Применение и свойства алюминия: свойства, применение, способы промышленного получения

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.

VT-metall предлагает услуги:

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.

Рекомендуем статьи по металлообработке

• Марки сталей: классификация и расшифровка
• Марки алюминия и области их применения
• Дефекты металлический изделий: причины и методика поиска

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 + 6H₂O + 2NaOH = Na[Al(OH)₄] + 3Н₂;
• кислотами: AL + HCL = AlCL₃ + H₂;
• 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.

Почему следует обращаться именно к нам

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.

Основные свойства алюминия и применение его сплавов в производстве и строительстве

С применением алюминия связано изготовление целого ряда потребительских товаров – от пищевой фольги до отопительных приборов. Данный металл также используется в строительстве зданий и производстве разных конструкций. Не обходится без него и химическая или фармацевтическая промышленность.

О применении алюминия в современной промышленности

 Алюминий обладает уникальными эксплуатационными характеристиками. Среди его преимуществ выделяют следующие особенности:

1. Безопасность для окружающей среды.
2. Отличная тепловая и электрическая проводимость.
3. Простота и дешевизна утилизации или переработки.
4. Высокий показатель прочности.
5. Пригодность к формовке.
6. Эстетически привлекательная серебристая поверхность.
7. Жаропрочная и коррозионная стойкость.
8. Отличные отражательные свойства (свет и тепло).
9. Доступная рыночная стоимость.

Если учесть преимущества, неудивительно, что алюминий широко применяется в самых разных видах промышленности. Во многих сферах невозможно организовать производственный процесс без этого металла. Некоторые области, где он используется, мы подробно рассматриваем ниже.

Материалы для обустройства кровли

По сравнению с прочими материалами для кровли, алюминий недорого стоит. Алюминиевая крыша имеет гладкую и блестящую поверхность. Конструкция надёжно защищает помещения от атмосферных осадков и служит не один год без профилактического или капитального ремонта.

Кровля из алюминия легко поддаётся окрашиванию. Именно поэтому она сочетается с любыми архитектурными решениями. Элементы крыши окрашиваются либо в заводских условиях, либо прямо на строительных объектах. Специальные краски улучшают защиту поверхностей, что продлевает долговечность изделий.

Столовые приборы и кухонные принадлежности

Столетия назад столовые приборы из алюминия ценились выше изделий из серебра и золота. После повсеместного распространения металла они стали встречаться чуть ли не в каждом доме. Ситуация изменилась, когда некоторые специалисты выдвинули мнение, что алюминиевые ложки, вилки, кастрюли, сковородки, кружки, ковши, половники и прочая кухонная утварь опасна для здоровья.

Хотя о токсичности посуды и столовых приборов из алюминия до сих пор ведутся жаркие споры, огромное количество людей не обращает внимания на возможную опасность. На рынке представлен широкий выбор продукции из металла, изделиями из которого в своё время пользовались сильные мира сего, когда устраивали торжественные приёмы или трапезничали в перерывах между важными государственными делами.

Оконные переплёты представляют собой конструкции, где остекление разделяется брусками на отдельные части. Делается это для повышения прочности окон, использования стёкол заданного размера и создания декоративного оформления в соответствии с дизайнерским проектом.

Применение алюминиевых переплётов гораздо эффективнее, чем аналогов из дерева или стали. В сравнении с алюминием древесина зарекомендовала себя как не слишком долговечный материал. Деревянные изделия подвержены гниению, требуют повторной окраски и ссыхаются под воздействием высокой температуры.

Сталь со временем покрывается коррозией и утяжеляет оконный переплёт. Из-за этого неудобно открывать и закрывать окна. Конструкции из алюминия перечисленных недостатков лишены. Даже в неблагоприятных климатических условиях они десятки лет сохраняют эксплуатационные свойства.

