Химические и физические свойства алюминия. Физические свойства гидроксида алюминия
Алюминий: свойства химические и физические
Алюминий
Обозначается символом Al лат. Относится к группе лёгких металлов. Наиболее распространённый металл и третий по распространённости химический элемент в земной коре после кислорода и кремния. Простое вещество алюминий — лёгкий парамагнитный металл серебристо-белого цвета , легко поддающийся формовке, литью, механической обработке. Алюминий обладает высокой тепло- и электропроводностью , стойкостью к коррозии за счёт быстрого образования прочных оксидных плёнок , защищающих поверхность от дальнейшего взаимодействия. Впервые алюминий был получен датским физиком Гансом Эрстедом в году действием амальгамы калия на хлорид алюминия с последующей отгонкой ртути. Название элемента образовано от лат. До открытия промышленного способа получения алюминия этот металл был дороже золота. Менделеева , подарили ему весы из золота и алюминия [5] [6]. Алюминий образует прочную химическую связь с кислородом. По сравнению с другими металлами, восстановление алюминия из руды более сложно в связи с его высокой реакционной способностью и с высокой температурой плавления большинства его руд таких, как бокситы. Прямое восстановление углеродом применяться не может, потому что восстановительная способность алюминия выше, чем у углерода. Этот способ находится в разработке, но представляется более выгодным, чем процесс Холла—Эру , так как требует меньших энергозатрат и приводит к образованию меньшего количества CO 2 [7]. Современный метод получения, процесс Холла—Эру [en] был разработан независимо американцем Чарльзом Холлом и французом Полем Эру в году. Он заключается в растворении оксида алюминия Al 2 O 3 в расплаве криолита Na 3 AlF 6 с последующим электролизом с использованием расходуемых коксовых или графитовых анодных электродов. Такой метод получения требует очень больших затрат электроэнергии, и поэтому получил промышленное применение только в XX веке. Лабораторный способ получения алюминия предложил Фридрих Вёлер в году восстановлением металлическим калием безводного хлорида алюминия реакция протекает при нагревании без доступа воздуха:. Алюминий образует сплавы почти со всеми металлами. Наиболее известны сплавы с медью и магнием дюралюминий и кремнием силумин. По распространённости в земной коре занимает 1-е место среди металлов и 3-е место среди элементов, уступая только кислороду и кремнию. В природе алюминий, в связи с высокой химической активностью, встречается почти исключительно в виде соединений. Некоторые из природных минералов алюминия:. Тем не менее, в некоторых специфических восстановительных условиях жерла вулканов найдены ничтожные количества самородного металлического алюминия [10]. В природных водах алюминий содержится в виде малотоксичных химических соединений, например, фторида алюминия. Вид катиона или аниона зависит, в первую очередь, от кислотности водной среды. Природный алюминий состоит практически полностью из единственного стабильного изотопа 27 Al с ничтожными следами 26 Al , наиболее долгоживущего радиоактивного изотопа с периодом полураспада тыс. При нормальных условиях алюминий покрыт тонкой и прочной оксидной плёнкой и потому не реагирует с классическими окислителями: Благодаря этому алюминий практически не подвержен коррозии и потому широко востребован современной промышленностью. Не допустить образования оксидной плёнки можно, добавляя к алюминию такие металлы, как галлий , индий или олово. При этом поверхность алюминия смачивают легкоплавкие эвтектики на основе этих металлов [12]. Сульфид и карбид алюминия полностью гидролизуются:. Достоверных сведений о получении алюминия до XIX века, нет. В году , датский физик Ганс Христиан Эрстед получил несколько миллиграммов металлического алюминия, а в году Фридрих Вёлер смог выделить крупинки алюминия, которые, однако, на воздухе немедленно покрывались тончайшей плёнкой оксида алюминия. За 36 лет применения, с по год , способом Сент-Клер Девиля было получено тонн металлического алюминия. В году он же получил