным компонентом серебряных красок.Чистый алюминий служит отличным отражателем (приблизительно 99%) видимого света и хорошим отражателем (примерно 95%) инфракрасного излучения. Это хороший тепло- и электропроводник, по весу лучше меди. Он способен быть сверхпроводником с критической температурой сверхпроводимости 1,2 Кельвина.

Этот металл имеет примерно одну треть плотности и жесткости стали. Он пластичен, легко обрабатывается, отливается и экструдируется. Предел текучести чистого алюминия составляет 7-11 МПа, тогда как алюминиевые сплавы имеют предел текучести в пределах от 200 до 600 МПа. [8] Кроме того, чистый алюминий имеет низкую прочность на растяжение, но его сплавы демонстрируют заметное улучшение механических свойств, особенно при отпуске.

Химические свойства

Алюминий

обладает высокой коррозионной стойкостью благодаря тонкому поверхностному слою оксида алюминия, который образуется при контакте металла с воздухом и эффективно предотвращает дальнейшее окисление. Наиболее прочные алюминиевые сплавы менее устойчивы к коррозии из-за гальванических реакций с легированной медью. [9]

При соединении с другими элементами алюминий может иметь разные степени окисления: +1, +2 и +3.Из них наиболее распространена степень окисления +3.

Степень окисления 1: [10]

  • AlH получают при нагревании алюминия до 1500 °C в атмосфере водорода.
  • Al 2 O получают путем нагревания нормального оксида Al 2 O 3 с кремнием при 1800 °C в вакууме.
  • Al 2 S может быть получен путем нагрева Al 2 S 3 с алюминиевой стружкой при температуре 1300 °C в вакууме. Он быстро распадается, чтобы регенерировать исходные материалы.Селенид получают параллельно.
  • AlF, AlCl и AlBr существуют в газовой фазе при нагревании соответствующего тригалогенида с алюминием.

Степень окисления два:

  • Монооксид алюминия, AlO, присутствует при горении алюминиевого порошка в кислороде.

Степень окисления три:

Этот радиатор изготовлен из анодированного алюминия.
  • Согласно правилам Фаянса, простой трехвалентный катион Al 3+ не должен быть обнаружен в безводных солях или бинарных соединениях, таких как Al 2 O 3 .Гидроксид является слабым основанием, и алюминиевые соли слабых кислот, такие как карбонат, не могут быть получены. Соли сильных кислот, например азотнокислой, устойчивы и растворимы в воде, образуя гидраты не менее чем с шестью молекулами кристаллизационной воды.
  • Гидрид алюминия (AlH 3 ) n можно получить из триметилалюминия и избытка водорода. На воздухе взрывоопасно горит. Он также может быть получен действием хлорида алюминия на гидрид лития в эфирном растворе, но не может быть выделен без растворителя.
  • Карбид алюминия, Al 4 C 3 получают путем нагревания смеси элементов до температуры выше 1000 °C. Бледно-желтые кристаллы имеют сложную решетчатую структуру и реагируют с водой или разбавленными кислотами с образованием метана. Ацетилид Al 2 (C 2 ) 3 получают пропусканием ацетилена над нагретым алюминием.
  • Нитрид алюминия, AlN, может быть получен из элементов при температуре 800 °C. Гидролизуется водой с образованием аммиака и гидроксида алюминия.
  • Фосфид алюминия, AlP, производится аналогичным образом и гидролизуется с образованием фосфина.
  • Оксид алюминия, Al 2 O 3 , встречается в природе в виде корунда и может быть получен сжиганием алюминия в кислороде или нагреванием гидроксида, нитрата или сульфата. Как драгоценный камень, его твердость превосходит только алмаз, нитрид бора и карборунд. Он почти нерастворим в воде.
  • Гидроксид алюминия можно получить в виде желеобразного осадка путем добавления аммиака к водному раствору соли алюминия.Он амфотерный, будучи одновременно очень слабой кислотой и образуя алюминаты со щелочами. Он существует в различных кристаллических формах.
  • Сульфид алюминия, Al 2 S 3 , может быть получен пропусканием сероводорода через алюминиевый порошок. Он полиморфен.
  • Иодид алюминия (AlI 3 ) 2 представляет собой димер, применяемый в органическом синтезе.
  • Фторид алюминия, AlF 3 , получают путем обработки гидроксида HF или могут быть получены из элементов.Он состоит из гигантской молекулы, которая возгоняется без плавления при 1291 °C. Он очень инертен. Остальные тригалогениды являются димерными, имеющими мостиковую структуру.
  • Комплексы фторид алюминия/вода: когда алюминий и фторид находятся вместе в водном растворе, они легко образуют комплексные ионы, такие как AlF(H 2 O) 5 +2 , AlF 3 (H 2 O ) 3 0 , АлФ 6 -3 . Из них AlF 6 -3 является наиболее стабильным.Это объясняется тем фактом, что алюминий и фторид, которые оба являются очень компактными ионами, идеально сочетаются друг с другом, образуя октаэдрический комплекс гексафторида алюминия. Когда алюминий и фторид вместе находятся в воде в молярном соотношении 1:6, AlF 6 -3 является наиболее распространенной формой, даже в довольно низких концентрациях.
  • Металлоорганические соединения эмпирической формулы AlR 3 существуют и если не гигантские молекулы, то по крайней мере димеры или тримеры. Они находят применение в органическом синтезе, например, триметилалюминий.
  • Известны алюмогидриды наиболее электроположительных элементов, наиболее полезным из которых является алюмогидрид лития, Li[AlH 4 ]. Он разлагается на гидрид лития, алюминий и водород при нагревании и гидролизуется водой. Он имеет много применений в органической химии, особенно в качестве восстановителя. Аналогичную структуру имеют алюминогалогениды.

Кластеры

В журнале Science от 14 января 2005 г. сообщалось, что кластеры из 13 атомов алюминия (Al 13 ) ведут себя как атом йода; и 14 атомов алюминия (Al 14 ) вели себя как атом щелочноземельного металла.Исследователи также связали 12 атомов йода с кластером Al 13 , чтобы сформировать новый класс полийодидов. Сообщается, что это открытие дает возможность новой характеристики периодической таблицы: сверхатомов. Исследовательские группы возглавляли Шив Н. Ханна (Университет Содружества Вирджинии) и А. Уэлфорд Каслман-младший (Пенсильванский государственный университет). [11]

Изотопы

Алюминий имеет много изотопов, из которых только 27 Al (стабильный изотоп) и 26 Al (радиоактивный изотоп, t 1/2 = 7.2 × 10 5 y) встречаются в природе. Изотоп 27 Al имеет естественное содержание 99,9+ процентов. 26 Al производится из аргона в атмосфере путем расщепления, вызванного протонами космических лучей. Изотопы алюминия нашли практическое применение для датирования морских отложений, марганцевых конкреций, ледникового льда, кварца в скальных обнажениях и метеоритов. Отношение 26 Al к 10 Be использовалось для изучения роли переноса, отложения, накопления отложений, времени захоронения и эрозии в масштабах времени от 10 5 до 10 6 лет.