Панели на стены

Панели из алюминия идеально подходят для наружной отделки стен. Продукция представлена стандартными штампованными листами или готовыми к использованию изделиями. Последние включают минимум 3 элемента – непосредственно лист, теплоизолятор и облицовочное покрытие.

В зимний период панели из алюминия с утеплителями предотвращают утечку тепла из помещений. Благодаря малому весу они не оказывают существенных нагрузок на фундаменты. Изделия производятся из алюминиевых сплавов, которые характеризуются долговечностью и высокой защитой от погодных факторов.

Украшения

Мастера пользовались алюминием для создания ювелирных шедевров, пока металлурги не изобрели дешёвые способы его добычи. После снижения себестоимости металл перестал относиться к драгоценным, но украшения из него продолжили делать. Особенно серийную и эксклюзивную бижутерию.

Интересно, что в Японии из алюминия создают классические украшения. Здесь он заменяет серебро. Поскольку для алюминиевых изделий характерна низкая стоимость, модницы обычно покупают их в больших количествах. Порой коллекции исчисляются десятками колье, цепочек, браслетов, брошей, застёжек и т. п.

Упаковка лекарственных средств, медицинское оборудование и инструменты

В фармацевтической промышленности Al наиболее часто применяют для защиты препаратов от воздействия отрицательных факторов. Алюминиевая фольга предотвращает взаимодействие лекарств с кислородом и микроорганизмами. К тому же она не даёт ультрафиолету облучать лекарственные средства.

Что касается медицинской отрасли, то из алюминия делаются как отдельные изделия, так и различные компоненты оборудования. К ним относятся:

• мединструменты для регулярной стерилизации автоклавированием;
• рентгенологические установки;
• кислородные баллоны;
• средства транспортировки пациентов;
• больничные койки;
• стоматологические кресла;
• аппараты для диализа из алюминия.

Отопление и вентиляция

Характеристики алюминия, которые касаются теплопроводности, делают его одним из самых эффективных материалов для изготовления отопительного и вентиляционного оборудования. С помощью сплавов металла производят компрессорные установки, конденсаторы и испарители. Из них делаются радиаторы, трубки, вентиляторы и клапаны расширительного типа.

Кроме повышенной теплопроводности, алюминий отличается высоким контактным коэффициентом. У металла низкая плотность и повышенная стойкость к образованию коррозии. В целях продления долговечности алюминиевая продукция для отопления и вентиляции анодируется, покрывается защитной краской и проходит дополнительную механическую обработку.

Металлургическая промышленность

Алюминий является сильным раскислителем. Эта особенность позволяет использовать металл для изготовления широкого спектра сталей. Например, для продува идущего в передел чугуна и лома.

Основные свойства алюминия таковы, что дают возможность связывать в расплаве весь растворённый кислород. Сталь как бы успокаивается. Тем самым предотвращается пористость заготовок и произведенных литьём изделий.

Авиастроение

Содержащие алюминий сплавы – основной конструкционный материал авиастроения. Скажем, металломатериалы серии 2xxx оптимальны для эксплуатации при высокой температуре. Ими пользуются, когда есть необходимость в повышенном показателе коэффициента, который определяет вязкость разрушения.

Сплавы алюминия марки 7xxx рассчитаны на использование при более низкой температуре. Конструкционные материалы этого типа требуются для производства нескольких видов изделий. Во-первых, высоконагруженные детали. Во-вторых, компоненты авиатехники с высокой коррозионной стойкостью в условиях напряжения.

Узлы с малой эксплуатационной нагрузкой производятся из сплавов алюминия 3 серий. К ним относится 3xxx, 5xxx и 6xxx. Применяют их и для создания надёжных компонентов критически важных систем современной авиационной техники, в том числе масляных, топливных и гидравлических.

Провода и кабельная продукция

Высокой электропроводностью отличается алюминий серий 1xxx и 8xxx. Из него делаются электрические проводники для:

• распределительных электроподстанций;
• энергокомплексов многоэтажных жилых и офисных зданий;
• кабелей производственного образца;
• подземных и надземных ЛЭП. 

