Применение и свойства алюминия: физические свойства, получение, применение, история :: ТОЧМЕХ

Содержание

физические свойства, получение, применение, история :: ТОЧМЕХ

Физические свойства алюминия

Алюминий — мягкий, легкий, серебристо-белый металл с высокой тепло- и электропроводностью. Температура плавления 660°C.

По распространенности в земной коре алюминий занимает 3-е место после кислорода и кремния среди всех атомов и 1-е место — среди металлов.

К достоинствам алюминия и его сплавов следует отнести его малую плотность (2,7 г/см3), сравнительно высокие прочностные характеристики, хорошую тепло- и электропроводность, технологичность, высокую коррозионную стойкость. Совокупность этих свойств позволяет отнести алюминий к числу важнейших технических материалов.

Алюминий и его сплавы делятся по способу получения на деформируемые, подвергаемые обработке давлением и литейные, используемые в виде фасонного литья; по применению термической обработки — на термически не упрочняемые и термически упрочняемые, а также по системам легирования.

Получение

Впервые алюминий был получен Гансом Эрстедом в 1825 году. Современный метод получения разработали независимо друг от друга американец Чарльз Холл и француз Поль Эру. Он заключается в растворении оксида алюминия Al2O3 в расплаве криолита Na3AlF6 с последующим электролизом с использованием графитовых электродов. Такой метод получения требует больших затрат электроэнергии, и поэтому оказался востребован только в XX веке.

Применение

Алюминий широко применяется как конструкционный материал. Основные достоинства алюминия в этом качестве — легкость, податливость штамповке, коррозионная стойкость (на воздухе алюминий мгновенно покрывается прочной пленкой Al2O3, которая препятствует его дальнейшему окислению), высокая теплопроводность, неядовитость его соединений. В частности, эти свойства сделали алюминий чрезвычайно популярным при производстве кухонной посуды, алюминиевой фольги в пищевой промышленности и для упаковки.

Основной недостаток алюминия как конструкционного материала — малая прочность, поэтому его обычно сплавляют с небольшим количеством меди и магния (сплав называется дюралюминий).

Электропроводность алюминия сравнима с медью, при этом алюминий дешевле. Поэтому он широко применяется в электротехнике для изготовления проводов, их экранирования и даже в микроэлектронике при изготовлении проводников в чипах. Правда, у алюминия как электротехнического материала есть неприятное свойство — из-за прочной оксидной пленки его тяжело паять.

Благодаря комплексу свойств широко распространен в тепловом оборудовании.

Внедрение алюминиевых сплавов в строительстве уменьшает металлоемкость, повышает долговечность и надежность конструкций при эксплуатации их в экстремальных условиях (низкая температура, землетрясение и т.п.).

Алюминий находит широкое применение в различных видах транспорта. На современном этапе развития авиации алюминиевые сплавы являются основными конструкционными материалами в самолетостроении. Алюминий и сплавы на его основе находят все более широкое применение в судостроении. Из алюминиевых сплавов изготовляют корпусы судов, палубные надстройки, коммуникацию и различного рода судовое оборудование.

Идут исследования по разработке пенистого алюминия как особо прочного и легкого материала.

Драгоценный алюминий

В настоящее время алюминий является одним из самых популярных и нашедших широкое применение металлов. С самого момента открытия в середине XIX века его считали одним из ценнейших благодаря удивительным качествам: белый как серебро, легкий по весу и не подверженный воздействию окружающей среды. Стоимость его была выше цен на золото. Не удивительно, что в первую очередь алюминий нашел свое применение в создании ювелирных изделий и дорогих декоративных элементов.

В 1855 г. на Универсальной выставке в Париже алюминий был самой главной достопримечательностью. Изделия из алюминия располагались в витрине, соседствующей с бриллиантами французской короны. Постепенно зародилась определенная мода на алюминий. Его считали благородным малоизученным металлом, используемым исключительно для создания произведений искусства.

Наиболее часто алюминий использовали ювелиры. При помощи особой обработки поверхности ювелиры добивались наиболее светлого цвета металла, из-за чего его часто приравнивали к серебру. Но в сравнении с серебром, алюминий обладал более мягким блеском, чем обуславливалась еще большая любовь к нему ювелиров.

Так как химические и физические свойства алюминия сначала были слабо изучены, ювелиры сами изобретали новые техники его обработки. Алюминий технически легко обрабатывать, этот мягкий металл позволяет создавать отпечатки любых узоров, наносить рисунки и создавать желаемой формы изделия. Алюминий покрывался золотом, полировался и доводился до матовых оттенков.

Но со временем алюминий стал падать цене. Если в 1854-1856 годах стоимость одного килограмма алюминия составляла 3 тысячи старых франков, то в середине 1860-х годов за килограмм этого металла давали уже около ста старых франков. Впоследствии из-за низкой стоимости алюминий вышел из моды.

В настоящее время самые первые алюминиевые изделия представляют большую редкость. Большинство из них не пережило обесценивания металла и было заменено серебром, золотом и другими драгоценными металлами и сплавами. В последнее время вновь наблюдается повышенный интерес к алюминию у специалистов. Этот металл стал темой отдельной выставки , организованной в 2000 году Музеем Карнеги в Питсбурге. Во Франции расположен Институт истории алюминия, который в частности занимается исследованием первых ювелирных изделий из этого металла.

В Советском союзе из алюминия делали общепитовские приборы, чайники и т.д. И не только. Первый советский спутник был выполнен из алюминиевого сплава. Другой потребитель алюминия — электротехническая промышленность: из него делаются провода высоковольтных линий передач, обмотки моторов и трансформаторов, кабели, цоколи ламп, конденсаторы и многие другие изделия. Кроме того, порошок алюминия применяют во взрывчатых веществах и твердом топливе для ракет, используя его свойство быстро воспламеняться: если бы алюминий не покрывался тончайшей оксидной пленкой, то мог бы вспыхивать на воздухе.

Последнее изобретение — пеноалюминий, т.н. «металлический поролон», которому предсказывают большое будущее.

Свойства алюминия и его применение

На актуальный момент одним из самых употребляемых и необходимых материалов в современном мире является алюминий и различные сплавы и вариации на его основе. Его применение включает в себя практически любые отрасли, как на бытовом уровне производства, так и высокотехнологичные направления промышленности. Множество предметов обихода вокруг нас, так или иначе, состоят из алюминия, немалое количество уличных конструкций, особенно рекламных также возводится на основе алюминиевого профиля. Мебельное, автомобильное производство, самолетостроение и космические отрасли промышленности – все они задействуют легкие сплавы данного металла.

Сам по себе как металл алюминий в значительной степени отличается своей легкостью, он весит в несколько раз меньше меди или железа, однако цена такой легкости – его высокий уровень пластичности. Именно поэтому данный материал очень редко применяется в чистом виде, существует немалое количество сплавов на его основе, получающих необходимые для эксплуатации свойства.

Алюминий также обладает высокой тепло- и электропроводностью, в несколько раз более сильной, нежели у большинства металлов. Также стоит отметить химические свойства данного металла, в чистом виде он вступает в реакцию с кислородом, покрываясь защитной пленкой, которая препятствует появлению коррозии и ржавчины. Благодаря таким свойствам, металл отлично показывает себя после проведения процесса анодирования. В этом случае новый материал получает дополнительные преимущества, высокую прочность, устойчивость к негативным воздействиям внешней среды и физическим влияниям. Такой профиль успешно находит применение в строительных работах, возведении декоративных конструкций, в производстве мебели и автомобилей, может быть успешно использован в домашних условиях или на приусадебном участке.

Каким бы ни было применение алюминиевого профиля – при учете физических свойств приобретаемого материала он станет надежным вариантом в исполнении любых поставленных задач и имеющихся планов. Благодаря нашему центру Вы можете приобрести наиболее качественный прокат, который обеспечит лучшие возможности в монтировании необходимых конструкций.

Также рекомендуем прочитать:

Сфера применения алюминиевого проката постоянно расширяется!

Как упрочнить алюминий?

Сверхэкономная строительная возможность.

Свойства алюминия – aluminium-guide.com

Физические свойства алюминия

Основные физические свойства алюминия и алюминиевых сплавов, которые являются полезными для применения:

Эти свойства алюминия представлены ниже в таблицах [1]. Они могут рассматриваться только как основание для сравнения сплавов и их состояний и не должны применяться для инженерных расчетов. Они не являются гарантированными величинами, поскольку в большинстве случаев являются осредненными значениями для изделий с различными размерами, формами и методами изготовления. Поэтому они не могут быть в точности репрезентативными для изделий любых размеров и форм.

Номинальные величины плотности популярных алюминиевых сплавов представлены для отожженного состояния (О). Различия в плотности связаны с тем, что сплавы имеют различные легирующие элементы и в разных количествах: кремний и магний легче алюминия (2,33 и 1,74 г/см3), а железо, марганец, медь и цинк – тяжелее (7,87; 7,40; 8,96 и 7,13 г/см3).

О влиянии физических свойств алюминия и, в частности, его плотности, на конструкционные характеристики алюминиевых сплавов см. здесь.

Алюминий как химический элемент

  • Алюминий является третьим по распространенности – после кислорода и кремния – среди около 90 химических элементов, который обнаружены в земной коре.
  • Среди элементов-металлов – он первый.
  • Этот металл обладает многими полезными свойствами, физическими, механическими, технологическими – благодаря которым он широко применяется во всех сферах человеческой деятельности.
  • Алюминий – это ковкий металл, который имеет серебристо-белый цвет и легко обрабатывается большинством методов обработки металлов давлением: прокаткой, волочением, экструзией (прессованием), ковкой.
  • Его плотность – удельный вес – составляет около 2,70 граммов на кубический сантиметр.
  • Чистый алюминий плавится при температуре 660 градусов Цельсия.
  • Алюминий имеет относительно высокие коэффициенты теплопроводности и электропроводности.
  • В присутствии кислорода всегда покрыт тонкой, невидимой пленкой оксида. Эта пленка является в значительной степени непроницаемой и имеет довольно высокие защитные свойства. Поэтому алюминий обычно демонстрирует стабильность и длительный срок службы при нормальных атмосферных условиях.