Космогенный 26 Al впервые был применен при изучении Луны и метеоритов. Фрагменты метеорита после отлета от своих родительских тел подвергаются интенсивной бомбардировке космическими лучами во время своего путешествия в космосе, что приводит к значительному образованию 26 Al. После падения на Землю атмосферная защита защищает фрагменты метеорита от дальнейшего образования 26 Al, и его распад затем можно использовать для определения земного возраста метеорита. Исследования метеоритов также показали, что 26 Al было относительно много во время формирования нашей планетарной системы.Многие исследователи метеоритов считают, что энергия, выделившаяся при распаде 26 Al, была ответственна за плавление и дифференциацию некоторых астероидов после их образования 4,55 миллиарда лет назад. [12]

Производство и очистка металлического алюминия

Алюминий — химически активный металл, который трудно извлечь из руды, оксида алюминия (Al 2 O 3 ). Прямое восстановление, например, углеродом, экономически невыгодно, поскольку оксид алюминия имеет температуру плавления около 2000 °C.Поэтому его извлекают электролизом; то есть оксид алюминия растворяют в расплавленном криолите, а затем восстанавливают до чистого металла. Благодаря этому процессу рабочая температура восстановительных ячеек составляет от 950 до 980 °C. Криолит встречается в качестве минерала в Гренландии, но в промышленности его заменили синтетическим веществом. Криолит представляет собой смесь фторидов алюминия, натрия и кальция: (Na 3 AlF 6 ). Оксид алюминия (белый порошок) получают путем очистки бокситов по методу Байера.(Ранее преобладающей технологией нефтепереработки был процесс Девиля.)

Электролитический процесс заменил процесс Вёлера, который включал восстановление безводного хлорида алюминия калием. Оба электрода, используемые при электролизе оксида алюминия, являются углеродными. Когда руда находится в расплавленном состоянии, ее ионы могут свободно перемещаться. Реакция на катоде (отрицательный полюс) дает металлический алюминий:

Al 3+ + 3 e → Al

Здесь ион алюминия восстанавливается (присоединяются электроны).Металлический алюминий затем опускается на дно, и его сливают.

На положительном электроде (аноде) образуется кислород:

2 O 2− → O 2 + 4 e

Этот угольный анод затем окисляется кислородом с выделением углекислого газа. Следовательно, аноды в электролизере необходимо регулярно заменять, так как они расходуются в процессе:

O 2 + C → CO 2

В отличие от анодов, катоды не окисляются, поскольку на катоде отсутствует кислород.Углеродный катод защищен жидким алюминием внутри ячеек. Тем не менее эрозия катодов происходит, в основном за счет электрохимических процессов. Через пять-десять лет, в зависимости от тока, используемого при электролизе, электролизер приходится восстанавливать из-за износа катода.

Мировой тренд производства алюминия.

Электролиз алюминия по процессу Холла-Эру требует много энергии, но альтернативные процессы всегда оказывались менее жизнеспособными с экономической и/или экологической точки зрения. Среднее мировое удельное потребление энергии составляет примерно 15±0.5 киловатт-часов на килограмм алюминия, произведенного из глинозема. (от 52 до 56 МДж/кг). Самые современные плавильные печи достигают приблизительно 12,8 кВт·ч/кг (46,1 МДж/кг). Ток линии снижения для старых технологий обычно составляет от 100 до 200 кА. Современные плавильные печи работают при токе около 350 кА. Сообщалось об испытаниях с клетками 500 кА.

Извлечение металла путем вторичной переработки стало важным аспектом алюминиевой промышленности. Переработка включает плавление лома, процесс, который использует только пять процентов энергии, необходимой для производства алюминия из руды.Однако значительная часть (до 15 % исходного материала) теряется в виде окалины (золообразного оксида). Переработка была малозаметной деятельностью до конца 1960-х годов, когда растущее использование алюминиевых банок для напитков привлекло к ней общественное внимание.

Электроэнергия составляет от 20 до 40 процентов стоимости производства алюминия, в зависимости от расположения плавильного завода. Металлургические заводы, как правило, расположены там, где электроэнергия в изобилии и недорога, например, в Южной Африке, Южном острове Новой Зеландии, Австралии, Китайской Народной Республике, на Ближнем Востоке, в России, Квебеке и Британской Колумбии в Канаде и Исландии.

За последние 50 лет Австралия стала крупным производителем бокситовой руды, а также крупным производителем и экспортером глинозема. [13] В 2005 году в Австралии было добыто 62 миллиона метрических тонн бокситов. Австралийские месторождения имеют некоторые проблемы с очисткой, некоторые из них содержат большое количество кремнезема, но их преимущество заключается в том, что они неглубокие и их относительно легко добывать. [14]

Приложения

Общего назначения

Кусок алюминиевого металла длиной около 15 сантиметров.

Относительно чистый алюминий получают только тогда, когда коррозионная стойкость или обрабатываемость более важны, чем прочность или твердость.Этот металл легко образует сплавы со многими элементами, такими как медь, цинк, магний, марганец и кремний. Алюминиевые сплавы являются жизненно важными компонентами самолетов и ракет благодаря их высокому соотношению прочности к весу. Сегодня почти все объемные металлические материалы, которые условно называют «алюминием», на самом деле являются сплавами. Например, обычные алюминиевые фольги представляют собой сплавы, содержащие 92-99% алюминия. [15]

Некоторые из множества применений металлического алюминия:

  • Транспорт (особенно автомобили, самолеты, грузовики, железнодорожные вагоны, морские суда и велосипеды)
  • Упаковка (например, банки и фольга)
  • Оптические покрытия и зеркала, в которых тонкий слой алюминия нанесен на плоскую поверхность.
  • Очистка воды
  • Средство от рыбных паразитов, таких как Gyrodactylus salaris
  • Строительство (окна, двери, сайдинг, строительная проволока и т. д.)
  • Кухонная утварь
  • Линии электропередач для распределения электроэнергии
  • Сталь MKM и магниты Alnico
  • Алюминий сверхчистоты (SPA, от 99,980% до 99,999% Al), используемый в электронике и компакт-дисках.
  • Радиаторы для электронных устройств, таких как транзисторы и процессоры.
  • Порошкообразный алюминий используется в красках и в пиротехнике, такой как твердое ракетное топливо и термит.
  • Лезвия бутафорских мечей и ножей, используемых в сценических боях.

