Ang atom ng aluminyo. Aluminyo Pangkalahatang katangian

Katangian ng aluminyo

kalidad ng industriya ng metal na aluminyo

Ang aluminyo ay ang pinaka-masaganang metal sa crust ng lupa. Ang nilalaman nito ay tinatayang sa 7.45% (higit sa iron, na kung saan ay 4.2% lamang). Ang aluminyo bilang isang elemento ay natuklasan kamakailan, noong 1825, nang makuha ang unang maliit na bukol ng metal na ito. Ang simula ng pang-industriya na pag-unlad nito ay natapos hanggang sa katapusan ng huling siglo. Ang impetus para sa ito ay ang pag-unlad noong 1886 ng isang pamamaraan para sa paghahanda nito sa pamamagitan ng electrolysis ng alumina na natunaw sa cryolite. Ang prinsipyo ng pamamaraan ay ang batayan ng modernong pang-industriya na pagkuha ng aluminyo mula sa alumina sa lahat ng mga bansa sa mundo.

Sa hitsura, ang aluminyo ay isang makintab na pilak na puting metal. Sa hangin, mabilis itong nag-oxidize, nagiging sakop ng isang manipis na puting matte AlO film. Ang pelikulang ito ay may mataas na proteksyon na katangian, samakatuwid, na pinahiran ng tulad ng isang pelikula, ang aluminyo ay lumalaban sa kaagnasan.

Ang aluminyo ay lubos na madaling sirain ng mga solusyon ng caustic alkalis, hydrochloric at sulfuric acid. Sa puro nitrik acid at mga organikong acid, lubos itong lumalaban.

Ang pinaka-katangian na pisikal na katangian ng aluminyo ay ang mababang kamag-anak na density nito, na katumbas ng 2.7, pati na rin ang medyo mataas na thermal at electrical conductivity. Sa 0C, ang electrical conductivity ng aluminyo, i.e. electrical conductivity ng aluminyo wire na may isang seksyon ng cross na 1 mm at isang haba ng 1 m ay 37 1 ohm.

Ang resistensya ng kaagnasan at lalo na ang de-koryenteng conductivity ng aluminyo ay mas mataas, mas malinis ito, mas kaunting mga impurities sa loob nito.

Ang natutunaw na punto ng aluminyo ay hindi mataas, ito ay humigit-kumulang na 660C. Gayunpaman, ang latent heat ng fusion na ito ay napakalaki - halos 100 calorie; samakatuwid, kinakailangan ng maraming init upang matunaw ang aluminyo kaysa matunaw ang parehong halaga, halimbawa, ng refractory tanso, na may natutunaw na punto ng 1083 C, at ang latent heat of fusion ay 43 cal.

Ang mga mekanikal na katangian ng aluminyo ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na pag-agas at mababang lakas. Ang nakalamina at annealed aluminyo ay may \u003d 10 kg mm at tigas na HB25 \u003d 80% at \u003d 35%.

Ang aluminyo na sala-sala na sala-sala ay isang kubo na nakasentro sa mukha na may isang parameter (laki ng gilid) ng 4.04 sa 20 C. Ang aluminyo ay walang allotropic na mga pagbabagong-anyo.

Sa likas na katangian, ang aluminyo ay nasa anyo ng aluminyo ores: bauxite, nepheline, alunite at kaolin. Ang pinakamahalagang mineral, na kung saan ang karamihan sa pandaigdigang industriya ng aluminyo ay batay, ay bauxite.

Ang paggawa ng aluminyo mula sa ores ay binubuo ng dalawang sunud-sunod na yugto - una, ang alumina (AlO) ay ginawa, at pagkatapos ay gawa sa aluminyo mula dito.

Ang kasalukuyang mga kilalang pamamaraan para sa paggawa ng alumina ay maaaring nahahati sa tatlong mga grupo: alkalina, acid at electrothermal. Ang pinakalawak na ginagamit ay mga pamamaraan ng alkalina.

Sa ilang mga uri ng mga pamamaraan ng alkalina, bauxite, dehydrated sa 1000 C, ay durog sa mga mill mill ng bola, halo-halong sa ilang mga proporsyon na may tisa at soda, at nagkasala upang makagawa ng matunaw na solidong sodium aluminate sa pamamagitan ng reaksyon

Al O + Na CO \u003d Al O Na O + CO

Ang sintered mass ay lupa at naupod ng tubig, habang ang sodium aluminate ay pumapasok sa solusyon.

Sa iba pang mga uri ng paraan ng alkalina, ang alumina na nilalaman ng bauxite ay nakasalalay sa sodium aluminate sa pamamagitan ng direktang paggamot ng mineral na may alkalis. Sa kasong ito, ang isang solusyon ng aluminate sa tubig ay nakuha agad.

Sa parehong mga kaso, ang pagbuo ng isang may tubig na solusyon ng sodium aluminate ay humahantong sa paghihiwalay nito mula sa hindi matutunaw na mga bahagi ng mineral, na higit sa lahat ay ang mga oxide at hydroxides ng silikon, iron at titanium. Ang paghihiwalay ng solusyon mula sa isang hindi malulutas na pag-unlad, na tinatawag na pulang putik, ay isinasagawa sa mga tangke ng sedimentation.

Ang dayap ay idinagdag sa nagresultang solusyon sa 125 C at isang presyon ng 5:00, na humahantong sa desiliconization - Ang mga pag-ulan ng CaSiO, na bumubuo ng isang puting slurry. Ang solusyon na nalinis mula sa silikon pagkatapos ng paghihiwalay nito mula sa puting putot ay itinuturing na may carbon dioxide sa 60-80 C, bilang isang resulta ng kung saan ang mala-kristal na aluminyo oxide hydrate ay umuusad:

AlONaO + 3H2O + CO \u003d 2Al (OH) + Na CO.

Ito ay hugasan, tuyo at kinakalkula. Ang pagkalkula ay humahantong sa pagbuo ng alumina:

2Al (OH) \u003d AlO + 3H2O.

Ang inilarawang pamamaraan ay nagbibigay ng isang medyo kumpletong pagkuha ng alumina mula sa bauxite - tungkol sa 80%.

Pagkuha ng metal na aluminyo mula sa alumina ay binubuo sa electrolytic decomposition nito sa mga nasasakupang bahagi nito - sa aluminyo at oxygen. Ang electrolyte sa prosesong ito ay isang solusyon ng alumina sa cryolite (AlF 3NaF). Cryolite, pagkakaroon ng kakayahang matunaw ang alumina, sabay na binabawasan ang natutunaw na punto nito. Ang alumina ay natutunaw sa temperatura na humigit-kumulang 2000 C, at ang pagkatunaw ng isang solusyon na binubuo, halimbawa, ng 85% cryolite at 15% na alumina, ay 935 C.

Ang pamamaraan ng alumina electrolysis ay medyo simple, ngunit ang teknolohikal na proseso na ito ay kumplikado at nangangailangan ng malaking halaga ng koryente.

Sa ilalim ng paliguan na may mahusay na thermal pagkakabukod 1 at pag-pack ng karbon 2, ang mga cathode bus 3 ay inilalagay, na konektado sa negatibong poste ng kasalukuyang kasalukuyang pinagkukunan. Ang mga electrodes 5 ay konektado sa anode bus 4. Bago simulan ang electrolysis, isang manipis na layer ng coke ang ibinuhos sa ilalim ng paliguan, ang mga electrodes ay ibinaba upang hawakan ito at ang kasalukuyang naka-on. Kapag pinainit ang karbon packing, ang cryolite ay unti-unting ipinakilala. Kapag ang kapal ng tinunaw na cryolite layer ay 200-300 mm, ang alumina ay sisingilin sa rate ng 15% ng halaga ng cryolite. Ang proseso ay nangyayari sa 950-1000 C.

Sa ilalim ng impluwensya ng kasalukuyang electric, ang alumina ay nabubulok ng aluminyo at oxygen. Ang likidong aluminyo 6 ay nag-iipon sa ilalim ng karbon (sa ilalim ng bath ng karbon), na kung saan ay ang katod, at pinagsama ang oxygen sa carbon ng anod, na unti-unting nasusunog ang mga ito. Ang Cryolite ay natupok nang bahagya. Paminsan-minsan na idinagdag ang Alumina, ang mga electrodes upang mabayaran ang nasusunog na bahagi ay unti-unting ibinaba, at ang naipon na likidong aluminyo ay pinakawalan sa ladle 8 sa ilang mga agwat.