Комбинация свойств алюминия и его сплавов

Алюминий и его сплавы обладают уникальными комбинациями физических и других свойств. Это сделало алюминий одним из наиболее разносторонних, экономически выгодных и привлекательных конструкционных и потребительских материалов. Алюминий находит применение в очень широком диапазоне – от мягкой, очень пластичной упаковочной фольги до самых ответственных космических проектов. Алюминий по праву является вторым после стали среди многочисленных конструкционных материалов.

Низкая плотность

Алюминий – это один из самых легких промышленных конструкционных. Плотность алюминия приблизительно в три раза ниже, чем у стали или меди. Это физическое свойство обеспечивает ему высокую удельную прочность – прочность на единицу массы.

Рисунок 1.1 – Объем единицы веса алюминия в сравнении с другими металлами [3]

 

Рисунок 1.2 – Влияние легирующих элементов на
прочностные свойства, твердость,
хрупкость и пластичность [3]

Рисунок 1 – Прочность на единицу плотности алюминия в сравнении с различными металлами и сплавами [3]

Рисунок 2 – Кривые растяжения алюминия в сравнении с различными металлами и сплавами [3]

Поэтому алюминиевые сплавы широко применяют в транспортном машиностроении для увеличения грузоподъемности транспортных средств и экономии топлива.

  • Паромные катамараны,
  • нефтяные танкеры и
  • самолеты –

вот лучшие примеры применения алюминия в транспорте.


Рисунок 3 – Плотность алюминия в зависимости от его чистоты и температуры [2]

Коррозионная стойкость

Алюминий имеет высокую коррозионную стойкость благодаря тонкому слою оксида алюминия на его поверхности. Эта оксидная пленка мгновенно образуется, как только свежая поверхность алюминия входит в контакт с воздухом (рисунок 4). Во многих случаях это свойство позволяет применение алюминия без какой-либо специальной обработки поверхности. Если требуется дополнительное защитное или декоративное покрытие, то применяют анодирование или окраску его поверхности.


Рисунок 4
а – естественное оксидное покрытие на сверхчистом алюминии;
б – коррозия алюминия чистотой 99,5 % с естественным оксидным покрытием
в коорозионно агрессивной среде [2]

Рисунок 5.1 – Влияние легирующих элементов на коррозионную стойкость и усталостную прочность [3]

Рисунок 5.2 – Точечная коррозия (питтинговая коррозия) алюминиевых листов
из сплава 3103 в различных коррозионных условиях [3]

Прочность

Прочностные свойства чистого алюминия являются довольно низкими (рисунок 6). Однако эти механические свойства могут возрастать очень сильно, если в алюминий добавляют легирующие элементы и, кроме того, его подвергают термическому (рисунок 6) или деформационному (рисунок 7) упрочнению.

Типичными легирующими элементами являются:

  • марганец,
  • кремний,
  • медь,
  • магний
  • и цинк.


Рисунок 6 – Влияние чистоты алюминия на его прочность и твердость [2]


Рисунок 7 – Прочностные свойства высокочистых деформируемых
алюминиево-медных сплавов в различных состояниях [2]
(О – отожженный, W – сразу после закалки, Т4 – естественно состаренный, Т6 – искусственно состаренный)

Рисунок 8 – Механические свойства алюминия 99,50 %
в зависимости от степени полученной холодной деформации [2]

Рисунок 2 – Влияние легирующих элементов на плотность и модуль Юнга [3]

Прочность при низких температурах

Известно, что сталь становится хрупкой при низких температурах. Алюминий же, напротив, при низких температурах повышает свою прочность и сохраняет высокую вязкость. Именно это физическое свойство дало возможность его применения в космических аппаратах, которые работают в условиях космического холода.

Рисунок 9 – Изменение механические свойства алюминиевого сплава 6061
с понижением температуры

Теплопроводность

Алюминий проводит тепло в три раза быстрее, чем сталь. Это физическое свойство является очень важным в теплообменных аппаратах для нагрева или охлаждения рабочей среды. Отсюда – широкое применение алюминия и его сплавов в кухонной посуде, кондиционерах воздуха, примышленных и автомобильных теплообменниках.

Рисунок 10 – Теплопроводность алюминия в сравнении с другими металлами [3]

Отражательная способность

Алюминий является отличным отражателем лучистой энергии во всем интервале длин волн. Это физическое свойство позволяет применять его в приборах, которые работают от ультрафиолетового спектра через видимый спектр до инфракрасного спектра и тепловых волн, а также таких электромагнитных волн, как радиоволны и радарные волны [1].

Алюминий имеет способность отражать более 80 % световых волн, что обеспечивает ему широкое применение в осветительных приборах (рисунок 11). Благодаря этому физическому свойству он находит применение в теплоизоляционных материалах. Например, алюминиевая кровля отражает большую долю солнечного излучения, что обеспечивает в помещениях прохладную атмосферу летом и, в то же время, сохраняет тепло помещения зимой.


Рисунок 11 – Отражательные свойства алюминия [2]


Рисунок 12 – Отражательные свойства и эмиссивность алюминия с различной обработкой поверхности [3]


Рисунок 13 – Сравнение отражательных свойств различных металлов [3]

Электрические свойства

  • Алюминий является одним из двух доступных металлов, которые имеют достаточно высокую электрическую проводимость, чтобы применять их в качестве электрических проводников.
  • Электрическая проводимость «электрической» марки алюминия 1350 составляет около 62 % от международного стандарта IACS – электрической проводимости отожженной меди.
  • Однако удельный вес алюминия составляет только треть от удельного веса меди. Это означает, что он проводит в два раза больше электричества, чем медь того же веса. Это физическое свойство обеспечивает алюминию широкое применение в высоковольтных линиях электропередачи (ЛЭП), трансформаторах, электрических шинах и цоколях электрических лампочек.


Рисунок 14 – Электрические свойства алюминия [3]

Магнитные свойства

Алюминий обладает свойством не намагничиваться в электромагнитных полях. Это делает его полезным при защите оборудования от воздействия электромагнитных полей. Другим применением этого свойства является компьютерные диски и параболические антенны.


Рисунок 15 – Намагничиваемость алюминиевого сплава AlCu [3]

Токсические свойства

Это свойство алюминия – отсутствие токсичности – было обнаружено еще в начале его промышленного освоения. Именно это свойство алюминия дало возможность его применения для изготовления кухонной посуды и приборов без какого-либо вредного воздействия для тела человека. Алюминий со своей гладкой поверхностью легко поддается чистке, что важно для обеспечения высокой гигиены при приготовлении пищи. Алюминиевая фольга и контейнеры широко и безопасно применяются при упаковке с прямым контактом с продуктами.

Звукоизоляционные свойства

Это свойство алюминия дает ему применение при выполнении звукоизоляции потолков.

Способность поглощать энергию удара

Алюминий имеет модуль упругости в три раза меньший, чем у стали. Это физическое свойство дает большое преимущество для изготовления автомобильных бамперов и других средств безопасности автомобилей.

Рисунок 16 – Автомобильные алюминиевые профили
для поглощения энергии удара при аварии

Пожаробезопасные свойства

Алюминиевые детали не образует искр при ударе друг о друга, а также другие цветные металлы. Это физическое свойство находит применение при повышенных мерах пожарной безопасности конструкций, например, на морских нефтяных вышках.

Вместе с тем, с повышением температуры выше 100 градусов Цельсия прочность алюминиевых сплавов значительно снижается (рисунок 17).

Рисунок 17 – Прочность при растяжении алюминиевого сплава 2014-Т6
при различных температурах испытания [3]

Технологические свойства

Легкость, с которой алюминий может быть переработан в любую форму – технологичность, является одним из наиболее важных его достоинств. Очень часто он может успешно конкурировать с более дешевыми материалами, которые намного труднее обрабатывать:

  • Этот металл может быть отлит любым методом, который известен металлургам-литейщикам.
  • Он может прокатан до любой толщины вплоть до фольги, которая тоньше листа бумаги.
  • Алюминиевые листы можно штамповать, вытягивать, высаживать и формовать всем известными методами обработки металлов давлением.
  • Алюминий можно ковать всеми методами ковки
  • Алюминиевая проволока, которую волочат из круглого прутка, может затем сплетаться в электрические кабели любого размера и типа.
  • Почти не существует ограничений формы профилей, в которые получают из этого металла методом экструзии (прессования).

Рисунок 18.1 – Литье алюминия в песчаную форму

Рисунок 18.2 – Непрерывная разливка-прокатка алюминиевой полосы [5]

Рисунок 18.3 – Операция высадки при изготовлении алюминиевых банок [4]

Рисунок 18.4 – Операция ковки алюминия

Рисунок 18.5 – Холодное волочение алюминия


Рисунок 18.6 – Прессование (экструзия) алюминия

Источники:

  1. Aluminium and Aluminium Alloys. – ASM International, 1993.
  2. A. Sverdlin Properties of Pure Aluminum // Handbook of Aluminum, Vol. 1 /ed. G.E. Totten, D.S. MacKenzie, 2003
  3. TALAT 1501
  4. TALAT 3710

 

 

 

Алюминий — свойства, харакретистики, обзорная статья

Алюминий – это пластичный и лёгкий металл белого цвета, покрытый серебристой матовой оксидной плёнкой. В периодической системе Д. И. Менделеева этот химический элемент обозначается, как Al (Aluminium) и находится в главной подгруппе III группы, третьего периода, под атомным номером 13. Купить алюминий вы можете на нашем сайте.

История открытия

В 16 веке знаменитый Парацельс сделал первый шаг к добыче алюминия. Из квасцов он выделил «квасцовую землю», которая содержала оксид неизвестного тогда металла. В 18 веке к этому эксперименту вернулся немецкий химик Андреас Маргграф. Оксид алюминия он назвал «alumina», что на латинском языке означает «вяжущий». На тот момент металл не пользовался популярностью, так как не был найден в чистом виде.
Долгие годы выделить чистый алюминий пытались английские, датские и немецкие учёные. В 1855 году в Париже на Всемирной выставке металл алюминий произвёл фурор. Из него делали только предметы роскоши и ювелирные украшения, так как металл был достаточно дорогим. В конце 19 века появился более современный и дешёвый метод получения алюминия. В 1911 году в Дюрене выпустили первую партию дюралюминия, названного в честь города. В 1919 из этого материала был создан первый самолёт.