Соединения алюминия

  • Алюминий аммоний сульфат ([Al(NH 4 )](SO 4 ) 2 ), квасцы аммонийные используются в качестве протравы, при очистке воды и очистке сточных вод, в производстве бумаги, как пищевая добавка, и в дублении кожи.
  • Ацетат алюминия представляет собой соль, используемую в растворе в качестве вяжущего средства.
  • Борат алюминия (Al 2 O 3 B 2 O 3 ) используется в производстве стекла и керамики.
  • Боргидрид алюминия (Al(BH 4 ) 3 ) используется в качестве добавки к реактивному топливу.
  • Хлорид алюминия (AlCl 3 ) используется: в производстве красок, в антиперспирантах, при переработке нефти и в производстве синтетического каучука.
  • Хлоргидрид алюминия используется в качестве антиперспиранта и при лечении гипергидроза.
  • Фторсиликат алюминия (Al 2 (SiF 6 ) 3 ) используется в производстве синтетических драгоценных камней, стекла и керамики.
  • Гидроксид алюминия (Al(OH) 3 ) используется: как антацид, как протрава, при очистке воды, при производстве стекла и керамики, а также для гидроизоляции тканей.
  • Оксид алюминия (Al 2 O 3 ), оксид алюминия, встречается в природе в виде корунда (рубины и сапфиры), наждака и используется в производстве стекла.Синтетические рубин и сапфир используются в лазерах для получения когерентного света.
  • Сульфат алюминия (Al 2 (SO 4 ) 3 ) применяется: в производстве бумаги, в качестве протравы, в огнетушителях, при очистке воды и очистке сточных вод, в качестве пищевой добавки , в огнезащите и дублении кожи.
  • Во многих вакцинах некоторые соли алюминия служат иммунным адъювантом (усилителем иммунного ответа), позволяя белку вакцины достичь достаточной активности в качестве иммуностимулятора.

Алюминиевые сплавы для конструкционных применений

Алюминиевые сплавы с широким спектром свойств применяются в инженерных конструкциях. Системы сплавов классифицируются по системе нумерации (ANSI) или по наименованиям, указывающим на их основные легирующие компоненты (DIN и ISO).

Алюминий широко используется во многих местах благодаря его высокому соотношению прочности и веса. Однако дизайнер, привыкший работать со сталью, обнаружит, что алюминий хуже ведет себя с точки зрения гибкости. Проблемы часто можно решить путем изменения размеров деталей специально для решения проблем жесткости.

Прочность и долговечность алюминиевых сплавов сильно различаются не только в зависимости от компонентов конкретного сплава, но также в результате термической обработки и производственных процессов. Недостаток знаний об этих аспектах время от времени приводил к неправильному проектированию конструкций и вызывал плохую репутацию алюминия.

Одним из важных структурных ограничений алюминиевых сплавов является их усталостная прочность. В отличие от стали, алюминиевые сплавы не имеют четко определенного предела выносливости, а это означает, что усталостное разрушение в конечном итоге произойдет даже при очень малых циклических нагрузках.Это означает, что инженеры должны оценивать эти нагрузки и проектировать для фиксированного, а не бесконечного срока службы.

Еще одним важным свойством алюминиевых сплавов является их чувствительность к нагреву. Процедуры в мастерской, связанные с нагревом, усложняются тем фактом, что алюминий, в отличие от стали, плавится без предварительного свечения красным цветом. Таким образом, операции формования с использованием паяльной лампы требуют определенного опыта, поскольку никакие визуальные признаки не показывают, насколько материал близок к плавлению. Алюминиевые сплавы, как и все конструкционные сплавы, также подвержены внутренним напряжениям после операций нагрева, таких как сварка и литье.Проблема с алюминиевыми сплавами в этом отношении заключается в их низкой температуре плавления, что делает их более восприимчивыми к деформации из-за термического снятия напряжения. Контролируемое снятие напряжения может быть осуществлено во время производства путем термической обработки деталей в печи с последующим постепенным охлаждением, т. е. фактически отжигом напряжений.

Низкая температура плавления алюминиевых сплавов не исключает их использования в ракетной технике; даже для использования в конструкции камер сгорания, где температура газов может достигать 3500 К. В двигателе верхней ступени Agena использовалась алюминиевая конструкция с регенеративным охлаждением для некоторых частей сопла, включая термически критическую область горловины; на самом деле чрезвычайно высокая теплопроводность алюминия не позволяла горловине достичь точки плавления даже при сильном тепловом потоке, что привело к созданию надежного и легкого компонента.

Электропроводка бытовая

Алюминий имеет проводимость примерно на 65 процентов меньше, чем у меди, традиционного материала для бытовых электропроводок. В 1960-х годах алюминий был значительно дешевле меди, и поэтому в Соединенных Штатах он был введен в бытовую электропроводку, хотя многие светильники не были рассчитаны на алюминиевую проволоку. Однако в некоторых случаях более высокий коэффициент теплового расширения алюминия заставляет провод расширяться и сжиматься по отношению к винтовому соединению из разнородного металла, в конечном итоге ослабляя соединение.Кроме того, чистый алюминий имеет тенденцию «ползти» под постоянным постоянным давлением (в большей степени при повышении температуры), снова ослабляя соединение. Наконец, гальваническая коррозия от разнородных металлов увеличила электрическое сопротивление соединения.

Все это привело к перегреву и ослаблению соединений, а это, в свою очередь, привело к нескольким пожарам. Затем строители стали опасаться использования проволоки, и во многих юрисдикциях ее использование в очень малых размерах в новом строительстве было запрещено.В конце концов, были представлены новые приспособления с соединениями, предназначенными для предотвращения ослабления и перегрева. Сначала они имели маркировку «Al/Cu», но теперь они имеют кодировку «CO/ALR». В старых сборках рабочие предотвращают проблему нагрева, правильно обжимая алюминиевый провод на короткой «косичке» из медного провода. Сегодня для алюминиевой проводки в сочетании с алюминиевыми наконечниками используются новые сплавы, конструкции и методы.