Sa panahon ng electrolysis bawat 1 toneladang aluminyo, mga 2 toneladang alumina, 0.6 toneladang carbon electrodes na nagsisilbing anodes, 0.1 tonelada ng cryolite, at mula 17,000 hanggang 18,000 kWh ng koryente ay natupok.

Ang hilaw na aluminyo na nakuha sa panahon ng electrolysis ng alumina ay naglalaman ng mga impurities ng metal (iron, silikon, titanium at sodium), mga natunaw na gas, ang pangunahing kung saan ay ang hydrogen, at mga hindi pagkukulang na metal, na mga partikulo ng alumina, karbon at cryolite. Sa estado na ito, hindi angkop para magamit, dahil mayroon itong mababang mga pag-aari, kaya dapat itong pino. Ang mga metal na impurities at hindi nakaka-metal ay tinanggal sa pamamagitan ng pag-remelting at paglilinis ng metal na may murang luntian. Ang mga impurities ng metal ay maaaring alisin lamang sa mga kumplikadong pamamaraan ng electrolytic.

Pagkatapos ng pagpino, nakuha ang mga komersyal na marka ng aluminyo.

Ang kadalisayan ng aluminyo ay isang mapagpasyang tagapagpahiwatig na nakakaapekto sa lahat ng mga pag-aari nito, samakatuwid, ang komposisyon ng kemikal ay ang batayan para sa pag-uuri ng aluminyo.

Ang hindi maiiwasang mga dumi mula sa paggawa ng aluminyo ay bakal at silikon. Pareho silang nakakapinsala sa aluminyo. Ang bakal ay hindi natunaw sa aluminyo, ngunit bumubuo ng mga malutong na kemikal na compound FeAl at Fe2Al kasama nito. Sa silikon, ang aluminyo ay bumubuo ng isang eutectic mechanical halo sa 11.7% Si. Dahil ang solubility ng silikon sa temperatura ng silid ay napakaliit (0.05%), kahit na may isang maliit na halaga, bumubuo ito ng isang Fe + Si eutectic at inclusions ng napakahirap (HB 800) malutong na kristal na silikon, na binabawasan ang pag-agaw ng aluminyo. Sa pinagsamang pagkakaroon ng silikon at bakal, isang triple kemikal na tambalan at isang triple eutectic ang nabuo, na binabawasan din ang pag-agas.

Ang kinokontrol na impurities sa aluminyo ay bakal, silikon, tanso at titan.

Ang aluminyo ng lahat ng mga marka ay naglalaman ng higit sa 99% Al. Ang isang dami ng labis na halaga na ito sa mga daan-daang o ikasampung bahagi ng isang porsyento ay ipinahiwatig sa pangalan ng tatak pagkatapos ng paunang titik A. Kaya, sa tatak na A85 ay naglalaman ng 99.85% Al. Ang isang pagbubukod sa prinsipyong ito ng pag-label ay mga marka A A, kung saan ang nilalaman ng aluminyo ay pareho sa mga marka A0 at A5, ngunit isang magkakaibang ratio ng mga nasasakupan ng mga dumi ng bakal at silikon.

Ang liham E sa tatak AE ay nangangahulugan na ang aluminyo ng tatak na ito ay inilaan para sa paggawa ng mga de-koryenteng mga wire. Ang isang karagdagang kinakailangan para sa mga katangian ng aluminyo ay mababa ang de-koryenteng pagtutol, na para sa isang wire na ginawa mula dito ay dapat na hindi hihigit sa 0.0280 ohm mm m sa 20 C.

Ginagamit ang aluminyo upang makabuo ng mga produkto at haluang metal batay dito, ang mga katangian ng kung saan ay nangangailangan ng isang mataas na antas ng kadalisayan.

Depende sa layunin, ang aluminyo ay maaaring magawa sa iba't ibang mga form. Ang aluminyo ng lahat ng mga marka (mataas at teknikal na kadalisayan), na inilaan para sa pag-remelting, ay inihagis sa anyo ng mga ingot na may masa na 5; 15 at 1000 kg. Ang kanilang mga halaga ng limitasyon ay ang mga sumusunod: taas mula 60 hanggang 600 mm, lapad mula 93 hanggang 800 mm at haba mula 415 hanggang 1000 mm.

Kung ang aluminyo ay inilaan para sa rolling sheet at tape, pagkatapos ang mga flat ingots na labing pitong laki ay inihahatid gamit ang tuloy-tuloy o semi-tuloy-tuloy na pamamaraan. Ang kanilang kapal ay saklaw mula sa 140 hanggang 400 mm, ang lapad ay mula 560 hanggang 2025 mm, at ang masa ng 1 m ng haba ng ingot ay mula 210 hanggang 2190 kg. Ang haba ng ingot ay sumang-ayon sa customer.

Ang pangunahing uri ng kontrol ng aluminyo kapwa sa ingot at sa flat ingots ay upang suriin ang komposisyon ng kemikal at ang pagsunod nito sa vintage. Ang mga karagdagang kinakailangan ay ipinataw sa mga ingot at ingot na inilaan para sa paggamot ng presyon, tulad ng, halimbawa, ang kawalan ng mga shell, gas bula, basag, slag at iba pang mga dayuhang inclusions.

Para sa deoxidation ng bakal sa panahon ng smelting nito, pati na rin para sa paggawa ng mga ferroalloy at para sa aluminothermy, ang mas murang aluminyo ng mas mababang kadalisayan ay maaaring gamitin kaysa ipinahiwatig sa talahanayan "Ang kadalisayan ng aluminyo ng iba't ibang mga marka". Para sa layuning ito, ang industriya ay gumagawa ng anim na grado ng aluminyo sa mga ingot na tumitimbang mula 3 hanggang 16.5 kg, na naglalaman ng 98.0 hanggang 87.0% Al. Sa kanila, ang nilalaman ng bakal ay umabot sa 2.5%, at ang silikon at tanso hanggang sa 5% bawat isa.

Ang paggamit ng aluminyo ay dahil sa kakaiba ng mga katangian nito. Ang kumbinasyon ng magaan at sapat na mataas na koryente na kondaktibiti ay nagbibigay-daan sa paggamit ng aluminyo bilang isang conductor ng electric current, pinapalitan ito ng mas mahal na tanso. Ang pagkakaiba sa koryente ng kondaktibiti ng tanso (631 ohms) at aluminyo (371 ohms) ay nabayaran sa pamamagitan ng isang pagtaas sa cross section ng wire ng aluminyo. Ang maliit na masa ng mga wire ng aluminyo ay posible upang maisakatuparan ang kanilang pagsuspinde sa mas malaking distansya kaysa sa kaso ng mga wire ng tanso sa pagitan ng mga suporta, nang walang takot sa wire breakage sa ilalim ng impluwensya ng sarili nitong timbang. Ang mga cable, gulong, capacitor, rectifier ay ginawa din mula dito. Ang mataas na kaagnasan na paglaban ng aluminyo ay ginagawa ito sa ilang mga kaso ng isang kailangang-kailangan na materyal sa kemikal na engineering, halimbawa, para sa paggawa ng mga kagamitan na ginamit sa paggawa, imbakan at transportasyon ng nitric acid at mga derivatives.

Malawakang ginagamit ito sa industriya ng pagkain; iba't ibang mga kagamitan sa pagluluto ay ginawa mula dito. Sa kasong ito, hindi lamang ang pagtutol nito sa pagkilos ng mga organikong acid ay ginagamit, kundi pati na rin ang mataas na thermal conductivity.

Pinapayagan ng mataas na plasticity ang aluminyo na igulong sa foil, na kasalukuyang ganap na pinapalitan ang dating mas mahal na foil ng lata. Ang foil ay nagsisilbing isang packaging para sa isang iba't ibang uri ng mga produktong pagkain: tsaa, tsokolate, tabako, keso, atbp.

Ginagamit ang aluminyo sa parehong paraan tulad ng anti-corrosion coating ng iba pang mga metal at haluang metal. Maaari itong mailapat sa pamamagitan ng cladding, pagsasabog metallization at iba pang mga pamamaraan, kabilang ang pagpipinta na may aluminyo na naglalaman ng mga pintura at barnisan. Ang pag-cladding ng aluminyo ng mga flat na produkto mula sa mas kaunting kaagnasan na lumalaban sa alloy na aluminyo ay lalong pangkaraniwan.