алюминий электролизом расплава хлорида натрия-алюминия. В году был построен завод по производству алюминия в немецком городе Гмелингеме, работающий по технологии, предложенной Николаем Бекетовым. Технология Бекетова мало чем отличалась от способа Девиля, но была проще и заключалась во взаимодействии между криолитом Na 3 AlF 6 и магнием. Метод, изобретённый почти одновременно Чарльзом Холлом в США и Полем Эру во Франции год и основанный на получении алюминия электролизом глинозёма, растворённого в расплавленном криолите, положил начало современному способу производства алюминия. С тех пор, в связи с улучшением электротехники , производство алюминия совершенствовалось. Заметный вклад в развитие производства глинозёма внесли русские учёные К. Первый алюминиевый завод в России был построен в году в городе Волхов. Металлургическая промышленность СССР в году производила 47,7 тыс. Вторая мировая война значительно стимулировала производство алюминия. Так, в году общемировое его производство, без учёта СССР, составляло тыс. Мировые запасы бокситов практически безграничны, то есть несоизмеримы с динамикой спроса. Следует также учитывать, что в будущем некоторые из применений алюминия могут быть переориентированы на использование, например, композитных материалов. Цены на алюминий на торгах международных сырьевых бирж с по годы составляли в среднем — долларов за тонну [19]. Широко применяется как конструкционный материал. В частности, эти свойства сделали алюминий чрезвычайно популярным при производстве кухонной посуды, алюминиевой фольги в пищевой промышленности и для упаковки. Первые же три свойства сделали алюминий основным сырьём в авиационной и авиакосмической промышленности в последнее время медленно вытесняется композитными материалами , в первую очередь, углеволокном. Электропроводность алюминия всего в 1,7 раза меньше, чем у меди , при этом алюминий приблизительно в 4 раза дешевле [20] за килограмм, но, за счёт в 3,3 раза меньшей плотности, для получения равного сопротивления его нужно приблизительно в 2 раза меньше по весу. Поэтому он широко применяется в электротехнике для изготовления проводов, их экранирования и даже в микроэлектронике при напылении проводников на поверхности кристаллов микросхем. Недостатком алюминия как электротехнического материала является образование на его поверхности прочной диэлектрической оксидной плёнки, затрудняющей пайку и за счет ухудшения контактного сопротивления вызывающей повышенное нагревание в местах электрических соединений, что, в свою очередь, отрицательно сказывается на надёжности электрического контакта и состоянии изоляции. В качестве конструкционного материала обычно используют не чистый алюминий, а разные сплавы на его основе [21]. Обозначение серий сплавов в данной статье приведена для США стандарт H Существует также UNS [en] маркировка и международный стандарт алюминиевых сплавов и их маркировки ISO R b. Рост содержания Mg в сплаве существенно увеличивает его прочность. С ростом концентрации магния в нагартованном состоянии структура сплава становится нестабильной. Для улучшения прочностных характеристик сплавы системы Al-Mg легируют хромом, марганцем, титаном, кремнием или ванадием. Попадания в сплавы этой системы меди и железа стараются избегать, поскольку они снижают их коррозионную стойкость и свариваемость. Основными примесями в сплавах системы Al-Mn являются железо и кремний. Оба этих элемента уменьшают растворимость марганца в алюминии. Для получения мелкозернистой структуры сплавы этой системы легируют титаном. Присутствие достаточного количества марганца обеспечивает стабильность структуры нагартованного металла при комнатной и повышенной температурах. В качестве легирующих добавок могут применяться марганец , кремний , железо и магний. Причем наиболее сильное влияние на свойства сплава оказывает последний: Добавка кремния в сплав повышает его способность к искусственному старению. Легирование железом и никелем повышает жаропрочность сплавов второй серии. Нагартовка этих сплавов после закалки ускоряет искусственное старение, а также