Յուրաքանչյուր քիմիական տարր կարելի է դիտարկել երեք գիտությունների՝ ֆիզիկայի, քիմիայի և կենսաբանության տեսանկյունից։ Եվ այս հոդվածում մենք կփորձենք հնարավորինս ճշգրիտ բնութագրել ալյումինը: Սա քիմիական տարր է, որը գտնվում է երրորդ խմբի և երրորդ շրջանում՝ ըստ պարբերական աղյուսակի։ Ալյումինը միջին քիմիական ակտիվություն ունեցող մետաղ է։ Նաև նրա միացություններում նկատվում են ամֆոտերային հատկություններ։ Ալյումինի ատոմային զանգվածը մեկ մոլի համար քսանվեց գրամ է:

Ալյումինի ֆիզիկական բնութագիրը

Նորմալ պայմաններում այն ​​ամուր է։ Ալյումինի բանաձևը շատ պարզ է. Այն բաղկացած է ատոմներից (չմիավորվում մոլեկուլների մեջ), որոնք բյուրեղային ցանցի օգնությամբ կառուցվում են շարունակական նյութի մեջ։ Ալյումինի գույնը՝ արծաթագույն-սպիտակ։ Բացի այդ, այն ունի մետաղական փայլ, ինչպես այս խմբի բոլոր մյուս նյութերը։ Արդյունաբերության մեջ օգտագործվող ալյումինի գույնը կարող է տարբեր լինել համաձուլվածքում կեղտերի առկայության պատճառով: Բավականին թեթեւ մետաղ է։

Դրա խտությունը 2,7 գ/սմ3 է, այսինքն՝ երկաթից մոտավորապես երեք անգամ թեթև է։ Դրանով այն կարող է զիջել միայն մագնեզիումին, որը նույնիսկ ավելի թեթև է, քան խնդրո առարկա մետաղը: Ալյումինի կարծրությունը բավականին ցածր է։ Դրանում այն ​​զիջում է մետաղների մեծամասնությանը։ Ալյումինի կարծրությունը երկուսն է, ուստի այն ամրացնելու համար այս մետաղի հիման վրա համաձուլվածքներին ավելացնում են ավելի կոշտ:

Ալյումինի հալումը տեղի է ունենում ընդամենը 660 աստիճան Ցելսիուսի ջերմաստիճանում։ Եվ այն եռում է, երբ տաքացվում է երկու հազար չորս հարյուր հիսուն երկու աստիճան Ցելսիուս: Շատ ճկուն և հալվող մետաղ է։ Այս մասին ֆիզիկական բնութագիրալյումինը պատրաստ չէ. Նշեմ նաև, որ այս մետաղն ունի լավագույն էլեկտրական հաղորդունակությունը պղնձից և արծաթից հետո։

Բնության մեջ տարածվածություն

Ալյումինը, որի տեխնիկական բնութագրերը մենք նոր ենք վերանայել, բավականին տարածված է շրջակա միջավայրում: Այն կարելի է դիտարկել բազմաթիվ միներալների բաղադրության մեջ։ Ալյումինի տարրը չորրորդ ամենատարածված տարրն է բնության մեջ: Դրա մեջ է երկրի ընդերքըկազմում է գրեթե ինը տոկոս: Հիմնական միներալները, որոնցում առկա են նրա ատոմները՝ բոքսիտը, կորունդը, կրիոլիտը։ Առաջինը քար է, որը բաղկացած է երկաթի, սիլիցիումի և խնդրո առարկա մետաղի օքսիդներից, և կառուցվածքում առկա են նաև ջրի մոլեկուլներ։ Այն ունի տարասեռ գույն՝ մոխրագույն, կարմրադարչնագույն և այլ գույների բեկորներ, որոնք կախված են տարբեր կեղտերի առկայությունից։ Այս ցեղատեսակի երեսունից վաթսուն տոկոսը ալյումին է, որի լուսանկարը կարելի է տեսնել վերևում: Բացի այդ, կորունդը բնության մեջ շատ տարածված հանքանյութ է:

Սա ալյումինի օքսիդ է: Դրա քիմիական բանաձևը Al2O3 է։ Այն կարող է լինել կարմիր, դեղին, կապույտ կամ շագանակագույն: Դրա կարծրությունը Մոհսի սանդղակով ինը միավոր է: Կորունդի տեսակները ներառում են հայտնի շափյուղաներ և սուտակներ, լեյկոզապֆիրներ, ինչպես նաև պադպարադշա (դեղին շափյուղա):

Կրիոլիտը հանքանյութ է, որն ունի ավելի բարդ քիմիական բանաձև։ Այն բաղկացած է ալյումինի և նատրիումի ֆտորիդներից՝ AlF3.3NaF: Այն կարծես անգույն կամ մոխրագույն քար լինի՝ ցածր կարծրությամբ՝ ընդամենը երեքը Մոհսի սանդղակով: Ժամանակակից աշխարհում այն ​​արհեստականորեն սինթեզվում է լաբորատորիայում։ Օգտագործվում է մետաղագործության մեջ։

Նաև ալյումինը բնության մեջ կարելի է գտնել կավի բաղադրության մեջ, որի հիմնական բաղադրիչներն են սիլիցիումի օքսիդները և տվյալ մետաղը, որոնք կապված են ջրի մոլեկուլների հետ: Բացի այդ, այս քիմիական տարրը կարելի է դիտարկել նեֆելիների բաղադրության մեջ, որի քիմիական բանաձևը հետևյալն է՝ KNa34։

Անդորրագիր

Ալյումինի բնութագրումը ներառում է դրա սինթեզի մեթոդների դիտարկումը: Կան մի քանի մեթոդներ. Առաջին մեթոդով ալյումինի արտադրությունը տեղի է ունենում երեք փուլով. Դրանցից վերջինը կաթոդի և ածխածնի անոդի վրա էլեկտրոլիզի ընթացակարգն է: Նման գործընթաց իրականացնելու համար անհրաժեշտ է ալյումինի օքսիդ, ինչպես նաև օժանդակ նյութեր, ինչպիսիք են կրիոլիտը (բանաձևը՝ Na3AlF6) և կալցիումի ֆտորիդը (CaF2): Որպեսզի ջրի մեջ լուծարված ալյումինի օքսիդի քայքայման գործընթացը տեղի ունենա, այն պետք է տաքացվի հալված կրիոլիտի և կալցիումի ֆտորիդի հետ միասին մինչև առնվազն ինը հարյուր հիսուն աստիճան Ցելսիուսի ջերմաստիճան, այնուհետև հոսանք ութսուն հազար ամպեր և լարումը հինգ-ութ վոլտ. Այսպիսով, այս գործընթացի արդյունքում ալյումինը կտեղավորվի կաթոդի վրա, իսկ անոդի վրա կհավաքվեն թթվածնի մոլեկուլներ, որոնք իրենց հերթին օքսիդացնում են անոդը և վերածում ածխաթթու գազի։ Մինչ այս ընթացակարգն իրականացնելը բոքսիտը, որի տեսքով արդյունահանվում է ալյումինի օքսիդը, նախապես մաքրվում է կեղտից, ինչպես նաև անցնում է ջրազրկման գործընթաց։

Վերը նկարագրված ձևով ալյումինի արտադրությունը շատ տարածված է մետալուրգիայում: Գոյություն ունի նաև մի մեթոդ, որը հորինել է 1827 թվականին Ֆ.Վեհլերը։ Այն կայանում է նրանում, որ ալյումինը կարելի է արդյունահանել՝ օգտագործելով քիմիական ռեակցիան դրա քլորիդի և կալիումի միջև: Նման գործընթաց հնարավոր է իրականացնել միայն հատուկ պայմաններ ստեղծելով շատ բարձր ջերմաստիճանի և վակուումի տեսքով։ Այսպիսով, մեկ մոլ քլորիդից և նույն ծավալով կալիումից կարելի է ստանալ մեկ մոլ ալյումին և երեք մոլ՝ որպես կողմնակի արտադրանք։ Այս ռեակցիան կարելի է գրել հետևյալ հավասարմամբ՝ АІСІ3 + 3К = АІ + 3КІ։ Այս մեթոդը մետաղագործության մեջ մեծ ժողովրդականություն չի վայելել:

Ալյումինի բնութագրերը քիմիական առումով

Ինչպես նշվեց վերևում, սա պարզ նյութ է, որը բաղկացած է ատոմներից, որոնք միավորված չեն մոլեկուլների մեջ: Նմանատիպ կառուցվածքները կազմում են գրեթե բոլոր մետաղները։ Ալյումինն ունի բավականին բարձր քիմիական ակտիվություն և ուժեղ նվազեցնող հատկություն։ Ալյումինի քիմիական բնութագրումը կսկսվի այլ պարզ նյութերի հետ նրա ռեակցիաների նկարագրությամբ, այնուհետև կնկարագրվեն բարդ անօրգանական միացությունների հետ փոխազդեցությունները:

Ալյումին և պարզ նյութեր

Դրանք ներառում են, առաջին հերթին, թթվածինը՝ մոլորակի վրա ամենատարածված միացությունը: Երկրի մթնոլորտի քսանմեկ տոկոսը բաղկացած է դրանից։ Տրված նյութի ռեակցիաները որևէ այլ նյութի հետ կոչվում են օքսիդացում կամ այրում։ Այն սովորաբար տեղի է ունենում բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում: Բայց ալյումինի դեպքում նորմալ պայմաններում հնարավոր է օքսիդացում՝ այսպես է գոյանում օքսիդ թաղանթ։ Եթե ​​այս մետաղը տրորվի, այն կվառվի, մինչդեռ ջերմության տեսքով մեծ քանակությամբ էներգիա կթողնի։ Ալյումինի և թթվածնի միջև ռեակցիան իրականացնելու համար այս բաղադրիչներն անհրաժեշտ են 4:3 մոլային հարաբերակցությամբ, որի արդյունքում առաջանում է օքսիդի երկու մաս:

Այս քիմիական փոխազդեցությունն արտահայտվում է հետևյալ հավասարմամբ՝ 4АІ + 3О2 = 2АІО3։ Հնարավոր են նաև ալյումինի ռեակցիաներ հալոգենների հետ, որոնք ներառում են ֆտոր, յոդ, բրոմ և քլոր։ Այս պրոցեսների անվանումները գալիս են համապատասխան հալոգենների անվանումներից՝ ֆտորացում, յոդացում, բրոմացում և քլորացում։ Սրանք բնորոշ հավելումների ռեակցիաներ են:

Օրինակ՝ տալիս ենք ալյումինի փոխազդեցությունը քլորի հետ։ Նման գործընթաց կարող է տեղի ունենալ միայն ցուրտ ժամանակ:

Այսպիսով, վերցնելով երկու մոլ ալյումին և երեք մոլ քլոր, արդյունքում ստանում ենք խնդրո առարկա մետաղի երկու մոլ քլորիդ։ Այս ռեակցիայի հավասարումը հետևյալն է՝ 2АІ + 3СІ = 2АІСІ3: Նույն կերպ կարելի է ստանալ ալյումինի ֆտորիդ, դրա բրոմիդը և յոդիդը։

Ծծմբի հետ խնդրո առարկա նյութը արձագանքում է միայն տաքանալիս: Այս երկու միացությունների փոխազդեցությունն իրականացնելու համար անհրաժեշտ է դրանք վերցնել երկու-երեք մոլային համամասնություններով, և առաջանում է ալյումինի սուլֆիդի մի մասը։ Ռեակցիայի հավասարումն ունի հետևյալ ձևը՝ 2Al + 3S = Al2S3:

Բացի այդ, բարձր ջերմաստիճանի դեպքում ալյումինը փոխազդում է ածխածնի հետ՝ առաջացնելով կարբիդ, իսկ ազոտի հետ՝ առաջացնելով նիտրիդ։ Որպես օրինակ կարելի է բերել քիմիական ռեակցիաների հետևյալ հավասարումները. 4AI + 3C = AI4C3; 2Al + N2 = 2AlN:

Փոխազդեցություն բարդ նյութերի հետ

Դրանք ներառում են ջուր, աղեր, թթուներ, հիմքեր, օքսիդներ: Այս բոլոր քիմիական միացությունների հետ ալյումինը տարբեր կերպ է արձագանքում։ Եկեք մանրամասն նայենք յուրաքանչյուր դեպքին:

Ջրի հետ ռեակցիա

Ալյումինը տաքացման ժամանակ փոխազդում է Երկրի վրա ամենատարածված բարդ նյութի հետ: Դա տեղի է ունենում միայն օքսիդի թաղանթի նախնական հեռացման դեպքում: Փոխազդեցության արդյունքում՝ ամֆոտերային հիդրօքսիդիսկ ջրածինը դուրս է գալիս օդ։ Վերցնելով ալյումինի երկու մաս և վեց մաս ջուր՝ ստանում ենք հիդրօքսիդ և ջրածին երկուսից երեքի մոլային համամասնությամբ։ Այս ռեակցիայի հավասարումը գրված է հետևյալ կերպ՝ 2АІ + 6Н2О = 2АІ (ОН) 3 + 3Н2։

Փոխազդեցությունը թթուների, հիմքերի և օքսիդների հետ

Ինչպես մյուս ակտիվ մետաղները, ալյումինը կարող է մտնել փոխարինման ռեակցիա: Դրանով նա կարող է հեռացնել ջրածինը թթվից կամ ավելի պասիվ մետաղի կատիոնը իր աղից: Նման փոխազդեցությունների արդյունքում առաջանում է ալյումինի աղ, և արտազատվում է նաև ջրածին (թթվի դեպքում) կամ մաքուր մետաղի նստվածք (որը քիչ ակտիվ է, քան դիտարկվողը)։ Երկրորդ դեպքում դրսևորվում են վերը նշված վերականգնողական հատկությունները։ Օրինակ՝ ալյումինի փոխազդեցությունն է, որի հետ առաջանում է ալյումինի քլորիդ և ջրածին արտազատվում օդ։ Այս տեսակի ռեակցիան արտահայտվում է հետևյալ հավասարմամբ՝ 2AI + 6HCI = 2AICI3 + 3H2:

Աղի հետ ալյումինի փոխազդեցության օրինակ է նրա ռեակցիան։Վերցնելով այս երկու բաղադրիչները՝ մենք ի վերջո կստանանք մաքուր պղինձ, որը կտեղավորվի։ Թթուների հետ, ինչպիսիք են ծծմբային և ազոտային, ալյումինը արձագանքում է յուրահատուկ ձևով: Օրինակ, երբ ալյումինը ավելացվում է նիտրատ թթվի նոսր լուծույթին ութ մասից երեսուն մոլային հարաբերակցությամբ, խնդրո առարկա մետաղի նիտրատի ութ մաս է առաջանում ազոտի օքսիդի երեք մաս և տասնհինգ մաս ջուր: Այս ռեակցիայի հավասարումը գրված է հետևյալ կերպ՝ 8Al + 30HNO3 = 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O: Այս գործընթացը տեղի է ունենում միայն բարձր ջերմաստիճանի առկայության դեպքում:

Եթե ​​խառնենք ալյումինը և սուլֆատաթթվի թույլ լուծույթը երկուսից երեքի մոլային հարաբերակցությամբ, ապա կստանանք խնդրո առարկա մետաղի սուլֆատը և ջրածինը մեկից երեք հարաբերակցությամբ։ Այսինքն՝ տեղի կունենա սովորական փոխարինման ռեակցիա, ինչպես դա տեղի է ունենում այլ թթուների դեպքում։ Պարզության համար ներկայացնում ենք հավասարումը` 2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2: Այնուամենայնիվ, նույն թթվի խտացված լուծույթով ամեն ինչ ավելի բարդ է: Այստեղ, ինչպես նիտրատի դեպքում, առաջանում է կողմնակի արտադրանք, բայց ոչ օքսիդի, այլ ծծմբի, ջրի տեսքով։ Եթե ​​վերցնենք մեզ անհրաժեշտ երկու բաղադրիչները երկուսից չորս մոլային հարաբերակցությամբ, ապա արդյունքում ստանում ենք խնդրո առարկա մետաղի աղի մի մասը և ծծումբը, ինչպես նաև՝ չորսը ջուր։ Այս քիմիական փոխազդեցությունը կարող է արտահայտվել հետևյալ հավասարման միջոցով՝ 2Al + 4H2SO4 = Al2(SO4)3 + S + 4H2O:

Բացի այդ, ալյումինը ունակ է արձագանքել ալկալային լուծույթների հետ։ Նման քիմիական փոխազդեցություն իրականացնելու համար անհրաժեշտ է վերցնել խնդրո առարկա մետաղի երկու մոլ՝ նույնքան կամ կալիում, ինչպես նաև վեց մոլ ջուր։ Արդյունքում ձևավորվում են այնպիսի նյութեր, ինչպիսիք են նատրիումի կամ կալիումի տետրահիդրոքսոալյումինատը, ինչպես նաև ջրածինը, որն արտազատվում է որպես գազ՝ սուր հոտով երկուսից երեքի մոլային համամասնությամբ։ Այս քիմիական ռեակցիան կարելի է ներկայացնել հետևյալ հավասարմամբ՝ 2AI + 2KOH + 6H2O = 2K[AI(OH)4] + 3H2:

Եվ վերջին բանը, որ պետք է հաշվի առնել, որոշ օքսիդների հետ ալյումինի փոխազդեցության օրինաչափություններն են: Ամենատարածված և օգտագործված դեպքը Բեկետովի ռեակցիան է։ Այն, ինչպես վերը քննարկված շատ ուրիշներ, տեղի է ունենում միայն բարձր ջերմաստիճանի դեպքում: Այսպիսով, դրա իրականացման համար անհրաժեշտ է վերցնել երկու մոլ ալյումին և մեկ մոլ երկաթի օքսիդ։ Այս երկու նյութերի փոխազդեցության արդյունքում ստանում ենք ալյումինի օքսիդ և ազատ երկաթ՝ համապատասխանաբար մեկ և երկու մոլի չափով։

Քննարկվող մետաղի օգտագործումը արդյունաբերության մեջ

Նշենք, որ ալյումինի օգտագործումը շատ տարածված երեւույթ է: Դա առաջին հերթին ավիացիոն ոլորտին է պետք։ Դրա հետ մեկտեղ օգտագործվում են նաև խնդրո առարկա մետաղի վրա հիմնված համաձուլվածքներ։ Կարելի է ասել, որ միջին օդանավը 50% ալյումինի համաձուլվածքներ է, իսկ շարժիչը 25% է։ Նաև ալյումինի օգտագործումը իրականացվում է լարերի և մալուխների արտադրության գործընթացում՝ շնորհիվ իր գերազանց էլեկտրական հաղորդունակության: Բացի այդ, այս մետաղը և դրա համաձուլվածքները լայնորեն օգտագործվում են ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ: Այդ նյութերից են պատրաստված մեքենաների, ավտոբուսների, տրոլեյբուսների, որոշ տրամվայների, ինչպես նաև սովորական և էլեկտրագնացքի վագոնների թափքերը։

Օգտագործվում է նաև ավելի փոքր նպատակներով, օրինակ՝ սննդի և այլ ապրանքների, սպասքի փաթեթավորման արտադրության համար։ Արծաթե ներկ պատրաստելու համար անհրաժեշտ է տվյալ մետաղի փոշի։ Նման ներկը անհրաժեշտ է երկաթը կոռոզիայից պաշտպանելու համար։ Կարելի է ասել, որ ալյումինը արդյունաբերության մեջ երկրորդ ամենաշատ օգտագործվող մետաղն է ֆերումից հետո։ Նրա միացությունները և ինքը հաճախ օգտագործվում են քիմիական արդյունաբերության մեջ: Դա պայմանավորված է ալյումինի հատուկ քիմիական հատկություններով, ներառյալ նրա վերականգնող հատկությունները և միացությունների ամֆոտերային բնույթը: Դիտարկվող քիմիական տարրի հիդրօքսիդն անհրաժեշտ է ջրի մաքրման համար։ Բացի այդ, այն օգտագործվում է բժշկության մեջ պատվաստանյութերի արտադրության ժամանակ։ Այն կարելի է գտնել նաև որոշ պլաստմասսաների և այլ նյութերի մեջ:

Դերը բնության մեջ

Ինչպես արդեն նշվեց վերևում, ալյումինը մեծ քանակությամբ հանդիպում է երկրի ընդերքում: Այն հատկապես կարևոր է կենդանի օրգանիզմների համար։ Ալյումինը մասնակցում է աճի պրոցեսների կարգավորմանը, ձևավորում է շարակցական հյուսվածքներ՝ ոսկրային, կապանային և այլն։ Այս միկրոտարրի շնորհիվ մարմնի հյուսվածքների վերականգնման գործընթացներն ավելի արագ են իրականացվում։ Դրա պակասը բնութագրվում է հետևյալ ախտանիշներով. երեխաների զարգացման և աճի խանգարումներ, մեծահասակների մոտ՝ քրոնիկ հոգնածություն, կատարողականի նվազում, շարժումների կոորդինացման խանգարում, հյուսվածքների վերականգնման դանդաղում, մկանների թուլություն, հատկապես վերջույթների: Այս երևույթը կարող է առաջանալ, եթե ուտում եք այս միկրոտարրը պարունակող շատ քիչ մթերքներ:

Այնուամենայնիվ, ավելի տարածված խնդիրը մարմնում ալյումինի ավելցուկն է: Այս դեպքում հաճախ նկատվում են հետևյալ ախտանշանները՝ նյարդայնություն, դեպրեսիա, քնի խանգարում, հիշողության կորուստ, սթրեսի դիմադրություն, հենաշարժական համակարգի փափկացում, ինչը կարող է հանգեցնել հաճախակի կոտրվածքների և ցրվածության։ Մարմնում ալյումինի երկարատև ավելցուկով, հաճախ խնդիրներ են առաջանում գրեթե բոլոր օրգան համակարգերի աշխատանքի մեջ:

Մի շարք պատճառներ կարող են հանգեցնել այս երեւույթի. Նախ, գիտնականները վաղուց ապացուցել են, որ խնդրո առարկա մետաղից պատրաստված ճաշատեսակները պիտանի չեն դրանում կերակուր պատրաստելու համար, քանի որ բարձր ջերմաստիճանի դեպքում ալյումինի մի մասը մտնում է սննդի մեջ, և արդյունքում դուք դրանից շատ ավելի շատ եք օգտագործում: միկրոտարր, քան անհրաժեշտ է օրգանիզմին:

Երկրորդ պատճառը տվյալ մետաղը կամ դրա աղերը պարունակող կոսմետիկայի կանոնավոր օգտագործումն է։ Ցանկացած ապրանք օգտագործելուց առաջ անհրաժեշտ է ուշադիր կարդալ դրա կազմը։ Կոսմետիկան բացառություն չէ:

Երրորդ պատճառը երկար ժամանակ մեծ քանակությամբ ալյումին պարունակող դեղեր ընդունելն է։ Ինչպես նաև վիտամինների և սննդային հավելումների ոչ պատշաճ օգտագործումը, որոնք ներառում են այս միկրոտարրը։

Հիմա եկեք պարզենք, թե որ ապրանքներն են պարունակում ալյումին, որպեսզի կարգավորեք ձեր սննդակարգը և ճիշտ կազմակերպեք ճաշացանկը։ Առաջին հերթին դրանք գազարն են, վերամշակված պանիրները, ցորենը, շիբը, կարտոֆիլը։ Մրգերից խորհուրդ է տրվում ավոկադոն և դեղձը։ Բացի այդ, սպիտակ կաղամբ, բրինձ, շատ բուժիչ խոտաբույսեր. Նաև խնդրո առարկա մետաղի կատիոնները կարող են պարունակվել խմելու ջրի մեջ: Օրգանիզմում ալյումինի ավելացված կամ նվազումից խուսափելու համար (սակայն, ինչպես ցանկացած այլ հետքի տարր), դուք պետք է ուշադիր հետևեք ձեր սննդակարգին և փորձեք այն հնարավորինս հավասարակշռված դարձնել:

Արծաթագույն-սպիտակ երանգով այս թեթև մետաղը կարելի է գտնել ժամանակակից կյանքում գրեթե ամենուր: Ալյումինի ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները թույլ են տալիս այն լայնորեն կիրառել արդյունաբերության մեջ: Ամենահայտնի հանքավայրերը գտնվում են Աֆրիկայում, Հարավային Ամերիկայում, Կարիբյան տարածաշրջանում։ Ռուսաստանում բոքսիտների արդյունահանման վայրերը գտնվում են Ուրալում: Ալյումինի արտադրության համաշխարհային առաջատարներն են Չինաստանը, Ռուսաստանը, Կանադան և ԱՄՆ-ը։

Ալ մայնինգ

Բնության մեջ այս արծաթափայլ մետաղը իր բարձր քիմիական ակտիվության շնորհիվ հանդիպում է միայն միացությունների տեսքով։ Ալյումին պարունակող ամենահայտնի երկրաբանական ապարներն են բոքսիտը, կավահողը, կորունդը և դաշտային սպաթները։ Բոքսիտն ու կավահողն արդյունաբերական նշանակություն ունեն, հենց այդ հանքաքարերի հանքավայրերն են հնարավորություն տալիս արդյունահանել ալյումինը իր մաքուր տեսքով։