Ang aktibidad ng kemikal ng aluminyo na may paggalang sa oxygen ay ginagamit para sa deoxidation sa paggawa ng semi-tahimik at banayad na bakal at para sa paggawa ng mahirap na nabawasan ang mga metal sa pamamagitan ng pag-alis ng aluminyo mula sa kanilang mga oxygen compound.

Ginagamit ang aluminyo bilang isang elemento ng alloying sa isang malawak na iba't ibang mga steel at alloy. Nagbibigay ito sa kanila ng mga tiyak na katangian. Halimbawa, pinapataas nito ang paglaban ng init ng mga haluang metal batay sa bakal, tanso, titan at ilang iba pang mga metal.

Ang iba pang mga lugar ng aplikasyon ng aluminyo ng iba't ibang mga antas ng kadalisayan ay maaaring mabanggit, ngunit ang pinakamalaking halaga ay ginugol sa pagkuha ng iba't ibang mga light alloy batay dito. Ang impormasyon tungkol sa pangunahing pangunahing ibinibigay sa ibaba.

Sa pangkalahatan, ang paggamit ng aluminyo sa iba't ibang sektor ng ekonomiya gamit ang halimbawa ng mga binuo na bansa ng kapital ay tinatantya ng mga sumusunod na numero: transport engineering 20-23% (kabilang ang automotive 15%), konstruksiyon 17-18%, electrical engineering 10-12%, paggawa ng mga materyales sa packaging 9-10% , paggawa ng mga durable ng consumer 9-10%, pangkalahatang engineering 8-10%.

Sinakop ng mga aluminyo ang mga bagong lugar ng aplikasyon, sa kabila ng kompetisyon ng iba pang mga materyales at lalo na sa plastik.

Ang pangunahing pang-industriya na ores na naglalaman ng aluminyo ay bauxite, nepheline, alunite at kaolin.

Ang kalidad ng mga ores na ito ay nasuri ng nilalaman ng alumina Al O, na naglalaman ng 53% Al. Kabilang sa iba pang mga tagapagpahiwatig ng kalidad ng mga ores ng aluminyo, ang pinakamahalaga ay ang komposisyon ng mga dumi, ang pinsala at pagiging kapaki-pakinabang na kung saan ay tinutukoy ng paggamit ng ore.

Ang Bauxite ay ang pinakamahusay at buong mundo pangunahing hilaw na materyal para sa aluminyo. Ginagamit din ito para sa paggawa ng artipisyal na corundum, mataas na refractory na produkto at para sa iba pang mga layunin. Ang kemikal na komposisyon ng sedimentary rock na ito ay isang halo ng alumina hydrates AlO nH2O na may mga oxides ng iron, silikon, titanium at iba pang mga elemento. Ang pinakakaraniwang alumina hydrates na bumubuo ng bauxite ay ang mga mineral: diasporas, boehmite at hydrargellite. Ang nilalaman ng alumina sa bauxite kahit sa isang deposito ay nag-iiba sa loob ng napakalawak na saklaw, mula 35 hanggang 70%.

Ang mga mineral na bumubuo ng bauxite ay bumubuo ng isang napaka manipis na halo, na nagpapahirap sa pagyamanin. Pangunahing ginagamit ng industriya ang hilaw na mineral. Ang proseso ng pagkuha ng aluminyo mula sa mineral ay kumplikado, napaka-masinsinang enerhiya at binubuo ng dalawang yugto: una, ang alumina ay nakuha, at pagkatapos ay makuha ang aluminyo mula dito.

Ang paksa ng kalakalan sa mundo ay parehong bauxite mismo at ang alumina na nakuha mula dito o iba pang mga ores.

Sa CIS, ang mga bauxite deposit ay hindi pantay na ipinamamahagi, at ang bauxite mula sa iba't ibang mga deposito ay hindi pantay sa kalidad. Ang mga deposito ng pinakamataas na kalidad na bauxite ay matatagpuan sa mga Urals. Ang mga malalaking reserba ng bauxite ay magagamit din sa European na bahagi ng CIS at sa Western Kazakhstan.

Sa mga bansang industriyalisado, tanging ang Pransya na ngayon ay praktikal na ibinigay, kung saan nagsimula ang pag-unlad nito. Ang maaasahan at posibleng reserbang ito sa pangkat ng mga estado noong 1975 ay tinatayang sa 4.8 bilyong tonelada (kabilang ang Australia sa 4.6 bilyong tonelada), habang sa pagbuo ng mga bansa ito ay 12.5 bilyong tonelada, pangunahin sa Africa at Latin America ( ang pinakamayaman ay Guinea, Cameroon, Brazil, Jamaica).

Sa panahon ng post-war, ang bilog ng mga bansa na kung saan ang bauxite ay mined at pangunahing aluminyo ay ginawa ay napalawak nang malaki. Noong 1950, ang bauxite ay mined lamang sa 11 mga bansa, na hindi binibilang ang USSR, kabilang ang tatlo sa isang halaga ng higit sa 1 milyong tonelada (Suriname, Gayyana, USA) at sa apat na higit sa 0.1 milyong tonelada (Pransya, Indonesia, Italya,. Ghana). Sa pamamagitan ng 1977, ang produksyon ay tumaas ng 12 beses at ang heograpiya nito ay nagbago nang malaki (higit sa kalahati ng produksiyon ng kapitalistang mundo ay nasa mga umuunlad na bansa).

Hindi tulad ng mga umuunlad na bansa, Australia, mayaman sa gasolina, pinoproseso ang karamihan sa mga minutong bauxite (pangunahin sa York Peninsula, ang pinakamalaking bauxite deposit sa mundo), at pinoproseso ito sa alumina, na gumaganap ng isang mapagpasyang papel sa pandaigdigang pag-export. Hindi isang halimbawa sa kanya, ang mga bansang Caribbean at West Africa ay nai-export ang pangunahing bauxite. Ito ay dahil sa parehong mga pampulitikang kadahilanan (ang paggawa ng alumina ay mas mabuti sa mga monopolyo ng mundo ng aluminyo sa labas ng mga bauxite na pagmimina at mga umaasa na bansa) at pulos mga pang-ekonomiyang: bauxite, hindi tulad ng mabibigat na non-ferrous metal ores, ay maaaring maipadala (naglalaman ng 35-65% aluminum dioxide). at ang paggawa ng alumina ay nangangailangan ng makabuluhang gastos sa yunit, na kung saan ang karamihan ng mga bauxite na mga bansa sa pagmimina ay wala.

Sa pagsisikap na kontrahin ang diktadura ng mga monopolyong aluminyo sa mundo, nilikha ng bansang-export na mga bansa noong 1973 ang samahang "International Association of Bauxite-mining Country" (IABS). Kasama dito ang Australia, Guinea, Guyana, Jamaica, pati na rin ang Yugoslavia; kalaunan ay sinamahan ito ng Dominican Republic, Haiti, Ghana, Sierra Leone, Suriname, at Greece at India ay naging mga bansa na tagamasid. Para sa taon ng paglikha, ang mga estado na ito ay nagkakahalaga ng humigit-kumulang na 85% ng paggawa ng bauxite sa mga di-sosyalistang estado.

Ang industriya ng aluminyo ay nailalarawan ng isang agwat ng teritoryo kapwa sa pagitan ng pagmimina ng bauxite at ang paggawa ng alumina, at sa pagitan ng huli at ng smelting ng pangunahing aluminyo. Ang pinakamalaking paggawa ng alumina (hanggang sa 1-1.3 milyong tonelada bawat taon) ay naisalokal pareho sa mga halaman ng aluminyo (halimbawa, sa planta ng Canada sa Arvida sa Quebec, na sumasakop sa 0.4 milyong tonelada ng aluminyo bawat taon sa pamamagitan ng kapasidad ng paggawa), at sa mga port ng pag-export ng bauxite (halimbawa. , Paranam sa Suriname), pati na rin sa mga ruta ng bauxite mula pangalawa hanggang una - halimbawa, sa Estados Unidos sa Gulpo ng Mexico (Corpus Christi, Point Comfort).