повышает прочность и сопротивление коррозии под напряжением. Однако существенным недостатком этих сплавов является крайне низкая коррозионная стойкость под напряжением. Повысить сопротивление коррозии сплавов под напряжением можно легированием медью. Нельзя не отметить открытой в е годы закономерности: Помимо этого, присутствие лития уменьшает удельный вес сплава и существенно повышает его модуль упругости. В результате этого открытия были разработаны новые системы сплавов Al-Mg-Li, Al-Cu-Li и Al-Mg-Cu-Li. Алюминий является важным компонентом многих сплавов. В магниевых сплавах в качестве добавки чаще всего используется алюминий. Для изготовления спиралей в электронагревательных приборах используют наряду с другими сплавами фехраль Fe, Cr, Al. Когда алюминий был очень дорог, из него делали разнообразные ювелирные изделия. Мода на ювелирные изделия из алюминия сразу прошла, когда появились новые технологии его получения, во много раз снизившие себестоимость. Сейчас алюминий иногда используют в производстве бижутерии. В Японии алюминий используется в производстве традиционных украшений , заменяя серебро. По приказу Наполеона III были изготовлены алюминиевые столовые приборы, которые подавались на торжественных обедах ему и самым почётным гостям. Другие гости при этом пользовались приборами из золота и серебра [23]. Кроме того, такие приборы со временем теряют привлекательный вид из-за царапин и форму из-за мягкости алюминия. В стекловарении используются фторид , фосфат и оксид алюминия. Алюминий зарегистрирован в качестве пищевой добавки Е Дешевизна и вес металла обусловили широкое применение в производстве ручного стрелкового оружия, в частности автоматов и пистолетов [24] [25]. Алюминий и его соединения используются в качестве высокоэффективного ракетного горючего в двухкомпонентных ракетных топливах и в качестве горючего компонента в твёрдых ракетных топливах. Следующие соединения алюминия представляют наибольший практический интерес как ракетное горючее:. Триэтилалюминий обычно в смеси с триэтилбором используется также для химического зажигания как пусковое горючее в ракетных двигателях, так как он самовоспламеняется в газообразном кислороде. Ракетные топлива на основе гидрида алюминия , в зависимости от окислителя, имеют следующие характеристики [26]:. Алюмоэнергетика использует алюминий как универсальный вторичный энергоноситель. Его применения в этом качестве: Отличается незначительным токсическим действием, но многие растворимые в воде неорганические соединения алюминия сохраняются в растворённом состоянии длительное время и могут оказывать вредное воздействие на человека и теплокровных животных через питьевую воду. Наиболее ядовиты хлориды, нитраты, ацетаты, сульфаты и др. В первую очередь действует на нервную систему накапливается в нервной ткани, приводя к тяжёлым расстройствам функции ЦНС. Однако свойство нейротоксичности алюминия стали изучать с середины х годов, так как накоплению металла в организме человека препятствует механизм его выведения. Соответственно, наибольший негативный эффект наблюдается у людей с нарушенной выделительной функцией почек. По некоторым биологическим исследованиям, поступление алюминия в организм человека было сочтено фактором в развитии болезни Альцгеймера [29] [30] , но эти исследования были позже раскритикованы, и вывод о связи одного с другим опровергался [31] [32] [33]. Соединения алюминия также, возможно, стимулируют рак молочной железы [34] при применении антиперспирантов на основе хлорида алюминия [35]. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. Это стабильная версия , отпатрулированная 22 июня Мягкий, лёгкий и пластичный металл серебристо-белого цвета. Список стран по выплавке алюминия. Список примеров в этой статье или её разделе не основывается на обобщающих авторитетных источниках непосредственно о предмете статьи или её раздела. Добавьте ссылки на источники , предметом рассмотрения которых является тема настоящей статьи или раздела в целом, содержащие данные элементы списка как примеры. В противном случае раздел может быть удалён. Эта отметка установлена 16 мая года. В этом разделе не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема , иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 12 мая года. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Lexikon der chemischen Elemente. Hirzel Verlag, Stuttgart , ISBN Проверено 3 мая Riley and Skirrow G. Проверено 8 июня Электромобиль на алюминиевом топливе. Электрохимический ряд активности металлов. Алюминий Al Железо Fe Золото Au Медь Cu Никель Ni Олово Sn Палладий Pd Платина Pt Серебро Ag Свинец Pb Хром Cr Цинк Zn. Акмонитал Алюминиевая бронза CuAl Бронза CuSn Дукатное золото Колыванская медь CuAuAg Латунь CuZn Медно-никелевый сплав CuNi Мельхиор CuNiFeMn Нейзильбер, нойзильбер CuZnNi Нержавеющая сталь FeCrNi Никелевая бронза CuSnNi Никелево-железный сплав NiFe Никелево-цинковый сплав NiZn Потин Северное золото CuAlZnSn Сталь Fe Стерлинг AgCu Томпак CuZn Хромированная сталь FeCr Чугун Fe Электр, электрон, электрум AuAg. Биметаллические Биллонные Бронзовые Медные Железные Золотые Палладиевые Платиновые Серебряные Сибирская. Монетная группа подгруппа меди Благородные металлы Платиновая группа. Бумажные деньги Полимерные деньги Денежная бумага Кожаные рубли Марки-деньги Монетное дело Нотгельд Символы благородных металлов. Химические элементы Соединения алюминия Алюминий Лёгкие металлы Пищевые добавки Восстановители Красители Авиастроительные материалы. Страницы, использующие волшебные ссылки ISBN Википедия: Статьи с переопределением значения из Викиданных Википедия: Нет источников с июня Википедия: Статьи без источников тип: Статьи без источников объекты менее указанного лимита: Статьи с утверждениями без источников более 14 дней Википедия: Статьи со списками примеров без авторитетных источников Википедия: Статьи с разделами без ссылок на источники с мая года. Навигация Персональные инструменты Вы не представились системе Обсуждение Вклад Создать учётную запись Войти. Пространства имён Статья Обсуждение. Просмотры Читать Править Править вики-текст История. В других проектах Викисклад. Эта страница последний раз была отредактирована 22 июня в Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike ; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия. Свяжитесь с нами Политика конфиденциальности Описание Википедии Отказ от ответственности Разработчики Соглашение о cookie Мобильная версия.
Алюминий характеризуется высокой электро- и теплопроводностью, коррозионной стойкостью, пластичностью, морозостойкостью. Температура плавления алюминия около С. Физико-химические, механические и технологические свойства алюминия очень сильно зависят от вида и количества примесей, ухудшая большинство свойств чистого металла. Основными естественными примесями в алюминии являются железо и кремний. К техническому алюминию относятся также марки с маркировкой АД, АД1, АД0, АД00 ГОСТ Технический алюминий всех марок получают электролизом криолит-глиноземных расплавов. Алюминий высокой чистоты получают дополнительной очисткой технического алюминия. Особенности свойств алюминия высокой и особой чистоты рассмотрены в книгах. Ниже в таблице приведена сокращенная информация о большей части марок алюминия. Также указано содержание его основных естественных примесей — кремния и железа. В сумме до 1. Главное практическое различие между техническим и высоокоочищенным алюминием связано с отличиями в коррозионной устойчивости к некоторым средам. Для производства алюминиевых сплавов, кабельно-проводниковой продукции и проката используется технический алюминий. Далее речь будет идти о техническом алюминии. Важнейшее свойство алюминия — высокая электропроводность, по которой он уступает только серебру, меди и золоту. На электропроводность алюминия кроме железа и кремния сильно влияет хром, марганец, титан. Поэтому в алюминии, предназначенном для изготовления проводников тока, регламентируется содержание ещё нескольких примесей. Так, в алюминии марки А5Е при допускаемом содержании железа 0. Электропроводность зависит от состояния материала. Таким образом удельное электросопротивление проводников