Меры предосторожности

Алюминий — это нейротоксин, который изменяет функцию гематоэнцефалического барьера. [16] Это один из немногих широко распространенных элементов, который, по-видимому, не выполняет никакой полезной функции в живых клетках. Небольшой процент людей имеет на него аллергию — у них возникает контактный дерматит от любой его формы: зудящая сыпь от применения кровоостанавливающих или антиперспирантных средств, расстройства пищеварения, неспособность усваивать питательные вещества при употреблении пищи, приготовленной в алюминиевых кастрюлях, рвота и др. симптомы отравления при приеме внутрь таких препаратов, как Амфожель и Маалокс (антациды). Для других людей алюминий не считается столь же токсичным, как тяжелые металлы, но есть свидетельства некоторой токсичности, если он потребляется в чрезмерных количествах.Было доказано, что использование алюминиевой посуды, популярной из-за ее коррозионной стойкости и хорошей теплопроводности, не приводит к токсичности алюминия в целом. Чрезмерное потребление антацидов, содержащих соединения алюминия, и чрезмерное использование алюминийсодержащих антиперспирантов являются более вероятными причинами токсичности. В исследовании, опубликованном в журнале Journal of Applied Toxicology, , доктор Филиппа Д. Дарби из Университета Рединга показала, что соли алюминия увеличивают экспрессию генов, связанных с эстрогеном, в клетках рака молочной железы человека, выращенных в лаборатории.Эстрогеноподобные эффекты этих солей привели к их классификации как металлоэстрогены.

Было высказано предположение, что алюминий является причиной болезни Альцгеймера, так как было обнаружено, что некоторые мозговые бляшки содержат этот металл. Исследования в этой области были безрезультатными; накопление алюминия может быть следствием болезни Альцгеймера, а не причиной. В любом случае, если и существует какая-либо токсичность алюминия, то это должно быть связано с очень специфическим механизмом, поскольку общее воздействие этого элемента на человека в форме природной глины в почве и пыли чрезвычайно велико в течение всей жизни. [17] [18]

Ртуть, нанесенная на поверхность алюминиевого сплава, может повредить поверхностную защитную оксидную пленку, образуя амальгаму. Это может вызвать дальнейшую коррозию и ослабление конструкции. По этой причине ртутные термометры не разрешены на многих авиалайнерах, так как во многих конструкциях самолетов используется алюминий.

Алюминиевый порошок может реагировать с Fe 2 O 3 с образованием Fe и Al 2 O 3 . Эта смесь известна как термит, который горит с высокой выходной энергией.Термит может образоваться непреднамеренно во время операций шлифования, но высокая температура воспламенения делает инциденты маловероятными в большинстве цеховых условий.

Алюминий и растения

Алюминий является основным фактором, способствующим снижению продуктивности растений на кислых почвах. Хотя это, как правило, безвредно для роста растений в почвах с нейтральным pH, концентрация токсичных катионов Al 3+ в кислых почвах увеличивается и нарушает рост и функцию корней.

Адаптация пшеницы к устойчивости к алюминию такова, что алюминий вызывает высвобождение органических соединений, которые связываются с вредными катионами алюминия.Считается, что сорго обладает таким же механизмом устойчивости. Первый ген толерантности к алюминию был идентифицирован у пшеницы. Группа из Министерства сельского хозяйства США показала, что толерантность сорго к алюминию контролируется одним геном, как и у пшеницы. Это происходит не со всеми растениями.

Правописание

История этимологии/номенклатуры

Самая ранняя ссылка, приведенная в Оксфордском словаре английского языка для любого слова, используемого в качестве названия для этого элемента, — это алюминий, , которое Хамфри Дэви использовал в 1808 году для металла, который он пытался выделить электролитически из минерала оксида алюминия. Цитата из его журнала Philosophical Transactions : «Если бы мне посчастливилось добыть металлические вещества, которые я искал, я бы предложил для них названия кремния, алюминия, циркония и глюция. .» [19]

К 1812 году Дэви остановился на алюминии , , который (как отмечают другие источники) соответствует его латинскому корню. Он писал в журнале Chemical Philosophy : «Пока еще не получен алюминий в совершенно свободном состоянии. [20] Но в том же году анонимный автор Quarterly Review, , британского политико-литературного журнала, возражал против алюминия и предложил название алюминий, , «поэтому мы позволим себе написание слова вместо алюминия, который имеет менее классический звук». натрий, магний, кальций и стронций (все из которых Дэви выделил сам).Тем не менее, -um написания элементов не были неизвестны в то время, как, например, платина, известная европейцам с шестнадцатого века, молибден, открытый в 1778 году, и тантал, открытый в 1802 году.

Американцы приняли -ium на протяжении большей части девятнадцатого века, а алюминий появился в Словаре Вебстера 1828 года. Однако в 1892 году Чарльз Мартин Холл использовал написание -um в рекламной листовке своего нового электролитического метода. производства металла, несмотря на то, что он постоянно использовал написание -ium во всех патентах, которые он подал между 1886 и 1903 годами. [22] Следовательно, было высказано предположение, что написание отражает более легкое для произношения слово с меньшим количеством слогов или что написание на листовке было орфографической ошибкой. Доминирование Холла в производстве металла привело к тому, что написание алюминий стало стандартом в Северной Америке; Однако Webster Unabridged Dictionary от 1913 года продолжал использовать версию -ium .

В 1926 году Американское химическое общество официально приняло решение использовать в своих публикациях алюминий ; Американские словари обычно обозначают написание алюминий как британский вариант.

Современное написание

В Великобритании и других странах, использующих британское написание, используется только алюминий . В Соединенных Штатах написание алюминий в значительной степени неизвестно, и преобладает написание алюминий . [23] [24] Канадский Оксфордский словарь предпочитает алюминий, , тогда как Австралийский словарь Macquarie предпочитает алюминий.

В других англоязычных странах написание (и соответствующее произношение) алюминий и алюминий широко используются в научном и ненаучном контекстах.Написание практически во всех других языках аналогично окончанию -ium .

Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) принял алюминий в качестве стандартного международного названия элемента в 1990 году, но три года спустя признал алюминий приемлемым вариантом. Следовательно, их периодическая таблица включает в себя оба, но ставит алюминий на первое место. [25] ИЮПАК официально предпочитает использовать алюминий в своих внутренних публикациях, хотя в некоторых публикациях ИЮПАК используется написание алюминий.