Sa ating bansa, ang lahat ng mga minutong bauxite ay nahahati sa sampung marka. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga bauxite ng iba't ibang mga marka ay naglalaman ng iba't ibang mga halaga ng pangunahing nababawi na sangkap na alumina at may iba't ibang mga halaga ng module ng silikon, i.e. iba't ibang nilalaman ng alumina sa nilalaman ng pagkasira ng silica (AlO SiO) na nakakapinsala sa bauxite. Ang module ng silikon ay isang napakahalagang tagapagpahiwatig ng kalidad ng bauxite, ang kanilang aplikasyon at teknolohiya sa pagproseso ay nakasalalay sa isang malaking saklaw nito.

Ang nilalaman ng kahalumigmigan sa bauxite ng anumang mga marka ay itinatag depende sa kanilang patlang: ang pinakamababang kahalumigmigan (hindi hihigit sa 7%) ay itinatag para sa bauxite sa South Ural deposit, at para sa North Ural, Kamensk-Ural at Tikhvin deposit, ayon sa pagkakabanggit, hindi hihigit sa 12, 16 at 22% . Ang tagapagpahiwatig ng kahalumigmigan ay hindi isang pag-sign sa pagtanggi at ginagamit lamang para sa mga pag-aayos sa consumer.

Ang Bauxite ay ibinibigay sa mga piraso ng hindi hihigit sa 500 mm ang laki. Pinamamahalaan nila ito nang malaki sa mga platform o sa gondolas.

Ito ang pinaka-karaniwang metal sa crust ng lupa. Ito ay kabilang sa pangkat ng mga light metal, ay may isang mababang density at point ng pagtunaw. Kasabay nito, ang kakayahang umangkop at elektrikal na kondaktibiti ay nasa isang mataas na antas, na tinitiyak ito. Kaya, alamin natin kung ano ang tiyak na temperatura ng pagtunaw ng aluminyo at mga haluang metal nito (halimbawa, sa paghahambing sa at), thermal at electrical conductivity, density, iba pang mga katangian, pati na rin kung ano ang mga istrukturang tampok ng mga alloy na aluminyo at ang kanilang kemikal na komposisyon.

Una, ang istraktura at kemikal na komposisyon ng aluminyo ay napapailalim sa aming pagsasaalang-alang. Ang makitid na lakas ng purong aluminyo ay napakaliit at may halagang 90 MPa.   Kung ang mangganeso o magnesiyo ay idinagdag sa komposisyon nito sa isang maliit na ratio, ang lakas ay maaaring tumaas sa 700 MPa. Ang paggamit ng espesyal na paggamot sa init ay hahantong sa parehong resulta.

Ang metal na may pinakamataas na kadalisayan (99.99% aluminyo) ay maaaring magamit para sa mga espesyal at layunin ng laboratoryo, sa iba pang mga kaso na may kadalisayan sa teknikal. Ang pinakakaraniwang impurities sa loob nito ay maaaring maging silikon at bakal, na halos hindi malulutas sa aluminyo. Bilang isang resulta, ang kanilang mga additives ay bumababa ng pag-agas at nadagdagan ang lakas ng panghuling metal.

Ang istraktura ng aluminyo ay kinakatawan ng mga cell cells, na naman ay binubuo ng apat na mga atomo. Sa teoretikal, ang density ng metal na ito ay 2698 kg / m 3.

Ngayon pag-usapan natin ang tungkol sa mga katangian ng metal metal.

Ang video na ito ay pag-uusapan ang istraktura ng aluminyo:

Mga katangian at katangian

Ang mga katangian ng metal ay ang mataas na init at de-koryenteng conductivity, kaagnasan pagtutol, mataas na pag-agos at paglaban sa mababang temperatura. Bukod dito, ang pangunahing pag-aari nito ay ang mababang density nito (mga 2.7 g / cm 3.).

Ang mekanikal, teknolohikal, pati na rin ang mga katangian ng physico-kemikal ng metal na ito ay direktang nakasalalay sa mga nasasakupan nito. Ang mga likas na sangkap nito ay kasama at.

Mga pangunahing parameter

• Ang density ng aluminyo ay 2.7 * 10 3 kg / m 3;
• Tukoy na Gravity - 2.7 g/ cm 3;
• Natutunaw na punto ng aluminyo 659 ° C;
• Boiling point 2000 ° C;
• Ang koepisyent ng linear na pagpapalawak ay - 22.9 * 10 6 (1 / deg).

Ngayon ang thermal conductivity at electrical conductivity ng aluminyo ay isasaalang-alang.

Inihahambing ng video na ito ang mga natutunaw na puntos ng aluminyo at iba pang mga karaniwang ginagamit na metal:

Elektronikong kondaktibiti

Ang isang mahalagang tagapagpahiwatig ng aluminyo ay ang koryenteng conductivity nito, na pangalawa lamang sa ginto, pilak at. Ang mataas na koepisyent ng de-koryenteng kondaktibiti sa kumbinasyon ng isang mababang density ay nagbibigay ng materyal na may mataas na kompetensya sa larangan ng cable-conductor.

Bilang karagdagan sa pangunahing mga impurities, ang tagapagpahiwatig na ito ay apektado din ng mangganeso at kromo. Kung ang aluminyo ay inilaan para sa paggawa ng mga kasalukuyang conductor, ang kabuuang halaga ng mga impurities ay hindi dapat lumampas sa 0.01%.

• Ang index ng conductivity ay maaaring magkakaiba, depende sa estado kung saan ang aluminyo. Ang proseso ng matagal na pagdadagdag ay nagdaragdag ng tagapagpahiwatig na ito, at ang pagtetext, sa kabaligtaran, binabawasan ito.
• Ang resistivity sa isang temperatura ng 20 0 C depende sa grado ng metal ay nasa saklaw ng 0.0277-0.029 μOhm * m.

Thermal conductivity

Ang thermal conductivity ng metal ay humigit-kumulang na 0.50 cal / cm * s * C at nagdaragdag sa antas ng kadalisayan.

Ang halaga na ito ay mas mababa kaysa sa pilak, ngunit higit pa sa iba pang mga metal.   Salamat sa kanya, ang aluminyo ay aktibong ginagamit sa paggawa ng mga heat exchangers at radiator.

Ang resistensya ng kaagnasan

Ang metal mismo ay isang kemikal na aktibong sangkap, dahil sa kung saan ginagamit ito sa aluminothermy. Sa pakikipag-ugnay sa hangin, ang isang manipis na pelikula ng aluminyo oksido ay nabuo sa ito, na mayroong isang kemikal na pagkawasak at mataas na lakas. Ang pangunahing layunin nito ay protektahan ang metal mula sa kasunod na proseso ng oksihenasyon, pati na rin mula sa mga epekto ng kaagnasan.

• Kung ang aluminyo ay may mataas na kadalisayan, pagkatapos ng pelikulang ito ay walang mga pores, ganap na sumasaklaw sa ibabaw nito at nagbibigay ng maaasahang pagdirikit. Bilang isang resulta, ang metal ay lumalaban hindi lamang sa tubig at hangin, kundi pati na rin sa mga alkalis at hindi organikong mga acid.
• Sa mga lugar na kung saan may mga impurities, maaaring mapinsala ang proteksiyon na layer ng pelikula. Ang mga nasabing lugar ay mahina laban sa kaagnasan. Samakatuwid, ang pag-angkop ng uri ng kaagnasan ay maaaring sundin sa ibabaw. Kung ang marka ay naglalaman ng 99.7% aluminyo at mas mababa sa 0.25% iron, ang rate ng kaagnasan ay 1.1, na may isang nilalaman na aluminyo na 99.0%, ang bilang na ito ay tumataas sa 31.
• Ang nakapaloob na bakal ay binabawasan din ang paglaban ng metal sa alkalis, ngunit hindi binabago ang paglaban sa sulpuriko at nitric acid.

Pakikipag-ugnay sa iba't ibang mga sangkap

Kapag ang aluminyo ay may temperatura na 100 0 C, nagawang makihalubilo sa murang luntian.   Anuman ang antas ng pag-init, ang aluminyo ay natunaw ng hydrogen, ngunit hindi ito reaksyon dito. Iyon ang dahilan kung bakit ito ang pangunahing sangkap ng sangkap ng mga gas na naroroon sa metal.