Физические свойства

Металл алюминий характеризуется высокой электропроводностью, теплопроводностью, стойкостью к коррозии и морозу, пластичностью. Он хорошо поддаётся штамповке, ковке, волочению, прокатке. Алюминий хорошо сваривается различными видами сварки. Важным свойством является малая плотность около 2,7 г/см³. Температура плавления составляет около 660°С.
Механические, физико-химические и технологические свойства алюминия зависят от наличия и количества примесей, которые ухудшают свойства чистого металла. Основные естественные примеси – это кремний, железо, цинк, титан и медь.

По степени очистки различают алюминий высокой и технической чистоты.  Практическое различие заключается в отличии коррозионной устойчивости к некоторым средам. Чем чище металл, тем он дороже. Технический алюминий используется для изготовления сплавов, проката и кабельно-проводниковой продукции. Металл высокой чистоты применяют в специальных целях.
По показателю электропроводности алюминий уступает только золоту, серебру и меди. А сочетание малой плотности и высокой электропроводности позволяет конкурировать в сфере кабельно-проводниковой продукции с медью. Длительный отжиг улучшает электропроводность, а нагартовка ухудшает.

Теплопроводность алюминия повышается с увеличением чистоты металла. Примеси марганца, магния и меди снижают это свойство. По показателю теплопроводности алюминий проигрывает только меди и серебру. Благодаря этому свойству металл применяется в теплообменниках и радиаторах охлаждения.
Алюминий обладает высокой удельной теплоёмкостью и теплотой плавления. Эти показатели значительно больше, чем у большинства металлов. Чем выше степень чистоты алюминия, тем больше он способен отражать свет от поверхности. Металл хорошо полируется и анодируется.

Алюминий имеет большое сродство к кислороду и покрывается на воздухе тонкой прочной плёнкой оксида алюминия. Эта плёнка защищает металл от последующего окисления и обеспечивает его хорошие антикоррозионные свойства. Алюминий обладает стойкостью к атмосферной коррозии, морской и пресной воде, практически не вступает во взаимодействия с органическими кислотами, концентрированной или разбавленной азотной кислотой.

Химические свойства

Алюминий - это достаточно активный амфотерный металл. При обычных условиях прочная оксидная плёнка определяет его стойкость. Если разрушить оксидную плёнку, алюминий выступает как активный металл-восстановитель. В мелкораздробленном состоянии и при высокой температуре металл взаимодействует с кислородом. При нагревании происходят реакции с серой, фосфором, азотом, углеродом, йодом. При обычных условиях металл взаимодействует с хлором и бромом. С водородом реакции не происходит. С металлами алюминий образует сплавы, содержащие интерметаллические соединения – алюминиды.

При условии очищения от оксидной пленки, происходит энергичное взаимодействие с водой. Легко протекают реакции с разбавленными кислотами. Реакции с концентрированной азотной и серной кислотой происходят при нагревании. Алюминий легко реагирует со щелочами. Практическое применение в металлургии нашло свойство восстанавливать металлы из оксидов и солей – реакции алюминотермии.

Получение

Алюминий находится на первом месте среди металлов и на третьем среди всех элементов по распространённости в земной коре. Приблизительно 8% массы земной коры составляет именно этот металл. Алюминий содержится в тканях животных и растений в качестве микроэлемента. В природе он встречается в связанном виде в форме горных пород, минералов.  Каменная оболочка земли, находящаяся в основе континентов, формируется именно алюмосиликатами и силикатами.

Алюмосиликаты – это минералы, образовавшиеся в результате вулканических процессов в соответствующих условиях высоких температур. При разрушении алюмосиликатов первичного происхождения (полевые шпаты) сформировались разнообразные вторичные породы с более высоким содержанием алюминия (алуниты, каолины, бокситы, нефелины). В состав вторичных пород алюминий входит в виде гидроокисей или гидросиликатов. Однако не каждая алюминийсодержащая порода может быть сырьём для глинозёма – продукта, из которого при помощи метода электролиза получают алюминий.

Наиболее часто алюминий получают из бокситов. Залежи этого минерала распространены в странах тропического и субтропического пояса. В России также применяются нефелиновые руды, месторождения которых располагаются в Кемеровской области и на Кольском полуострове. При добыче алюминия из нефелинов попутно также получают поташ, кальцинированную соду, цемент и удобрения.

В бокситах содержится 40-60% глинозёма. Также в составе имеются оксид железа, диоксид титана, кремнезём. Для выделения чистого глинозёма используют процесс Байера. В автоклаве руду нагревают с едким натром, охлаждают, отделяют от жидкости «красный шлам» (твёрдый осадок). После осаждают гидроокись алюминия из полученного раствора и прокаливают её для получения чистого глинозёма. Глинозём должен соответствовать высоким стандартам по чистоте и размеру частиц.

Из добытой и обогащённой руды извлекают глинозём (оксид алюминия). Затем методом электролиза глинозём превращают в алюминий. Заключительным этапом является восстановление процессом Холла-Эру. Процесс заключается в следующем: при электролизе раствора глинозёма в расплавленном криолите происходит выделение алюминия. Катодом служит дно электролизной ванны, а анодом – угольные бруски, находящиеся в криолите. Расплавленный алюминий осаждается под раствором криолита с 3-5% глинозёма. Температура процесса поднимается до 950°С, что намного превышает температуру плавления самого алюминия (660°С). Глубокую очистку алюминия проводят зонной плавкой или дистилляцией его через субфторид.

Применение

Алюминий применяется в металлургии в качестве основы для сплавов (дуралюмин, силумин) и легирующего элемента (сплавы на основе меди, железа, магния, никеля). Сплавы алюминия используются в быту, в архитектуре и строительстве, в судостроении и автомобилестроении, а также в космической и авиационной технике. Алюминий применяется при производстве взрывчатых веществ. Анодированный алюминий (покрытый окрашенными плёнками из оксида алюминия) применяют для изготовления бижутерии. Также металл используется в электротехнике.

Рассмотрим, как используют различные изделия из алюминия.

Алюминиевая лента представляет собой тонкую алюминиевую полосу толщиной 0,3-2 мм, шириной 50-1250 мм, которая поставляется в рулонах. Используется лента в пищевой, лёгкой, холодильной промышленности для изготовления охлаждающих элементов и радиаторов.

Круглая алюминиевая проволока применяется для изготовления кабелей и проводов для электротехнических целей, а прямоугольная для обмоточных проводов.

Алюминиевые трубы отличаются долговечностью и стойкостью в условиях сельских и городских промышленных районов. Применяются они в отделочных работах, дорожном строительстве, конструкции автомобилей, самолётов и судов, производстве радиаторов, трубопроводов и бензобаков, монтаже систем отопления, магистральных трубопроводов, газопроводов, водопроводов.

Алюминиевые втулки характеризуются простотой в обработке, монтаже и эксплуатации. Используются они для концевого соединения металлических тросов.

Алюминиевый круг - это сплошной профиль круглого сечения. Используется это изделие для изготовления различных конструкций.

Алюминиевый пруток применяется для изготовления гаек, болтов, валов, крепежных элементов и шпинделей.
Около 3 мг алюминия каждый день поступает в организм человека с продуктами питания. Больше всего металла в овсянке, горохе, пшенице, рисе. Учёными установлено, что он способствует процессам регенерации, стимулирует развитие и рост тканей, оказывает влияние на активность пищеварительных желёз и ферментов.

Алюминиевый лист

Алюминиевая плита

Алюминиевые чушки

Алюминиевые уголки

Алюминиевая проволока

При использовании алюминиевой посуды в быту необходимо помнить, что хранить и нагревать в ней можно исключительно нейтральные жидкости. Если же в такой посуде готовить, к примеру, кислые щи, то алюминий поступит в еду, и она будет иметь неприятный «металлический» привкус.

Алюминий входит в состав лекарственных препаратов, используемых при заболеваниях почек и желудочно-кишечного тракта.

Алюминий, что такое, основные свойства, где применяется – Алюминиевая Ассоциация

Алюминий чрезвычайно распространен в природе: по этому параметру он занимает четвертое место среди всех элементов и первое — среди металлов (8,8% от массы земной коры), но не встречается в чистом виде. Его в основном добывают из бокситов, хотя известно несколько сот минералов алюминия (алюмосиликаты, алуниты и т. п.), абсолютное большинство которых не подходит для получения металла.

Алюминий обладает замечательными свойствами, которые объясняют широчайший спектр его применения. По объемам использования в самых разных отраслях промышленности он уступает только железу. Ковкий и пластичный, алюминий легко принимает любые формы. Оксидная пленка делает его устойчивым к коррозии, а значит, срок службы изделий из алюминия может быть очень долгим. Кроме того, к списку достоинств необходимо добавить высокую электропроводимость, нетоксичность и легкость в переработке.

Всем этим объясняется огромное значение легкого металла в мировой экономике. Без него аэрокосмическая индустрия никогда не получила бы развития. Алюминий необходим для производства автомобилей, вагонов скоростных поездов, морских судов. Самые разные виды продуктов из алюминия используются в современном строительстве. Алюминий является основным материалом для высоковольтных линий электропередачи. Примерно половина посуды для приготовления пищи, продаваемой каждый год во всем мире, сделана именно из этого металла. Невозможно представить магазин без алюминиевых банок для напитков и аптеку без лекарств, упакованных в алюминиевую фольгу.

Значение алюминия для современной экономики сложно переоценить. Потребление алюминия в промышленности тесно связано с развитием наиболее высокотехнологичных производственных отраслей (автопром, авиация, аэрокосмические проекты, электроника и пр.).

Таким образом, потребление алюминия и алюминиевых сплавов косвенно характеризует уровень развития технологий и инновационность экономики в целом.

Основные свойства алюминия: области применения

Вопросы, рассмотренные в материале:

  • Как был открыт алюминий и каковы его основные свойства
  • Основные физические свойства алюминия
  • Основные химические свойства алюминия
  • Как применяют основные свойства алюминия
  • Как используют основные свойства алюминия в строительстве

Основные свойства алюминия делают этот материал по-настоящему универсальным и ценным. Его используют во всех видах промышленного производства, в сельском хозяйстве, в быту, в коммерции. Обладает огромным количеством преимуществ по отношению к стали и другим видам металла.