В электротехническом производстве алюминием преимущественно пользуются для изготовления кабелей. Из металла также делаются электрошины для мощного оборудования, которое рассчитано на большую силу тока. Наконец, в зданиях разного назначения в алюминиевые рукава укладываются провода.

Упаковка

Из алюминия изготавливается металлическая «бумага» или, говоря проще, фольга. Использование металла для производства упаковки обусловлено его свойствами:

1. Малая толщина и хорошая теплопроводность.
2. Непроницаемость для газов и жидких сред.
3. Низкий показатель плотности.
4. Стойкость к теплу и воздействию агрессивных веществ.
5. Безопасность для напитков и продуктов питания.
6. Отличные декоративные характеристики алюминия.

Кораблестроение

Из алюминия производятся судовые корпуса, надстройки и оборудование. Если сравнивать металл со сталью, у него есть важное преимущество. Заключается оно в меньшем весе и, как следствие, снижении общей массы судна. Вплоть до 60 %. Столь значительное уменьшение открывает возможность повышения грузоподъёмности, маневренности и скорости перемещения.

Сплавы с алюминием свариваются быстрее, чем аналоги из стали. Они легко поддаются сгибанию и обработке механическим путём. Перечисленные особенности уменьшают трудозатраты и время выполнения ремонтных работ. По прочности алюминиевые изделия превосходят лишь дорогие композиты, которые изготавливаются на основе арамидного и углеродного волокна.

Железнодорожные вагоны и транспорт

В этом случае использование металла объясняется хорошей удельной прочностью и малой силой инерции. Важную роль играет коррозионная стойкость. Повышенная сопротивляемость металла к разрушению значительно продлевает срок службы составов.

В изготовлении вагонов используется алюминий со средним показателем прочности. Сплав подбирается в зависимости от типа и назначения транспортного средства. Различают полувагоны, платформы, цистерны, хопперы и пр.

Автотранспорт

За счёт прочности алюминия повышается грузоподъёмность автомобилей. Одновременно уменьшаются расходы на эксплуатацию машин. Снижение затрат – весомое преимущество как для личного, так и коммерческого транспорта.

Стойкость металла к коррозии продлевает срок службы авто. Дополнительно расширяется номенклатура грузов для транспортировки. Алюминиевые сплавы не подвержены влиянию ветра, солнца, атмосферных осадков и агрессивных жидкостей.

Световые опоры

Световые опоры – металлические конструкции для фиксации осветительных приборов на заданной высоте. Изделия также называют опорами освещения. Для их производства используются различные материалы – сталь, древесина, железобетон и алюминий.

В отличие от деревянных, опоры из алюминия обладают гораздо большей стойкостью к низким или высоким температурам. Жара и холода почти не влияют на эксплуатационные свойства изделий. Равно как шквальные ветра или атмосферные осадки.

Опоры используются для организации освещения многочисленных объектов. Их устанавливают в парках, по бокам дорог, на мостах и парковках. Территории освещаются разными типами светильников, которые фиксируются на кронштейнах.

Технические характеристики опор рассчитываются с учётом особенностей проекта. Инженерами-проектировщиками освещения учитывается высота, диаметр, вид изделий и пр. После монтажа выполняется юстировка (настройка) светильников.

Алюминиевые опоры выбирают не только за долговечность, но и красивый внешний вид. Поверхность анодируется или покрывается порошковой краской. В конце срока службы не возникает проблем с утилизацией изделий, так как они подлежат ей на 100 %.

Преимущества алюминиевых опор

• Малый вес.
• Удобство транспортировки.
• Срок службы до 40 лет.
• Высокая прочность металлоконструкции.
• Защита от ветра, вибраций и температурных перепадов.
• Простота монтажа.
• Переработка на вторсырьё без вреда для экологии.
• Стойкость к механическим повреждениям.
• Широкие возможности декора.