Sa pangkalahatan, ang aluminyo ay matatag sa mga sumusunod na kapaligiran:

• Sariwa at tubig sa dagat;
• Mga asing-gamot ng magnesiyo, sodium at ammonium;
• Sulfuric acid;
• Mahinang mga solusyon ng kromo at posporus;
• Solusyon ng Ammonia;
• Acetic, malic at iba pang mga acid.

Hindi matatag ang aluminyo:

• Solusyon ng sulpuriko acid;
• Hydrochloric acid;
• Caustic alkalis at ang kanilang solusyon;
• Oxalic acid.

Basahin ang tungkol sa toxicity at pagiging kabaitan ng kapaligiran ng aluminyo sa ibaba.

Ang de-koryenteng conductivity ng tanso at aluminyo, pati na rin ang iba pang mga paghahambing sa dalawang metal ay ipinakita sa talahanayan sa ibaba.

Paghahambing ng mga katangian ng aluminyo at tanso

Pagkalasing

Kahit na ang aluminyo ay napaka-pangkaraniwan, hindi ito ginagamit sa metabolismo sa anumang buhay na nilalang. Mayroon itong bahagyang nakakalason na epekto, ngunit marami sa mga hindi tulagay na mga compound nito, na natutunaw sa tubig, ay maaaring manatili sa estado na ito nang mahabang panahon at malubhang nakakaapekto sa mga buhay na organismo. Ang pinaka-nakakalason na sangkap ay acetate, chlorides at nitrates.

Ayon sa mga regulasyon, ang 0.2-0.5 mg bawat 1 litro ay maaaring nilalaman sa inuming tubig.

Ang video na ito ay naglalaman ng mas kapaki-pakinabang na impormasyon tungkol sa mga katangian ng aluminyo:

Ang isa sa mga pinaka-maginhawang materyales sa pagproseso ay mga metal. Kabilang sa kanila ay mayroon ding sariling pinuno. Halimbawa, ang mga pangunahing katangian ng aluminyo ay kilala sa mga tao sa loob ng mahabang panahon. Ang mga ito ay angkop para sa paggamit ng domestic na ang metal na ito ay naging napakapopular. Ano ang gusto nila bilang isang simpleng sangkap at bilang isang atom, tatalakayin natin sa artikulong ito.

Kasaysayan ng pagtuklas ng aluminyo

Matagal na itong nakilala sa tao ang tambalan ng metal na pinag-uusapan - Ginamit ito bilang isang paraan na maaaring magbaluktot at magbubuklod nang magkasama ang mga sangkap ng pinaghalong, kinakailangan din ito kapag nagbihis ng mga produktong katad. Ang pagkakaroon ng purong aluminyo oksido ay nakilala sa siglo XVIII, sa ikalawang kalahati nito. Gayunpaman, hindi ito natanggap.

Ang siyentipiko na si H.K. Oersted ay nagawang ihiwalay ang metal mula sa chloride nito sa kauna-unahang pagkakataon. Siya ang nagamot sa potassium amalgam na may asin at nakahiwalay na kulay abong pulbos mula sa pinaghalong, na purong aluminyo.

Pagkatapos ito ay naging malinaw na ang mga kemikal na katangian ng aluminyo ay nahayag sa mataas na aktibidad nito, malakas na pagbabawas ng kakayahan. Samakatuwid, sa loob ng mahabang panahon walang ibang nakatrabaho sa kanya.

Gayunpaman, noong 1854, ang Frenchman Deville ay nakakuha ng mga metal ingot sa pamamagitan ng matunaw na electrolysis. Ang pamamaraang ito ay nauugnay sa araw na ito. Lalo na ang paggawa ng masa ng mahalagang materyal ay nagsimula noong ika-20 siglo, kung nalutas ang mga problema sa pagkuha ng malaking halaga ng kuryente sa mga negosyo.

Ngayon, ang metal na ito ay isa sa mga pinakatanyag at ginamit sa industriya ng konstruksyon at sambahayan.

Pangkalahatang katangian ng isang aluminyo atom

Kung kilalanin natin ang elemento sa ilalim ng pagsasaalang-alang sa pamamagitan ng posisyon sa pana-panahong sistema, maaari nating makilala ang ilang mga puntos.

1. Ang serial number ay 13.
2. Matatagpuan ito sa ikatlong maliit na panahon, ang pangatlong pangkat, ang pangunahing pangkat.
3. Ang mass atomic ay 26.98.
4. Ang bilang ng mga valence electrons ay 3.
5. Ang pagsasaayos ng panlabas na layer ay ipinahayag ng formula 3s 2 3p 1.
6. Ang pangalan ng elemento ay aluminyo.
7.   mariing ipinahayag.
8. Wala itong isotopes sa likas na katangian, umiiral sa isang form lamang, na may isang bilang ng 27.
9. Ang simbolo ng kemikal ay AL, basahin sa mga pormula bilang "aluminyo".
10. Ang estado ng oksihenasyon ay isa, katumbas ng +3.

Ang mga kemikal na katangian ng aluminyo ay ganap na nakumpirma ng elektronikong istraktura ng atom nito, dahil ang pagkakaroon ng isang malaking radius ng atom at mababang pagkakaugnay ng elektron, ito ay maaaring kumilos bilang isang malakas na pagbabawas ng ahente, tulad ng lahat ng mga aktibong metal.

Ang aluminyo bilang isang simpleng sangkap: mga pisikal na katangian

Kung pinag-uusapan natin ang tungkol sa aluminyo bilang isang simpleng sangkap, kung gayon ito ay isang pilak-puting makintab na metal. Mabilis itong nag-oxidize sa hangin at nasasakop ng isang siksik na film na oxide. Ang parehong bagay ay nangyayari sa puro acid.

Ang pagkakaroon ng naturang tampok ay gumagawa ng mga produkto mula sa metal na lumalaban sa kaagnasan, na, siyempre, ay maginhawa para sa mga tao. Samakatuwid, ang aluminyo ay malawak na ginagamit sa konstruksyon. kawili-wili din sa metal na ito ay napakagaan, habang ang pagiging matibay at malambot. Ang kumbinasyon ng mga naturang katangian ay hindi magagamit sa bawat sangkap.

Ang ilang mga pangunahing pisikal na katangian na katangian ng aluminyo ay maaaring makilala.

1. Mataas na antas ng pag-agaw at pag-agas. Ang metal na ito ay ginagamit upang gumawa ng ilaw, malakas at napaka manipis na foil; ito rin ay pinagsama sa wire.
2. Punto ng pagkatunaw - 660 0 C.
3. Boiling point - 2450 0 С.
4. Density - 2.7 g / cm 3.
5. Ang kristal na sala-sala ay dami ng nakasentro sa mukha, metal.
6. Uri ng koneksyon - metal.

Ang pisikal at kemikal na mga katangian ng aluminyo ay matukoy ang saklaw ng aplikasyon at paggamit nito. Kung pinag-uusapan natin ang pang-araw-araw na buhay, kung gayon ang mga katangian na itinuturing na sa amin sa itaas ay may malaking papel. Bilang isang ilaw, matibay at anti-kaagnasan metal, ang aluminyo ay ginagamit sa sasakyang panghimpapawid at paggawa ng mga barko. Samakatuwid, ang mga pag-aari na ito ay napakahalagang malaman.

Mga kemikal na katangian ng aluminyo

Mula sa pananaw ng kimika, ang metal na pinag-uusapan ay isang malakas na pagbabawas ng ahente na may kakayahang magpakita ng mataas na aktibidad ng kemikal, pagiging isang purong sangkap. Ang pangunahing bagay ay upang maalis ang film ng oxide. Sa kasong ito, ang aktibidad ay tumataas nang husto.

Ang mga kemikal na katangian ng aluminyo bilang isang simpleng sangkap ay natutukoy sa pamamagitan ng kakayahang umepekto sa:

• acid;
• alkalis;
• mga halogens;
• kulay abo.

Hindi ito nakikipag-ugnay sa tubig sa ilalim ng normal na mga kondisyon. Bukod dito, gumanti lamang ito sa yodo mula sa mga halogens nang walang pag-init. Para sa iba pang mga reaksyon, kailangan ang temperatura.