Самые популярные сферы применения алюминия – изготовление металлоконструкций и металлообработка. О том, какие свойства металла и где конкретно они нашли свое применение, читайте далее.

 

Как был открыт алюминий и каковы его основные свойства

Алюминий представляет собой парамагнитный металл, достаточно легкий, имеющий серебристый цвет. Он хорошо поддается механической обработке и литью, просто формуется. В земной коре этот элемент третий по распространенности, впереди только кислород и кремний. Наши недра содержат целых 8 % данного металла, что значительно больше золота, количество которого составляет не более пяти миллионных долей процента.

Алюминий активно используется в большинстве сфер производства. Его сплавы применяются для изготовления бытовой техники, транспорта, в машиностроении и электротехнике. Капитальное строительство также не может обойтись без него.

Он чрезвычайно распространен в земной коре, являясь первым из металлов и третьим химическим элементом (первое место у кислорода, второе – у кремния). Доля алюминия в наших недрах – 8,8 %. Металл является частью большого количества горных пород и минералов, основной из которых – алюмосиликат.

В виде соединений алюминий находится в базальтах, полевых шпатах, гранитах, глине и пр. Однако в основном его получают из бокситов, которые достаточно редко встречаются в виде месторождений. В России такие залежи есть только на Урале и в Сибири. В промышленных масштабах алюминий можно также добывать из нефелинов и алунитов.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Ткани животных и растений содержат алюминий в виде микроэлемента. Некоторые организмы, например, моллюски и плауны, являются его концентраторами, накапливая в своих органах.

Человечеству с давних времен знакомо соединение алюминия под названием алюмокалиевые квасцы. Применялось оно в процессе выделки кожи, в качестве средства, которое, набухая, связывает различные компоненты смеси. Во второй половине XVIII в. ученые открыли оксид алюминия. А вот вещество в чистом виде получили значительно позже.

Впервые это удалось Ч. К. Эрстеду, который выделил алюминий из хлорида. Проводя опыт, он обрабатывал соли калия амальгамой, в результате чего выделился порошок серого цвета, признанный всеми чистым алюминием.

В дальнейшем, исследуя металл, ученые определили его химические свойства, проявляющиеся в высокой способности к восстановлению и активности. Именно поэтому с алюминием долгое время не работали.

Но уже в 1854 г. французский ученый Девиль, применив электролиз расплава, сумел получить металл в слитках. Данный метод используется и сейчас. В промышленных масштабах алюминий стали производить в начале XX в., когда предприятия смогли получить доступ к большому количеству электроэнергии.

Сегодня алюминий является одним из самых используемых в производстве бытовой техники и строительстве металлом.

Основные физические свойства алюминия

Основные характеристики алюминия – высокая электро- и теплопроводность, пластичность, устойчивость к холоду и коррозии. Его можно обрабатывать посредством прокатки, ковки, штамповки, волочения. Алюминий прекрасно поддается сварке.

Примеси, присутствующие в металле в различных количествах, значительно ухудшают механические, технологические и физико-химические свойства чистого алюминия. Основными из них являются титан, кремний, железо, медь и цинк.

По степени очистки алюминий разделяют на технический металл и высокой чистоты. На практике различия данных типов – в стойкости к коррозии в различной среде. Стоимость напрямую зависит от чистоты алюминия. Технический металл подходит для производства проката, различных сплавов, кабельно-проводниковых изделий. Чистый используют для специальных целей.

Алюминий обладает высокой электропроводностью, уступая только золоту, серебру, меди. Однако сочетание данного показателя с малой плотностью позволяет использовать его при производстве кабельно-проводниковых изделий наравне с медью. Электропроводность металла может увеличиваться при длительном отжиге или ухудшаться при нагартовке.

Увеличивая чистоту алюминия, производители повышают его теплопроводность. Снизить данное свойство способны примеси меди, марганца и магния. Более высокую теплопроводность имеют исключительно медь и серебро. Именно благодаря данному свойству данный металл используют для производства радиаторов охлаждения и теплообменников.

Удельная теплоемкость алюминия, как и температура его плавления, достаточно высока. Данные показатели значительно превышают аналогичные значения большей части металлов. С повышением чистоты металла увеличивается и его способность отражать от поверхности световые лучи. Алюминий хорошо поддается полировке и прекрасно анодируется.

Металл близок по свойствам к кислороду, его поверхность на воздухе быстро затягивается пленкой из оксида алюминия – тонкой и прочной. Обладая антикоррозионными свойствами, она защищает металл от образования ржавчины и предупреждает дальнейшее окисление. Алюминий не взаимодействует с азотной кислотой (концентрированной и разбавленной) и органическими кислотами, он стоек к воздействию пресной, соленой воды.

Эти особенности алюминия придают ему устойчивость к коррозии, что и используется людьми. Именно поэтому его особенно широко применяют в строительстве. Интерес к нему увеличивается еще и по причине его легкости в сочетании с прочностью и мягкостью. Такие характеристики есть далеко не у всякого вещества.

Помимо вышеуказанных, алюминий имеет еще несколько интересных физических свойств:

  • Ковкость и пластичность – алюминий стал материалом изготовления прочной и легкой тонкой фольги, а также проволоки.
  • Плавление происходит при температуре +660 °С.
  • Температура кипения +2 450 °С.
  • Плотность – 2,7 г/см³.
  • Наличие объемной гранецентрированной металлической кристаллической решетки.
  • Тип связи – металлический.

Области использования алюминия определяются его химическими и физическими свойствами. Характеристики металла, рассмотренные выше, применяются в бытовых целях. Основные свойства алюминия, как прочного, особо легкого, антикоррозийного материала, используются в судо- и авиастроении. Именно поэтому важно их знать.

Основные химические свойства алюминия

С химической точки зрения алюминий является чрезвычайно сильным восстановителем, имеющим способность в чистом виде быть высоко активным веществом. Основное условие – убрать оксидную пленку.

Алюминий способен вступать в реакции с:

  • щелочными соединениями;
  • кислотами;
  • серой;
  • галогенами.

Алюминий не взаимодействует в обычных условиях с водой. Йод – единственный из галогенов, с которым у металла происходит реакция без нагревания. Для взаимодействия с прочими требуется увеличение температуры.

Рассмотрим несколько примеров, показывающих химические свойства данного металла. Это уравнения, иллюстрирующие взаимодействие с:

  • щелочами: 2Al + 6H2O + 2NaOH = Na[Al(OH)4] + 3Н2;
  • кислотами: AL + HCL = AlCL3 + H2;
  • серой: 2AL + 3S = AL2S3;
  • галогенами: AL + Hal = ALHal3.

Основным свойством алюминия считается его способность восстанавливать иные вещества из их соединений.

Реакции его взаимодействия с оксидами иных металлов хорошо показывают все восстановительные свойства вещества. Алюминий прекрасно выделяет металлы из различных соединений. Примером может служить: Cr2O3 + AL = AL2O3 + Cr.

Металлургическая промышленность активно использует эту способность алюминия. Методика получения веществ, которая основывается на данной реакции, называется алюминотермия. Химическая индустрия использует алюминий чаще всего для получения иных металлов.

Как применяют основные свойства алюминия

Алюминий в чистом виде имеет слабые механические свойства. Именно поэтому наиболее часто применяют его сплавы.

Таких сплавов достаточно много, вот основные из них:

  • алюминий с марганцем;
  • дюралюминий;
  • алюминий с магнием;
  • алюминий с медью;
  • авиаль;
  • силумины.

В основе этих сплавов лежит алюминий, отличаются они исключительно добавками. Последние же делают материал прочным, легким в обработке, более стойким к износу, коррозии.

Есть несколько основных областей применения алюминия (чистого или в виде сплава). Из металла изготавливают:

  • фольгу и проволоку для бытового использования;
  • посуду;
  • морские и речные суда;
  • самолеты;
  • реакторы;
  • космические аппараты;
  • архитектурные и строительные элементы и конструкции.

Алюминий является одним из самых важных металлов наравне с железом и его сплавами. Эти два элемента таблицы Менделеева наиболее широко применяются человеком в своей деятельности.

Как используют основные свойства алюминия в строительстве

Строительство – одна из основных отраслей-потребителей алюминия. 25 % всего вырабатываемого металла используется именно в ней. Современный облик мегаполисов был бы невозможен без использования алюминия. Он дает возможность создавать функциональные и красивые здания, стремящиеся ввысь. Небоскребы офисных центров имеют фасады из стекла, закрепленные на прочных, легких рамах из алюминия.

Современные торговые, развлекательные и выставочные центры в основе своей имеют каркас из алюминия. Конструкции из данного металла используются для возведения бассейнов, стадионов и других спортивных строений. Алюминий – один из самых востребованных у архитекторов, строителей, дизайнеров металлов. Почему? Давайте разберемся.

Алюминий – прочный и легкий металл, не поддающийся коррозии, имеющий долгий срок службы и совершенно нетоксичный. Он легко поддается обработке, сварке, паянию, его просто сверлить, распиливать, связывать и соединять шурупами. Этот металл способен принять любую форму посредством экструзии. Алюминий поможет воплотить самый смелый замысел архитектора. Из него изготавливаются конструкции, которые невозможно сделать из иных материалов: пластика, дерева или стали.

За прошлый век алюминий прошел путь от металла, редко используемого в строительстве из-за дороговизны и недостаточных объемов производства, до наиболее часто применяемого. 1920-е годы стали переломными. Благодаря электролизной технологии значительно снизилась стоимость его производства – в 5 раз. Алюминий стали применять в производстве стеновых панелей и водостоков, декоративных элементов, а не только для сводов и отделки крыш.

Empire State Building – первый небоскреб, при возведении которого широко применялся алюминий. Он был построен в 1931 году и оставался самым высоким в мире до 1970 г.

Алюминий активно использовался в конструкциях этого здания. В интерьере его также применяли достаточно широко. Фреска, расположенная на стенах и полке лобби, являющаяся визитной карточкой сооружения, сделана из алюминия и золота в 23 карата.