Заключение

Сфера использования алюминия настолько обширна, что в рамках одной статьи нельзя раскрыть все аспекты этого вопроса. Однако мы постарались рассказать о наиболее важных моментах. Надеемся, наша статья расширит ваш кругозор и принесёт пользу в бизнесе, научной деятельности или повседневной жизни.

10 основных свойств алюминия и его применения

10 основных свойств алюминия и его применения

---

---

0 Комментарий админ

просмотров сообщений: 4,784

Благодаря своим богатым запасам и превосходным свойствам, алюминий широко используется в промышленности и нашей повседневной жизни. В этой статье мы подробно рассмотрим 10 основных свойств алюминия и его применения .

Свойства алюминия и его применение

10 основных свойств алюминия – 1. Низкая плотность

Плотность алюминия составляет 2,7 г/см³, что составляет лишь одну треть от плотности железа и меди. А алюминий обладает хорошей пластичностью, с электропроводностью в две трети от медной проволоки, но качество всего на треть от меди, а цена дешевле меди. Поэтому алюминий широко применяется в производстве высоковольтных проводов, кабелей, радиопромышленности.

Плотность чистого алюминия относительно низкая, но плотность и твердость алюминиевого сплава значительно улучшились. В настоящее время алюминиевый сплав широко используется в авиационной, автомобильной, железнодорожной, судовой и других отраслях обрабатывающей промышленности. Кроме того, космические ракеты, космические челноки и спутники также используют большое количество алюминия и алюминиевые сплавы .

10 лучших свойств алюминия – 2. Теплопроводность

Алюминий является хорошим проводником тепла (теплопроводность в три раза выше, чем у железа). В промышленности алюминий можно использовать для изготовления различных теплообменников, радиаторов, кухонной утвари и так далее.

10 основных свойств алюминия – 3. Пластичность

Свойства алюминия и его применение

Алюминий имеет хорошую пластичность (уступает только золоту и серебру), и его можно превратить в алюминиевую фольгу тоньше 0,01 мм при 100 ℃ ~ 150 ℃. Эта алюминиевая фольга широко используется для упаковки сигарет, конфет и т. д.

10 основных свойств алюминия – 4. Высокая коррозионная стойкость

На воздухе алюминий образует плотную оксидную защитную пленку на поверхности, что делает его устойчивым к коррозии, поэтому его часто используют для изготовления медицинских приборов, химических реакторов, холодильного оборудования, нефтеперерабатывающего оборудования, нефте- и газопроводов и т. д.

10 основных свойств алюминия – 5. Катализатор

Термит часто используется для плавки тугоплавких металлов и сварки рельсов. Алюминий также используется в качестве раскислителя в сталеплавильном производстве. Алюминиевый порошок, графит, диоксид титана (или другие оксиды металлов с высокой температурой плавления ) равномерно смешиваются в определенном соотношении, наносятся на металл и прокаливаются при высокой температуре для получения жаростойких керметов, которые имеют важные применения в ракетах. и ракетной техники.

10 основных свойств алюминия – 6. Горение

Горение алюминия в кислороде может привести к выделению большого количества тепла и ослепительного света. Его часто используют для приготовления взрывчатых смесей, например аммиачно-алюминиевых взрывчатых веществ (в смеси с алюминиевой пудрой, аммиачной селитрой, угольным порошком, дымной сажей и другими горючими органическими веществами), горючих смесей (например, бомб и артиллерийских снарядов из алюминизирующих агенты могут быть использованы для поражения труднообстреливаемых целей или танков, артиллерии и т. д.) и осветительные смеси (например, 28% алюминиевой пудры, 68% нитрата бария и 4% шеллака).

10 основных свойств алюминия – 7. Декоративный

Алюминиевый порошок имеет серебристо-белый блеск (обычно цвет металла в порошке преимущественно черный). Он обычно используется в качестве покрытия, широко известного как серебряный порошок и серебряная краска, для защиты изделий из железа от коррозии.