Ang mga halimbawa ay maaaring ibigay na naglalarawan ng mga kemikal na katangian ng aluminyo. Ang mga equation ng mga reaksyon ng pakikipag-ugnay sa:

• acid   - AL + HCL \u003d AlCL 3 + H 2;
• alkalis   - 2Al + 6H 2 O + 2NaOH \u003d Na + 3H 2;
• mga halogens   - AL + Hal \u003d ALHal 3;
• kulay abo   - 2AL + 3S \u003d AL 2 S 3.

Sa pangkalahatan, ang pinakamahalagang pag-aari ng sangkap na pinag-uusapan ay ang mataas na kakayahang ibalik ang iba pang mga elemento mula sa kanilang mga compound.

Kakayahan sa pagbawi

Ang pagbawas ng mga katangian ng aluminyo ay mahusay na nakikita sa mga reaksyon sa iba pang mga metal oxides. Madali itong makuha ang mga ito mula sa komposisyon ng sangkap at pinapayagan itong umiiral sa isang simpleng form. Halimbawa: Cr 2 O 3 + AL \u003d AL 2 O 3 + Cr.

Sa metalurhiya, mayroong isang buong pamamaraan para sa paggawa ng mga sangkap batay sa mga katulad na reaksyon. Ito ay tinatawag na aluminothermy. Samakatuwid, sa industriya ng kemikal, ang sangkap na ito ay partikular na ginagamit para sa paggawa ng iba pang mga metal.

Kumalat sa kalikasan

Sa mga tuntunin ng laganap sa iba pang mga elemento ng metal, ang aluminyo ay nasa unang lugar. Nasa crust ng lupa ang naglalaman ng 8.8%. Kung ihambing sa mga di-metal, ang lugar nito ay magiging pangatlo, pagkatapos ng oxygen at silikon.

Dahil sa mataas na aktibidad ng kemikal, hindi ito matatagpuan sa dalisay na anyo nito, ngunit sa komposisyon ng iba't ibang mga compound. Halimbawa, maraming mga ores, mineral, bato, na kinabibilangan ng aluminyo, ang kilala. Gayunpaman, ito ay may mina lamang mula sa mga bauxite, ang nilalaman kung saan sa kalikasan ay hindi masyadong malaki.

Ang pinaka-karaniwang sangkap na naglalaman ng metal na pinag-uusapan:

• feldspars;
• bauxite;
• granites;
• silica;
• aluminosilicates;
• basalts at iba pa.

Sa isang maliit na halaga, ang aluminyo ay kinakailangang bahagi ng mga selula ng mga nabubuhay na organismo. Ang ilang mga species ng mga mandarambong at mga naninirahan sa dagat ay nakakaipon ng elementong ito sa loob ng kanilang katawan habang buhay.

Pagkuha

Ang pisikal at kemikal na mga katangian ng aluminyo ay posible upang makuha ito sa isang paraan lamang: sa pamamagitan ng electrolysis ng pagtunaw ng kaukulang oxide. Gayunpaman, ang prosesong ito ay kumplikado sa teknolohikal. Ang natutunaw na punto ng AL 2 O 3 ay lumampas sa 2000 0 C. Dahil dito, hindi posible na direktang electrolyze ito. Samakatuwid, magpatuloy bilang mga sumusunod.

Ang ani ng produkto ay 99.7%. Gayunpaman, posible na makakuha ng higit pang purong metal, na ginagamit para sa mga layuning pang-teknikal.

Application

Ang mga mekanikal na katangian ng aluminyo ay hindi mahusay na gagamitin sa purong anyo. Samakatuwid, ang mga haluang metal batay sa sangkap na ito ay madalas na ginagamit. Marami sa kanila, ang mga pangunahing pangunahing maaaring tawagan.

1. Duralumin.
2. Aluminyo-mangganeso.
3. Aluminyo-magnesiyo.
4. Aluminyo-tanso.
5. Mga Silumin.
6. Avial.

Ang kanilang pangunahing pagkakaiba ay, siyempre, mga additives ng third-party. Sa lahat, ang aluminyo ang batayan. Ang iba pang mga metal ay ginagawang mas matibay ang materyal, lumalaban sa kaagnasan, hindi masusuot at malaya sa pagproseso.

Maaari naming pangalanan ang ilang mga pangunahing lugar ng aplikasyon ng aluminyo kapwa sa purong anyo at sa anyo ng mga compound nito (alloy).

Kasama ang bakal at mga haluang metal, ang aluminyo ang pinakamahalagang metal. Ito ang dalawang kinatawan ng pana-panahong sistema na natagpuan ang pinakamalawak na aplikasyon sa pang-industriya sa mga kamay ng tao.

Mga katangian ng aluminyo hydroxide

Ang Hydroxide ay ang pinaka-karaniwang tambalan na bumubuo ng aluminyo. Ang mga kemikal na katangian nito ay pareho sa mga metal mismo - ito ay amphoteric. Nangangahulugan ito na may kakayahang magpakita ng isang dalas na kalikasan, pagpasok sa mga reaksyon na may parehong mga acid at alkalis.

Ang aluminyo hydroxide per se ay isang puting gelatinous precipitate. Madali itong makuha sa pamamagitan ng pag-reaksyon ng isang aluminyo asin na may isang alkali o Kapag nag-reaksyon sa mga acid, binibigyan ng hydroxide ang karaniwang kaukulang asin at tubig. Kung ang reaksyon ay may alkali, kung gayon ang aluminyo hydroxocomplexes ay nabuo kung saan ang bilang ng koordinasyon nito ay 4. Halimbawa: Na - sodium tetrahydroxoaluminate.

MGA ALAMINUM NG ALUMINUM

Nilalaman:

Mga marka ng aluminyo

Mga katangiang pang-pisikal

Mga Katangian ng Kaagnasan

Mga katangian ng mekanikal

Mga katangian ng teknolohikal

Application

Mga grado ng aluminyo.

Ang aluminyo ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na koryente at thermal conductivity, kaagnasan pagtutol, pag-agas, hamog na nagyelo. Ang pinakamahalagang pag-aari ng aluminyo ay ang mababang density nito (mga 2.70 g / cc). Ang temperatura ng natutunaw na aluminyo ay mga 660 C.

Ang pang-kemikal, kemikal, teknolohikal at teknolohikal na mga katangian ng aluminyo ay lubos na nakasalalay sa uri at dami ng mga impurities, lumalala ang karamihan sa mga pag-aari ng purong metal.Ang pangunahing likas na dumi sa aluminyo ay bakal at silikon. Halimbawa, ang bakal, halimbawa bilang isang independiyenteng yugto ng Fe-Al, binabawasan ang electrical conductivity at resistensya ng kaagnasan, pinalala ang ductility, ngunit bahagyang pinatataas ang lakas ng aluminyo.

Depende sa antas ng paglilinis, ang pangunahing aluminyo ay nahahati sa aluminyo ng mataas at teknikal na kadalisayan (GOST 11069-2001). Kasama sa teknikal na aluminyo ang mga marka na minarkahang AD, AD1, AD0, AD00 (GOST 4784-97). Ang teknikal na aluminyo ng lahat ng mga marka ay nakuha sa pamamagitan ng electrolysis ng cryolite-alumina natutunaw. Ang mataas na kadalisayan aluminyo ay nakuha sa pamamagitan ng karagdagang pagdalisay ng pang-industriya na aluminyo. Ang mga tampok ng mga katangian ng mataas at mataas na kadalisayan aluminyo ay isinasaalang-alang sa mga libro.

1) Ang metalurhiya ng aluminyo at mga haluang metal nito. Ed. I.N. Fridlyander. M. 1971.2) Mga mekanikal at teknolohikal na katangian ng mga metal. A.V. Bobylev. M. 1980.

Ang talahanayan sa ibaba ay nagbibigay ng pinaikling impormasyon tungkol sa karamihan sa mga marka ng aluminyo. Ipinapahiwatig din ang nilalaman ng pangunahing likas na mga impurities - silikon at bakal.