См. также

Примечания

  1. ↑ Инон Бентор. Периодическая таблица: алюминий ChemicalElements.com. Проверено 13 августа 2007 г.
  2. ↑ Пьер Бертье. Сегодня в истории науки . Проверено 13 августа 2007 г.
  3. ↑ Название книги Девиля: De l’aluminium, ses propriétés, sa factory (Париж, 1859 г.). Вполне вероятно, что Девиль также пришел к идее электролиза оксида алюминия, растворенного в криолите. Однако Чарльз Мартин Холл и Пол Эрулт могли разработать более практичный процесс после Девиля.
  4. ↑ С. Венецкий, 1969. «Серебро» из глины. Металлург 13(7): 451-453.
  5. Журнал ChemMatters . (1990): 14
  6. ↑ Джордж Дж. Бинчевски, 1995. Точка памятника: история алюминиевой крышки памятника Вашингтону. Проверено 13 августа 2007 г.
  7. ↑ Термин бедные металлы (или постпереходные металлы ) относится к металлическим элементам в p-блоке периодической таблицы. Их температуры плавления и кипения обычно ниже, чем у переходных металлов, а их электроотрицательность выше, и они также мягче.Помимо алюминия, в эту группу входят галлий, индий, таллий, олово, свинец и висмут.
  8. ↑ Polmear, I. J. 1995. Легкие сплавы . Лондон, Великобритания: Издательство Арнольд. ISBN 0750663715
  9. ↑ Там же.
  10. ↑ Температуры в этом разделе кажутся предметом споров.
  11. ↑ Кластеры атомов алюминия, обладающие свойствами других элементов, открывают новую форму химии. Научный колледж Эберли. Проверено 13 августа 2007 г.
  12. ↑ Роберт Т.Додд, 1986. Громовые камни и падающие звезды. (Кембридж, Массачусетс: Издательство Гарвардского университета), 89–90.
  13. ↑ Промышленность Австралии. Австралийский совет по алюминию. Проверено 13 августа 2007 г.
  14. ↑ Австралийский боксит. Австралийский совет по алюминию. Проверено 13 августа 2007 г.
  15. ↑ Л. С. Милберг, Алюминиевая фольга. Как производятся продукты. Проверено 13 августа 2007 г.
  16. ↑ У. А. Бэнкс и А.Дж. Кастин. 1989. Нейротоксичность, вызванная алюминием: изменения функции мембран гематоэнцефалического барьера. Neurosci Biobehav Rev 13(1):47-53.
  17. ↑ Болезнь Альцгеймера и алюминий. Национальный институт наук об окружающей среде. Проверено 13 августа 2007 г.
  18. ↑ Майкл Хопкин, 2006. Смерть жертвы болезни Альцгеймера связана с загрязнением алюминием. новости @ nature.com .
  19. ↑ «алюминий», Оксфордский словарь английского языка, , 2-е изд. Под редакцией Дж.А. Симпсон и Э.С.К. Вайнер. (Оксфорд, Великобритания: Clarendon Press, 1989). OED Online Oxford University Press.По состоянию на 29 октября 2006 г. Цитирование указано как «СЭР Х. ДЭВИ, 1808 г., в Phil. Trans. XCVIII. 353». Многоточие в цитате такое же, как и в цитате OED .
  20. ↑ «алюминий», Там же. Цитирование указано как «1812 SIR H. DAVY Chem. Philos. I. 355»
  21. ↑ «алюминий», Там же. Цитата указана как «1812 Q. Rev. VIII. 72»
  22. ↑ Питер Мейерс. Производство алюминия. История фтора, фторидов и фторирования.Проверено 13 августа 2007 г.
  23. ↑ Гринвуд, Северная Каролина; & Earnshaw, A. 1997. Химия элементов (2-е изд.) . Оксфорд, Великобритания: Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 0-7506-3365-4.
  24. ↑ Джон Бремнер. 1980. Слова о словах: Словарь для писателей и тех, кому небезразличны слова. (Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: издательство Колумбийского университета), 22–23.
  25. ↑ Периодическая таблица элементов ИЮПАК. Проверено 13 августа 2007 г.

Ссылки

Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

  • Бремнер, Джон.1980. Слова о словах: Словарь для писателей и тех, кому небезразличны слова. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: издательство Колумбийского университета. ISBN 0231044933
  • Чанг, Рэймонд. 2006. Химия, 9-е изд. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: McGraw-Hill Science/Engineering/Math. ISBN 0073221031.
  • Коттон, Ф. Альберт и Джеффри Уилкинсон. 1980. Высшая неорганическая химия, , 4-е изд. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Уайли. ISBN 0471027758.
  • Додд, Роберт Т. 1986. Громовые камни и падающие звезды. Кембридж, Массачусетс: Издательство Гарвардского университета. ISBN 06748.
  • Гринвуд, Н. Н. и А. Эрншоу. 1998. Химия элементов, 2-е изд. Оксфорд, Великобритания; Берлингтон, Массачусетс: Баттерворт-Хайнеманн, Elsevier Science. ISBN 0750633654. Онлайн-версия доступна здесь. Проверено 11 августа 2007 г.
  • .
  • Лос-Аламосская национальная лаборатория Периодическая таблица Алюминий. Химический отдел, Лос-Аламосская национальная лаборатория . Проверено 11 августа 2007 г.
  • .
  • Полмер, И.J. 1995. Легкие сплавы. Лондон, Великобритания: Издательство Арнольд. ISBN 0750663715

Внешние ссылки

Все ссылки получены 17 мая 2021 г.

Кредиты

Энциклопедия Нового Света писатели и редакторы переписали и дополнили статью Википедии в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства.Упоминание должно быть выполнено в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на авторов New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

Примечание. На использование отдельных изображений, которые лицензируются отдельно, могут распространяться некоторые ограничения.

Алюминий (Al) | АМЕРИКАНСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ®


РАЗДЕЛ 1. ИДЕНТИФИКАЦИЯ

Название продукта: алюминиевый металл

Номер продукта: Все применимо Коды продуктов American Elements, например. АЛ-М-02, АЛ-М-03, АЛ-М-04, АЛ-М-05, АЛ-М-06

Номер CAS: 7429-90-5

Соответствующие установленные области применения вещество: Научные исследования и разработка

Сведения о поставщике:
American Elements
1093 Broxton Ave.Suite 2000
Los Angeles, CA

Тел.: +1 310-208-0551
Факс: +1 310-208-0351

Телефон службы экстренной помощи:
Внутренний, Северная Америка +1 800-424-9300
Международный +1 703-527-3887


РАЗДЕЛ 2. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОПАСНОСТЕЙ

Классификация вещества или смеси
Классификация в соответствии с Регламентом (ЕС) № 1272/2008
Вещество не классифицируется как опасное для здоровья или окружающей среды в соответствии с CLP регулирование.
Классификация согласно Директиве 67/548/ЕЭС или Директива 1999/45/EC
Неприменимо
Информация об особых опасностях для человека и окружающая среда:
Информация отсутствует.
Опасности, не классифицированные иначе
Информация отсутствует.
Элементы маркировки
Маркировка в соответствии с Регламентом (ЕС) Нет 1272/2008
Неприменимо
Пиктограммы опасности
Неприменимо
Сигнальное слово
Неприменимо
Формулировки опасности
Неприменимо
Классификация WHMIS
Не контролируется
Система классификации
Оценки HMIS (шкала 0-4) 9018 ЗДОРОВЬЕ
ПОЖАР
РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ



Здоровье (острое воздействие) = 0
Воспламеняемость = 0
Физическая опасность = 0
Другие опасности
Результаты оценки PBT и vPvB PBT: 9.
vPvB:
Неприменимо


РАЗДЕЛ 3. СОСТАВ/ИНФОРМАЦИЯ О КОМПОНЕНТАХ

Химическая характеристика: Вещества
CAS# Описание:
7429-90-5 Алюминий
Идентификационный номер(а):
Номер ЕС:
231-072-3


РАЗДЕЛ 4.МЕРЫ ПЕРВОЙ ПОМОЩИ

Описание мер первой помощи
Общая информация
Никаких специальных мер не требуется.
При вдыхании
В случае жалоб обратиться за медицинской помощью.
После контакта с кожей
Как правило, продукт не раздражает кожу. кожа.
После попадания в глаза
Промывать открытые глаза в течение нескольких минут под проточной водой вода.Если симптомы сохраняются, обратитесь к врачу.
После проглатывания
Если симптомы сохраняются, обратитесь к врачу.
Информация для врача
Наиболее важные симптомы и эффекты, как острые, так и задержано
Отсутствует какая-либо соответствующая информация.
Указание на любую немедленную медицинскую помощь и требуется особое обращение
Отсутствует какая-либо соответствующая информация.


РАЗДЕЛ 5.ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ МЕРЫ

Средства пожаротушения
Подходящие средства пожаротушения
Специальный порошок для пожаров металлов. Не используй вода.
Неподходящее тушение из соображений безопасности вещества
Вода
Особые опасности, исходящие от вещества или смесь
Если этот продукт попал в огонь, могут выделяться:
Дым оксида металла
Рекомендации для пожарных
Защитное снаряжение:
Никаких специальных мер не требуется


РАЗДЕЛ 6.МЕРЫ ПРИ СЛУЧАЙНОМ ВЫБРОСЕ

Индивидуальные меры предосторожности, защитное снаряжение и аварийные процедуры
Не требуется.
Меры предосторожности по охране окружающей среды:
Не допускайте попадания материала в окружающей среды без надлежащего разрешает.
Не допускайте попадания продукта в канализацию или любые другие водоток.
Не допускать проникновения в землю/почву.
Методы и материалы для локализации и очистки up:
Поднять механически.
Предотвращение вторичных опасностей:
Никаких специальных мер не требуется.
Ссылка на другие разделы
См. раздел 7 для информации о безопасном обращении
См. раздел 8 для информации о личном средства защиты.
Информацию об утилизации см. в Разделе 13.


РАЗДЕЛ 7.ОБРАЩЕНИЕ И ХРАНЕНИЕ

Обращение с
Меры предосторожности для безопасного обращения с
Держите контейнер плотно закрытым.
Хранить в прохладном, сухом месте в плотно закрытой контейнеры.
Информация о защите от взрывов и пожаров:
Особых мер не требуется.
Условия для безопасного хранения, включая любые несовместимости
Хранение
Требования, которым должны соответствовать складские помещения и сосуды:
Нет особых требований.
Информация о хранении в одном общем хранилище средство:
Не хранить вместе с кислотами.
Хранить вдали от окислителей.
Дополнительная информация об условиях хранения:
Хранить контейнер плотно закрытым.
Хранить в прохладном, сухом месте, в хорошо закрытой упаковке. контейнеры.
Особое конечное использование(я)
Отсутствует какая-либо соответствующая информация.


РАЗДЕЛ 8.КОНТРОЛЬ ВОЗДЕЙСТВИЯ / ЛИЧНАЯ ЗАЩИТА

Дополнительная информация по оформлению технических системы:
Нет дополнительных данных; см. раздел 7.
Параметры управления
Компоненты с предельными значениями, требующими мониторинг на рабочем месте:
7429-90-5 Алюминий (100,0%)
PEL (США) Долгосрочное значение: 15*; 15** мг/м³
*Общая пыль; ** Вдыхаемая фракция
REL (США) Долговременное значение: 10* 5** мг/м³
*Общая пыль **Вдыхаемая фракция
TLV (США) Долгосрочное значение: 1* мг/м³
в виде Al; *в виде вдыхаемой фракции
EL (Канада) Длительное значение: 1.0 мг/м³
металл и нерастворимые соединения, вдыхаемые
EV (Канада) Длительное значение: 5 мг/м³
алюминийсодержащий (как алюминий)
Дополнительная информация:
Нет данных
Средства контроля воздействия
Средства индивидуальной защиты
Общие средства защиты и гигиенические меры
Обычные меры предосторожности при обращении с химические вещества следует соблюдать.
Соблюдайте эргономически соответствующие рабочие условия. окружающая обстановка.
Дыхательное оборудование:
Не требуется.
Защита рук:
Не требуется.
Время проникновения материала перчаток (в минутах)
Не определено
Защита глаз:
Защитные очки
Защита тела:
Защитная рабочая одежда


РАЗДЕЛ 9. ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Информация об основных физических и химических свойства
Общая информация
Внешний вид:
Форма: Твердое вещество в различных формах
Цвет: Серебристый
Запах: Без запаха
Порог запаха: Не определено.
Значение pH: Неприменимо.
Изменение состояния
Точка плавления/диапазон плавления: 660,4 °C (1221 °F)
Точка/диапазон кипения: 2519 °C (4566 °F)
Температура сублимации/начало: Не определено
Воспламеняемость (твердое, газообразное)
Не определено.
Температура воспламенения: не определено
Температура разложения: не определено
Самовозгорание: не определено.
Опасность взрыва: не определено.
Пределы взрываемости:
Нижний: Не определено
Верхний: Не определено
Давление паров: Неприменимо.
Плотность при 20 °C (68 °F): 2,7 г/см³ (22,532 фунт/гал)
Относительная плотность
Не определено.
Плотность пара
Неприменимо.
Скорость испарения
Неприменимо.
Растворимость в/Смешиваемость с водой: Нерастворимый
Коэффициент распределения (н-октанол/вода): Нет определенный.
Вязкость:
динамическая: Неприменимо.
Кинематика: Не применимо.
Прочая информация
Отсутствует какая-либо соответствующая информация.