10 лучших свойств алюминия – 8. Низкотемпературная стойкость

При низких температурах прочность алюминия увеличивается, но он не становится хрупким, поэтому он идеально подходит для низкотемпературных материалов устройств, таких как холодильники, морозильники, антарктический снег транспортные средства и устройства для производства оксида водорода.

10 лучших свойств алюминия — 9. Отражающая способность

Алюминиевая пластина также обладает хорошими характеристиками отражения света. Он отражает ультрафиолетовый свет сильнее, чем серебро. Чем чище алюминий, тем лучше его отражательная способность. Поэтому его часто используют для изготовления высококачественных зеркал, таких как зеркала для солнечных печей.

10 основных свойств алюминия – 10. Звукопоглощающий эффект

Свойства алюминия и его применение

Алюминий

обладает хорошими характеристиками звукопоглощения, поэтому в вещательных помещениях, современных потолках больших зданий и т. Д. Также используется алюминий. Во многих домах для этой цели используются алюминиевые окна и двери.

Заключение 

Спасибо, что прочитали нашу статью, и мы надеемся, что она вам понравилась. Если вы хотите узнать больше о свойствах алюминия или применениях алюминия , вы можете посетить Advanced Refractory Metals для получения дополнительной информации. Мы обеспечиваем наших клиентов высококачественной алюминиевой продукцией по очень конкурентоспособной цене.

Похожие сообщения:

Подготовка и применение титано-алюминиевого сплава

Технологические проблемы будущего для редкоземельных металлов

5 блестящих применений алюминиевой фольги, о которых вы хотели бы узнать раньше

Кабель из алюминиевого сплава VS Медный кабель

Алюминий

| Свойства и применение

Что такое алюминий?

Алюминий — серебристо-белый, мягкий, пластичный и немагнитный металл. Это третий по распространенности элемент после кислорода и кремния и самый распространенный металл в земной коре.

Часто используется из-за чрезвычайно низкой плотности и способности противостоять коррозии.

Производство алюминия

До массового производства алюминия он считался таким же редким и ценным, как золото. В то время его крайне редко можно было найти в металлической форме. Известно, что у Наполеона III был набор алюминиевых столовых приборов, а богатые женщины носили украшения, изготовленные из этого металла. Патент позволил начать массовое производство в 1886 году. С тех пор производство алюминия не сильно изменилось, но технология, используемая для его обработки, улучшилась. Таким образом, качество производимого алюминия продолжает расти.

Процесс, необходимый для получения алюминия, начинается с боксита, который измельчается и смешивается с известью и едким натром, а затем нагревается в контейнерах высокого давления. Оксид алюминия растворяют в едком натре, осаждают из раствора, промывают и нагревают для удаления воды. Полученный глинозем представляет собой белый порошок, напоминающий сахар. Переработка четырех фунтов боксита дает два фунта глинозема.

Глинозем дополнительно очищается плавлением. Это вытягивает атомы кислорода из глинозема, оставляя расплавленный алюминий на дне горшка. Затем рафинированный алюминий откачивают и помещают в печь для выдержки, из которой его можно отлить в слиток и отправить на формирование труб, проволоки, листов-дисков, пенопласта, фольги или сот.

Однако электролитический процесс по-прежнему намного дороже, чем переработка, требующая лишь доли энергии. Это одна из основных причин, по которой переработка алюминия так полезна и важна.

Производство алюминия

Алюминий является популярным материалом благодаря уникальному сочетанию свойств. В три раза легче нержавеющей стали, это легкий металл с более высоким отношением прочности к весу. С этим металлом также легко работать из-за его относительной мягкости, коррозионной стойкости и возможности вторичной переработки. Он может проходить те же технологии изготовления, что и любые другие обычно используемые металлы, но некоторые методы работают лучше, чем другие.

Изготовление может включать:

Экструзия создает наименьшую нагрузку на алюминий, поскольку проталкивает алюминий через или вокруг штампа, придавая металлу его размер и форму. Экструзию можно производить как горячей (когда металл нагревается), так и холодной (когда металл имеет комнатную температуру).

Чертеж протягивает металл через коническую матрицу, чтобы растянуть его, часто в проволоку и такие продукты, как банки, благодаря присущей ему пластичности.

Формовка включает гибку, штамповку и прокатку, работая с гибкостью и мягкостью материала.

Отливки изготавливаются путем заливки жидкого металла в форму или форму.

Ковка возникает , когда металл бьется или сжимается в форму, обычно для применений, требующих долговечности (например, для деталей, несущих нагрузку).

Механическая обработка — это субтрактивный процесс резки, который лепит путем удаления металла.

Гидроабразивная резка использует распыление воды под высоким давлением с абразивами, но без нагревания. Таким образом, он избегает изменения свойств алюминия, как лазерная резка. Тем не менее, его также можно резать пильным диском, лазером или плазменной резкой.

Алюминий проводит электричество?

Он может проводить электричество, но не так хорошо, как более дорогие альтернативы, такие как медь. В то время как алюминиевый проводник имеет проводимость лишь на 61% меньше, чем медный проводник того же размера, он также в три раза легче по весу, что значительно упрощает обращение с ним. По этой причине он обычно применяется в кабелях большого размера, таких как линии передачи.

Два свойства алюминия, которые делают его полезным проводником электричества, заключаются в том, что он не искрит и не ржавеет. Поскольку при ударе он не образует искр, его можно безопасно использовать вблизи легковоспламеняющихся или взрывоопасных материалов. Его устойчивость к коррозии делает этот материал идеальным металлом для использования на открытом воздухе.

Применение алюминия

Благодаря своим свойствам алюминий идеально подходит для самых разных применений в промышленных, коммерческих и потребительских целях. В аэрокосмической отрасли конструкторы и инженеры используют соотношение веса и прочности и коррозионную стойкость для изготовления крыльев, фюзеляжей и других деталей. Его нетоксичность сделала его популярным выбором для упаковки пищевых продуктов, включая банки и фольгу, которые зависят от легкости обработки, мягкости и долговечности алюминия.

В автомобильной промышленности алюминий используется для поглощения силы удара, а также для облегчения кузова и компонентов автомобиля и, следовательно, для большей экономии топлива. В строительстве материал действует как декоративный и конструкционный материал благодаря своей энергоэффективности и устойчивым возможностям.

Как упоминалось выше, алюминий также используется в электронике и электрических устройствах, таких как электрические сети, а также в некоторых устройствах бытовой электроники, таких как холодильники и ноутбуки, которые используют преимущества его тепловых свойств, легкого веса и структурной прочности.

Алюминий, конечно же, имеет свои дизайнерские применения. Действительно, фотоматериалы, хранящиеся в Институте истории алюминия, свидетельствуют об обилии и разнообразии различных работ по алюминию, представленных на Международной выставке 1937 г., где материал занял почетное место в специально отведенном для него павильоне. , встречающиеся на всей выставке в виде настенных покрытий, декоративных мотивов и предметов интерьера. Наносится краской или тонкими листьями в качестве украшения. С тех пор алюминий является предпочтительным материалом для художников и дизайнеров, выбранным за его отражающие свойства и легкость в обработке; простые четкие линии возникли в результате сгибания, складывания и изгиба стержней и листов. Несовершенная отделка из-за мягкости металла придавала предметам довольно грубый вид, типичный для этого первого периода декоративного использования алюминия. Его отражающие и негорючие свойства также нашли для него место в освещении.

Физические свойства алюминия

Одной из важных характеристик алюминия является то, что он сохраняет свои свойства после обработки, что означает, что изделия из алюминия могут быть переработаны в новые изделия.