Tatak	Al, %	Si,%	Fe,%	Aplikasyon
Mataas na kadalisayan aluminyo
A995	99.995	0.0015	0.0015	Kagamitan sa kemikal Capacitor Foil Mga espesyal na layunin
A98	99.98	0.006	0.006
A95	99.95	0.02	0.025
Teknikal na grade aluminyo
A8 AD000	99.8	0.10 0.15	0.12 0.15	Wire rod para sa paggawa mga produkto ng cable (mula sa A7E at A5E). Mga hilaw na materyales para sa paggawa ng mga alloy na aluminyo Foil Pag-upa (mga bar, tapes, sheet, kawad, mga tubo)
A7 AD00	99.7	0.15	0.16 0.25
A6	99.6	0.18	0.25
A5E	99.5	0.10	0.20
A5 AD0	99.5	0.25 0.25	0.30 0.40
AD1	99.3	0.30	0.30
A0 NAKAKABASA	99.0	0.95 Sa kabuuan hanggang sa 1.0%

Ang pangunahing praktikal na pagkakaiba sa pagitan ng teknikal at lubos na purified aluminyo ay nauugnay sa mga pagkakaiba-iba sa kaagnasan paglaban sa ilang mga kapaligiran. Naturally, mas mataas ang antas ng paglilinis ng aluminyo, mas mahal ito.

Ginamit ang mataas na kadalisayan ng aluminyo para sa mga espesyal na layunin. Ang pang-industriya na aluminyo ay ginagamit para sa paggawa ng mga alloy na aluminyo, mga produkto ng cable at wire at mga produktong pinagsama. Susunod, pag-uusapan natin ang tungkol sa teknikal na aluminyo.

Elektronikong kondaktibiti.

Ang pinakamahalagang pag-aari ng aluminyo ay ang mataas na de-koryenteng conductivity, kung saan ito ay pangalawa lamang sa pilak, tanso at ginto. Ang kumbinasyon ng mataas na koryente na kondaktibiti na may mababang density ay nagbibigay-daan sa aluminyo upang makipagkumpetensya sa tanso sa larangan ng mga produkto ng cable at wire.

Bilang karagdagan sa bakal at silikon, kromo, mangganeso, at titanium ay malakas na nakakaimpluwensya sa elektrikal na kondaktibiti ng aluminyo. Samakatuwid, sa aluminyo, na inilaan para sa paggawa ng kasalukuyang mga conductor, ang nilalaman ng maraming higit pang mga impurities ay kinokontrol. Kaya, sa aluminyo grade A5E na may pinapayagan na nilalaman ng bakal na 0.35%, at silikon na 0.12%, ang kabuuan ng mga impurities ng Cr + V + Ti + Mn ay hindi dapat lumampas sa 0.01% lamang.

Ang kondaktibiti ng elektrisidad ay nakasalalay sa kondisyon ng materyal. Ang pangmatagalang pagsusubo sa 350 ° C ay nagpapabuti sa kondaktibo, at lumala ang mataas na temperatura na kondaktibiti.

Ang halaga ng resistensya ng koryente sa temperatura ng 20 C ayOhm * mm 2 / m o μOhm * m :

0.0277 –A7E na naka-onse na wire na aluminyo

0.0280 - Ang naka-Annex na wire na aluminyo A5E

0.0290 - pagkatapos ng pagpindot, nang walang paggamot sa init mula sa grade grade na AD0

Kaya, ang electrical resistivity ng conductor ng aluminyo ay humigit-kumulang na 1.5 beses na mas mataas kaysa sa de-koryenteng paglaban ng mga conductor ng tanso. Alinsunod dito, ang koryente na kondaktibiti (ang pagbabalik ng resistivity) ng aluminyo ay 60-65% ng electrical conductivity ng tanso. Ang de-koryenteng conductivity ng aluminyo ay nagdaragdag sa isang pagbawas sa dami ng mga impurities.

Ang temperatura na koepisyent ng de-koryenteng paglaban ng aluminyo (0.004) ay humigit-kumulang na katulad ng tanso.

Thermal conductivity

Ang thermal conductivity ng aluminyo sa 20 ° C ay humigit-kumulang na 0.50 cal / cm * s * C at nagdaragdag sa pagtaas ng kadalisayan ng metal. Sa mga tuntunin ng thermal conductivity, ang aluminyo ay pangalawa lamang sa pilak at tanso (humigit-kumulang na 0.90), tatlong beses na mas mataas kaysa sa thermal conductivity ng banayad na bakal. Natutukoy ng pag-aari na ito ang paggamit ng aluminyo sa mga radiator ng paglamig at mga palitan ng init.

Iba pang mga pisikal na katangian.

Ang aluminyo ay may napakataas tiyak na init   (humigit-kumulang na 0.22 cal / g * C). Ito ay higit na higit sa para sa karamihan ng mga metal (para sa tanso - 0.09). Tiyak na init ng pagsasanib   napakataas (humigit-kumulang na 93 cal / g). Para sa paghahambing, sa tanso at bakal, ang halagang ito ay humigit-kumulang na 41-49 cal / g.

Pagninilay-nilay   Ang aluminyo ay lubos na nakasalalay sa kadalisayan nito. Para sa aluminyo na foil na may kadalisayan na 99.2%, ang koepisyentidad ng puting ilaw ay 75%, at para sa isang foil na may isang nilalaman na aluminyo na 99.5% ang pagmumuni-muni ay mayroon nang 84%.

Mga katangian ng katiyakan ng aluminyo.

Ang aluminyo mismo ay isang napaka-reaktibo na metal. Ito ay nauugnay sa paggamit nito sa aluminothermy at sa paggawa ng mga eksplosibo. Gayunpaman, sa hangin, ang aluminyo ay pinahiran ng isang manipis (tungkol sa isang micron), film na alumina. Ang pagkakaroon ng mataas na lakas at kawalan ng kemikal, pinoprotektahan nito ang aluminyo mula sa karagdagang oksihenasyon at tinutukoy ang mataas na mga katangian ng anticorrosion sa maraming mga kapaligiran.

Sa high-kadalisayan aluminyo, ang film na oxide ay tuluy-tuloy at hindi porous at may napakalakas na pagdirikit sa aluminyo. Samakatuwid, ang mataas at mataas na kadalisayan aluminyo ay napaka-lumalaban sa mga tulagay na acid, alkalis, tubig sa dagat at hangin. Ang pagdirikit ng film na oksido sa aluminyo sa mga site ng mga dumi ay malaki ang pagkasira at ang mga lugar na ito ay nagiging mahina laban sa kaagnasan. Samakatuwid, ang aluminyo ng teknikal na kadalisayan ay hindi gaanong pagtutol. Halimbawa, may paggalang sa mahina na hydrochloric acid, ang paglaban ng pino at pang-industriya na aluminyo ay 10 beses na magkakaiba.

Sa aluminyo (at mga haluang metal nito) ay karaniwang sinusunod. Samakatuwid, ang katatagan ng aluminyo at ang mga haluang metal nito sa maraming mga kapaligiran ay natutukoy hindi sa pagbabago ng bigat ng mga sample at hindi sa pamamagitan ng rate ng pagtagos ng kaagnasan, ngunit sa pamamagitan ng pagbabago ng mga mekanikal na katangian.

Ang pangunahing epekto sa mga katangian ng kaagnasan ng pang-industriya na aluminyo ay ibinibigay ng nilalaman ng bakal. Kaya, ang rate ng kaagnasan sa isang 5% na solusyon sa HCl para sa iba't ibang mga marka ay (sa):

Tatak	Mga nilalamanAl	Nilalaman ng Fe	Ang rate ng kaagnasan
A7	99.7 %	< 0.16 %	0.25 – 1.1
A6	99.6%	< 0.25%	1.2 – 1.6
A0	99.0%	< 0.8%	27 - 31

Ang pagkakaroon ng bakal ay binabawasan ang paglaban ng aluminyo sa alkalis, ngunit hindi nakakaapekto sa paglaban sa sulpuriko at nitrik acid. Sa pangkalahatan, ang resistensya ng kaagnasan ng pang-industriya na aluminyo, depende sa kadalisayan nito, ay lumala sa sumusunod na pagkakasunud-sunod: A8 at AD000, A7 at AD00, A6, A5 at AD0, AD1, A0 at AD.

Sa temperatura na higit sa 100 ° C, ang reaksyon ng aluminyo na may murang luntian. Ang aluminyo ay hindi nakikipag-ugnay sa hydrogen, ngunit natutunaw ito nang maayos, kaya't ito ang pangunahing sangkap ng mga gas na naroroon sa aluminyo. Ang singaw ng tubig ay nagkakaisa sa 500 ° C ay may nakakapinsalang epekto sa aluminyo; ang epekto ng singaw ay napapabayaan sa mas mababang temperatura.