РАЗДЕЛ 10. СТАБИЛЬНОСТЬ И РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ

Реактивность
Информация отсутствует.
Химическая стабильность
Стабилен при соблюдении рекомендуемых условий хранения.
Термическое разложение / условия избежать:
Разложение не произойдет при использовании и хранении согласно спецификациям.
Возможность опасных реакций
Реагирует с сильными окислителями
Условия, которых следует избегать
Отсутствует какая-либо соответствующая информация.
Несовместимые материалы:
Кислоты
Окислители
Опасные продукты разложения:
Пары оксидов металлов


РАЗДЕЛ 11. ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Информация о токсикологическом воздействии
Острая токсичность:
Эффекты неизвестны.
значений LD/LC50, относящихся к классификация:
Нет данных
Раздражение или коррозия кожи:
Может вызывать раздражение
Раздражение или коррозия глаз:
Может вызывать раздражение
Повышение чувствительности:
Неизвестно о сенсибилизирующих эффектах.
Мутагенность зародышевых клеток:
Эффекты неизвестны.
Канцерогенность:
ACGIH A4: Не классифицируется как канцероген для человека: Неадекватные данные для классификации агента в с точки зрения его канцерогенности для человека и/или животные.
Репродуктивная токсичность:
Реестр токсических эффектов химических веществ Вещества (RTECS) содержат репродуктивные данные для это вещество.
Специфическая токсичность системы органов-мишеней — повторная воздействие:
Эффекты неизвестны.
Специфическая системная токсичность на орган-мишень — единичная воздействие:
Эффекты неизвестны.
Опасность при вдыхании:
Эффекты неизвестны.
От подострой до хронической токсичности:
Реестр токсических эффектов химических веществ Вещества (RTECS) содержат многократную дозу данные о токсичности
для этого вещества.
Дополнительная токсикологическая информация:
Насколько нам известно, острые и хронические токсичность этого вещества полностью не известна.


РАЗДЕЛ 12. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Токсичность
Водная токсичность:
Отсутствует какая-либо соответствующая информация.
Стойкость и способность к разложению
Отсутствует какая-либо соответствующая информация.
Потенциал биоаккумуляции
Отсутствует какая-либо соответствующая информация.
Подвижность в почве
Отсутствует какая-либо соответствующая информация.
Дополнительная экологическая информация:
Общие указания:
Не допускать попадания материала в окружающей среды без надлежащего разрешает.
Избегайте попадания в окружающую среду.
Результаты оценки PBT и vPvB
PBT:
Неприменимо.
vPvB:
Не применимо.
Другие неблагоприятные воздействия
Отсутствует какая-либо соответствующая информация.


РАЗДЕЛ 13. УТИЛИЗАЦИЯ

Методы обработки отходов
Рекомендация
Обратитесь к государственным, местным или национальным обеспечить надлежащую утилизацию.
Неочищенная упаковка:
Рекомендация:
Утилизация должна производиться в соответствии с нормативные документы.


РАЗДЕЛ 14. ТРАНСПОРТНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Номер ООН
DOT, ADN, IMDG, IATA
Не применимо
Собственное отгрузочное наименование ООН
DOT, ADN, IMDG, IATA
Не применимо
Класс(ы) опасности при транспортировке
DOT, ADR, ADN, IMDG, IATA
Класс
Неприменимо
Группа упаковки
DOT, IMDG, IATA
Неприменимо
Опасность для окружающей среды:
Неприменимо.
Особые меры предосторожности для пользователя
Неприменимо.
Перевозка навалом в соответствии с Приложением II MARPOL73/78 и IBC Code
Неприменимо.
Транспорт/Дополнительная информация:
DOT
Загрязнитель морской среды (DOT):
Нет


РАЗДЕЛ 15. НОРМАТИВНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Безопасность, здоровье и окружающая среда правила / законодательство, специфичные для вещества или смесь
Национальные правила
Все компоненты этого продукта перечислены в У.S. Агентство по охране окружающей среды Токсично Закон о контроле за веществами Химическое вещество Инвентарь.
Все компоненты этого продукта перечислены на Канадский национальный список веществ (DSL).
SARA Раздел 313 (конкретные токсичные химические списки)
7429-90-5 Алюминий
Предложение штата Калифорния 65
Предложение 65 — Химические вещества, вызывающие рак
Вещество не указано.
Prop 65 — Токсичность для развития
Вещество не указано.
Предложение 65 — Токсичность для развития, женский пол
Вещество не указано.
Предложение 65 — Токсичность для развития, мужчины
Вещество не указано.
Информация об ограничении использования:
Только для использования технически квалифицированными лица.
Товар подлежит отчетности требования статьи 313 ЧП Закон о планировании и праве сообщества на информацию 1986 г. и 40CFR372.
Другие правила, ограничения и запретительные правила
Вещество, вызывающее особую озабоченность (SVHC) в соответствии с Регламент REACH (ЕС) № 1907/2006.
Вещество не указано.
Условия ограничений по ст. 67 и Приложение XVII Регламента (ЕС) № 1907/2006 (REACH) на изготовление, размещение на рынок и использование должны быть соблюдены.
Вещество не указано.
Приложение XIV Регламента REACH (требующее Разрешение на использование)
Вещество не указано.
REACH — Предварительно зарегистрированные вещества
Вещество указано.
Оценка химической безопасности:
Оценка химической безопасности не проводилась вне.


16. ПРОЧАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Паспорт безопасности в соответствии с Регламентом (ЕС) No.1907/2006 (ДОСТИГАЕМОСТЬ). Вышеуказанная информация является считается правильным, но не претендует на все включено и должно использоваться только в качестве руководства. Информация в этом документе основана на нынешнее состояние наших знаний и применимо к продукт с точки зрения надлежащей безопасности меры предосторожности. Это не является гарантией свойства продукта.Американские элементы не несет ответственности за ущерб, возникший в результате от обращения или от контакта с вышеперечисленными продукт. См. оборотную сторону счета-фактуры или упаковки квитанция о дополнительных условиях продажи. АВТОРСКИЕ ПРАВА 1997-2016 АМЕРИКАНСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ. ЛИЦЕНЗИРОВАНО РАЗРЕШАЕТСЯ ДЕЛАТЬ НЕОГРАНИЧЕННОЕ БУМАЖНОЕ КОПИРОВАНИЕ ДЛЯ ВНУТРЕННЕГО ИСПОЛЬЗОВАТЬ ТОЛЬКО.

Сплавы легких металлов: Алюминий Spotlight

Базовые знания — Алюминиевый сплав Сплавы легких металлов: Алюминий Spotlight

Редактор: Николь Карета

Алюминий является одним из наиболее широко используемых сплавов в производстве литых деталей. Но какими свойствами обладает этот сплав и в каких приложениях он используется?