из алюминия примерно в 1. Электропроводность алюминия растет с уменьшением количества примесей. Температурный коэффициент электросопротивления алюминия 0. Теплопроводность алюминия при 20 С составляет примерно 0. По теплопроводности алюминий уступает только серебру и меди примерно 0. Это свойство определяет применение алюминия в радиаторах охлаждения и теплообменниках. Алюминий имеет очень высокую удельную теплоемкость примерно 0. Это значительно больше, чем для большинства металлов у меди — 0. Отражательная способность алюминия сильно зависит от его чистоты. Для алюминиевой фольги чистотой Сам по себе алюминий является очень химически активным металлом. С этим связано его применение в алюмотермии и в производстве ВВ. Однако на воздухе алюминий покрывается тонкой около микрона , пленкой окиси алюминия. Обладая высокой прочностью и химической инертностью, она защищает алюминий от дальнейшего окисления и определяет его высокие антикоррозионные свойства во многих средах. В алюминии высокой чистоты окисная пленка сплошная и беспористая, имеет очень прочное сцепление с алюминием. Сцепление окисной пленки с алюминием в местах нахождения примесей значительно ухудшается и эти места становятся уязвимы для коррозии. Поэтому алюминий технической чистоты имеет меньшую стойкость. Например по отношению к слабой соляной кислоте стойкость рафинированного и технического алюминия различается в 10 раз. На алюминии и его сплавах обычно наблюдается точечная коррозия. Основное влияние на коррозионные свойства технического алюминия оказывает содержание железа. Наличие железа уменьшает стойкость алюминия также к щелочам, но не сказывается на стойкости к серной и азотной кислоте. А8 и АД, А7 и АД00, А6, А5 и АД0, АД1, А0 и АД. Вредное влияние на алюминий оказывает водяной пар, диссоциирующий при С, при более низких температурах действие пара незначительно. Алюминий устойчив в следующих средах: Скорость коррозии возрастает при аэрации,. Алюминий неустойчив в таких средах: При повышении чистоты алюминия его величина уменьшается для А Основные параметры механических свойств технического алюминия приведены ниже: Предел прочности при растяжении? Относительное удлинение при разрыве? Относительное сужение при разрыве. Предел прочности при срезе. Приведенные показатели очень ориентировочны: Чем больше примесей, тем больше прочность и твердость и ниже пластичность. Например твердость литого алюминия составляет: Предел прочности при растяжении для этих случаев составляет: Однако, в любом случае, технический алюминий это мягкий и непрочный металл. Алюминий имеет низкий предел ползучести: Пластичность алюминия не ухудшается при низких температурах, вплоть до гелиевых. Предел упругости при этом возрастает в 1. Морозостойкость алюминия позволяет использовать его в криогенных устройствах и конструкциях. Алюминий технической чистоты при высоких температурах проявляет хрупкость. Обрабатываемость резанием очень низкая. Температура рекристаллизационного отжига С, температура отпуска — С. Трудности сварки алюминия обусловлены 1 наличием прочной инертной окисной пленки, 2 высокой теплопроводности. Тем не менее алюминий считается хорошо свариваемым металлом. Сварной шов имеет прочность основного металла в отожженном состоянии и такие же коррозионные свойства. Подробно о сварке алюминия см. Из-за низкой прочности алюминий применяется только для ненагруженных элементов конструкций, когда важна высокая электро- или теплопроводность, коррозионная стойкость, пластичность или свариваемость. Соединение деталей осуществляется сваркой или заклепками. Технический алюминий применяется как для литья, так и для производства проката. На складе предприятия постоянно имеются листы, проволока и шины из технического алюминия. Под заказ поставляются чушки А5-А7. Главная Договор Контакты, проезд. Марка Содержание Al Содержание Fe Скорость коррозии А7 Деформированный Отожженный Предел текучести? Вторник, 11 Июл
Яркое колорирование темных волос
Что делатькогда отцвела
График воронка продаж в excel
Мусульманский сонник мальчик
Как быстро можно научиться петь