80 лет – таков минимальный срок эксплуатации конструкций из алюминия. Применение этого металла не ограничено климатическими условиями, его свойства остаются прежними при температурах от -80 °С и до +300 °C. Пожары редко могут разрушить алюминиевые сооружения. Низкие же температуры, наоборот, увеличивают его прочность.

Примером может служить алюминиевый сайдинг. Отражающее покрытие в виде фольги и теплоизоляция создают вместе с ним прекрасную защиту от холода, которая в 4 раза более эффективна, чем облицовка кирпичом толщиной 10 см или камнем толщиной 20 см. Именно поэтому алюминий все чаще можно встретить при строительстве объектов в условиях холодного климата: в РФ – на Северном Урале, в Якутии и Сибири.

Но еще более важным качеством алюминия является его легкость. При одинаковой жесткости пластина из алюминия в два раза легче стальной. И все благодаря низкому удельному весу. Если посчитать, то выйдет, что вес алюминиевой конструкции при равной несущей способности в два, а иногда и в три раза ниже массы стальной и в семь раз ниже железобетонной.

В настоящее время алюминий используют для строительства небоскребов и иных высоких строений. Металл делает здание значительно легче, что удешевляет постройку за счет меньшей глубины фундамента. Ведь чем больший вес имеют сооружения, тем фундамент должен быть глубже. Разводные мосты, выполненные из алюминия, также имеют небольшой вес, что облегчает работу механизмов, противовесы для таких конструкций должны быть минимальными. Данный металл вообще дает возможность архитекторам не ограничивать фантазию. Да и работать с таким легким материалом значительно проще, быстрее и удобнее.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

  • цветные металлы;
  • чугун;
  • нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Алюминий: свойства, получение и применение

АЛЮМИНИЙ, Al (от лат. alumen — название квасцов, применявшихся в древности как протрава при крашении и дублении * а. aluminium; н. Aluminium; ф. aluminium; и. aluminio), — химический элемент III группы периодической системы Менделеева, атомный номер 13, атомная масса 26,9815. Состоит из одного стабильного изотопа с массовым числом 27. Открыт датским учёным Х. Эрстедом в 1825.

Физические свойства алюминия

Алюминий — серебристо-белый лёгкий металл. Решётка алюминия кубическая гранцентрированная с параметром а = 0,40413 нм (4,0413 Е). Алюминий высокой чистоты (99,996%) характеризуется следующими физическими свойствами: плотность (при 20°С) 2698,9 кг/м3, t плавления 660,24°С, t кипения 2500°С, теплопроводность (при 190°С) 343 Вт/м • К, удельная теплоёмкость (при 100°С) 931,98 Дж/кг • К, электропроводность по отношению к меди (при 20°С) 65,5%, коэффициент термического расширения (от 20 до 100°С) 2,39 • 10-5 град-1. Алюминий обладает невысокими прочностью (предел прочности при растяжении 50-60 МПа) и твёрдостью (170 МПа, по Бринеллю), но высокой пластичностью (до 50%). Алюминий хорошо полируется, анодируется и имеет высокую отражательную способность (90%). Алюминий стоек к действию различных типов природных вод, азотной и органической кислот. На воздухе алюминий покрывается тонкой прочной плёнкой, предохраняющей металл от дальнейшего окисления и коррозии.

Химические свойства алюминия

В обычных условиях алюминий проявляет степень окисления +3, при высоких температурах +1, редко +2.

Алюминий обладает большим сродством к кислороду, образуя окись Al2О3; в порошкообразном состоянии при накаливании в токе кислорода он сгорает, развивая температуру около 3000°С. Эту особенность алюминия используют в алюминотермии для восстановления некоторых металлов из их окислов. При высокой температуре алюминий соединяется с азотом, углеродом и серой, образуя соответственно нитрид AlN, карбид Al4С3 и сульфид Al2S3. С водородом алюминий не взаимодействует; гидрид (AlH3)х получают косвенным путём. Алюминий легко растворяется в щелочах с выделением водорода и образованием алюминатов. Большинство солей алюминия хорошо растворимо в воде.

Алюминий в природе

Алюминий — один из самых распространённых (после кислорода и кремния) элементов в породах земной коры — 8,8% (по массе). Максимальное содержание алюминия отмечено в осадочных породах — 10,45% (по массе), содержание в средних, основных, кислых и ультраосновных соответственно 8,85%, 8,76%, 7,7%, 0,45% (по массе). Известны сотни минералов, в которые он входит в виде главного или достаточно распространённого элемента. Основные носители алюминия — алюмосиликаты. Минералы с максимальным содержанием алюминия — корунд, гиббсит, бёмит, диаспор. Главный источник получения алюминия — бокситы. Кроме того, алюминий частично извлекают из высокоглинозёмистых щелочных пород (уртиты и др.) и алунитов.

Основной особенностью геохимического поведения алюминия в эндогенных процессах является его довольно равномерное распределение в кристаллизующихся алюмосиликатах — полевых шпатах, слюдах, амфиболах и пироксенах. Для постмагматических и гидротермальных образований он не характерен. Единственным своеобразным, но достаточно редким минералом алюминия, связанным с пегматитами, является криолит Na3AlF6. В экзогенных процессах алюминий — весьма слабый мигрант вследствие высокой гидролизуемости его солей с выпадением в осадок малорастворимой гидроокиси Al(OH)3, слабой растворимости его других соединений, высокой кристаллохимической устойчивости алюмокремнекислородных радикалов в алюмосиликатах. Главным концентратором алюминия в экзогенных процессах является каолин, образующийся как остаточный продукт в процессе выветривания кислых, средних и основных пород. Впоследствии при размыве и переотложении каолинитовых кор выветривания алюминий попадает в осадочные породы, главным образом глины. В особо контрастных условиях выветривания (влажные тропики, высокая температура среды) разложение в горных породах достигает стадии формирования остаточных (элювиальных) бокситов. Мало алюминия в живых организмах и гидросфере, хотя и известны отдельные организмы — концентраторы алюминия (плауны, некоторые виды моллюсков). Вместе с тем в почвах и в некоторых водах, богатых органическим веществом, отмечается определённая миграционная подвижность алюминия в виде органо-минеральных соединений. Особая подвижность алюминия устанавливается в некоторых вулканогенно- гидротермальных ультракислых и кислых растворах. Основные генетические типы месторождений и схемы обогащения см. в ст. Алюминиевые руды, Бокситы. 

Получение

Металлический алюминий в промышленности получают электролизом раствора глинозёма в расплавленном криолите или расплаве AlCl3; А. высокой чистоты (99,996%) вырабатывают электролитическим рафинированием с помощью т.н. трёхслойного способа. Принципиально та же технология, но с использованием органических электролитов позволяет доводить чистоту рафинируемого алюминия до 99,999%.

Применение

Благодаря лёгкости, достаточной прочности, способности сплавляться со многими другими металлами и хорошей электропроводности алюминий находит широкое применение в электротехнике, а также как конструкционный материал в машиностроении, авиастроении, строительстве и др. Чистый и сверхчистый алюминий применяют в полупроводниковой технике и для покрытия разного рода зеркал. Алюминий получил применение в ядерных реакторах в связи с относительно низким сечением поглощения нейтронов. В ёмкостях и таре из алюминия транспортируют жидкие газы (метан, кислород, водород), некоторые кислоты (азотную, уксусную), хранят пищевые продукты, воду, масла. Как легирующую добавку алюминий используют в сплавах Cu, Mg, Ti, Ni, Zn, Fe. В ряде случаев алюминий идёт на изготовление взрывчатых веществ (алюминал, алюмотол и др.).

Характеристики, применение и свойства алюминия

Характеристики алюминия

Алюминий легкий, прочный, ковкий и устойчивый к коррозии. Этот металл широко используется для изготовления компонентов в авиакосмической, транспортной и строительной отраслях.

  • Некоррозионный
  • Легко обрабатывается и отливается
  • Легкий, но прочный
  • Немагнитные и искробезопасные
  • Хороший проводник тепла и электричества

Приложения для алюминия

  • Корпуса для электроники
  • Линии электропередачи
  • Радиаторы для транзисторов и процессоров

Свяжитесь со специалистом по производству диэлектриков, чтобы обсудить использование алюминия для ваших компонентов.3 Механический Предел текучести 3e7 - 5e8 Па 4,35 - 72,5 тыс. Фунтов / кв. Дюйм Прочность на растяжение 5.8e7 - 5e8 Па 8,41 - 79,8 тыс. Фунтов / кв. Дюйм Удлинение 0,01 - 0,44 % деформации % деформации Твердость (по Виккерсу) 1.6 фунтов на кв. Дюйм Тепловой Макс.температура эксплуатации 120-210 ° C 248-410 ° F Температура плавления 475 - 677 ° C 887 - 1,25e3 ° F Изолятор или проводник Хороший Проводник Хороший проводник Удельная теплоемкость 857 - 990 Дж / кг ° C 0.205 - 0,236 БТЕ / фунт. ° F Коэффициент теплового расширения 2,1e-5 - 2,4e-5 деформация / ° C 11,7 - 13,3 деформация / ° F Электрооборудование Изолятор или проводник Хороший проводник ° C Хороший проводник ° F Удельное электрическое сопротивление 2.5e-8 - 6,5e-8 ° C 2,5 - 6,5 ° F Эко CO2 след 1,85 - 2,04 кг / кг 11,2 - 13,1 фунт / фунт Вторичная переработка Да Да

Каковы основные свойства алюминия?

Если вы когда-нибудь задумывались, какие свойства алюминия делают его таким популярным и универсальным металлом, вы не одиноки.Существует множество характеристик, которые делают алюминий и алюминиевые сплавы одними из самых важных материалов в мире, используемых во многих отраслях промышленности. Это включает в себя бытовую, архитектурную, авиационную и автомобильную промышленность, и это лишь некоторые из них.

Изучение физических, химических и механических свойств материала составляет основу материаловедения. Это позволяет прогнозировать поведение в определенных условиях и в условиях стресса. Такие показатели эффективности помогают архитекторам, производителям и дизайнерам выбрать правильный материал для конкретного применения.

Загрузите наши спецификации алюминия сейчас

Kloeckner Metals - это комплексный поставщик алюминия и сервисный центр. Загрузите нашу спецификацию на алюминий, чтобы проверить, что Kloeckner Metals обычно имеет в наличии.

Многие выдающиеся свойства алюминия и алюминиевых сплавов позволяют находить широкое применение. Например, из всех металлов алюминиевые сплавы являются одними из самых простых в формовании и обработке. Таковы механические свойства алюминия. Какие еще атрибуты определяют предпочтение алюминиевых изделий и материалов?

Основные свойства всех металлов

Металлы составляют большинство элементов периодической таблицы Менделеева.Они представляют собой класс элементов, отличающихся следующими свойствами: пластичность, пластичность, твердость, проводимость, способность образовывать сплавы и внешний вид.

Эти свойства могут быть сгруппированы как физические, химические или механические, и они могут быть расширены более подробно с учетом конкретных составов сплава и других факторов, таких как температура. Приведенные ниже диаграммы относятся к чистому алюминию.

Свойства материала алюминия и алюминиевых сплавов

Алюминий - это металлоподобный элемент с металлическими и неметаллическими свойствами, относящийся к семейству бора и углерода.Хотя алюминий является одним из самых распространенных элементов на Земле, он должен быть получен из бокситовой руды и пройти производственный процесс, прежде чем он станет коммерчески чистым и жизнеспособным алюминием.

Затем алюминий классифицируется по легированным элементам в пронумерованной 4-значной серии от 1ххх до 8ххх.

Обычно добавляемые элементы включают медь, магний, марганец, кремний и цинк. С их помощью существуют сотни составов сплавов.

Эти особые составы сплавов влияют на внешний вид и технологичность.Добавление элементов улучшает прочность, обрабатываемость, коррозионную стойкость, электропроводность и плотность по сравнению с чистым алюминием.

Физические свойства

Физические свойства алюминия связаны с наблюдаемой формой и структурой до любого химического изменения.

Физические свойства алюминия
Цвет и состояние Твердый, немагнитный, бесцветный, серебристо-белый с легким голубоватым оттенком.
Структура Алюминий имеет гранецентрированную кубическую структуру, устойчивую до температуры плавления.
Поверхность Алюминиевые поверхности могут иметь высокую отражательную способность.
Твердость Технически чистый алюминий мягкий. Он упрочняется при легировании и отпуске.
Пластичность Высокая пластичность. Алюминий можно бить очень тонко.
Ковкость Высокая пластичность.Алюминий очень способен деформироваться или гнуться.
Тепловое расширение Алюминий имеет коэффициент теплового расширения 23,2. Это между цинком, который расширяется больше, и сталью, которая расширяет половину диапазона алюминия.
Электропроводность Хорошая электрическая и теплопроводность.
Коррозия Алюминий устойчив к коррозии благодаря самозащитному оксидному слою.
Плотность Алюминий имеет низкую плотность, измеренную под действием силы тяжести по сравнению с водой, равную 2.70. Сравните это с плотностью чугуна / стали, которая имеет плотность 7,87
Точка плавления и точка кипения Технически чистый алюминий имеет точку плавления приблизительно 1220 ° F и точку кипения приблизительно 4 478 ° F. Они меняются после легирования алюминия.

Выводы о физических свойствах алюминия

Физические свойства алюминия помогают понять его применение. Глядя на диаграмму выше, мы видим, что алюминий демонстрирует хорошее сочетание прочности, устойчивости к коррозии и пластичности.Это помогает объяснить, как алюминий может существовать в форме фольги и банок для напитков, а также труб и ирригационных трубок.

Полированный алюминий обладает хорошей отражательной способностью в широком диапазоне длин волн, что позволяет использовать его в различных декоративных и функциональных целях, включая бытовые приборы и лазеры.

Неферромагнитный алюминий делает его пригодным для использования в электротехнической и электронной промышленности. Теплопроводность алюминиевых сплавов дает преимущества в теплообменниках, испарителях, электрически нагреваемых приборах и посуде, а также автомобильных колесных дисках, головках цилиндров и радиаторах.

Его гранецентрированная кубическая структура способствует отличной формуемости. Алюминий также нетоксичен и часто используется в контейнерах для пищевых продуктов и напитков. По данным The Aluminium Association, это один из самых простых в переработке конструкционных материалов.

Химические свойства

Характеристика или поведение вещества при химическом изменении или реакции. Другими словами, атомы вещества должны быть разрушены, чтобы наблюдались химические свойства.Наблюдения этого разрушения на атомном уровне происходят во время реакции, а также после нее.

Химические свойства алюминия
Происхождение Алюминий встречается в виде соединения, в основном содержащегося в бокситовой руде.
Окисление Алюминий соединяется с кислородом с образованием оксида алюминия при воздействии влажного воздуха.
Pyrophorus Когда алюминий находится в порошкообразной форме, он легко воспламеняется при воздействии пламени.
Способность образовывать сплавы Существуют сотни составов алюминиевых сплавов. К легированным элементам относятся: железо, медь, марганец, кремний, магний и цинк.
Реакционная способность с водой Алюминий быстро реагирует с горячей водой.
Реакционная способность со щелочами Реагирует с гидроксидом натрия.
Реакционная способность с кислотой Алюминий реагирует с горячими кислотами.

Выводы о химических свойствах алюминия

В некотором смысле химические свойства алюминия необычны по сравнению с другими металлами.Например, металлы обладают необычной реакционной способностью как к основаниям, так и к кислотам. Это становится важным фактором, когда алюминий используется в качестве контейнера для жидкостей. Вы должны быть уверены, что алюминий не растворится. Поэтому банки для напитков имеют тонкую подкладку для предотвращения коррозии.

Еще один необычный факт об алюминии заключается в том, что, помимо порошковой формы, алюминий не является пирофорным. Это означает, что в порошкообразном состоянии алюминий легко воспламеняется и считается опасным, особенно во время обработки, когда часто встречаются мелкие частицы пыли.

То, что алюминий так легко соединяется с кислородом, напрямую влияет на методы сварки. Плотный оксидный слой, который образуется на поверхности алюминия, плавится при температуре, в три раза превышающей температуру алюминия под ним. Следовательно, перед сваркой необходима глубокая преднамеренная очистка поверхности, обычно ацетоном, и на протяжении всего процесса сварки требуется переменный ток.

Механические свойства

Механические свойства указывают на взаимосвязь материалов между напряжением и деформацией и измеряют степень эластичности в ответ на приложенную нагрузку.

Механические свойства алюминия
Эластичность при растяжении Алюминий имеет модуль Юнга 10000 фунтов на квадратный дюйм. Сравните это с медью при 17550 тыс. Фунтов на квадратный дюйм или деревом при 1595 тыс. Фунтов на квадратный дюйм.
Предел прочности на растяжение 13000 фунтов на квадратный дюйм
Предел текучести 5000 фунтов на квадратный дюйм
Предел текучести подшипника 23100 фунтов на квадратный дюйм
Удлинение при разрыве 15-28%
Сдвиг Прочность 9000 фунтов на квадратный дюйм
Усталостная прочность 5000 фунтов на квадратный дюйм

Выводы о механических свойствах алюминия

Механические свойства существенно влияют на рабочие характеристики.Это особенно верно, если учесть, как меняются механические свойства алюминиевых сплавов.

Например, тенденция к удлинению по всей серии алюминиевых сплавов высока для сплавов более низких серий и низкая для сплавов более высоких серий. Другими словами, при сравнении алюминиевых сплавов серии 1ххх со сплавами серии 7ххх сплавы серии 1ххх будут иметь значительно более высокую пластичность.

Это работает обратно пропорционально пределу прочности на разрыв, твердости и чувствительности к удару, которые будут ниже среди сплавов более низких серий.Таким образом, в том же сравнении сплавы серии 1ххх будут демонстрировать гораздо более низкие прочность на разрыв, твердость и чувствительность к ударам, чем их аналоги 7ххх.

Повышенные температуры также подвергают риску алюминий еще до того, как он достигает точки плавления. В результате большинство алюминиевых сплавов обычно не рекомендуются для длительной эксплуатации при более высоких температурах. Однако некоторые сплавы были специально разработаны для жаростойкости, например серия алюминий-медь 2ххх.

Исключительная способность алюминия образовывать сплавы расширяет его возможности в различных отраслях и сферах применения.Без этой важной возможности первичный алюминий был бы слишком мягким и податливым для применений, требующих большей прочности и долговечности.

Свяжитесь с нашей квалифицированной командой сейчас

Kloeckner Metals - это поставщик алюминия и сервисный центр полного цикла. Kloeckner Metals объединяет национальный след с новейшими технологиями производства и обработки и инновационными решениями для обслуживания клиентов.

Алюминий | Свойства и применение

Что такое алюминий?

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

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

Производство алюминия

До того, как алюминий начал массовое производство, он считался таким же редким и ценным, как золото. В то время его можно было найти в металлической форме крайне редко. Известно, что Наполеон III обладал набором алюминиевых столовых приборов, а богатые женщины носили украшения, сделанные из металла.Согласно патенту, массовое производство началось в 1886 году. С тех пор производство алюминия не сильно изменилось, но технология, используемая для его усовершенствования, улучшилась. Таким образом, качество производимого алюминия продолжает расти.

Процесс, необходимый для получения алюминия, начинается с боксита, который измельчается и смешивается с известью и каустической содой, а затем нагревается в контейнерах под высоким давлением. Оксид алюминия растворяется каустической содой, осаждается из раствора, промывается и нагревается для удаления воды.Полученный глинозем представляет собой белый порошок, напоминающий сахар. Очистка четырех фунтов боксита дает два фунта глинозема.

Глинозем дополнительно очищается плавкой. Это вытягивает атомы кислорода из оксида алюминия, оставляя расплавленный алюминий на дне емкости. Очищенный алюминий затем откачивается и помещается в раздаточную печь, из которой он может быть отлит в слиток и отправлен для формования в трубы, проволоку, листы-диски, пену, фольгу или соты.

Однако электролитический процесс по-прежнему намного дороже, чем рециркуляция, на которую требуется лишь небольшая часть энергии.Это одна из основных причин, по которой переработка алюминия так полезна и важна.

Производство алюминия

Алюминий - популярный материал благодаря уникальному сочетанию свойств. По весу в три раза меньше нержавеющей стали, это легкий металл с более высоким отношением прочности к весу. Кроме того, с этим металлом легко работать из-за его относительной мягкости, устойчивости к коррозии и возможности вторичной переработки. Он может проходить те же методы изготовления, что и любой другой обычно используемый металл, но одни методы работают лучше, чем другие.

Изготовление может включать:

Экструзия оказывает наименьшее давление на алюминий, поскольку заставляет алюминий проходить через матрицу или вокруг нее, придавая металлу его размер и форму. Экструзии могут быть как горячими (металл нагревается), так и холодными (температура металла комнатная).

Волочение протягивает металл через коническую матрицу, чтобы растянуть его, часто в проволоку и такие изделия, как консервные банки, благодаря присущей им пластичности.

Формовка включает гибку, штамповку и прокатку с учетом гибкости и мягкости материала.

Отливки получают при заливке жидкого металла в форму или штамп.

Ковка происходит , когда металл бьют или сжимают до формы, как правило, для применений, требующих долговечности (например, для деталей, подверженных напряжению).

Обработка - это процесс субтрактивной резки, при котором лепка осуществляется путем удаления металла.

Гидроабразивная резка использует распыление воды под высоким давлением с абразивом, но без нагрева.Таким образом, исключается изменение свойств алюминия, как при лазерной резке. Тем не менее, его также можно разрезать с помощью пилы, лазера или плазменной резки.

Проводит ли алюминий электричество?

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

Два свойства алюминия, которые делают его полезным проводником для электричества, заключаются в том, что он не искрит и не ржавеет. Поскольку он не создает искр при ударе, его можно безопасно использовать рядом с легковоспламеняющимися или взрывоопасными материалами. Устойчивость к коррозии делает этот материал идеальным металлом для использования на открытом воздухе.

Области применения алюминия

Свойства алюминия делают его идеальным для использования в различных промышленных, коммерческих и потребительских областях.В аэрокосмической отрасли конструкторы и инженеры используют его соотношение веса и прочности и коррозионную стойкость для изготовления крыльев, фюзеляжей и других деталей. Его нетоксичность сделала его популярным выбором для упаковки пищевых продуктов, включая банки и фольгу, которые зависят от легкости обработки, мягкости и долговечности алюминия.

В автомобильной промышленности алюминий используется для поглощения сил удара, а также для облегчения кузовов и компонентов автомобилей и, следовательно, более экономичного расхода топлива. В строительстве материал действует как декоративный, так и как конструкционный материал благодаря своей энергоэффективности и экологическим возможностям.

Как упоминалось выше, алюминий также используется в электронике и электротехнике, таких как электрические сети, а также в некоторой бытовой электронике, такой как холодильники и ноутбуки, в которых используются его тепловые свойства, легкий вес и прочность конструкции.

Алюминий, конечно, не обошелся без дизайнерских применений. Фактически, фотографические записи, хранящиеся в Институте истории алюминия медведя, свидетельствуют об изобилии и разнообразии различных работ из алюминия, представленных на Международной выставке 1937 года, где материал занял почетное место в специально отведенном для него павильоне. , присутствующие на всей выставке в виде настенных покрытий, декоративных мотивов и предметов интерьера.Наносится краской или тонкими листами в качестве украшения. С тех пор алюминий - это материал, который выбирают художники и дизайнеры, выбирая его из-за его отражающих свойств и легкости в обработке; простые, четкие линии возникли в результате сгибания, складывания и изгиба прутков и листов. Несовершенная отделка из-за мягкости металла придавала предметам довольно грубый вид, типичный для этого первого периода декоративного использования алюминия. Его отражающие и негорючие свойства также нашли место для него в освещении.

Физические свойства алюминия

Одной из важных характеристик алюминия является то, что он сохраняет свои свойства после обработки, что означает, что изделия из алюминия могут быть переработаны в новые изделия. Это помогает сохранить колоссальное количество энергии, которое необходимо использовать для производства первичного алюминия.

Материал предлагает редкое сочетание ценных свойств. Это один из самых легких металлов в мире: он почти в три раза легче железа, но при этом очень прочный, чрезвычайно гибкий и устойчивый к коррозии, потому что его поверхность всегда покрыта чрезвычайно тонким и в то же время очень прочным слоем оксидной пленки.Это делает его особенно полезным для защиты и сохранения. Он не намагничивает, это отличный проводник электричества и образует сплавы практически со всеми другими металлами. Также может использоваться для декоративных поверхностей с матовыми, яркими и структурированными оттенками.

Свойства алюминия

Его называют «волшебным» металлом или «чудесным» металлом из-за его химических и физических свойств, а также из-за широкого диапазона механических характеристик, которые могут быть достигнуты с помощью современных алюминиевых сплавов.

Алюминий имеет исключительно широкий спектр возможностей, свойств, физических, химических и механических характеристик, которые проявляются в большом количестве сплавов.

Кратко об алюминии:

  • Очень низкий удельный вес. Около 1/3 железа.
  • Его можно легко формовать, катать, вытягивать, прессовать, сваривать, поэтому он является идеальным металлом для строительства. Его модуль упругости (70 000 МПа) в 3 раза ниже, чем у железа.В условиях нагрузки алюминиевая конструкция имеет в 3 раза большее упругое удлинение, чем железная.
  • Алюминий и большинство его сплавов варьируются от стойких до очень устойчивых к различным формам коррозии. Из-за его близкого химического сродства с кислородом физическая поверхность металла постоянно покрыта слоем оксида алюминия, который является очень эффективным способом предотвращения дальнейшей коррозии. Именно это свойство делает его популярным в строительстве, судостроении и транспортной отрасли (автомобили, поезда, самолеты).Почти нулевые затраты на обслуживание в сочетании с низким удельным весом делают алюминий идеальным выбором.
  • Алюминий является хорошим проводником тепла и электричества.
  • Не подлежит намагничиванию или возгоранию - свойства, которые считаются очень важными для специальных применений, таких как электроника и морские конструкции (нефтяные платформы).
  • Нетоксичен при контакте с пищевыми продуктами (разумный диапазон токсичности), в то время как в качестве защитной пленки он демонстрирует очень низкую проницаемость, свойства, которые сделали ее сырьем для упаковки пищевых продуктов и, в частности, для гибкой многослойной упаковки. многослойные пакеты (например,грамм. полиэстер, алюминий, полиэтилен).
  • Высокая диффузная отражательная способность (альбедо) и низкий коэффициент вторичной теплоотдачи. Эти 2 свойства делают необходимым создание «холодной» внешней оболочки для новых зданий, построенных для сферы услуг (офисные здания, общественные здания в целом и промышленные здания), а также переклассификации старых «энергоемких» зданий. .

Каковы свойства алюминия?

Алюминий - это легкий сплав с серебряной оптикой, который настолько популярен, что его использование во всем мире ежегодно увеличивается более чем на 5%.Материал встречается во многих формах. Свойства алюминия различаются между марками в зависимости от присутствующего сплава, что придает каждой марке определенные уникальные характеристики.

Из семейства металлов только серебро, медь и золото имеют лучшую электропроводность. Кроме того, теплопроводность алюминия очень высока, а его температура плавления чуть выше 660 ° C.
Анодированный алюминий имеет даже более высокую защиту от коррозии, чем необработанное сырье, благодаря своей особой поверхности.Кроме того, алюминий устойчив к коррозии в нейтральном диапазоне pH благодаря своему оксидному слою. К этому верхнему слою не прилипает ржавчина, так как сам легкий сплав защищен этим герметизирующим слоем.
Кроме того, алюминий не содержит арматуры. В результате он не намагничивается или является только парамагнитным, что означает, что он не имеет внешних магнитных характеристик. Важное свойство и отличие по сравнению со сталью и чугуном.

Дополнительные характеристики:

  • Низкая плотность
    Плотность алюминия примерно в три раза меньше плотности стали.Из-за своей низкой плотности он обычно используется там, где требуются прочные, но легкие материалы. Некоторые из этих приложений включают производство транспортных средств и самолетов, где легкий вес алюминия помогает экономить топливо.

  • Простота обработки
    Несмотря на то, что алюминий является прочным металлом, он гибок, и его легко формовать и перерабатывать в различные формы. Для обработки алюминия используются разные процессы. Наиболее распространены методы прокатки, волочения и экструзии.

  • Гладкая поверхность
    Алюминий почти мгновенно образует защитное покрытие при контакте с воздухом. Это тонкое покрытие прочно сцепляется с металлом, повышая его устойчивость к коррозии. С помощью других видов обработки поверхности, таких как анодирование, гладкая поверхность алюминия может быть дополнительно улучшена и защищена, что делает алюминий отличным вариантом для отделки конструкций или оборудования.

  • Меньшие допуски на размеры
    Меньшие допуски на размеры алюминия помогают экономить время при производстве различных деталей и их сборке, а значит, благоприятствуют его использованию в строительстве.

  • Не намагничивается
    Алюминий может использоваться в высоковольтных устройствах, поскольку он не намагничивается. Из-за этой характеристики он используется в линиях электропередач на большие расстояния и в электронике. Его также можно использовать для защиты чувствительных электронных устройств.

  • Очень хорошее декоративное анодирование (в зависимости от сплава).
    Анодирование алюминия имеет множество преимуществ. Наиболее очевидным из них является долговременная эстетическая привлекательность анодирования.Этот процесс экономичен и не отслаивается, что позволяет отделке служить дольше, и поэтому обычно используется для отделки из-за своих декоративных качеств.

  • Хорошая обрабатываемость (в зависимости от прочности и легирующих элементов)
    Как правило, алюминий легко обрабатывается в сложные формы из цельного куска экструдированного алюминия без необходимости использования каких-либо механических столярных изделий. Некоторые из его применений, использующих этот метод, включают бейсбольные биты, теплообменники и охлаждающие трубки.
    Алюминий также можно соединять, паять, сваривать и паять. Зажимы, болты, заклепки, клей и другие крепежные детали и методы соединения могут использоваться при механической обработке и соединении алюминия, как в случае с компонентами самолетов.

Области применения

• Архитектура

• Транспорт

• Электрооборудование

• Товары народного потребления

Складываемые марки алюминия

1050 - наиболее распространенный сорт алюминиевого листа общего назначения, он прост в изготовлении и имеет хорошая коррозионная стойкость.
3103 немного прочнее, чем марка 1050, проста в изготовлении и обладает хорошей коррозионной стойкостью.
2014 - это сплав с очень высокой прочностью и плохой коррозионной стойкостью.
5083 выпускается в пластинах или прутках. Это высокопрочный сплав, подходящий для морского применения и общего производства.
5251 - это самый прочный лист из имеющихся в наличии, он также обладает высочайшей устойчивостью к коррозии и прост в изготовлении.
5754 используется для накладки на протектор.Он пластичен и очень устойчив к коррозии.
6063 - наиболее распространенный сорт, доступный для общего производства. Он не подходит для структурных применений. Обычно он имеет немного лучшую поверхность, чем 6082.
6082 доступен в листах, стержнях и секциях, это класс средней прочности, который регулярно используется для строительных работ. Обладает хорошей коррозионной стойкостью.
7075 - это сплав с очень высокой прочностью и хорошей коррозионной стойкостью.

Наиболее распространенные виды использования алюминия | Металл Супермаркеты

Алюминий является третьим по содержанию металлом в земной коре и третьим по распространенности элементом в целом.

Ни один другой металл не может сравниться с алюминием по разнообразию применения. Некоторые варианты использования алюминия могут быть не сразу очевидны; например, знаете ли вы, что алюминий используется при производстве стекла?

Алюминий невероятно популярен, потому что это:

  • Легкий
  • Сильный
  • Устойчив к коррозии
  • прочный
  • Пластичный
  • Гибкий
  • Проводящий
  • Без запаха

Алюминий теоретически подлежит 100% вторичной переработке без потери своих природных свойств.На переработку алюминиевого лома также уходит 5% энергии, чем на то, что используется для производства нового алюминия.

Наиболее распространенные применения алюминия включают:

  • Транспорт
  • Строительство
  • Электрооборудование
  • Потребительские товары

Транспорт

Алюминий используется на транспорте из-за непревзойденного соотношения прочности и веса. Его меньший вес означает, что для перемещения транспортного средства требуется меньшее усилие, что приводит к большей топливной экономичности.Хотя алюминий не самый прочный металл, его легирование с другими металлами помогает повысить его прочность. Его коррозионная стойкость - дополнительный бонус, устраняющий необходимость в тяжелых и дорогих антикоррозионных покрытиях.

Хотя автомобильная промышленность по-прежнему сильно зависит от стали, стремление повысить топливную эффективность и сократить выбросы CO2 привело к гораздо более широкому использованию алюминия. По прогнозам экспертов, к 2025 году среднее содержание алюминия в автомобиле увеличится на 60%.

Поезд Синкансэн E6

В высокоскоростных железнодорожных системах, таких как Синкансэн в Японии и Маглев в Шанхае, также используется алюминий.Металл позволяет конструкторам уменьшить вес поездов, снизив сопротивление трению.

Алюминий также известен как «крылатый металл», потому что он идеален для самолетов; опять же, благодаря легкости, прочности и гибкости. Фактически, алюминий использовался в каркасах дирижаблей Zeppelin еще до того, как были изобретены самолеты. Сегодня в современных самолетах используются алюминиевые сплавы повсюду, от фюзеляжа до приборов кабины. Даже космические корабли, такие как космические шаттлы, содержат от 50% до 90% алюминиевых сплавов в своих частях.

Строительство

Здания из алюминия практически не требуют обслуживания из-за его устойчивости к коррозии. Алюминий также является теплоэффективным, благодаря чему в домах тепло зимой и прохладно летом. Добавьте к этому тот факт, что алюминий имеет приятную отделку и его можно изгибать, резать и сваривать до любой желаемой формы, это дает современным архитекторам неограниченную свободу создавать здания, которые невозможно построить из дерева, пластика или стали.

Лондонский центр водных видов спорта

Первым зданием, в котором широко использовался алюминий, было Эмпайр-стейт-билдинг в Нью-Йорке, построенное в 1931 году.Сегодня алюминий регулярно используется при строительстве многоэтажных домов и мостов. Благодаря меньшему весу алюминия работать с ним проще, быстрее и удобнее. Это также помогает снизить другие расходы. Здание, построенное из стали, потребует более глубокого фундамента из-за дополнительного веса, что приведет к увеличению затрат на строительство.

Известные современные здания из алюминия включают штаб-квартиру Банка Китая в Гонконге и Лондонский центр водных видов спорта Захи Хадид в Лондоне.

Электрооборудование

Несмотря на то, что он имеет всего 63% электропроводности меди, низкая плотность алюминия делает его лучшим вариантом для линий электропередач на большие расстояния. Если бы использовалась медь, опорные конструкции были бы тяжелее, многочисленнее и дороже. Алюминий также более пластичен, чем медь, что значительно упрощает его формирование в виде проволоки. Наконец, его устойчивость к коррозии помогает защитить провода от элементов.

Помимо линий электропередач и кабелей, алюминий используется в двигателях, приборах и энергосистемах.Телевизионные антенны и спутниковые тарелки, даже некоторые светодиодные лампы сделаны из алюминия.

Потребительские товары

Внешний вид алюминия является причиной его частого использования в потребительских товарах.

Смартфоны, планшеты, ноутбуки и телевизоры с плоским экраном производятся из все большего количества алюминия. Благодаря его внешнему виду современные технические устройства выглядят элегантно и утонченно, при этом они легкие и долговечные. Это идеальное сочетание формы и функции, которое имеет решающее значение для потребительских товаров.Все больше и больше алюминий заменяет пластмассовые и стальные компоненты, поскольку он прочнее и жестче, чем пластик, и легче, чем сталь. Он также позволяет быстро рассеивать тепло, предохраняя электронные устройства от перегрева.

Macbook от Apple

Apple использует преимущественно алюминиевые детали в своих iPhone и MacBook. Другие производители высококачественной электроники, такие как производитель аудиотехники Bang & Olufsen, также сильно отдают предпочтение алюминию.

Дизайнерам интерьеров нравится использовать алюминий, так как ему легко придать форму и он великолепно выглядит.Предметы мебели из алюминия включают столы, стулья, лампы, рамы для картин и декоративные панели.

Конечно, фольга на вашей кухне алюминиевая, как и кастрюли и сковороды, которые часто делают из алюминия. Эти алюминиевые изделия хорошо проводят тепло, нетоксичны, устойчивы к ржавчине и легко чистятся.

Алюминиевые банки используются для упаковки продуктов питания и напитков. Coca-Cola и Pepsi используют алюминиевые банки с 1967 года.

Metal Supermarkets - крупнейший в мире поставщик мелкосерийного металла с более чем 85 обычными магазинами в США, Канаде и Великобритании.Мы эксперты по металлу и обеспечиваем качественное обслуживание клиентов и продукцию с 1985 года.

В Metal Supermarkets мы поставляем широкий ассортимент металлов для различных областей применения. В нашем ассортименте: нержавеющая сталь, легированная сталь, оцинкованная сталь, инструментальная сталь, алюминий, латунь, бронза и медь.

Наша горячекатаная и холоднокатаная сталь доступна в широком диапазоне форм, включая пруток, трубы, листы и пластины. Мы можем разрезать металл в точном соответствии с вашими требованиями.

Посетите одно из наших 80+ офисов в Северной Америке сегодня.

Алюминий: определение, свойства и применение - стенограмма видео и урока

Свойства алюминия

Одним из наиболее известных свойств алюминия является тот факт, что это очень легкий металл, хотя он все еще сохраняет свою прочность в сочетании с другими металлами, создавая так называемый сплав . Он также податлив, что означает, что ему можно легко придать форму или придать ему форму с помощью давления или силы. Это свойство является частью того, что дает алюминию множество применений, таких как способность формировать банки из-под газировки или фольгу.Другие свойства включают тот факт, что алюминий нетоксичен, обладает отличными проводниками, устойчив к нагреву и коррозии.

Возможно, одним из наиболее интересных и полезных свойств алюминия является его способность медленно реагировать с кислородом во влажной воздушной среде, что позволяет ему образовывать тонкий слой оксида алюминия, покрывающий алюминий. Это важное свойство, поскольку оно предотвращает дальнейшую коррозию или ржавление алюминия. Вот почему алюминий часто используют для облицовки дома или садовой мебели.

Применение алюминия

Алюминий используется во многих формах, от чистого металла до сплавов и соединений. Как металл, он очень мягкий, но в сочетании с другими элементами или веществами он может быть очень прочным. Алюминий, смешанный с медью, часто используется в автомобильных двигателях и самолетах, потому что он очень прочный и устойчивый к ржавчине. Смешивание алюминия с магнием придает ему пластичные свойства, позволяющие использовать его для упаковки пищевых продуктов. Для изготовления силовых кабелей используется сплав алюминия и бора, поскольку он является хорошим проводником и может передавать энергию на большие расстояния, не будучи слишком тяжелым.Хотя медь и серебро являются лучшими проводниками, чем алюминий, они намного дороже. Из-за этого инженеры особенно заинтересованы в том, чтобы чаще использовать алюминий для электрического оборудования, потому что он намного дешевле.

В общей сложности около 28% алюминия используется в транспортной отрасли. Производители автомобилей и грузовиков любят алюминий, потому что он прочный и легкий. Многие компании, такие как Ford и General Motors, планируют больше использовать алюминий в автомобилях будущего, и алюминий имеет жизненно важное значение для электромобилей, потому что меньший вес алюминия позволяет автомобилю экономить заряд батареи.

Упаковка составляет 23% алюминия. Сюда входят алюминиевая фольга, банки из-под газировки и пива, тюбики с краской и другие контейнеры для домашних продуктов, такие как аэрозольные баллончики. Еще 14% алюминия приходится на строительную промышленность. Алюминий используется для изготовления сайдинга, оконных и дверных коробок и даже кровельных материалов. Остальные 35% алюминия используются в различных сферах - от электрических проводов до кухонной утвари и тяжелой техники. В целом, алюминий обладает огромным набором свойств и применений, которые делают его одним из самых полезных металлов в нашем обществе.