Ang aluminyo ay matatag sa mga sumusunod na kapaligiran:

Kapaligirang pang-industriya

Likas na sariwang tubig hanggang sa temperatura ng 180 C. Ang pagtaas ng kaagnasan sa pagtaas ng aersyon,

mga impurities ng caustic soda, hydrochloric acid at soda.

Tubig sa dagat

Konsentrado na nitric acid

Mga acid acid ng sodium, magnesium, ammonium, hyposulfite.

Mahina (hanggang sa 10%) na solusyon ng sulfuric acid,

100% sulfuric acid

Mahinang mga solusyon ng posporiko (hanggang sa 1%), kromo (hanggang sa 10%)

Boric acid sa anumang konsentrasyon

Acetic, lemon, alak. malic acid, maasim na fruit juice, alak

Solusyong amonia

Ang aluminyo ay hindi matatag sa naturang mga kapaligiran.:

Diluted nitric acid

Hydrochloric acid

Diluted na sulpuriko acid

Hydrofluoric at Hydrobromic Acids

Oxalic, formic acid

Mga solusyon sa caustic

Ang tubig na naglalaman ng mga asing-gamot ng mercury, tanso, mga i-chlorine na nagwawasak sa film na oxide.

Makipag-ugnay sa kaagnasan

Sa pakikipag-ugnay sa karamihan sa mga pang-industriya na metal at haluang metal, ang aluminyo ay nagsisilbing isang anode at tataas ang kaagnasan nito.

Mga katangian ng mekanikal

Modulus ng pagkalastiko E \u003d 7000-7100 kgf / mm 2 para sa teknikal na aluminyo sa 20 C. Sa pagtaas ng kadalisayan ng aluminyo, bumababa ang halaga nito (6700 para sa A99).

Manipis na manipis G \u003d 2700 kgf / mm 2.

Ang pangunahing mga parameter ng mga mekanikal na katangian ng teknikal na aluminyo ay ibinibigay sa ibaba:

Parameter	Mga Yunit rev.	Nabago	Nakilala
Nagpapalakas ng lakas? 0.2	kgf / mm 2	8 - 12	4 - 8
Lakas ng makunat? sa	kgf / mm 2	13 - 16
Paglalahat sa pahinga?		5 – 10	30 – 40
Kakaugnay na pag-ikot sa pahinga		50 - 60	70 - 90
Lakas ng paggupit	kgf / mm 2
Katigasan	HB	30 - 35

Ang mga ibinigay na tagapagpahiwatig ay napaka nagpapakilala:

1) Para sa annealed at cast aluminyo, ang mga halagang ito ay nakasalalay sa grado ng teknikal na aluminyo. Ang mas maraming mga impurities, mas malaki ang lakas at tigas at mas mababang pag-agas. Halimbawa, ang tigas ng cast aluminyo ay: para sa A0 - 25NV, para sa A5 - 20NV, at para sa high-kadalisayan na aluminyo A995 - 15NV. Ang makakapal na lakas para sa mga kasong ito ay: 8.5; 7.5 at 5 kgf / mm 2 at pagpahaba ng 20; 30 at 45% ayon sa pagkakabanggit.

2) Para sa deformed aluminyo, ang mga mekanikal na katangian ay nakasalalay sa antas ng pagpapapangit, ang uri ng pinagsama na metal at mga sukat nito. Halimbawa, ang lakas ng makunat ay hindi bababa sa 15-16 kgf / mm 2 para sa kawad at 8 - 11 kgf / mm 2 para sa mga tubo.

Gayunpaman, sa anumang kaso, ang teknikal na aluminyo ay isang malambot at marupok na metal. Ang lakas ng mababang ani (kahit para sa mga fretted na mga produktong pinagsama ay hindi lalampas sa 12 kgf / mm 2) ay nililimitahan ang paggamit ng aluminyo para sa pinapayagan na mga naglo-load.

Ang aluminyo ay may isang mababang limitasyong kilabot: sa 20 ° C - 5 kgf / mm 2, at sa 200 ° C - 0.7 kgf / mm 2. Para sa paghahambing: sa tanso, ang mga tagapagpahiwatig na ito ay 7 at 5 kgf / mm 2, ayon sa pagkakabanggit.

Ang mababang temperatura ng pagtunaw at ang temperatura ng pagsisimula ng recrystallization (para sa mga teknikal na aluminyo ay humigit-kumulang sa 150 C), ang mababang pag-igting ay nililimitahan ang hanay ng temperatura ng pagpapatakbo ng aluminyo mula sa gilid ng mataas na temperatura.

Ang pagkasira ng aluminyo ay hindi lumala sa mababang temperatura, hanggang sa helium. Kapag bumababa ang temperatura mula sa +20 C hanggang - 269 C, ang lakas ng makunat na pagtaas ng 4 na beses sa teknikal na aluminyo at 7 beses sa high-kadalisayan aluminyo. Ang nababanat na limitasyon ay nagdaragdag sa kasong ito sa pamamagitan ng 1.5 beses.

Ang hamog na nagyelo ng aluminyo ay nagbibigay-daan sa paggamit nito sa mga cryogenic na aparato at istraktura.

Mga katangian ng teknolohikal.

Pinapayagan ng mataas na kakayahang umangkop ng aluminyo ang paggawa ng foil (kapal hanggang sa 0.004 mm), mga produkto ng malalim na pagguhit, at ginagamit ito para sa mga rivets.

Ang teknikal na grade aluminyo ay nagpapakita ng brittleness sa mataas na temperatura.

Napakababa ng Machinability.

Ang temperatura ng recrystallization annealing ay 350-400 С, ang tempering temperatura ay 150 С.

Katatagan.

Ang mga paghihirap sa hinang aluminyo ay sanhi ng 1) ang pagkakaroon ng isang malakas na inert oxide film, 2) mataas na thermal conductivity.

Gayunpaman, ang aluminyo ay itinuturing na isang mahusay na weldable metal. Ang weld ay may lakas ng base metal (sa pinagsama-samang estado) at ang parehong mga katangian ng kaagnasan. Para sa mga detalye sa welding ng aluminyo, tingnan, halimbawa,www. hinang.com.ua.

Application.

Dahil sa mababang lakas nito, ang aluminyo ay ginagamit lamang para sa mga na-load na mga elemento ng istruktura, kung ang mataas na kuryente o thermal conductivity, kaagnasan na pagtutol, pag-agaw o weldability ay mahalaga. Ang mga bahagi ay sinamahan ng welding o rivets. Ginagamit ang teknikal na aluminyo para sa paghahagis at para sa paggawa ng mga produktong pinagsama.

Ang bodega ng kumpanya ay palaging may mga sheet, wire at gulong na gawa sa teknikal na aluminyo.

(tingnan ang kaukulang mga pahina.) Ang A5-A7 ingots ay magagamit sa kahilingan.

Kahulugan

Aluminyo   na matatagpuan sa pangatlong yugto, ang pangkat III ng pangunahing (A) subgroup ng Panahon na Talaan. Ito ang unang p-elemento ng ika-3 yugto.

Metal Pagtatalaga - Al. Serial number - 13. Relatibong atomic mass - 26.981 amu

Elektronikong istraktura ng isang aluminyo atom

Ang isang aluminyo atom ay binubuo ng isang positibong sisingilin na nucleus (+13), sa loob kung saan mayroong 13 proton at 14 na neutron. Ang nucleus ay napapalibutan ng tatlong mga shell, kasama ang 13 na mga electron na lumipat.

Fig. 1. Ang representasyon ng eskematiko ng istraktura ng atom na aluminyo.

Ang pamamahagi ng mga electron sa orbitals ay ang mga sumusunod:

13Al) 2) 8) 3;

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 .

Sa panlabas na antas ng enerhiya ng aluminyo mayroong tatlong elektron, lahat ng mga electron ng 3rd sublevel. Ang diagram ng enerhiya ay tumatagal ng sumusunod na form:

Posible ito sa isang teoryang estado para sa isang aluminyo na atom dahil sa pagkakaroon ng isang bakanteng 3 dorbitals. Gayunpaman, pagpapares ng elektron 3 s-Sub-level ay hindi talaga nangyayari.

Mga halimbawa ng paglutas ng mga problema

HALIMBAWA 1