Наша сеть партнеров Banwar
Алюміній - метал, зміст якого в природі найбільше серед усіх відомих. Пізніше початок його застосування викликано тим, що, оскільки він має високу хімічну активність, то знаходиться в земній корі тільки в складі різних хімічних сполук. Відновлення чистого металу пов'язане з рядом труднощів, подолати які стало можливим тільки з розвитком технологій видобутку металів.
Чистий алюміній - м'який ковкий метал сріблясто-білого кольору. Це один з найлегших металів, який, до того ж, добре піддається різноманітної механічній обробці, штампування, прокатки, лиття. На відкритому повітрі практично моментально покривається тонкою і міцною плівкою оксиду, яка протидіє подальшому окисленню.
Зовнішній вигляд алюмінію
Механічні властивості алюмінію, такі як м'якість, податливість штампуванні, легкість в обробці, послужили значному поширенню в багатьох галузях промисловості. Особливо часто алюмінію використовується в складі сплавів з іншими металами.
Фізичні та хімічні властивості сплавів алюмінію послужили приводом до широкого використання їх в якості конструкційних матеріалів, що знижують загальну вагу конструкції без погіршення характеристик міцності якостей.
Фізичні властивості
Алюміній не має будь-яких унікальних фізичних властивостей, але їх поєднання робить метал одним з найбільш широко затребуваних.
Твердість чистого алюмінію за шкалою Мооса дорівнює трьом, що значно нижче, ніж у більшості металів. Даний факт є практично єдиною перешкодою для використання чистого металу.
Якщо уважно розглянути таблицю фізичних властивостей алюмінію, то можна виділити такі якості, як:
- Малу щільність (2.7 г / см3);
- Високу пластичність;
- Низький питомий електричний опір (0,027 Ом · мм2 / м);
- Високу теплопровідність (203.5 Вт / (м · К));
- Високу світловідбивними здатність;
- Низьку температуру плавлення (660 ° С).
Такі фізичні властивості алюмінію, як висока пластичність, низька температура плавлення, відмінні ливарні якості, дозволяють використовувати даний метал в чистому вигляді і в складі сплавів на його основі для виробництва виробів будь-якої самої складної конфігурації.
Разом з цим, це один з небагатьох металів, крихкість якого не зростає при охолодженні до наднизьких температур. Дана властивість визначило одну з областей застосування в конструктивних елементах кріогенної техніки і апаратури.
Деталі з алюмінію
Істотно більш високу міцність, порівнянну з міцністю деяких сортів стали, мають сплави на основі алюмінію. Найбільшого поширення набули сплави з додаванням магнію, міді та марганцю - дюралюмінієві сплави і з додаванням кремнію - силуміни. Перша група відрізняється високою міцністю, а остання одними з найкращих ливарних якостей.
Невисока температура плавлення знижує витрати на виробництво і собівартість технологічних процесів при виробництві конструкційних матеріалів на основі алюмінію і його сплавів.
Для виготовлення дзеркал використовується така якість, як високий коефіцієнт відбиття, який можна порівняти з показником срібла, легкість і технологічність вакуумного напилення алюмінієвих плівок на різні несучі поверхні (пластики, метал, скло).
При плавці алюмінію і виконання лиття особлива увага звертається на здатність розплаву поглинати водень. Чи не надаючи дій на хімічному рівні, водень сприяє зменшенню щільності і міцності за рахунок утворення мікроскопічних пір при застиганні розплаву.
Завдяки низькій щільності і малому електричному опору (ненабагато вище міді), дроти з чистого алюмінію знаходять переважне застосування при передачі електроенергії в лініях електропередач, всього діапазону струмів і напруг в електротехніці, як альтернатива мідним силовим і обмотувальним проводам. Опір міді дещо менше, тому дроти з алюмінію необхідно використовувати більшого перетину, але підсумкова маса виробу і його собівартість виявляються в кілька разів менше. Обмеженням є лише кілька менша міцність алюмінію і висока опірність пайку через плівки окислів на поверхні. Велику роль відіграє наявність сильного електрохімічного потенціалу при контакті з таким металом, як мідь. В результаті, в місці механічного контакту міді і алюмінію утворюється міцна плівка оксиду, що має високий електричний опір. Це явище призводить до нагрівання місця з'єднання аж до розплавлення провідників. Існують жорсткі обмеження і рекомендації щодо застосування алюмінію в електротехніці.
Алюміній в будівництві
Висока пластичність дозволяє виготовляти тонку фольгу, яка використовується у виробництві конденсаторів високої ємності.
Легкість алюмінію і його сплавів стали основними при використанні в авіакосмічній галузі при виготовленні більшості елементів конструкції літальних апаратів: від несучих конструкцій, до елементів обшивки, корпусів приладів і обладнання.
Хімічні властивості
Будучи досить хімічно активним металом, алюміній активно чинить опір корозії. Це відбувається завдяки утворенню на його зовнішній поверхні дуже міцною оксидної плівки під дією кисню.
Міцна плівка оксиду добре захищає поверхню навіть від таких сильних кислот, як азотна і сірчана. Це якість знайшло поширення в хімії і промисловості для транспортування концентрованої азотної кислоти.
Хімічні властивості алюмінію
Зруйнувати плівку можна сильно розведеною азотною кислотою, лугами при нагріванні або при контакті з ртуттю, коли на поверхні утворюється амальгама. У перерахованих випадках оксидна плівка не є захисним фактором і алюміній активно взаємодіє з кислотами, лугами та окислювачами. Оксидна плівка також легко руйнується в присутності галогенів (хлор, бром). Таким чином, соляна кислота HCl, добре взаємодіє з алюмінієм при будь-яких умовах.
Хімічні властивості алюмінію залежать від чистоти металу. Використання складу легуючих присадок деяких металів, зокрема марганцю, дозволяє збільшити міцність захисної плівки, підвищивши, таким чином, корозійну стійкість алюмінію. Деякі метали, наприклад, нікель і залізо, сприяють зниженню корозійну стійкість, але підвищують жаростійкість сплавів.
Оксидна плівка на поверхні алюмінієвих виробів відіграє негативну роль при проведенні зварювальних робіт. Миттєве окислення ванни розплавленого металу при зварюванні не дозволяє сформувати зварювальний шов, оскільки окис алюмінію має дуже високу температуру плавлення. Для зварювання алюмінію використовують спеціальні зварювальні апарати з плавиться (вольфрам). Сам процес ведеться в середовищі інертного газу - аргону. При відсутності процесу окислення зварювальний шов виходить міцним, монолітним. Деякі легуючі добавки в сплави додатково покращують зварювальні властивості алюмінію.
Чистий алюміній практично не утворює отруйних сполук, тому активно використовується в харчовій промисловості при виробництві кухонного посуду, упаковки харчових продуктів, тари для напоїв. Чинити негативний вплив можуть лише деякі неорганічні сполуки. Дослідженнями також встановлено, що алюміній не використовується в метаболізмі живих істот, його роль в життєдіяльності незначна.
Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту і натисніть Ctrl + Enter.