Связанные компании

Алюминий — прочный материал, устойчивый к коррозии и температуре.(Источник: gemeinfrei/Pexels)

Алюминиевый сплав – краткое определение

Алюминиевые сплавы относятся к цветным сплавам и являются наиболее часто используемым сплавом для литья деталей. Что делает алюминиевый сплав во всех его вариантах таким популярным для литейной промышленности, так это превосходные свойства материала, которые достигаются за счет его комбинирования с другими легкими металлами, такими как медь, магний или цинк.Среди преимуществ:

  • коррозионная стойкость

  • высокая термостойкость

  • способность к самовосстановлению

  • пригодность для тяжелых условий эксплуатации

  • очень легкий материал для других легких металлов в легком исполнении

    9 Знакомство наша серия статей:

    Подробнее о магниевых сплавах

    Подробнее о цинковых сплавах

    Алюминий в качестве сырьевого материала пользуется все большей популярностью в обрабатывающей промышленности по всему миру.В 2017 году транспортная отрасль и строительный сектор были лидерами в использовании алюминия, на них приходилось 26 % мирового спроса на алюминий. Секторы электротехники (14 %) и машиностроения и производства промышленного оборудования (10 %) занимают 2 и места и 3 и соответственно. При этом мировой спрос на алюминий неуклонно рос с 46 млн тонн в 2012 году до 59,2 млн тонн в 2017 году. На этом фоне для участников рынка все большее значение приобретают следующие вопросы: Что такое алюминиевый сплав и каковы его характеристики? алюминиевые сплавы? Ответы на этот вопрос и обзор возможных применений алюминиевых сплавов помогут сориентироваться на рынке. 1, 2

    Что такое алюминиевые сплавы?

    Алюминиевые сплавы образуются путем соединения алюминия с другими металлами, в основном с марганцем, магнием, медью, кремнием, никелем, цинком и бериллием. В большинстве случаев в качестве основного материала используется Al99.5 (EN AW-1050A). Таким образом, можно значительно повысить показатели прочности, а также положительно повлиять на другие свойства.

    В секторе литья под давлением кремний является важным элементом, используемым для легирования алюминия , поскольку он улучшает литейные свойства.Это называется эвтектический сплав алюминия и кремния. Этот алюминиево-кремниевый сплав обладает отличными литейными свойствами (жидкость, низкая усадка) и высокой жесткостью. Как правило, он легко поддается сварке и устойчив к коррозии. Добавление магния и меди повышает жесткость, а медь снижает коррозионную стойкость. Алюминиевые литейные сплавы с этими элементами используются, например, в качестве материалов для корпусов двигателей и коробок передач в автомобиле- и авиастроении.

    К литейным сплавам применяется следующая классификация, основанная на европейском стандарте (EN):

    • 1xx: Чистый алюминий
    • 3xx: Кремний-медь/магний

    Каковы характеристики алюминиевого сплава ?

    Алюминий может быть хорошим выбором, если требуется устойчивый к коррозии сплав, способный выдерживать высокие температуры (200 градусов по Фаренгейту и выше).Хотя контакт алюминия с чрезвычайно суровыми условиями всегда был очевидным риском коррозии, алюминиевые компоненты служат относительно долго по сравнению с другими сплавами , отлитыми под давлением. Если внешняя часть алюминиевого компонента повреждена или подверглась коррозии, материал со временем может «зажить». Благодаря своей прочности алюминиевые изделия особенно подходят для работы в очень тяжелых условиях.

    Алюминиевые сплавы обладают следующими физическими свойствами:

    • Электропроводность: Электропроводность зависит как от состава, так и от условий термообработки.Электропроводность используется для проверки состояния термообработки некоторых сплавов, подвергаемых термообработке.
    • Теплопроводность: Высокая теплопроводность алюминиевых сплавов снижает температурную нагрузку на компоненты (колеса, поршни, головки цилиндров). Однако во время сварки высокая теплопроводность также приводит к проблемам (необходима высокая плотность энергии, влияние на остаточные сварочные напряжения).
    • Плотность: Плотность алюминия составляет около 1/3 плотности многих других металлов, за исключением титана и магния.Плотность лишь незначительно изменяется при образовании сплава. С точки зрения технологии применения для сравнения материалов весовая база менее важна, чем объемная. При одинаковом весе только магний имеет больший полезный объем металла, чем алюминий.

    Для чего используются алюминиевые сплавы?

    Алюминий широко используется в производстве корпусов для электронных компонентов, осветительных приборов, морского оборудования и антенн, а также во многих других областях.Хотя необработанный алюминий может быть не таким привлекательным для глаз, долговечность защиты от коррозии выше, и он предлагает несколько различных вариантов отделки поверхности, включая:

    В качестве альтернативы высокопрочной стали современные алюминиевые сплавы предлагают идеальные свойства с точки зрения жесткости, жесткости и формуемости. Эти свойства представляют особый интерес для автомобильной промышленности, поскольку позволяют проектировать легкие, безопасные и экологичные автомобили.

    Сохранение ресурсов и устойчивость приобретают все большее значение в автомобилестроении.Для достижения этих целей важную роль играют оптимизированная аэродинамика, уменьшенное сопротивление качению и инновационные технологии двигателей, но, прежде всего, снижение веса транспортных средств. Таким образом, алюминий заменяет обычные стальные решения в автомобильном производстве.

    Какие разработки и дополнительные области применения подходят для алюминиевых сплавов?

    В конце 2018 года американский производитель алюминия Alcoa представил новый сплав NHT. У производителей амортизаторов, дверей и других деталей были проблемы с горячим растрескиванием при литье.Эту проблему можно решить путем дальнейшей разработки алюминиевого сплава за счет улучшения литейных свойств.

    Аэрокосмическая промышленность также использует потенциал легкости алюминия. Бременские ученые работают над оптимизацией высокоэффективного сплава, который также можно использовать в космических полетах. Кроме того, должен быть разработан новый алюминиевый сплав, обладающий такими же превосходными свойствами материала, но более экономичный. Интересным аспектом является то, что эти сплавы будут использоваться в первую очередь в аддитивном производстве.

    Поскольку алюминиевые сплавы все чаще используются в аддитивном производстве, необходимо разработать модифицированные алюминиевые и магниевые сплавы, например, для оптимизации быстрого прототипирования.

    Ссылки

    (1) Распределение мирового потребления алюминия по основным сферам использования в 2016 и 2017 гг., см.: https://de.statista.com/statistik/daten/studie/240721/umfrage/verteilung-des -weltweiten-aluminiumbedarfs-nach-sektoren/

    (2) Мировой спрос на алюминий в период с 2012 по 2017 год (в 1000 тонн), см.: https://de.statista.com/statistik/daten/studie/156039/umfrage/weltweite-aluminiumnachfrage-seit-2006/

    (ID:461)

    .
  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *