Alumiinin yksinkertaisen aineen karakterisointi. Alumiini on

alumiini

alumiini - kemiallinen alkuaine  Ryhmä III jaksollinen järjestelmä  Mendeleev (atominumero 13, atomimassa  26,98154). Useimmissa yhdisteissä alumiini on kolmiarvoinen, mutta korkeissa lämpötiloissa sen hapetustila voi olla myös +1. Tämän metalliyhdisteistä tärkein on Al 2 O 3 -oksidi.

alumiini  - hopeanvalkoinen metalli, kevyt (tiheys 2,7 g / cm 3), pallografiitti, hyvä sähkön ja lämmön johtaja, sulamispiste 660 ° C. Se vedetään helposti viiraan ja rullataan ohuiksi levyiksi. Alumiini on kemiallisesti aktiivinen (ilmassa se on päällystetty suojaavalla oksidikalvolla - alumiinioksidilla.) Suojaa metallia luotettavasti lisähapettumiselta. Mutta jos alumiinijauhetta tai alumiinifolioa kuumennetaan voimakkaasti, niin metalli palaa häikäisevän liekin kanssa, muuttuen alumiinioksidiksi. Alumiini liukenee jopa laimeisiin suola- ja rikkihapoihin, etenkin kuumennettaessa. Erittäin laimennetussa ja väkevässä kylmässä typpihapossa alumiini ei kuitenkaan liukene. Kun alkalipitoiset vesiliuokset vaikuttavat alumiiniin, oksidikerros liukenee ja muodostuu aluminaatteja - suoloja, jotka sisältävät alumiinia anionissa:

Al203 + 2NaOH + 3H20 \u003d 2Na.

Alumiini, josta puuttuu suojakalvo, vuorovaikutuksessa veden kanssa syrjäyttää vedyn siitä:

2Al + 6H20 \u003d 2Al (OH) 3 + 3H2

Saatu alumiinihydroksidi reagoi ylimäärän alkalia kanssa muodostaen hydroksoaluminaatin:

Al (OH) 3 + NaOH \u003d Na.

Alumiinin liukenemisen kokonais yhtälö vesiliuos  alkalilla on seuraava muoto:

2Al + 2NaOH + 6H20 \u003d 2Na + 3H2.

Alumiini on aktiivisessa vuorovaikutuksessa halogeenien kanssa. Alumiinihydroksidi Al (OH) 3 on valkoinen, läpikuultava, gelatiinimainen aine.

Maakuore sisältää 8,8% alumiinia. Tämä on luonnossa kolmanneksi yleisin alkuaine hapen ja piin jälkeen ja ensimmäinen metallien joukossa. Se on osa savet, maasälvet ja kiille. Tunnetaan useita satoja Al-mineraaleja (alumiinisilikaatit, boksiitit, aluniitit ja muut). Alumiinin ja bauksiitin tärkein mineraali sisältää 28-60% alumiinioksidia - alumiinioksidia Al 2 O 3.

Puhtaassa muodossaan alumiini saatiin ensin tanskalaiselta fyysiköltä H. Oerstedilta vuonna 1825, vaikka se onkin luonnossa yleisin metalli.

Alumiinin tuotanto tapahtuu elektrolysoimalla alumiinioksidia Al 2 O 3 sulassa kryoliitissa NaAlF 4 lämpötilassa 950 ° C.

Alumiinia käytetään ilmailussa, rakentamisessa, pääasiassa alumiiniseosten muodossa muiden metallien kanssa, sähkötekniikassa (kuparin korvike kaapeleiden valmistuksessa jne.), Elintarviketeollisuudessa (folio), metallurgiassa (seosainetta lisäävä aine), aluminotermialla jne.

Alumiinin tiheys, ominaispaino ja muut ominaisuudet.

Tiheys -2,7*10 3 kg / m 3 ;
Ominaispaino -2,7 g/ cm3;
Ominaislämpö  lämpötilassa 20 ° C -0,21 kal / rake;
Sulamispiste -658,7 ° C;
Sulamislämpö -76,8 cal / rake;
Kiehumispiste -2000 ° C;
Suhteellinen tilavuuden muutos sulamisen aikana (ΔV / V) -6,6%;
Lineaarinen laajenemiskerroin  (lämpötilassa noin 20 ° C) :   - 22,9 * 106 (1 / aste);
Alumiinin lämmönjohtavuus -180 kcal / m * tunti * kaupunki;

Alumiinin elastisuusmodulit ja Poisson-suhde

Valon heijastus alumiinilla

Taulukossa esitetyt luvut osoittavat, mikä pintaan nähden heijastuvan valon osuus prosentuaalisesti kohtisuoraan pintaan heijastuu.

Alumiinioksidi Al 2 O 3

Alumiinioksidi Al 2 O 3Kutsutaan myös alumiinioksidiksi, se esiintyy luonnossa kiteisessä muodossa, muodostaen mineraalikorundin. Korundilla on erittäin korkea kovuus. Sen läpinäkyvät kiteet, punaiseksi tai siniseksi värjätyt, ovat jalokivet  - rubiini ja safiiri. Tällä hetkellä rubiineja saadaan keinotekoisesti seostamalla alumiinioksidilla sähköuunissa. Niitä käytetään paitsi koruihin, mutta myös teknisiin tarkoituksiin, esimerkiksi tarkkuusinstrumenttien osien, kellonkivien jne. Valmistukseen. Rubiinikiteitä, jotka sisältävät pienen määrän Cr 2 O 3, käytetään lasereina kvanttigeneraattoreina, jotka luovat suunnatun monokromaattisen säteilyn.

Korunia ja sen hienojakoista lajiketta, joka sisältää suuren määrän epäpuhtauksia - hiottua, käytetään hankaavina materiaaleina.

ALUMINUMTUOTANTO

Tärkein raaka - aine alumiinin tuotanto  palvele boksiittia, joka sisältää 32-60% alumiinioksidia Al 2 O 3. Aluniitti ja nefeliini ovat myös tärkeitä alumiinimalmeja. Venäjällä on merkittäviä alumiinimalmien varantoja. Bauksiittien lisäksi, joiden suuria talletuksia on Uralissa ja Bashkiriassa, Kuolan niemimaalla louhittu veljeviini on rikas alumiinilähde. Siperian esiintymistä löytyy myös paljon alumiinia.

Alumiini saadaan alumiinioksidista Al 2 O 3 elektrolyysimenetelmällä. Tätä varten käytettävän alumiinioksidin tulisi olla riittävän puhdasta, koska epäpuhtaudet poistuvat sulatusta alumiinista suurilla vaikeuksilla. Puhdistettu Al203 saadaan käsittelemällä luonnollista bauksiittia.

Alumiinin tuotannon tärkein lähtöaine on alumiinioksidi. Hän ei pidä sähkövirta  ja sillä on erittäin korkea sulamispiste (noin 2050 ° C), joten tarvitaan liian paljon energiaa.

On tarpeen alentaa alumiinioksidin sulamispiste vähintään 1000 ° C: seen. Tämän menetelmän löysivät samanaikaisesti ranskalainen P. Eru ja amerikkalainen C. Hall. He havaitsivat, että alumiinioksidi liukenee erittäin hyvin sulaan kryoliittiin, joka on AlF3-koostumuksen mineraali. 3NaF. Tälle sulalle suoritetaan elektrolyysi vain noin 950 ° C: n lämpötilassa alumiinin tuotanto. Kryoliittivarannot luonnossa ovat merkityksettömiä, joten synteettistä kryoliittia luotiin, mikä vähensi merkittävästi alumiinin tuotantokustannuksia.

Kryoliitti Na3: n ja alumiinioksidin sulatettu seos hydrolysoidaan. Seos, joka sisältää noin 10 painoprosenttia AI203, sulaa 960 ° C: ssa, ja sen sähkönjohtavuus, tiheys ja viskositeetti ovat edullisimmat prosessille. Näiden ominaisuuksien parantamiseksi edelleen, seokseen lisätään AlF3, CaF2 ja MgF2. Tämän vuoksi elektrolyysi on mahdollista 950 ° C: ssa.

Alumiinisulatus on raudasta kotelo, joka on vuorattu tulenkestävillä tiileillä sisältäpäin. Sen pohja (alapinta), kokoonpantu puristetun hiilen lohkoista, toimii katodina. Anodit (yksi tai useampi) sijaitsevat päällä: nämä ovat alumiinikehyksiä, jotka on täytetty hiilibriketteillä. Nykyaikaisissa tehtaissa elektrolysaattorit asennetaan sarjaan; kukin sarja koostuu 150 ja enemmän elektrolyysereistä.

Elektrolyysin aikana alumiinia vapautuu katodista ja happea vapautuu anodista. Alumiini, jonka tiheys on suurempi kuin alkuperäinen sula, kerätään konfliktikammion pohjaan, josta se vapautetaan säännöllisesti. Kun metalli saostuu, sulaan lisätään uusia annoksia alumiinioksidia. Elektrolyysin aikana vapautuva happi on vuorovaikutuksessa anodin hiilen kanssa, joka palaa, muodostaen CO: ta ja CO 2: ta.

Venäjän ensimmäinen alumiinitehdas rakennettiin vuonna 1932 Volhovissa.

ALUMINIOSEKKEET

seokset, lisäämällä alumiinin lujuutta ja muita ominaisuuksia, saat käyttöönsä seosaineita, kuten kuparia, piitä, magnesiumia, sinkkiä, mangaania.

duralumiinen (duralumiini, duralumiini, sen saksalaisen kaupungin nimestä, josta seoksen teollinen tuotanto alkoi). Alumiiniseos (emäs) kuparin (Cu: 2,2 - 5,2%), magnesiumin (Mg: 0,2 - 2,7%) mangaanin (Mn: 0,2 - 1%) kanssa. Se on kovetettu ja vanhennettu, usein pleteroitu alumiinilla. Se on ilmailu- ja kuljetustekniikan rakennemateriaali.

silumiinia  - alumiinin (emäksen) kevytmetalliseokset piin (Si: 4-13%) kanssa, joskus jopa 23% ja joidenkin muiden alkuaineiden: Cu, Mn, Mg, Zn, Ti, Be) kanssa. Ne tuottavat monimutkaisia \u200b\u200bosia, pääasiassa auto- ja lentokoneteollisuudessa.

magnaly  - alumiiniseokset (emäs) magnesiumilla (Mg: 1-13%) ja muut elementit, joilla on korkea korroosionkestävyys, hyvä hitsattavuus ja korkea taipuisuus. Muotokappaleita (valimoalustat), arkkeja, lankaa, niittejä jne. Valmistetaan. (muodonmuutosmagneetiat).

Kaikkien alumiiniseosten tärkeimmät edut ovat niiden matala tiheys (2,5 - 2,8 g / cm 3), korkea lujuus (laskettuna painoyksikköä kohti), tyydyttävä ilmakehän korroosionkestävyys, suhteellisen alhaiset kustannukset ja helppo valmistelu ja käsittely.

Alumiiniseoksia käytetään keinotekoisesti, lentokone-, auto-, laiva- ja instrumentinvalmistuksessa, astioiden, urheiluvälineiden, huonekalujen, mainonnan ja muun teollisuuden valmistuksessa.

Soveltamisalaan nähden alumiiniseokset ovat toisella sijalla teräksen ja valuraudan jälkeen.

Alumiini on yksi kupariin, magnesiumiin, titaaniin, nikkeliin, sinkkiin ja rauhaan perustuvien seosten yleisimmistä lisäaineista.

Alumiinia käytetään myös aluminoimalla (aluminoimalla)  - teräs- tai valurautatuotteiden pinnan kyllästäminen alumiinilla perusmateriaalin suojaamiseksi hapettumiselta voimakkaan kuumennuksen aikana, ts. lisää lämmönkestävyyttä (jopa 1100 ° C) ja ilmakehän korroosionkestävyyttä.

ALUMINIUM
Al
(lat. alumiinista), jaksollisen elementtijärjestelmän (B, Al, Ga, In, Tl) alaryhmän kemiallinen elementti IIIA, maankuoreen yleisimpiä metalleja, löytyy suuresta määrästä mineraaleja, esimerkiksi savea ja graniittia. Tärkeimmät raaka-aineet alumiinin valmistuksessa ovat boksiittimalmia, joka on pääasiassa hydratoitua alumiinioksidia Al2O3CH2H2O. Alumiinin tuotannossa maailman johtava yritys on Yhdysvallat, sitten Venäjä, Kanada ja Australia. Alumiini tunnetaan parhaiten raaka-aineena seosten valmistuksessa, joita käytetään ruuan säilytysastioiden (tölkit, sylinterit, tölkit jne.), Kevyiden keittiötarvikkeiden ja muiden kotitalousvälineiden valmistukseen. Raakaa alumiinia eristi ensin H. Oersted vuonna 1825, vaikka jo vuonna 1807 H. Davy löysi tuntemattoman metallin saven jalostuksen yhteydessä rikkihapolla. Davy ei pystynyt eristämään metallia yhdisteistä, mutta antoi sille nimen alumiini (latinalaisesta alumenista - alunasta) ja sen oksidista - alumiinioksidista (alimina); pian tämä metallin nimi muutettiin analogisesti muiden metallien nimien kanssa "alumiiniksi", josta tuli yleisesti hyväksytty.
Ominaisuudet.  Alumiinin merkittävä ominaisuus on sen keveys; alumiinin tiheys on noin kolme kertaa pienempi kuin teräksen, kuparin tai sinkin. Puhdas alumiini on pehmeää metallia, mutta muodostaa seoksia muiden elementtien kanssa, mikä tarjoaa laajan valikoiman hyödylliset ominaisuudet. Lämmönjohtavuuden ja sähkönjohtavuuden arvoista alumiini seisoo hopean ja kuparin jälkeen. Alumiini on erittäin reaktiivinen, joten sitä ei esiinny luonnossa vapaassa tilassa. Alumiinimetalli liukenee nopeasti suolahappoon muodostuessaan AlCl3-kloridia, hitaammin rikkihapossa muodostuessaan sulfaattia Al2 (SO4) 3, mutta reagoi typpihapon kanssa vain elohopeasuolojen läsnä ollessa. Reaktiossa alkalien kanssa se muodostaa aluminaatteja, esimerkiksi NaOH: n kanssa, muodostaa NaAlO2. Alumiini näyttelyitä amfoteeriset ominaisuudet, koska se reagoi sekä happojen että emästen kanssa. Ilmassa alumiini päällystetään nopeasti voimakkaalla suojaavalla Al2O3-oksidikalvolla, joka suojaa sitä edelleen hapettumiselta. Siksi alumiini on stabiili ilmassa ja kosteuden läsnä ollessa, myös maltillisella kuumennuksella. Jos oksidin suojakalvo rikki, ilmassa tai happessa kuumennettaessa se palaa kirkkaan valkoisella liekillä. Kuumennettaessa alumiini reagoi aktiivisesti halogeenien, rikin, hiilen ja typen kanssa. Sula alumiini reagoi veden kanssa räjähdyksellä. ALUMINUMIN OMINAISUUDET
  Atominumero 13 atomimassa 26.9815 isotoopit

vakaa 27

epävakaa 24, 25, 26, 28, 29

Sulamispiste, ° С 660 Kiehumispiste, ° С 2467 Tiheys, g / cm3 2,7 Kovuus (Mohs) 2,0 - 2,9 Maapallonkuoren pitoisuus,% (massa) 8,13 Hapetustilat +3
Sovellus.  Muinaisista ajoista lähtien alunaa on käytetty lääketieteessä supistavana aineena, peittävän aineen värjäyksessä ja ihon parkitsemiseen. Alumia kutsutaan usein yksiarvoisten ja kolmiarvoisten metallien sekoitettiksi sulfaateiksi, esimerkiksi alumiiniksi ja kaliumiksi (mineraalisulfaatti). Roomalainen tutkija Plinius vanhin (1. vuosisata jKr.) Mainitsee luonnonhistoriassaan alunaa suoloina, joiden alkemistit tutkivat ominaisuuksia. Egyptiläiset käyttivät alunaa ensimmäistä kertaa ihon parkitsemiseen ja lääketieteellisiin tarkoituksiin; he, samoin kuin lydialaiset, foinikialaiset ja juutalaiset, tiesivät, että jotkut maalit, kuten indigo- ja kokenilliset, säilyvät paremmin sekoitettuna tai liottaen alunaan. Kiteistä alumiinioksidia, jota esiintyy luonnossa korundinimellä, käytetään hankausaineena korkean kovuutensa vuoksi. Rubiini ja safiiri - korundilajikkeet, jotka on maalattu epäpuhtauksilla, ovat jalokiviä.
Alumiinimetallin käyttö.  Alumiini on yksi kevyimmistä rakennemetalleista (katso taulukko). Lämpökäsittelyn jälkeen alumiinista saadut seokset ja matala tiheys erottuvat suuresta lujuudesta ja muista tärkeistä mekaanisista ominaisuuksista, jotka tekevät alumiinista välttämättömän ajoneuvojen osien (mäntä ja kampikammiot, lentokoneiden ja autojen moottoreiden lohkot ja sylinterikansiot, laakerit, voimanlähde ja pinnoitus) valmistuksessa sulakkeet jne.). Alumiini vedetään ja vedetään helposti, ja sitä käytetään ruoka-astioiden valmistuksessa. Alumiinin sähkönjohtavuus on noin. 61% kuparin sähkönjohtavuudesta, mutta alumiinin tiheys on kolme kertaa pienempi. Hyvän johtavuuden ja korkean korroosionkestävyyden yhdistelmä ilmassa laajentaa alumiinikaapeleiden, usein teräsvahvistettujen, käyttöä korkeajännitteen voimansiirtoon. Alumiinille on ominaista myös korkea lämmönjohtavuus, jota käytetään moottoreissa, jäähdytysjärjestelmissä ja muissa laitteissa. Metalli on kiillotettu helposti mekaanisesti ja elektrolyyttisesti, joten sitä käytetään myös kaukoputken heijastimiin ja vastaaviin tarkoituksiin. Alumiinia käytetään laajalti pakkausmateriaalina, ja sillä on suurin hyötykerroin muiden pakkausmateriaalien joukossa kierrätys. Kierrätettävien alumiinien talteenotto säästää energiaa, koska sen kulutus on tässä tapauksessa vähemmän kuin alumiinin tuotannossa malmista. Vuonna 1981 talteenotetun alumiinin osuus ruoka-astioiden tuotannossa oli 53,2%, ja vuoteen 1991 mennessä se oli 62,4% ja jatkoi kasvuaan. Alumiinille on ominaista korkea korroosionkestävyys, joka johtuu oksidikalvon muodostumisesta sen pinnalle, ja sitä käytetään siksi kattomateriaalina, vuorauksena sekä päivänvalon ja infrapunavalon heijastimissa. Sen korroosionkestävyyttä voidaan edelleen kasvattaa anodisoinnilla tunnetulla elektrolyyttisellä anodisella hapetusmenetelmällä, jonka seurauksena oksidikalvon paksuus ja tarttuvuus lisääntyvät. Anodisoitu pinta maalataan helposti, tätä menetelmää käytetään usein arkkitehtonisiin paneeleihin.
  (katso myös metallien korroosio).
  Alumiinin korroosionkestävyys yhdistettynä kauniiseen ulkomuoto  tarjoaa laajan käytön jäähdytyksessä. Alumiini on vahva pelkistin, ja sitä käytetään vapauttamaan vähemmän aktiivisia metalleja ja myös antioksidanttina teräksen ja räjähteiden valmistuksessa. Alumiinijauhetta käytetään viimeistelytyössä. Alumiinimaali kestää teollisuuden päästöjä ja pakokaasuja, joten sitä käytetään laajasti suojapinnoitteena metallirakenteiden etuosissa, öljysäiliöissä, rautatielaitteissa ja muissa rakenteissa. Alumiinifolio on loistava eristysmateriaali, jota käytetään elintarvikkeiden pakkaamiseen ja käärimiseen ruoanlaiton aikana, kirjojen, kirjeiden koristepäällysteenä sekä sähkökondensaattoreiden valmistuksessa. Alumiinijauhetta käytetään jauhemetallurgiassa tarkkuusosien valmistukseen, ja se toimii myös lisäaineena rakettimoottorien kiinteissä polttoaineissa. Termiteseosta käytetään laajalti hitsausmateriaalina paksuseinäisten rakenteiden korjaamiseen, esimerkiksi teräskiskojen hitsaamiseen
  (katso myös jauhemetallurgia).
Seoksia. Puhdasta alumiinia, pehmeää ja taipuisaa, ei sovellu suoraan tekniseen käyttöön. Laaja valikoiman kevyitä alumiiniseoksia saadaan Hall - Eru-prosessilla (katso myös ALUMINIUMITEOLLISUUS). Ilmailualan tarpeet ensimmäisen maailmansodan aikana vaikuttivat alumiiniseosten tekniikan intensiiviseen kehittämiseen. Nykyään erityisten seosten ala kehittyy käyttämällä erilaisia \u200b\u200btekniikoita. Jotkut alumiiniseokset tuottavat ohutlevyä ja profiilia, toiset vetävät tankoa, putkia, tuottavat tangon, jolla on tietty kulma, monimutkaiset profiilit ja aihiot painekäsittelyä varten. Monet seokset voidaan puristaa, piirtää, piirtää ja leimata huoneenlämpötilassa, toiset käsitellään vain korotetussa lämpötilassa (katso myös SEOKSET).
Lämpökäsittely.  Tärkein alumiiniseosten tekniikassa oli A. Wilmin löytö vuonna 1911, että jotkut seokset paranivat mekaaniset ominaisuudet  erityisen lämpökäsittelyn, joka tunnetaan nimellä vanheneminen, seurauksena. Tämä määritettiin ensin kuparin ja magnesiumin seoksille ja sitten kaikille seoksille. Ikääntyminen tapahtuu kahdessa vaiheessa; ensimmäisessä seos kuumennetaan lämpötilaan, joka on hieman alumiinin sulamispisteen alapuolella, kun taas komponentit, kuten kupari, muodostavat kiinteän liuoksen. Nopealla kovettumisella seoskomponentit pysyvät kiinteässä liuoksessa. Toisessa vaiheessa, suhteellisen alhaisella kuumennuksella, liuenneet seoskomponentit vapautuvat erittäin pienten hiukkasten muodossa alumiinimatriisissa parantaen seoksen mekaanisia ominaisuuksia. Mutta kaikki lisääntyneen lujuuden vaikutukset eivät johdu lämpökäsittelystä; jotkut niistä selitetään sillä, että seoskomponentit muodostavat kiinteitä liuoksia tai metalliyhdisteitä.
  Katso myös METALLINlämmönkäsittely.
Ruiskuvalu ja käsittely.  Valua maahan (tarkemmin sanoen savi-hiekkamuoteissa) käytetään massiivisten osien, kuten moottorien sylinterilohkon, valmistukseen, ja pienten osien massatuotantoon valu tapahtuu vakiomuodoissa, mukaan lukien ruiskuvalu. Keramiikasta, teräksestä tai valuraudasta valmistettuja valumuotteja käytetään laajalti (pysyvä valu tai chillivalu). Tavanomainen valettu seos voi sisältää jopa 8% Cu tai jopa 13% Si. Yleisimmät alumiiniseokset sisältävät Mg-, Ni-, Fe-, Mn- tai Zn-lisäaineita. Matala lämpötila  alumiinin sulaminen ja sen hyvät valuominaisuudet edistävät alumiinivalun laajaa käyttöä.
Katso myös METALLIKASTUS. Lisäksi he käyttävät alumiiniharkoja, jotka saavuttavat erinomaiset ominaisuudet lämpökäsittelyn ja painekäsittelyn jälkeen. Aikaisemmin duralumiinia käytettiin laajasti - alumiiniseosta, jossa oli 4% kuparia, aikaisemmin lämmitetty ja mekaanisesti käsitelty. Nyt duralumiini on laaja valikoima erittäin lujia alumiiniseoksia, jotka sisältävät kuparin, mangaanin, magnesiumin, piin jne. Lisäksi. Näiden seosten vetolujuudet ovat jopa 414 MPa (42,2 kg / mm2), lähellä vähähiilisen teräksen lujuutta. Nykyaikaisemman sinkkiä sisältävän seoksen vetolujuus on 690 MPa (70,3 kg / mm2) huoneenlämpötilassa. Näitä seoksia käytetään lentokoneiden osien valmistuksessa ja ne voivat korvata joitain vanhoja kuparipitoisia seoksia.
Kuumat ja kylmät seokset.  Alumiini ja sen seokset voidaan käsitellä kylmällä ja kuumalla käsittelyllä. Kuuman prosessoinnin aikana harkon rakenne tuhoutuu ja muuttuu homogeeniseksi hienorakeiseksi rakenteeksi, jolla on parannetut ominaisuudet. Kuumamuovaus ja leimaaminen mahdollistavat ohuiden aihioiden valmistamisen, joita ei voida saada kylmäkäsittelyn aikana. Tällä tavalla saadaan tanko, lanka, valssilanka, levy ja muu erityinen profiili. Kylmäkäsittely suoritetaan viimeisessä vaiheessa pääasiassa levyjen, tankojen, lankojen ja putkien saamiseksi. Kylmäkäsittely lisää tuotteen lujuutta ja kovuutta. Yleensä kuumaa prosessointia käytetään valan primaarikäsittelyyn ja kylmällä on etuna käsittelyn viimeisessä vaiheessa.
  Katso myös kemialliset elementit.
Suositukset
  Belyaev A.I. Kevyiden metallien metallurgia. M., 1970 Industrial alumiiniseokset. M., 1984

Collierin tietosanakirja. - Avoin yhteiskunta. 2000 .

synonyymit:

Katso mitä "ALUMINIUM" on muissa sanakirjoissa:

Tai savi (kemiallinen nimitys Al, atomipaino 27,04) on metalli, jota ei ole toistaiseksi löydetty luonnosta vapaassa tilassa; mutta yhdisteiden, nimittäin silikaattien muodossa, tämä elementti on kaikkialla läsnä ja laajalle levinnyt; se on osa kivien massaa ... Tietosanakirja Brockhausista ja Efronista

  - (savi) kem. nieriä. AL; ai. vuonna. \u003d 27,12; sp. vuonna. \u003d 2,6; t. pl. noin 700 °. Hopeanvalkoinen, pehmeä, kirkas metalli; yhdessä piihapon kanssa, savi, maasälpä, kiille; löytyy kaikista maaperäistä. Menee ... Venäjän kielen vieraiden sanojen sanakirja

- (symboli Аl), hopeavalkoinen metalli, jaksollisen taulukon kolmannen ryhmän elementti. Se saatiin ensimmäisen kerran puhtaassa muodossa vuonna 1827. Yleisin metalli maapallon kuoressa; sen päälähde on bauksiittimalmi. Prosessi ... ... Tieteellinen ja tekninen tietosanakirja

ALUMINIUM  - ALUMINIUM, alumiini (kemiallinen merkki A1, atomipaino 27,1), yleisin metalli maan pinnalla ja O: n ja piin jälkeen, maankuoren tärkein komponentti. A. esiintyy luonnossa, pääasiassa piihapposuolojen (silikaattien) muodossa; Iso lääketieteellinen tietosanakirja

alumiini  - on sinertävänvalkoinen metalli, jolle on ominaista erityinen keveys. Se on erittäin taipuisa, helposti muokattavissa valssaamiseen, piirtämiseen, taontaan, meistämiseen sekä valuun jne. Kuten muutkin pehmeät metallit, myös alumiini on erittäin hyvä ... Virallinen terminologia

alumiini  - (alumiini), Al, jaksollisen järjestelmän ryhmän III kemiallinen elementti, atominumero 13, atomimassa 26.98154; kevytmetalli, sp. 660 ° С. Maakuoren pitoisuus on 8,8 painoprosenttia. Alumiinia ja sen seoksia käytetään rakennusmateriaaleina ... Kuvitettu tietosanakirja

ALUMINIUM, alumiini aviomies., Chem. savi-alkalimetalli, alumiinioksidipohja, savi; samoin kuin ruosteen pohja, rauta; ja yari on kupari. Alumiiniitti aviomies. alunamainen fossiili, vesipitoinen alumiinioksidisulfaatti. Alyunit aviomies. fossiili hyvin lähellä ... Dahlin selittävä sanakirja

alumiini,jaksollisen järjestelmän ryhmän III kemiallinen elementti, atominumero 13, suhteellinen atomimassa 26.98. Luonnossa sitä edustaa vain yksi stabiili nuklid 27 Al. Useita radioaktiivisia alumiini-isotooppeja saatiin keinotekoisesti, pitkäikäisimmät - 26 Al: n puoliintumisaika on 720 tuhatta vuotta.

Alumiini luonteeltaan.

Maankuoressa on paljon alumiinia: 8,6 painoprosenttia. Hän on ensimmäisessä sijassa kaikkien metallien joukossa ja kolmantena muiden alkuaineiden joukossa (hapen ja piin jälkeen). Alumiinia on kaksi kertaa enemmän kuin rautaa ja 350 kertaa enemmän kuin kupari, sinkki, kromi, tina ja lyijy yhdessä! Kun hän kirjoitti yli 100 vuotta sitten klassisessa oppikirjassaan Kemian perusteet D. Mendeleev  Kaikista metalleista ”alumiini on luontaisin runsain; riittää, kun ilmoitetaan, että se on osa savea, jotta alumiinin yleinen jakautuminen maankuoressa on selkeä. "Alumiinia tai alumiinimetallia (alumiinia) kutsutaan siis eri tavalla saviksi, joka on savea."

Tärkein alumiinimineraali on boksiitti, emäksisen oksidin AlO (OH) ja hydroksidin Al (OH) 3 seos. Suurimmat bauksiitti talletukset ovat Australiassa, Brasiliassa, Guineassa ja Jamaikassa; teollisuuskaivoksia harjoitetaan myös muissa maissa. Aluniitti (alunakivi) (Na, K) 2SO 4 · Al 2 (SO 4) 3 · 4Al (OH) 3, nefeliini (Na, K) 2 O · Al 2 O 3 · 2SiO 2 sisältää myös runsaasti alumiinia. Yhteensä tunnetaan yli 250 mineraalia, joihin sisältyy alumiini; suurin osa niistä on alumiinisilikaatteja, joista se muodostuu pääasiassa maakuori. Sääolosuhteissaan muodostuu savimuotoja, joiden perusta on mineraalikaoliniitti Al 2 O 3 · 2SiO 2 · 2H 2 O. Raudan epäpuhtaudet värittävät yleensä savea ruskeana, mutta valkoista savea - kaoliinia, jota käytetään posliinin ja keramiikan valmistukseen, löytyy myös.

Toisinaan löydetään erittäin kovaa (vain toinen kuin timantti) mineraalikorundia - kiteistä oksidia Al 2 O 3, joka on usein värjätty epäpuhtauksilla eri värejä. Sen sinistä lajiketta (titaanin ja raudan sekoitus) kutsutaan safiiriksi, punaista (kromin sekoitus) kutsutaan rubiiniksi. Erilaiset epäpuhtaudet voivat värjätä ns. Jalokorundia myös vihreänä, keltaisena, oranssina, purppurana ja muissa väreissä ja sävyissä.

Viime aikoihin asti uskottiin, että alumiinia erittäin aktiivisena metallina ei löydy luonnossa vapaassa tilassa, mutta vuonna 1978 natiivi alumiini löydettiin Siperian alustan kallioista - viiksien muodossa, joiden pituus oli vain 0,5 mm (langanpaksuus useita mikrometrejä). Alkuperäistä alumiinia löytyi myös kuun maaperästä, joka tuotiin Maahan kriisin ja runsauden merialueilta. Uskotaan, että alumiinimetalli voi muodostua kondensoitumalla kaasusta. On tunnettua, että kuumentaessa alumiinihalogenideja - kloridia, bromidia, fluoria, ne voivat haihtua enemmän tai vähemmän helposti (esimerkiksi AlCl3 sublimoituu jo 180 ° C: ssa). Lämpötilan noustessa voimakkaasti alumiinihalogenidit hajoavat siirtyen tilaan, jossa metallin valenssi on alhaisempi, esimerkiksi AlCl. Kun tällainen yhdiste kondensoituu lämpötilan laskiessa ja ilman happea, kiinteässä faasissa tapahtuu suhteeton reaktio: osa alumiiniatomeista hapetetaan ja menee tavanomaiseen kolmiarvoiseen tilaan, ja osa palautetaan. Yksiarvoinen alumiini voidaan pelkistää vain metalliin: 3AlCl ® 2Al + AlCl3. Tätä olettamaa tukee natiivin alumiinin kiteiden vispilämpi muoto. Tyypillisesti tämän rakenteen kiteet muodostuvat nopean kasvun seurauksena kaasufaasista. Todennäköisesti mikroskooppiset alumiinimutterit kuun maaperässä muodostuivat samalla tavalla.

Nimi alumiini on johdettu latinalaisesta alumiinista (suvun alumiini). Ns. Aluna, kaksoiskaliumalumiinisulfaatti KAl (SO 4) 2 · 12H 2 O), jota käytettiin peitteinä kankaiden värjäyksessä. Latinalainen nimi juontaa juurensa kreikkalaisesta "halme" - suolavesi, suolaliuos. Kummallista kyllä, Englannissa alumiini on alumiinia ja Yhdysvalloissa alumiinia.

Monissa suosituissa kemian teoksissa mainitaan legenda, jonka mukaan eräs keksijä, jonka nimehistoriaa ei ole säilynyt, toi keisari Tiberiukselle, joka hallitsi Roomaa 14–27 jKr., Kulhoon metallia, joka muistutti hopeaa, mutta oli vaaleampaa. Tämä lahja maksoi mestarin hengen: Tiberius määräsi hänet teloittamaan, ja työpaja tuhoutui, koska hän pelkäsi, että uusi metalli voisi arvonmuutos hopeaa keisarillisessa kassatilassa.

Tämä legenda perustuu tarinaan. Plinius vanhin  , Roomalainen kirjailija ja tutkija, kirjailija Luonnonhistoria  - Muinaisten aikojen luonnontietojen tietosanakirjat. Plinius totesi, että uusi metalli on saatu ”savimaasta”. Mutta savi sisältää alumiinia.

Nykyaikaiset kirjailijat tekevät melkein aina varauksen, että tämä koko tarina ei ole muuta kuin kaunis satu. Ja tämä ei ole yllättävää: kallioissa oleva alumiini on erittäin vahvasti sitoutunut happea, ja sen vapauttamiseen on käytettävä paljon energiaa. Viime aikoina on kuitenkin ilmestynyt uutta tietoa perusmahdollisuudesta saada metallista alumiinia antiikista. Spektrianalyysin mukaan korut III luvun alussa kuolleen kiinalaisen komentajan Zhou-Zhun haudalla. AD, seos, joka koostuu 85% alumiinista. Voisiko muinaiset saada ilmaista alumiinia? Kaikki tunnetut menetelmät (elektrolyysi, pelkistys metallisella natriumilla tai kaliumilla) katoavat automaattisesti. Voisiko muinaisina aikoina löytää natiivia alumiinia, kuten kullan, hopean ja kuparin hätää? Tämä on myös poissuljettu: natiivi alumiini on harvinaisin mineraali, jota esiintyy vähäpätöisinä määrinä, joten muinaiset mestarit eivät voineet löytää ja kerätä tällaisia \u200b\u200bnuggeja oikeassa määrin.

Toinen selitys Plinyn tarinalle on kuitenkin myös mahdollista. Alumiinia voidaan pelkistää malmista pelkästään sähkön ja alkalimetallien avulla. Pelkistysainetta on saatavana ja sitä on käytetty laajalti muinaisista ajoista lähtien - se on kivihiili, jonka avulla monien metallien oksidit pelkistetään vapaiksi metalleiksi kuumennettaessa. 1970-luvun lopulla saksalaiset kemikot päättivät tarkistaa, voitiinko muinaisina aikoina saada alumiinia hiilellä pelkistämällä. Ne lämmitettiin savi- upokkaassa punaiseksi kuumuudeksi sekoitus savea hiilijauheen ja natriumkloridin tai potaskan (kaliumkarbonaatin) kanssa. Suola saatiin merivettä, ja potaska - kasvien tuhkasta, jotta voidaan käyttää vain niitä aineita ja menetelmiä, joita oli saatavana antiikista. Jonkin ajan kuluttua upokkaan pinnalla leijui kuona alumiinipalloilla! Metallin saanto oli pieni, mutta on mahdollista, että muinaiset metallurgit olisivat voineet saada ”1900-luvun metallin” tällä tavalla.

Alumiinin ominaisuudet.

Puhdas alumiini muistuttaa hopeanväristä, se on erittäin kevytmetalli: sen tiheys on vain 2,7 g / cm3. Alumiinia kevyempi, vain alkali- ja maa-alkalimetallit (paitsi barium), beryllium ja magnesium. Alumiinia on myös helppo sulattaa - 600 ° C: ssa (ohut alumiinilanka voidaan sulattaa tavallisessa keittiön polttimessa), mutta se kiehuu vain 2452 ° C: ssa. Sähkönjohtavuudessa alumiini on 4. sijalla, toiseksi vain hopealla (ensinnäkin), kuparilla ja kullalla, jolla on alumiinin alhaiset kustannukset huomioon ottaen suuri käytännöllinen merkitys. Metallien lämmönjohtavuus muuttuu samassa järjestyksessä. Alumiinin korkea lämmönjohtavuus on helppo tarkistaa pudottamalla alumiinilusikka kuumaan teetä. Ja vielä yksi tämän metallin merkittävä ominaisuus: sen tasainen kiiltävä pinta heijastaa täydellisesti valoa: 80 - 93% spektrin näkyvällä alueella aallonpituudesta riippuen. Ultraviolettialueella alumiinilla ei tässä suhteessa ole lainkaan yhtä paljon ja vain punaisella alueella alumiini on hiukan huonompi kuin hopea (ultravioletissa hopealla on erittäin heikko heijastus).

Puhdas alumiini - melko pehmeä metalli - on melkein kolme kertaa pehmeämpi kuin kupari, joten jopa suhteellisen paksut alumiinilevyt ja -tangat ovat helposti taivutettavissa, mutta kun alumiini muodostaa seoksia (niitä tunnetaan paljon), sen kovuus voi kasvaa kymmeniä kertoja.