Հատկություններ

Ֆիզիկական հատկություններալյումինը հեշտացնում է այս մետաղի կտորները մետաղալարի մեջ քաշելը և բարակ թիթեղների մեջ գլորելը: Այս մետաղը դիմացկուն չէ, հալման ժամանակ այս ցուցանիշը բարձրացնելու համար այն համաձուլվում է տարբեր հավելումներով՝ պղինձ, սիլիցիում, մագնեզիում, մանգան, ցինկ։ Արդյունաբերական նպատակներով ալյումինի ևս մեկ ֆիզիկական հատկություն է կարևոր՝ սա օդում արագ օքսիդանալու նրա կարողությունն է: Ալյումինե արտադրանքի մակերեսը vivoսովորաբար ծածկված է բարակ օքսիդ թաղանթով, որն արդյունավետորեն պաշտպանում է մետաղը և կանխում դրա կոռոզիան: Երբ այս թաղանթը ոչնչացվում է, արծաթափայլ մետաղը արագորեն օքսիդանում է, մինչդեռ դրա ջերմաստիճանը նկատելիորեն բարձրանում է:

Ալյումինի ներքին կառուցվածքը

Ալյումինի ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները մեծապես կախված են նրա ներքին կառուցվածքից: Այս տարրի բյուրեղյա վանդակը մի տեսակ դեմքակենտրոն խորանարդ է:

Այս տեսակի վանդակաճաղը բնորոշ է բազմաթիվ մետաղների, ինչպիսիք են պղինձը, բրոմը, արծաթը, ոսկին, կոբալտը և այլն: Բարձր ջերմային հաղորդունակությունը և էլեկտրական հոսանք փոխանցելու ունակությունը այս մետաղը դարձրել են աշխարհում ամենապահանջվածներից մեկը: Ալյումինի մնացած ֆիզիկական հատկությունները, որոնց աղյուսակը ներկայացված է ստորև, լիովին բացահայտում են նրա հատկությունները և ցույց են տալիս դրանց կիրառման շրջանակը։

Ալյումինի համաձուլում

Պղնձի և ալյումինի ֆիզիկական հատկություններն այնպիսին են, որ երբ որոշակի քանակությամբ պղինձ ավելացվում է ալյումինե համաձուլվածքին, դրա բյուրեղային ցանցը թեքվում է, և համաձուլվածքի ամրությունը մեծանում է: Թեթև համաձուլվածքների համաձուլումը հիմնված է Al-ի այս հատկության վրա՝ բարձրացնելու նրանց ուժն ու դիմադրությունը ագրեսիվ միջավայրերին:

Պնդացման գործընթացի բացատրությունը կայանում է ալյումինե բյուրեղային ցանցում պղնձի ատոմների վարքագծի մեջ: Cu-ի մասնիկները հակված են դուրս գալ Al բյուրեղային ցանցից և խմբավորվում են դրա հատուկ տարածքներում:

Այնտեղ, որտեղ պղնձի ատոմները ձևավորում են կլաստերներ, ձևավորվում է CuAl 2 խառը տիպի բյուրեղային ցանց, որում արծաթե մետաղի մասնիկները միաժամանակ և՛ ընդհանուր ալյումինե բյուրեղային ցանցի մաս են կազմում, և՛ CuAl 2 խառը տիպի ցանցի բաղադրության մեջ: Ներքին կապերի ուժերը աղավաղված վանդակը շատ ավելի մեծ է, քան նորմալ: Սա նշանակում է, որ նոր ձևավորված նյութի ուժը շատ ավելի բարձր է։

Քիմիական հատկություններ

Հայտնի է ալյումինի փոխազդեցությունը նոսր ծծմբի և աղաթթվի հետ։ Երբ տաքացվում է, այս մետաղը հեշտությամբ լուծվում է դրանց մեջ։ Սառը խտացրած կամ խիստ նոսրացած ազոտական ​​թթուն չի լուծում այս տարրը: Ալկալիների ջրային լուծույթները ակտիվորեն ազդում են նյութի վրա, ռեակցիայի ընթացքում առաջանում են ալյումինատներ՝ աղեր, որոնք պարունակում են ալյումինի իոններ։ Օրինակ:

Al 2 O 3 + 3H2O + 2NaOH \u003d 2Na

Ստացված միացությունը կոչվում է նատրիումի տետրահիդրոքսոալյումինատ:

Ալյումինե արտադրանքի մակերեսի բարակ թաղանթը պաշտպանում է այս մետաղը ոչ միայն օդից, այլև ջրից: Եթե ​​այս բարակ պատնեշը հանվի, տարրը դաժանորեն կփոխազդի ջրի հետ՝ ջրածին ազատելով դրանից։

2AL + 6H 2 O \u003d 2 AL (OH) 3 + 3H 2

Ստացված նյութը կոչվում է ալյումինի հիդրօքսիդ։

AL (OH) 3-ը փոխազդում է ալկալիների հետ՝ առաջացնելով հիդրոքսոալյումինատ բյուրեղներ.

Al(OH) 2 +NaOH=2Na

Եթե ​​սա քիմիական հավասարումավելացնել նախորդին, մենք ստանում ենք ալկալային լուծույթում տարրը լուծելու բանաձևը:

Al (OH) 3 + 2NaOH + 6H 2 O \u003d 2Na + 3H 2

Այրվող ալյումին

Ալյումինի ֆիզիկական հատկությունները թույլ են տալիս նրան արձագանքել թթվածնի հետ: Եթե ​​այս մետաղի կամ ալյումինե փայլաթիթեղի փոշին տաքացվում է, այն բռնկվում է և այրվում կուրացնող սպիտակ բոցով։ Ռեակցիայի վերջում առաջանում է ալյումինի օքսիդ Al 2 O 3։

Կավահող

Ստացված ալյումինի օքսիդն ունի ալյումինա երկրաբանական անվանումը։ Բնական պայմաններում այն ​​առաջանում է կորունդի տեսքով՝ պինդ թափանցիկ բյուրեղներ։ Կորունդն ունի բարձր կարծրություն, դրա ցուցիչը պինդ նյութերի սանդղակով 9 է: Կորունդն ինքնին անգույն է, բայց տարբեր կեղտերը կարող են այն գունավորել կարմիր և կապույտ, ուստի ստացվում է: գոհարներ, որոնք ոսկերչության մեջ կոչվում են սուտակ և շափյուղա։

Ալյումինի օքսիդի ֆիզիկական հատկությունները հնարավորություն են տալիս արհեստական ​​պայմաններում աճեցնել այդ թանկարժեք քարերը: Տեխնոլոգիական գոհարները ոչ միայն օգտագործվում են զարդեր, դրանք օգտագործվում են ճշգրիտ գործիքավորման մեջ, ժամացույցների և այլ իրերի արտադրության համար։ Արհեստական ​​ռուբինի բյուրեղները լայնորեն կիրառվում են նաև լազերային սարքերում։

Կորունդի մանրահատիկ տեսականի հետ մեծ գումարհատուկ մակերեսի վրա կուտակված կեղտը բոլորին հայտնի է որպես զմրուխտ: Ալյումինի օքսիդի ֆիզիկական հատկությունները բացատրում են կորունդի բարձր հղկող հատկությունները, ինչպես նաև նրա կարծրությունն ու շփման դիմադրությունը։

ալյումինի հիդրօքսիդ

Al 2 (OH) 3-ը տիպիկ ամֆոտերային հիդրօքսիդ է: Այս նյութը թթվի հետ միասին առաջացնում է դրական լիցքավորված ալյումինի իոններ պարունակող աղ, իսկ ալկալիներում՝ ալյումինատներ։ Նյութի ամֆոտերականությունը դրսևորվում է նրանով, որ այն կարող է իրեն պահել և՛ որպես թթու, և՛ որպես ալկալի: Այս միացությունը կարող է գոյություն ունենալ ինչպես ժելե, այնպես էլ պինդ տեսքով:

Այն գործնականում չի լուծվում ջրի մեջ, բայց արձագանքում է ակտիվ թթուների և ալկալիների մեծ մասի հետ: Ալյումինի հիդրօքսիդի ֆիզիկական հատկությունները օգտագործվում են բժշկության մեջ, այն օրգանիզմում թթվայնությունը նվազեցնելու հանրաճանաչ և անվտանգ միջոց է, օգտագործվում է գաստրիտի, տասներկումատնյա աղիքի, խոցերի դեպքում։ Արդյունաբերության մեջ Al 2 (OH) 3-ն օգտագործվում է որպես ներծծող նյութ, այն հիանալի մաքրում է ջուրը և նստեցնում դրա մեջ լուծված վնասակար տարրերը։

Արդյունաբերական օգտագործում

Ալյումինը հայտնաբերվել է 1825 թվականին։ Սկզբում այս մետաղը ոսկուց և արծաթից բարձր էր գնահատվում։ Դա պայմանավորված էր հանքաքարից այն հանելու դժվարությամբ։ Ալյումինի ֆիզիկական հատկությունները և դրա մակերեսի վրա պաշտպանիչ թաղանթ արագ ձևավորելու ունակությունը դժվարացրել են այս տարրի ուսումնասիրությունը: Միայն 19-րդ դարի վերջում էր, որ հարմար միջոցհալեցնող մաքուր տարր, որը հարմար է արդյունաբերական օգտագործման համար:

Թեթևությունը և կոռոզիային դիմակայելու ունակությունը ալյումինի եզակի ֆիզիկական հատկություններն են: Այս արծաթափայլ մետաղի համաձուլվածքները օգտագործվում են հրթիռային տեխնոլոգիայի, ավտոմոբիլների, նավերի, ինքնաթիռների և գործիքների արտադրության մեջ, դանակների և սպասքի արտադրության մեջ:

Որպես մաքուր մետաղ՝ Al-ն օգտագործվում է քիմիական սարքավորումների, էլեկտրական լարերի և կոնդենսատորների մասերի արտադրության մեջ։ Ալյումինի ֆիզիկական հատկություններն այնպիսին են, որ նրա էլեկտրական հաղորդունակությունը այնքան էլ բարձր չէ, որքան պղնձինը, սակայն այդ թերությունը փոխհատուցվում է տվյալ մետաղի թեթևությամբ, ինչը հնարավորություն է տալիս ալյումինե լարերը ավելի հաստ դարձնել: Այսպիսով, նույն էլեկտրական հաղորդունակությամբ ալյումինե մետաղալարը կշռում է պղնձի մետաղալարի կեսը:

Նույնքան կարևոր է ալյումինացման գործընթացում Ալի օգտագործումը: Սա չուգունի կամ պողպատի արտադրանքի մակերեսի ալյումինով հագեցման ռեակցիայի անվանումն է՝ տաքացնելիս հիմնական մետաղը կոռոզիայից պաշտպանելու նպատակով։

Ներկայումս ալյումինի հանքաքարի ուսումնասիրված պաշարները բավականին համեմատելի են այս արծաթափայլ մետաղի մարդկանց կարիքների հետ։ Ալյումինի ֆիզիկական հատկությունները կարող են շատ ավելի շատ անակնկալներ մատուցել իր հետազոտողներին, և այս մետաղի շրջանակը շատ ավելի լայն է, քան կարելի է պատկերացնել:

Բնական ալյումինը բաղկացած է մեկ նուկլիդից 27Al: Արտաքին էլեկտրոնային շերտի կոնֆիգուրացիան 3s2p1 է: Գրեթե բոլոր միացություններում ալյումինի օքսիդացման աստիճանը +3 է (վալենտություն III)։

Ալյումինի չեզոք ատոմի շառավիղը 0,143 նմ է, Al3+ իոնի շառավիղը՝ 0,057 նմ։ Ալյումինի չեզոք ատոմի հաջորդական իոնացման էներգիաները համապատասխանաբար 5,984, 18,828, 28,44 և 120 էՎ են։ Պաուլինգի սանդղակով ալյումինի էլեկտրաբացասականությունը 1,5 է։

Պարզ նյութը՝ ալյումինը, փափուկ, թեթև, արծաթասպիտակ մետաղ է։

Հատկություններ

Ալյումինը տիպիկ մետաղ է, բյուրեղյա վանդակը դեմքի կենտրոնացված խորանարդ է, պարամետր a = 0,40403 նմ: Մաքուր մետաղի հալման ջերմաստիճանը 660°C է, եռմանը՝ մոտ 2450°C, խտությունը՝ 2,6989 գ/սմ3։ Ալյումինի գծային ընդարձակման ջերմաստիճանի գործակիցը կազմում է մոտ 2,5·10-5 K-1 Ստանդարտ էլեկտրոդի պոտենցիալ Al 3+/Al 1,663V է:

Քիմիապես ալյումինը բավականին ակտիվ մետաղ է։ Օդում դրա մակերեսը ակնթարթորեն ծածկվում է Al 2 O 3 օքսիդի խիտ թաղանթով, որը կանխում է թթվածնի (O) հետագա մուտքը մետաղ և հանգեցնում է ռեակցիայի դադարեցմանը, ինչը հանգեցնում է ալյումինի բարձր հակակոռոզիոն հատկությունների: . Ալյումինի վրա պաշտպանիչ մակերեսային թաղանթ նույնպես ձևավորվում է, եթե այն տեղադրվի խտացված ազոտաթթվի մեջ:

Ալյումինը ակտիվորեն արձագանքում է այլ թթուների հետ.

6HCl + 2Al \u003d 2AlCl 3 + 3H 2,

3H 2 SO 4 + 2Al \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2:

Ալյումինը փոխազդում է ալկալային լուծույթների հետ։ Նախ, պաշտպանիչ օքսիդ ֆիլմը լուծարվում է.

Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O \u003d 2Na:

Այնուհետև տեղի են ունենում ռեակցիաներ.

2Al + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2,

NaOH + Al (OH) 3 \u003d Na,

կամ ընդհանուր առմամբ.

2Al + 6H 2 O + 2NaOH \u003d Na + 3H 2,

և արդյունքում առաջանում են ալյումինատներ՝ Na - նատրիումի ալյումինատ (Na) (նատրիումի տետրահիդրոքսոալյումինատ), K - կալիումի ալյումինատ (K) (կալիումի տետրահիդրոքսոալյումինատ) կամ այլք։ Քանի որ այս միացություններում ալյումինի ատոմը բնութագրվում է 6 կոորդինացիոն թվով։ , ոչ թե 4, ապա այս տետրահիդրոքսո միացությունների փաստացի բանաձևերը հետևյալն են.

Նա և Կ.

Տաքացման ժամանակ ալյումինը փոխազդում է հալոգենների հետ.

2Al + 3Cl 2 \u003d 2AlCl 3,

2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3:

Հետաքրքիր է, որ ալյումինի և յոդի (I) փոշիների միջև ռեակցիան սկսվում է սենյակային ջերմաստիճանում, եթե նախնական խառնուրդին մի քանի կաթիլ ջուր են ավելացնում, որն այս դեպքում կատալիզատորի դեր է խաղում.

2Al + 3I 2 = 2AlI 3:

Ալյումինի փոխազդեցությունը ծծմբի հետ (S) տաքացնելիս հանգեցնում է ալյումինի սուլֆիդի ձևավորմանը.

2Al + 3S \u003d Al 2 S 3,

որը հեշտությամբ քայքայվում է ջրով.

Al 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2 S.

Ալյումինը ուղղակիորեն չի փոխազդում ջրածնի (H) հետ, սակայն, անուղղակիորեն, օրինակ, ալյումինե օրգանական միացություններ օգտագործելով, հնարավոր է սինթեզել պինդ պոլիմերային ալյումինի հիդրիդ (AlH 3) x - ամենաուժեղ վերականգնող նյութը:

Փոշու տեսքով ալյումինը կարող է այրվել օդում, և առաջանում է ալյումինի օքսիդի սպիտակ հրակայուն փոշի Al 2 O 3:

Al 2 O 3-ում կապի բարձր ամրությունը որոշում է դրա ձևավորման բարձր ջերմությունը պարզ նյութերև ալյումինի կարողությունը՝ նվազեցնելու շատ մետաղներ իրենց օքսիդներից, օրինակ.

3Fe 3 O 4 + 8Al = 4Al 2 O 3 + 9Fe և նույնիսկ

3CaO + 2Al \u003d Al 2 O 3 + 3Ca:

Մետաղների ստացման այս մեթոդը կոչվում է ալյումինոթերմիա.

Ամֆոտերային օքսիդ Al 2 O 3-ը համապատասխանում է ամֆոտերային հիդրօքսիդին `ամորֆ պոլիմերային միացություն, որը չունի մշտական ​​բաղադրություն: Ալյումինի հիդրօքսիդի բաղադրությունը կարելի է փոխանցել xAl 2 O 3 yH 2 O բանաձևով, դպրոցում քիմիա սովորելիս ալյումինի հիդրօքսիդի բանաձևը առավել հաճախ նշվում է որպես Al (OH) 3:

Լաբորատորիայում ալյումինի հիդրօքսիդը կարելի է ստանալ ժելատինային նստվածքի տեսքով՝ փոխանակման ռեակցիաներով.

Al 2 (SO 4) 3 + 6NaOH \u003d 2Al (OH) 3 + 3Na 2 SO 4,

կամ ալյումինե աղի լուծույթին սոդա ավելացնելով.

2AlCl 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 6NaCl + 3CO 2,

ինչպես նաև ալյումինի աղի լուծույթին ամոնիակի լուծույթ ավելացնելով.

AlCl 3 + 3NH 3 H2O = Al(OH) 3 + 3H 2 O + 3NH 4 Cl.

Հայտնաբերման անվանումը և պատմությունը. Լատինական ալյումինն առաջացել է լատիներեն alumen բառից, որը նշանակում է շիբ (ալյումին և կալիումի սուլֆատ (K) KAl (SO 4) 2 12H 2 O), որոնք երկար ժամանակ օգտագործվել են կաշվե հագուստի մեջ և որպես տտիպ: Բարձր քիմիական ակտիվության պատճառով մաքուր ալյումինի հայտնաբերումն ու մեկուսացումը ձգձգվել են գրեթե 100 տարի: Եզրակացությունը, որ շիբից կարելի է ստանալ «հող» (հրակայուն նյութ, ժամանակակից տերմիններով՝ ալյումինի օքսիդ), արվել է դեռ 1754 թվականին գերմանացի քիմիկոս Ա.Մարգգրաֆի կողմից։ Հետագայում պարզվեց, որ նույն «երկիրը» կարելի է մեկուսացնել կավից, և այն կոչվել է կավահող։ Միայն 1825 թվականին դանիացի ֆիզիկոս Հ. Կ. Օերսթեդը կարողացավ մետաղական ալյումին ձեռք բերել: Նա մշակեց ալյումինի քլորիդ AlCl 3-ը, որը կարելի էր ստանալ կավահողից, կալիումի ամալգամով (կալիումի (K) համաձուլվածքը սնդիկի հետ (Hg)) և սնդիկը թորելուց հետո (Hg) մեկուսացրեց ալյումինի մոխրագույն փոշին։

Միայն քառորդ դար անց այս մեթոդը փոքր-ինչ արդիականացվեց։ Ֆրանսիացի քիմիկոս A. E. St. Clair Deville-ը 1854 թվականին առաջարկեց օգտագործել մետաղական նատրիում (Na) ալյումինի արտադրության համար և ստացավ նոր մետաղի առաջին ձուլակտորները: Ալյումինի ինքնարժեքն այն ժամանակ շատ բարձր էր, և դրանից զարդեր էին պատրաստում։

Ալյումինի արտադրության արդյունաբերական մեթոդ բարդ խառնուրդների, այդ թվում՝ օքսիդի, ալյումինի ֆտորիդի և այլ նյութերի հալվածքի էլեկտրոլիզի միջոցով, ինքնուրույն մշակվել է 1886 թվականին Պ. Էրուի (Ֆրանսիա) և Ք. Հոլի (ԱՄՆ) կողմից։ Ալյումինի արտադրությունը կապված է բարձր հոսքէլեկտրաէներգիա, ուստի այն լայնածավալ իրագործվեց միայն 20-րդ դարում։ Խորհրդային Միությունում առաջին արդյունաբերական ալյումինը ձեռք է բերվել 1932 թվականի մայիսի 14-ին Վոլխովի ալյումինի գործարանում, որը կառուցվել է Վոլխովի հիդրոէլեկտրակայանի հարեւանությամբ։

Բաժին 1. Ալյումինի հայտնաբերման անվանումը և պատմությունը:

Բաժին 2. Ընդհանուր բնութագրեր ալյումինե, ֆիզիկական և քիմիական հատկություններ.

Բաժին 3. Ալյումինի համաձուլվածքներից ձուլվածքների ստացում:

Բաժին 4 Դիմում ալյումինե.

Ալյումինե- սա երրորդ խմբի հիմնական ենթախմբի տարրն է՝ Դ. Ի. Մենդելեևի քիմիական տարրերի պարբերական համակարգի երրորդ շրջանը՝ ատոմային համարով 13։ Նշանակվում է Ալ. Պատկանում է թեթև մետաղների խմբին։ Առավել տարածված մետաղականև երրորդ ամենաառատ քիմիական տարրը երկրակեղևում (թթվածնից և սիլիցիումից հետո)։

Պարզ նյութ ալյումին (CAS համար՝ 7429-90-5) - թեթև, պարամագնիսական մետաղականարծաթ-սպիտակ գույն, հեշտ ձևավորվող, ձուլված, մշակված: Ալյումինն ունի բարձր ջերմային և էլեկտրական հաղորդունակություն, կոռոզիայից դիմադրություն ուժեղ օքսիդ թաղանթների արագ ձևավորման շնորհիվ, որոնք պաշտպանում են մակերեսը հետագա փոխազդեցությունից:

Արդյունաբերության ձեռքբերումները ցանկացած զարգացած հասարակության մեջ մշտապես կապված են կառուցվածքային նյութերի և համաձուլվածքների տեխնոլոգիայի ձեռքբերումների հետ: Վերամշակման որակը և առևտրի արտադրական ապրանքների արտադրողականությունը պետության զարգացման մակարդակի կարևորագույն ցուցանիշներն են։

Օգտագործված նյութեր ժամանակակից նմուշներ, բացի բարձր ամրության բնութագրերից, պետք է ունենա մի շարք հատկություններ, ինչպիսիք են կոռոզիոն դիմադրության բարձրացումը, ջերմային դիմադրությունը, ջերմային և էլեկտրական հաղորդունակությունը, հրակայունությունը, ինչպես նաև այդ հատկությունները պայմաններում պահպանելու ունակությունը: երկար աշխատանքբեռների տակ.

Գունավոր մետաղների ձուլարանային արտադրության ոլորտում մեր երկրում գիտական ​​զարգացումները և արտադրական գործընթացները համապատասխանում են գիտական ​​և տեխնոլոգիական առաջընթացի առաջադեմ նվաճումներին։ Դրանց արդյունքը, մասնավորապես, եղավ Վոլգայի ավտոմոբիլային գործարանում և մի շարք այլ ձեռնարկություններում սառը ձուլման և ճնշման ձուլման ժամանակակից արտադրամասերի ստեղծումը։ Զավոլժսկու ավտոմոբիլային գործարանում հաջողությամբ գործում են 35 MN կաղապարի կողպման ուժով խոշոր ներարկման ձուլման մեքենաներ, որոնք արտադրում են ալյումինե խառնուրդի բալոնային բլոկներ «Վոլգա» մեքենայի համար:

Ալթայի ավտոմոբիլային գործարանում յուրացվել է ներարկման ձուլման միջոցով ձուլվածքների արտադրության ավտոմատացված գիծ: Խորհրդային Սոցիալիստական ​​Հանրապետությունների Միությունում (), աշխարհում առաջին անգամ զարգացել և յուրացրել գործընթացալյումինի համաձուլվածքներից ձուլակտորների շարունակական ձուլում էլեկտրամագնիսական կաղապարում: Այս մեթոդը զգալիորեն բարելավում է ձուլակտորների որակը և նվազեցնում դրանց պտտման ընթացքում չիպսերի տեսքով թափոնների քանակը։

Ալյումինի հայտնաբերման անվանումը և պատմությունը

Լատինական ալյումինն առաջացել է լատիներեն alumen-ից, որը նշանակում է շիբ (ալյումին և կալիումի սուլֆատ (K) KAl(SO4)2 12H2O), որը երկար ժամանակ օգտագործվել է կաշվե հագնվելու մեջ և որպես տտիպ: Al, պարբերական համակարգի III խմբի քիմիական տարր, ատոմային թիվ 13, ատոմային զանգված 26, 98154։ Բարձր քիմիական ակտիվության շնորհիվ մաքուր ալյումինի հայտնաբերումն ու մեկուսացումը ձգձգվել են գրեթե 100 տարի։ Եզրակացությունը, որ «» (հրակայուն նյութ, ժամանակակից տերմիններով՝ ալյումինի օքսիդ) կարելի է ստանալ շիբից, արվել է դեռևս 1754 թվականին։ Գերմանացի քիմիկոս Ա.Մարկգրաֆ. Հետագայում պարզվեց, որ նույն «երկիրը» կարելի է մեկուսացնել կավից, և այն կոչվել է կավահող։ Միայն 1825 թվականին նա կարողացավ մետաղական ալյումին ձեռք բերել։ Դանիացի ֆիզիկոս H. K. Oersted. Նա մշակել է կալիումի ամալգամով (կալիումի (K) համաձուլվածք սնդիկի (Hg)) ալյումինի քլորիդով AlCl3, որը կարելի էր ստանալ կավահողից, և սնդիկը (Hg) թորելուց հետո առանձնացրել է ալյումինի մոխրագույն փոշի։

Միայն քառորդ դար անց այս մեթոդը փոքր-ինչ արդիականացվեց։ Ֆրանսիացի քիմիկոս A. E. St. Clair Deville-ը 1854 թվականին առաջարկեց օգտագործել մետաղական նատրիում (Na) ալյումինի արտադրության համար և ստացավ նոր մետաղի առաջին ձուլակտորները: Ալյումինի ինքնարժեքն այն ժամանակ շատ բարձր էր, և դրանից զարդեր էին պատրաստում։

Ալյումինի արտադրության արդյունաբերական մեթոդ բարդ խառնուրդների, այդ թվում՝ օքսիդի, ալյումինի ֆտորիդի և այլ նյութերի հալվածքի էլեկտրոլիզով, ինքնուրույն մշակվել է 1886 թվականին P. Eru-ի և C. Hall-ի (ԱՄՆ) կողմից։ Ալյումինի արտադրությունը կապված է էլեկտրաէներգիայի բարձր արժեքի հետ, ուստի այն մեծ մասշտաբով իրականացվել է միայն 20-րդ դարում։ IN Խորհրդային Սոցիալիստական ​​Հանրապետությունների Միություն (ՍՍՀՄ)առաջին արդյունաբերական ալյումինը ձեռք է բերվել 1932 թվականի մայիսի 14-ին Վոլխովի ալյումինի գործարանում, որը կառուցվել է Վոլխովի հիդրոէլեկտրակայանի հարևանությամբ։

99,99%-ից ավելի մաքրությամբ ալյումինը առաջին անգամ ստացվել է էլեկտրոլիզի միջոցով 1920 թվականին։ 1925 թ աշխատանքԷդվարդսը որոշ տեղեկություններ հրապարակեց նման ալյումինի ֆիզիկական և մեխանիկական հատկությունների մասին։ 1938 թ Թեյլորը, Ուիլերը, Սմիթը և Էդվարդսը հոդված են հրապարակել, որը տալիս է 99,996% մաքրության ալյումինի որոշ հատկություններ, որոնք նույնպես ստացվել են Ֆրանսիայում էլեկտրոլիզով: Ալյումինի հատկությունների մասին մենագրության առաջին հրատարակությունը լույս է տեսել 1967 թվականին։

Հետագա տարիներին, շնորհիվ պատրաստման հարաբերական հեշտության և գրավիչ հատկությունների, շատ աշխատանքներըալյումինի հատկությունների վրա. Մաքուր ալյումինը լայն կիրառություն է գտել հիմնականում էլեկտրոնիկայի մեջ՝ էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորներից մինչև էլեկտրոնային ճարտարագիտության գագաթնակետը՝ միկրոպրոցեսորները; կրիոէլեկտրոնիկայի, կրիոմագնետիկայի մեջ։

Մաքուր ալյումինի ստացման նոր մեթոդներն են՝ գոտիների մաքրման մեթոդը, բյուրեղացումը ամալգամներից (ալյումինի համաձուլվածքները սնդիկի հետ) և մեկուսացումը ալկալային լուծույթներից։ Ալյումինի մաքրության աստիճանը վերահսկվում է ցածր ջերմաստիճաններում էլեկտրական դիմադրության արժեքով:

Ալյումինի ընդհանուր բնութագրերը

Բնական ալյումինը բաղկացած է մեկ նուկլիդից 27Al: Արտաքին էլեկտրոնային շերտի կոնֆիգուրացիան 3s2p1 է: Գրեթե բոլոր միացություններում ալյումինի օքսիդացման աստիճանը +3 է (վալենտություն III)։ Ալյումինի չեզոք ատոմի շառավիղը 0,143 նմ է, Al3+ իոնի շառավիղը՝ 0,057 նմ։ Ալյումինի չեզոք ատոմի հաջորդական իոնացման էներգիաները համապատասխանաբար 5, 984, 18, 828, 28, 44 և 120 էՎ են։ Պաուլինգի սանդղակով ալյումինի էլեկտրաբացասականությունը 1,5 է։

Ալյումինը փափուկ է, բաց, արծաթափայլ, որի բյուրեղյա վանդակը երեսակենտրոն խորանարդ է, պարամետր a = 0,40403 նմ։ Մաքուր մետաղի հալման կետը՝ 660°C, եռմանը՝ մոտ 2450°C, խտությունը՝ 2, 6989 գ/սմ3։ Ալյումինի գծային ընդարձակման ջերմաստիճանի գործակիցը կազմում է մոտ 2,5·10-5 K-1:

Քիմիական ալյումինը բավականին ակտիվ մետաղ է: Օդում դրա մակերեսը ակնթարթորեն ծածկվում է Al2O3 օքսիդի խիտ թաղանթով, որը խոչընդոտում է թթվածնի (O) հետագա մուտքը մետաղին և հանգեցնում է ռեակցիայի դադարեցմանը, ինչը հանգեցնում է ալյումինի բարձր հակակոռոզիոն հատկությունների: Ալյումինի վրա պաշտպանիչ մակերեսային թաղանթ նույնպես ձևավորվում է, եթե այն տեղադրվի խտացված ազոտաթթվի մեջ:

Ալյումինը ակտիվորեն արձագանքում է այլ թթուների հետ.

6HCl + 2Al = 2AlCl3 + 3H2,

3Н2SO4 + 2Al = Al2(SO4)3 + 3H2:

Հետաքրքիր է, որ ալյումինի և յոդի (I) փոշիների միջև ռեակցիան սկսվում է սենյակային ջերմաստիճանում, եթե նախնական խառնուրդին մի քանի կաթիլ ջուր ավելացնեն, որն այս դեպքում կատալիզատորի դեր է խաղում.

2Al + 3I2 = 2AlI3:

Ալյումինի փոխազդեցությունը ծծմբի հետ (S) տաքացնելիս հանգեցնում է ալյումինի սուլֆիդի ձևավորմանը.

2Al + 3S = Al2S3,

որը հեշտությամբ քայքայվում է ջրով.

Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S:

Ալյումինը ուղղակիորեն չի փոխազդում ջրածնի (H) հետ, այնուամենայնիվ, անուղղակիորեն, օրինակ, ալյումինե օրգանական միացությունների օգտագործմամբ, հնարավոր է սինթեզել պինդ պոլիմերային ալյումինի հիդրիդ (AlH3)x՝ ամենաուժեղ վերականգնող նյութը:

Փոշու տեսքով ալյումինը կարող է այրվել օդում, և առաջանում է Al2O3 ալյումինի օքսիդի սպիտակ հրակայուն փոշի։

Al2O3-ում կապի բարձր ամրությունը որոշում է պարզ նյութերից դրա առաջացման բարձր ջերմությունը և ալյումինի կարողությունը՝ նվազեցնելու շատ մետաղներ դրանց օքսիդներից, օրինակ.

3Fe3O4 + 8Al = 4Al2O3 + 9Fe և նույնիսկ

3СаО + 2Al = Al2О3 + 3Са.

Մետաղներ ստանալու այս մեթոդը կոչվում է ալյումինոթերմիա։

Բնության մեջ լինելը

Երկրակեղևում տարածվածության առումով ալյումինը մետաղների մեջ առաջինն է և երրորդը՝ բոլոր տարրերի մեջ (թթվածնից (O) և սիլիցիումից (Si) հետո), այն կազմում է երկրակեղևի զանգվածի մոտ 8,8%-ը։ Ալյումինն ընդգրկված է մեծ քանակությամբ օգտակար հանածոների, հիմնականում ալյումինոսիլիկատների և ապարների մեջ։ Ալյումինի միացությունները պարունակում են գրանիտներ, բազալտներ, կավեր, դաշտային սպաթներ և այլն: Բայց ահա պարադոքսը. հանքանյութերիսկ ալյումին պարունակող ապարները՝ բոքսիտի հանքավայրերը՝ ալյումինի արդյունաբերական արտադրության հիմնական հումքը, բավականին հազվադեպ են։ IN Ռուսաստանի ԴաշնությունԲոքսիտի հանքավայրեր կան Սիբիրում և Ուրալում։ Արդյունաբերական նշանակություն ունեն նաև ալունիտները և նեֆելիները։ Որպես հետքի տարր՝ ալյումինը առկա է բույսերի և կենդանիների հյուսվածքներում։ Կան օրգանիզմներ՝ խտացուցիչներ, որոնք ալյումին են կուտակում իրենց օրգաններում՝ որոշ մամուռներ, փափկամարմիններ։

Արդյունաբերական արտադրություն. արդյունաբերական արտադրության ինդեքսով բոքսիտները նախ ենթարկվում են քիմիական վերամշակման՝ դրանցից հեռացնելով սիլիցիումի (Si), երկաթի (Fe) և այլ տարրերի օքսիդների կեղտերը։ Նման մշակման արդյունքում ստացվում է մաքուր ալյումինի օքսիդ Al2O3՝ էլեկտրոլիզի միջոցով մետաղի արտադրության մեջ գլխավորը։ Սակայն Al2O3-ի հալման կետը շատ բարձր լինելու պատճառով (ավելի քան 2000°C), հնարավոր չէ դրա հալոցքը օգտագործել էլեկտրոլիզի համար։

Գիտնականներն ու ինժեներները ելքը գտել են հետևյալում. Կրիոլիտ Na3AlF6-ը նախ հալեցնում են էլեկտրոլիզի լոգարանում (հալման ջերմաստիճանը 1000°C-ից մի փոքր ցածր): Կրիոլիտ կարելի է ձեռք բերել, օրինակ, Կոլա թերակղզուց նեֆելինների մշակմամբ։ Այնուհետև այս հալոցքին ավելացվում է մի քիչ Al2O3 (զանգվածային մինչև 10%) և որոշ այլ նյութեր՝ բարելավելով հետագա պայմանները։ գործընթաց. Այս հալոցի էլեկտրոլիզի ընթացքում ալյումինի օքսիդը քայքայվում է, կրիոլիտը մնում է հալման մեջ, իսկ կաթոդի վրա ձևավորվում է հալված ալյումին.

2Al2O3 = 4Al + 3O2:

Ալյումինե համաձուլվածքներ

Մետաղական տարրերի մեծ մասը համաձուլված է ալյումինով, սակայն դրանցից միայն մի քանիսն են արդյունաբերական ալյումինի համաձուլվածքների հիմնական համաձուլվածքային բաղադրիչների դերը: Այնուամենայնիվ, զգալի թվով տարրեր օգտագործվում են որպես հավելումներ՝ համաձուլվածքների հատկությունները բարելավելու համար։ Առավել լայնորեն օգտագործվող.

Բերիլիումը ավելացվում է բարձր ջերմաստիճանում օքսիդացումը նվազեցնելու համար: Բերիլիումի փոքր հավելումները (0,01 - 0,05%) օգտագործվում են ալյումինե ձուլման համաձուլվածքներում՝ ներքին այրման շարժիչի մասերի (մխոցներ և բալոնների գլուխներ) արտադրության մեջ հեղուկությունը բարելավելու համար:

Բորը ներմուծվում է էլեկտրական հաղորդունակությունը բարձրացնելու և որպես զտող հավելում: Բորը ներմուծվում է միջուկային էներգետիկայում օգտագործվող ալյումինի համաձուլվածքների մեջ (բացառությամբ ռեակտորի մասերի), քանի որ. այն կլանում է նեյտրոնները՝ կանխելով ճառագայթման տարածումը։ Բորը ներմուծվում է միջինը 0,095 - 0,1% չափով։

Բիսմութ. Ցածր հալման կետով մետաղներ, ինչպիսիք են բիսմութը, կադմիումը, ավելացվում են ալյումինի համաձուլվածքներին, որպեսզի բարելավեն մշակելիությունը: Այս տարրերը ձևավորում են փափուկ հալվող փուլեր, որոնք նպաստում են չիպերի կոտրմանը և կտրիչի յուղմանը:

Գալիում ավելացվում է 0,01 - 0,1% չափով համաձուլվածքներին, որոնցից հետագայում պատրաստվում են սպառվող անոդները:

Երկաթ. Փոքր քանակությամբ (>0,04%) ներմուծվում է լարերի արտադրության ժամանակ՝ ամրությունը բարձրացնելու և սողացող բնութագրերը բարելավելու համար։ Նույն կերպ երկաթնվազեցնում է կաղապարների պատերին կպչելը կաղապարի մեջ ձուլման ժամանակ:

Ինդիում. 0,05 - 0,2% հավելումը ամրացնում է ալյումինի համաձուլվածքները ծերացման ժամանակ, հատկապես փոքր կծու պարունակության դեպքում: Ինդիումի հավելումները օգտագործվում են ալյումին-կադմիում կրող համաձուլվածքներում։

Մոտավորապես 0,3% կադմիում է ներմուծվում համաձուլվածքների ամրությունը բարձրացնելու և կոռոզիոն հատկությունները բարելավելու համար:

Կալցիումը տալիս է պլաստիկություն։ 5% կալցիումի պարունակությամբ համաձուլվածքն ունի գերպլաստիկության ազդեցություն։

Սիլիցիումը ձուլման համաձուլվածքներում ամենաշատ օգտագործվող հավելումն է: 0,5 - 4% չափով նվազեցնում է ճաքելու միտումը։ Սիլիցիումի և մագնեզիումի համադրությունը հնարավորություն է տալիս ջերմային կնքել համաձուլվածքը։

Մագնեզիում. Մագնեզիումի ավելացումը զգալիորեն մեծացնում է ամրությունը՝ չնվազեցնելով ճկունությունը, բարելավում է եռակցման ունակությունը և մեծացնում համաձուլվածքի կոռոզիոն դիմադրությունը:

Պղինձամրացնում է համաձուլվածքները, առավելագույն կարծրացում է ձեռք բերվում, երբ պարունակությունը գավաթ 4-6%: Գավաթով համաձուլվածքները օգտագործվում են ներքին այրման շարժիչների մխոցների, օդանավերի բարձրորակ ձուլածո մասերի արտադրության մեջ։

Անագբարելավում է կտրման կատարումը.

Տիտանի. Տիտանի հիմնական խնդիրը համաձուլվածքներում հացահատիկի մաքրումն է ձուլման և ձուլակտորների մեջ, ինչը մեծապես մեծացնում է հատկությունների ուժն ու միատեսակությունը ամբողջ ծավալով:

Չնայած ալյումինը համարվում է ամենաքիչ ազնիվ արդյունաբերական մետաղներից մեկը, այն բավականին կայուն է բազմաթիվ օքսիդացող միջավայրերում: Այս վարքագծի պատճառը ալյումինի մակերևույթի վրա շարունակական օքսիդ թաղանթի առկայությունն է, որն անմիջապես նորից ձևավորվում է մաքրված տարածքներում, երբ ենթարկվում է թթվածնի, ջրի և այլ օքսիդացնող նյութերի:

Շատ դեպքերում հալումն իրականացվում է օդում։ Եթե ​​օդի հետ փոխազդեցությունը սահմանափակվում է մակերեսի վրա հալոցքում չլուծվող միացությունների ձևավորմամբ, և այդ միացությունների արդյունքում ստացված թաղանթը զգալիորեն դանդաղեցնում է հետագա փոխազդեցությունը, ապա սովորաբար միջոցներ չեն ձեռնարկվում նման փոխազդեցությունը ճնշելու համար: Հալումն այս դեպքում իրականացվում է հալվածքի մթնոլորտի հետ անմիջական շփման միջոցով։ Սա արվում է ալյումինի, ցինկի, անագ-կապարի համաձուլվածքների մեծ մասի պատրաստման ժամանակ:

Տարածությունը, որտեղ տեղի է ունենում համաձուլվածքների հալեցումը, սահմանափակված է հրակայուն երեսպատմամբ, որը կարող է դիմակայել 1500 - 1800 ˚С ջերմաստիճաններին: Բոլոր հալման գործընթացներում ներգրավված է գազային փուլը, որը ձևավորվում է վառելիքի այրման ժամանակ, փոխազդելով շրջակա միջավայրի և հալման ագրեգատի երեսպատման հետ և այլն:

Ալյումինի համաձուլվածքների մեծ մասն ունի բարձր կոռոզիոն դիմադրություն բնական մթնոլորտում, ծովի ջրում, բազմաթիվ աղերի և քիմիական նյութերի լուծույթներում և սննդամթերքի մեծ մասում: Ալյումինե խառնուրդի կառուցվածքները հաճախ օգտագործվում են ծովի ջրերում: 1930 թվականից ալյումինե համաձուլվածքներից կառուցվել են ծովային բոյներ, փրկարար նավակներ, նավեր, նավակներ: Ներկայումս ալյումինե համաձուլվածքի նավերի կեղևի երկարությունը հասնում է 61 մ-ի: Կա ալյումինե ստորգետնյա խողովակաշարերի փորձ, ալյումինի համաձուլվածքները բարձր դիմացկուն են հողի կոռոզիայից: 1951 թվականին Ալյասկայում կառուցվել է 2,9 կմ երկարությամբ խողովակաշար։ 30 տարվա շահագործումից հետո ոչ մի արտահոսք կամ կոռոզիայի հետևանքով լուրջ վնաս չի հայտնաբերվել:

Ալյումինը լայնորեն օգտագործվում է շինարարության մեջ երեսպատման վահանակների, դռների, պատուհանների շրջանակներ, էլեկտրական մալուխներ։ Ալյումինի համաձուլվածքները երկար ժամանակ ենթարկվում են ուժեղ կոռոզիայի՝ բետոնի հետ շփվելիս, շաղախ, սվաղ, հատկապես եթե կառույցները հաճախակի չեն թրջվում։ Երբ հաճախ թրջվում է, եթե ալյումինի մակերեսը առևտրի առարկաներհետագա մշակման չի ենթարկվել, օդում օքսիդացնող նյութերի բարձր պարունակությամբ արդյունաբերական քաղաքներում այն ​​կարող է մթնել, մինչև սևանալ: Դրանից խուսափելու համար արտադրվում են հատուկ համաձուլվածքներ՝ փայլուն անոդացման միջոցով փայլուն մակերեսներ ստանալու համար՝ մետաղի մակերեսին օքսիդ թաղանթ կիրառելով: Այս դեպքում մակերեսին կարելի է տալ տարբեր գույներ և երանգներ: Օրինակ՝ սիլիցիումով ալյումինի համաձուլվածքները թույլ են տալիս ստանալ մի շարք երանգներ՝ մոխրագույնից մինչև սև: Ալյումինի համաձուլվածքները քրոմով ունեն ոսկեգույն գույն։

Արդյունաբերական ալյումինը արտադրվում է երկու տեսակի համաձուլվածքների տեսքով՝ ձուլում, որի մասերը պատրաստվում են ձուլման միջոցով, և դեֆորմացիա՝ համաձուլվածքներ, որոնք արտադրվում են դեֆորմացվող կիսաֆաբրիկատների տեսքով՝ թերթեր, փայլաթիթեղներ, թիթեղներ, պրոֆիլներ, մետաղալարեր։ Ալյումինի համաձուլվածքներից ձուլվածքները ստացվում են ձուլման բոլոր հնարավոր մեթոդներով: Այն առավել տարածված է ճնշման տակ, սառը կաղապարներում և ավազակավային կաղապարներում: Փոքր քաղաքական կուսակցությունների արտադրության մեջ այն օգտագործվում է ձուլմանգիպսի համակցված ձևերով և ձուլմաններդրումային մոդելների համար։ Ձուլածո համաձուլվածքները օգտագործվում են էլեկտրական շարժիչների ձուլածո ռոտորների, օդանավերի ձուլածո մասերի և այլնի համար: Դարբնոցային համաձուլվածքներն օգտագործվում են ավտոմեքենաների արտադրության մեջ ներքին հարդարում, բամպերներ, թափքի վահանակներ և ներքին մասեր; շինարարության մեջ որպես հարդարման նյութ; ինքնաթիռներում և այլն:

IN Արդյունաբերությունօգտագործվում են նաև ալյումինե փոշիներ։ Օգտագործվում է մետաղագործության մեջ Արդյունաբերությունալյումինոթերմիայում, որպես լեգիրող հավելումներ, կիսաֆաբրիկատների արտադրության համար՝ սեղմելով և սինտրելով։ Այս մեթոդով արտադրվում են շատ դիմացկուն մասեր (փոխանցումներ, թփեր և այլն): Փոշիները օգտագործվում են նաև քիմիայում՝ ալյումինի միացություններ ստանալու համար և ինչպես կատալիզատոր(օրինակ, էթիլենի և ացետոնի արտադրության մեջ): Հաշվի առնելով ալյումինի բարձր ռեակտիվությունը, հատկապես փոշու տեսքով, այն օգտագործվում է պայթուցիկ նյութերի և հրթիռների համար պինդ շարժիչներում՝ օգտագործելով արագ բռնկվելու իր կարողությունը:

Հաշվի առնելով ալյումինի օքսիդացման բարձր դիմադրությունը, փոշին օգտագործվում է որպես գունանյութ ներկերի սարքավորումների, տանիքների, տպագրության մեջ թղթի, մեքենայի պանելների փայլուն մակերեսների համար: Նաև ալյումինի շերտը պատված է պողպատով և չուգունով առևտրի առարկականխելու դրանց կոռոզիան:

Կիրառման առումով ալյումինը և նրա համաձուլվածքները զիջում են միայն երկաթին (Fe) և դրա համաձուլվածքներին։ Ալյումինի համատարած օգտագործումը տեխնոլոգիայի և առօրյա կյանքի տարբեր ոլորտներում կապված է նրա ֆիզիկական, մեխանիկական և քիմիական հատկությունների համակցության հետ՝ ցածր խտություն, մթնոլորտային օդում կոռոզիոն դիմադրություն, բարձր ջերմային և էլեկտրական հաղորդունակություն, ճկունություն և համեմատաբար բարձր ամրություն: Ալյումինը հեշտությամբ մշակվում է տարբեր ձևերով՝ դարբնոց, դրոշմում, գլանվածք և այլն։ Մաքուր ալյումինից օգտագործվում են մետաղալարեր պատրաստելու համար (ալյումինի էլեկտրական հաղորդունակությունը կազմում է 65,5%-ը, իսկ ալյումինը երեք անգամ ավելի թեթև է, քան կափարիչը։ այնպես որ ալյումինը հաճախ փոխարինվում է էլեկտրատեխնիկայում) և փայլաթիթեղն օգտագործվում է որպես փաթեթավորման նյութ։ Ձուլված ալյումինի հիմնական մասը ծախսվում է տարբեր համաձուլվածքներ ստանալու վրա։ Պաշտպանիչ և դեկորատիվ ծածկույթները հեշտությամբ կիրառվում են ալյումինե համաձուլվածքների մակերեսին:

Ալյումինի համաձուլվածքների հատկությունների բազմազանությունը պայմանավորված է ալյումինի մեջ տարբեր հավելումների ներմուծմամբ, որոնք նրա հետ կազմում են պինդ լուծույթներ կամ միջմետաղական միացություններ։ Ալյումինի հիմնական մասը օգտագործվում է թեթև համաձուլվածքներ արտադրելու համար՝ դուրալումին (94% ալյումին, 4% պղինձ (Cu), 0,5% մագնեզիում (Mg), մանգան (Mn), (Fe) և սիլիցիում (Si)), սիլյում (85-): 90% - ալյումին, 10-14% սիլիցիում (Si), 0,1% նատրիում (Na)) և այլն: Մետաղագործության մեջ ալյումինը օգտագործվում է ոչ միայն որպես համաձուլվածքների հիմք, այլ նաև որպես համաձուլվածքներում լայնորեն կիրառվող համաձուլվածքային հավելումներից մեկը: հիմնված է գավաթի (Cu), մագնեզիումի (Mg), երկաթի (Fe), >նիկելի (Ni) վրա և այլն:

Ալյումինի համաձուլվածքները լայնորեն օգտագործվում են առօրյա կյանքում, շինարարության և ճարտարապետության մեջ, ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ, նավաշինության, ավիացիայի և տիեզերական տեխնոլոգիաների մեջ: Մասնավորապես, առաջին արհեստական ​​արբանյակԵրկիր. Ալյումինի և ցիրկոնիումի (Zr) համաձուլվածքը լայնորեն օգտագործվում է միջուկային ռեակտորի շինարարության մեջ։ Ալյումինն օգտագործվում է պայթուցիկ նյութերի արտադրության մեջ։

Առօրյա կյանքում ալյումինի հետ աշխատելիս պետք է նկատի ունենալ, որ միայն չեզոք (թթվայնությամբ) հեղուկները (օրինակ՝ եռացող ջուրը) կարելի է տաքացնել և պահել ալյումինե սպասքի մեջ։ Եթե, օրինակ, թթու կաղամբով ապուրը եփում են ալյումինե սպասքի մեջ, ապա ալյումինը անցնում է սննդի մեջ, և այն ստանում է տհաճ «մետաղական» համ։ Քանի որ օքսիդ ֆիլմը շատ հեշտ է վնասել առօրյա կյանքում, օգտագործումը ալյումինե սպասքդեռ անցանկալի.

Արծաթագույն-սպիտակ մետաղ, թեթև

խտությունը՝ 2,7 գ/սմ

Տեխնիկական ալյումինի հալման կետը՝ 658 °C, բարձր մաքրության ալյումինի համար՝ 660 °C

միաձուլման հատուկ ջերմություն — 390 կՋ/կգ

եռման կետ - 2500 ° C

գոլորշիացման հատուկ ջերմություն - 10,53 ՄՋ / կգ

ձուլածո ալյումինի առաձգական ուժը - 10-12 կգ / մմ², դեֆորմացվող - 18-25 կգ / մմ², համաձուլվածքները - 38-42 կգ / մմ²

Բրինելի կարծրություն — 24…32 կգ/մմ²

բարձր պլաստիկություն՝ տեխնիկական համար՝ 35%, մաքուրի համար՝ 50%, գլորված բարակ թերթիկի և նույնիսկ փայլաթիթեղի մեջ

Յանգի մոդուլը՝ 70 ԳՊա

Ալյումինն ունի բարձր էլեկտրական հաղորդունակություն (0,0265 μՕմ մ) և ջերմային հաղորդունակություն (203,5 Վտ / (մ Կ)), կուպրի էլեկտրական հաղորդունակության 65%-ը և ունի լույսի բարձր անդրադարձում։

Թույլ պարամագնիս.

Գծային ընդարձակման ջերմաստիճանի գործակիցը 24,58 10−6 K−1 (20…200 °C):

Էլեկտրական դիմադրության ջերմաստիճանի գործակիցը 2,7·10−8K−1 է։

Ալյումինը համաձուլվածքներ է առաջացնում գրեթե բոլոր մետաղների հետ։ Առավել հայտնի են կծու և մագնեզիումի (duralumin) և սիլիցիումի (silumin) հետ համաձուլվածքները:

Բնական ալյումինը գրեթե ամբողջությամբ բաղկացած է մեկից կայուն իզոտոպ 27Al՝ 26Al-ի հետքերով, ռադիոակտիվ իզոտոպով ժամանակաշրջանկիսամյակը 720 հազար տարի է, որը ձևավորվել է մթնոլորտում տիեզերական ճառագայթների պրոտոնների կողմից արգոնի միջուկների ռմբակոծման ժամանակ:

Երկրակեղևում տարածվածության առումով Երկիրը մետաղների մեջ զբաղեցնում է 1-ին տեղը, իսկ տարրերի մեջ՝ 3-րդը՝ զիջելով միայն թթվածնին և սիլիցիումին։ ալյումինի պարունակությունը երկրի ընդերքում տվյալներըտարբեր հետազոտողներ կազմում են երկրակեղևի զանգվածի 7,45-ից մինչև 8,14%-ը:

Բնության մեջ ալյումինը իր բարձր քիմիական ակտիվության շնորհիվ հանդիպում է գրեթե բացառապես միացությունների տեսքով։ Նրանցից մի քանիսը.

Բոքսիտներ - Al2O3 H2O (SiO2, Fe2O3, CaCO3 խառնուրդներով)

Ալունիտներ - (Na,K)2SO4 Al2(SO4)3 4Al(OH)3

Ալյումինա (կաոլինների խառնուրդներ ավազի հետ SiO2, կրաքար CaCO3, մագնեզիտ MgCO3)

Կորունդ (շափյուղա, սուտակ, զմրուխտ) - Al2O3

Կաոլինիտ - Al2O3 2SiO2 2H2O

Բերիլ (զմրուխտ, ակվամարին) - 3BeO Al2O3 6SiO2

Քրիզոբերիլ (ալեքսանդրիտ) - BeAl2O4:

Այնուամենայնիվ, որոշակի հատուկ նվազեցման պայմաններում հնարավոր է բնական ալյումինի ձևավորում:

Բնական ջրերում ալյումինը հանդիպում է ցածր թունավոր քիմիական միացությունների տեսքով, օրինակ՝ ալյումինի ֆտորիդ։ Կատիոնի կամ անիոնի տեսակը կախված է առաջին հերթին ջրային միջավայրի թթվայնությունից։ Ալյումինի կոնցենտրացիաները մակերևութային ջրային մարմիններում Ռուսաստանի Դաշնությունտատանվում է 0,001-ից 10 մգ/լ, ծովի ջրում՝ 0,01 մգ/լ:

Ալյումին (Ալյումին) է

Ձուլվածքների ստացում ալյումինե համաձուլվածքներից

Ձուլարանի առջեւ ծառացած հիմնական մարտահրավերը մեր երկիր, բաղկացած է ձուլվածքների որակի զգալի ընդհանուր բարելավումից, որը պետք է արտահայտվի պատի հաստության նվազմամբ, հաստոցների նվազմամբ և դարպասների համակարգերի նվազմամբ՝ միաժամանակ պահպանելով առևտրային ապրանքների պատշաճ գործառնական հատկությունները: Այս աշխատանքի վերջնական արդյունքը պետք է լինի բավարարել մեքենաշինության աճող կարիքները ձուլածո սալիկների անհրաժեշտ քանակով` առանց քաշի ձուլվածքների ընդհանուր դրամական արտանետումների էական աճի:

Ավազի ձուլում

Միանգամյա օգտագործման կաղապարների մեջ ձուլման վերը նշված մեթոդներից առավել լայնորեն օգտագործվում է ալյումինե համաձուլվածքներից ձուլվածքների արտադրության մեջ ձուլումը թաց ավազի կաղապարների մեջ: Դա պայմանավորված է համաձուլվածքների ցածր խտությամբ, կաղապարի վրա մետաղի փոքր ուժի ազդեցությամբ և ձուլման ցածր ջերմաստիճաններով (680-800C):

Ավազի կաղապարների արտադրության համար օգտագործվում են կաղապարման և միջուկային խառնուրդներ, որոնք պատրաստված են քվարցից և կավե ավազներից (ԳՕՍՏ 2138-74), կաղապարային կավերից (ԳՕՍՏ 3226-76), կապող նյութերից և օժանդակ նյութերից:

Դարպասի համակարգի տեսակը ընտրվում է հաշվի առնելով ձուլման չափերը, դրա կազմաձևման բարդությունը և կաղապարում գտնվելու վայրը: Փոքր բարձրության բարդ կոնֆիգուրացիայի ձուլման համար կաղապարների լցնումն իրականացվում է, որպես կանոն, ստորին դարպասային համակարգերի օգնությամբ: ժամը բարձր բարձրությունձուլվածքներ և բարակ պատեր, նախընտրելի է օգտագործել ուղղահայաց ճեղքերով կամ համակցված դարպասային համակարգեր: Փոքր չափերի ձուլման համար նախատեսված կաղապարները կարող են լցվել վերին դարպասների համակարգերով: Այս դեպքում կաղապարի խոռոչի մեջ ընկնող մետաղական կեղեւի բարձրությունը չպետք է գերազանցի 80 մմ:

Կաղապարի խոռոչի մուտքի մոտ հալման արագությունը նվազեցնելու և դրա մեջ կասեցված օքսիդ թաղանթները և խարամի ներդիրները ավելի լավ առանձնացնելու համար դարպասների համակարգերում ներմուծվում են լրացուցիչ հիդրավլիկ դիմադրություններ. տեղադրվում են ցանցեր (մետաղ կամ ապակեպլաստե) կամ թափվում հատիկավոր միջով զտիչներ.

Սփրերը (սնուցիչները), որպես կանոն, բերվում են պարագծի շուրջ ցրված ձուլվածքների բարակ հատվածներին (պատերին)՝ հաշվի առնելով մշակման ընթացքում դրանց հետագա տարանջատման հարմարավետությունը։ Զանգվածային ագրեգատներին մետաղի մատակարարումն անընդունելի է, քանի որ դա առաջացնում է դրանցում կծկվող խոռոչների ձևավորում, կոպտության ավելացում և ձուլման մակերևույթի կծկման «խափանումներ»: Խաչաձև հատվածում ցողունային ալիքներն առավել հաճախ ունենում են ուղղանկյուն ձև՝ 15-20 մմ լայն կողմով, իսկ նեղ կողմը՝ 5-7 մմ:

Բյուրեղացման նեղ ինտերվալով համաձուլվածքները (AL2, AL4, AL), AL34, AK9, AL25, ALZO) հակված են ձուլման ջերմային ագրեգատներում կենտրոնացված նեղացող խոռոչների ձևավորմանը: Այս կեղևները ձուլվածքներից դուրս բերելու համար լայնորեն օգտագործվում է զանգվածային շահույթի տեղադրումը: Բարակ պատերով (4-5 մմ) և փոքր ձուլվածքների դեպքում շահույթի զանգվածը 2-3 անգամ գերազանցում է ձուլման զանգվածին, հաստ պատերով՝ մինչև 1,5 անգամ։ Բարձրություն ժամանելընտրված կախված ձուլման բարձրությունից: Երբ բարձրությունը 150 մմ-ից պակաս է, բարձրությունը ժամանել H-adj. վերցնել հավասար բարձրության ձուլման Notl. Ավելի բարձր ձուլման համար Nprib / Notl հարաբերակցությունը վերցված է հավասար 0,3 0,5:

Ալյումինի համաձուլվածքների ձուլման մեջ ամենամեծ կիրառումը վերին մասն է բաց շահույթկլոր կամ օվալային հատված; կողային շահույթը շատ դեպքերում կատարվում է փակ վիճակում: Աշխատանքի արդյունավետությունը բարելավելու համար շահույթներդրանք մեկուսացված են, լցված տաք մետաղով, լիցքավորված։ Ջերմացումը սովորաբար իրականացվում է ասբեստի թերթիկի ձևի մակերեսին կպչուն պիտակի միջոցով, որին հաջորդում է գազի բոցով չորացումը: Բյուրեղացման լայն տիրույթ ունեցող համաձուլվածքները (AL1, AL7, AL8, AL19, ALZZ) հակված են ցրված նեղացող ծակոտկենության ձևավորմանը: Կծկվող ծակոտիների ներծծում շահույթներանարդյունավետ. Հետևաբար, թվարկված համաձուլվածքներից ձուլվածքների արտադրության մեջ խորհուրդ չի տրվում օգտագործել զանգվածային շահույթի տեղադրումը: Բարձրորակ ձուլվածքներ ստանալու համար իրականացվում է ուղղորդված ամրացում՝ լայնորեն օգտագործելով չուգունից և ալյումինի համաձուլվածքներից պատրաստված սառնարանների տեղադրումը այդ նպատակով։ Ուղղորդված բյուրեղացման համար օպտիմալ պայմանները ստեղծվում են ուղղահայաց անցք դարպասի համակարգի միջոցով: Բյուրեղացման ժամանակ գազի էվոլյուցիան կանխելու և հաստ պատերով ձուլվածքներում գազային ծակոտկենության ձևավորումը կանխելու համար լայնորեն կիրառվում է բյուրեղացումը 0,4–0,5 ՄՊա ճնշման տակ։ Դրա համար ձուլման կաղապարները լցնելուց առաջ տեղադրում են ավտոկլավներում, դրանք լցնում մետաղով և օդի ճնշման տակ ձուլվածքները բյուրեղացնում են։ Խոշոր չափերի (մինչև 2-3 մ բարձրությամբ) բարակ պատերով ձուլվածքների արտադրության համար օգտագործվում է ձուլման մեթոդ՝ հաջորդաբար ուղղորդված պնդացմամբ։ Մեթոդի էությունը ձուլման հաջորդական բյուրեղացումն է ներքևից վեր։ Դրա համար ձուլման կաղապարը դրվում է հիդրավլիկ վերելակի սեղանի վրա և 12–20 մմ տրամագծով մետաղական խողովակներ, որոնք տաքացվում են մինչև 500–700°C, իջեցնում են դրա ներսում՝ կատարելով բարձրացնողների ֆունկցիա։ Խողովակները ֆիքսված են դարպասի գավաթում, և դրանց անցքերը փակվում են խցաններով: Դարպասի գավաթը հալոցքով լցվելուց հետո խցանները բարձրացվում են, և համաձուլվածքը խողովակների միջով հոսում է կաղապարի խոռոչին միացված փոսիկներով (սնուցիչներ) միջոցով: Այն բանից հետո, երբ հորատանցքերում հալոցքի մակարդակը բարձրանում է խողովակների ստորին ծայրից 20-30 մմ-ով, միացված է հիդրավլիկ սեղանի իջեցման մեխանիզմը: Իջեցման արագությունը վերցվում է այնպես, որ կաղապարի լցումը կատարվում է ողողված մակարդակի տակ, և տաք մետաղը անընդհատ հոսում է կաղապարի վերին մասերը։ Սա ապահովում է ուղղորդված ամրացում և հնարավորություն է տալիս ստանալ բարդ ձուլվածքներ առանց նեղացման թերությունների:

Ավազի կաղապարները մետաղով լցնելը կատարվում է հրակայուն նյութով պատված շերեփներից։ Նախքան մետաղով լցնելը, թարմ շարված շերեփները չորանում և կալցինացվում են 780–800°C ջերմաստիճանում՝ խոնավությունից հեռացնելու համար: Լցնելուց առաջ հալոցի ջերմաստիճանը պահպանվում է 720-780 °C մակարդակում։ Բարակ պատերով ձուլման կաղապարները լցվում են մինչև 730-750°C տաքացվող հալոցներով, իսկ հաստ պատերով մինչև 700-720°C:

Ձուլում գիպսե կաղապարների մեջ

Գիպսե կաղապարներում ձուլումը օգտագործվում է այն դեպքերում, երբ ձուլվածքների վրա ավելացված պահանջներ են դրվում ճշգրտության, մակերեսի մաքրության և ռելիեֆի ամենափոքր մանրամասների վերարտադրման առումով: Ավազի կաղապարների համեմատ գիպսային կաղապարներն ունեն ավելի բարձր ամրություն, ծավալային ճշգրտություն, ավելի լավ դիմադրություն բարձր ջերմաստիճաններին և հնարավորություն են տալիս 5-6-րդ ճշգրտության դասի համաձայն ստանալ բարդ կազմաձևման ձուլվածքներ 1,5 մմ պատի հաստությամբ: Ձևաթղթերը պատրաստվում են մոմի կամ մետաղի (արույր,) քրոմապատ մոդելներով։ Մոդելային թիթեղները պատրաստված են ալյումինե համաձուլվածքներից: Կաղապարներից մոդելների հեռացումը հեշտացնելու համար դրանց մակերեսը ծածկված է բարակ շերտկերոսին-ստեարին քսանյութ:

Բարդ բարակ պատերով ձուլվածքների փոքր և միջին կաղապարները պատրաստվում են 80% գիպսից, 20% քվարցից բաղկացած խառնուրդից։ ավազկամ ասբեստ և 60-70% ջուր (չոր խառնուրդի քաշով): Խառնուրդի բաղադրությունը միջին և մեծ ձևերի համար՝ 30% գիպս, 60% ավազ, 10% ասբեստ, 40-50% ջուր։ Կարգավորումը դանդաղեցնելու համար խառնուրդին ավելացվում է 1-2% խարխլված կրաքար: Ձևերի անհրաժեշտ ամրությունը ձեռք է բերվում անջուր կամ կիսաջրային գիպսի խոնավացմամբ։ Հզորությունը նվազեցնելու և գազի թափանցելիությունը բարձրացնելու համար հում գիպսի կաղապարները ենթարկվում են հիդրոթերմային մշակման. դրանք 6-10 ժամ պահվում են ավտոկլավում 0,13-0,14 ՄՊա ջրի գոլորշու ճնշման տակ, այնուհետև մեկ օր օդում: Դրանից հետո ձևերը ենթարկվում են փուլային չորացման 350-500 °C ջերմաստիճանում։

Գիպսե կաղապարների առանձնահատկությունը նրանց ցածր ջերմային հաղորդակցությունն է: Այս հանգամանքը դժվարացնում է բյուրեղացման լայն տիրույթով ալյումինե համաձուլվածքներից խիտ ձուլվածքներ ստանալը։ Հետևաբար, գիպսային կաղապարների համար սնուցող շահութաբեր համակարգի մշակման հիմնական խնդիրն է կանխել կծկվող խոռոչների, թուլության, օքսիդային թաղանթների, տաք ճաքերի և բարակ պատերի թերլրացման առաջացումը: Դա ձեռք է բերվում ընդլայնվող դարպասային համակարգերի օգտագործմամբ, որոնք ապահովում են հալոցքի շարժման ցածր արագություն կաղապարի խոռոչում, սառնարանների օգնությամբ ջերմային ագրեգատների ուղղորդված ամրացում դեպի վերելակներ և կաղապարների համապատասխանության բարձրացում՝ պարունակությունը մեծացնելով: խառնուրդի մեջ քվարց ավազ: Բարակ պատերով ձուլվածքները լցվում են վակուումային ներծծման եղանակով մինչև 100–200°C տաքացված կաղապարների մեջ, ինչը հնարավորություն է տալիս մինչև 0,2 մմ հաստությամբ խոռոչներ լցնել։ Հաստ պատերով (ավելի քան 10 մմ) ձուլվածքները ստացվում են կաղապարները ավտոկլավներում լցնելով։ Մետաղի բյուրեղացումն այս դեպքում իրականացվում է 0,4–0,5 ՄՊա ճնշման տակ։

Կեղևի ձուլում

Կեղևի կաղապարների մեջ ձուլումը նպատակահարմար է օգտագործել սահմանափակ չափսերի ձուլվածքների սերիական և լայնածավալ արտադրության մեջ՝ մակերևույթի բարձր ավարտով, չափերի ավելի մեծ ճշգրտությամբ և ավելի քիչ մշակմամբ, քան ավազի կաղապարների մեջ ձուլման ժամանակ:

Կեղևի կաղապարները պատրաստվում են տաք (250–300 °C) մետաղական (պողպատե) գործիքներով բունկերային եղանակով: Մոդելային սարքավորումները կատարվում են ըստ 4-5-րդ ճշգրտության դասերի՝ ձուլման թեքություններով 0,5-ից 1,5%: Կեղևները պատրաստվում են երկշերտ. առաջին շերտը 6-10% ջերմակայուն խեժով խառնուրդից է, երկրորդը՝ 2% խեժով խառնուրդից։ Կեղևի ավելի լավ հեռացման համար մոդելի սալը ծածկված է բաժանարար էմուլսիայի բարակ շերտով (5% սիլիկոնային հեղուկ թիվ 5; 3%): լվացքի օճառ; 92% ջուր):

Կեղևի կաղապարների արտադրության համար օգտագործվում են մանրահատիկ քվարցային ավազներ, որոնք պարունակում են առնվազն 96% սիլիցիում։ Կիսաձուլվածքները միացվում են հատուկ քորոցների վրա սոսնձման միջոցով։ Սոսինձի բաղադրությունը՝ 40% MF17 խեժ; 60% մարշալիտ և 1,5% ալյումինի քլորիդ (կարծրացում): Հավաքված ձևաթղթերի լրացումն իրականացվում է տարաներով։ Կեղևի կաղապարների մեջ ձուլման ժամանակ օգտագործվում են նույն դարպասային համակարգերը և ջերմաստիճանի պայմանները, ինչ ավազի կաղապարների մեջ ձուլման ժամանակ:

Մետաղների բյուրեղացման ցածր արագությունը կեղևի կաղապարներում և ուղղորդված բյուրեղացում ստեղծելու ավելի ցածր հնարավորությունները հանգեցնում են ավելի ցածր հատկություններով ձուլվածքների արտադրությանը, քան հում ավազի կաղապարներում ձուլման ժամանակ:

Ներդրումային ձուլում

Ներդրումային ձուլումն օգտագործվում է բարձր ճշգրտության (3-5-րդ դաս) և մակերեսային հարդարման (4-6-րդ կոպտության դաս) ձուլվածքների արտադրության համար, որոնց համար այս մեթոդը միակ հնարավոր կամ օպտիմալն է:

Մոդելները շատ դեպքերում պատրաստվում են մածուցիկ պարաֆին ստեարինի (1: 1) կոմպոզիցիաներից՝ սեղմելով մետաղական կաղապարների մեջ (ձուլված և հավաքովի) ստացիոնար կամ կարուսելային կայանքների վրա: 200 մմ-ից ավելի չափսերով բարդ ձուլվածքների արտադրության ժամանակ մոդելների դեֆորմացումից խուսափելու համար մոդելային զանգվածի բաղադրության մեջ ներմուծվում են նյութեր, որոնք բարձրացնում են դրանց փափկման (հալման) ջերմաստիճանը:

Որպես հրակայուն ծածկույթ կերամիկական կաղապարների արտադրության մեջ օգտագործվում է հիդրոլիզացված էթիլսիլիկատի (30–40%) և փոշու քվարցի (70–60%) կասեցում։ Մոդելային բլոկների ցողումն իրականացվում է կալցինացված ավազով 1KO16A կամ 1K025A: Յուրաքանչյուր ծածկույթի շերտը չորանում է օդում 10-12 ժամ կամ ամոնիակի գոլորշի պարունակող մթնոլորտում։ Կերամիկական կաղապարի անհրաժեշտ ամրությունը ձեռք է բերվում 4–6 մմ կեղևի հաստությամբ (հրակայուն ծածկույթի 4–6 շերտ): Կաղապարի սահուն լցոնումն ապահովելու համար օգտագործվում են ընդլայնվող դարպասային համակարգեր՝ հաստ հատվածներին և զանգվածային հանգույցներին մետաղական մատակարարմամբ: Ձուլվածքները սովորաբար սնվում են զանգվածային բարձրացնողից՝ թանձրացած սրվակների (սնուցիչների) միջոցով: Բարդ ձուլման համար թույլատրվում է օգտագործել զանգվածային շահույթ վերին զանգվածային ստորաբաժանումները սնուցելու համար՝ դրանք վերելքից պարտադիր լիցքավորմամբ։

Ալյումին (Ալյումին) է

Մոդելները կաղապարներից հալեցնում են տաք (85–90°C) ջրում, որը թթված է աղաթթվով (0,5–1 սմ3 մեկ լիտր ջրի համար)՝ կանխելու ստերինի սապոնացումը։ Մոդելները հալելուց հետո կերամիկական կաղապարները չորացնում են 150–170°C ջերմաստիճանում 1–2 ժամ, տեղադրում տարաների մեջ, լցնում չոր լցոնիչով և կալցինացնում 600–700°C ջերմաստիճանում 5–8 ժամ։ Լրացումն իրականացվում է սառը և տաքացվող կաղապարներում։ Կաղապարների տաքացման ջերմաստիճանը (50-300 °C) որոշվում է ձուլման պատերի հաստությամբ։ Կաղապարների մետաղով լցոնումն իրականացվում է սովորական եղանակով, ինչպես նաև վակուումային կամ կենտրոնախույս ուժի կիրառմամբ։ Ալյումինի համաձուլվածքների մեծ մասը լցնելուց առաջ տաքացնում են մինչև 720-750°C:

Ձուլում

Սառը ձուլումը ալյումինե համաձուլվածքներից ձուլվածքների սերիական և զանգվածային արտադրության հիմնական մեթոդն է, որը հնարավորություն է տալիս ձեռք բերել 4-6-րդ ճշգրտության դասերի ձուլվածքներ Rz = 50-20 մակերեսի կոշտությամբ և 3-4 մմ պատի նվազագույն հաստությամբ: . Սառը կաղապարի մեջ ձուլման ժամանակ, ինչպես նաև կաղապարի խոռոչում հալման բարձր արագության հետևանքով առաջացած թերությունների և ուղղորդված պնդացման պահանջներին չհամապատասխանելու դեպքում (գազի ծակոտկենություն, օքսիդ թաղանթներ, կծկվող թուլություն), մերժումների և ձուլվածքների հիմնական տեսակներն են. թերլցումներ և ճաքեր. Ճաքերի առաջացումը պայմանավորված է դժվար կծկվելով։ Հատկապես հաճախ ճաքեր են առաջանում բյուրեղացման լայն ընդմիջումով համաձուլվածքներից պատրաստված ձուլվածքներում, որոնք ունեն մեծ գծային նեղացում (1,25–1,35%)։ Այս թերությունների առաջացման կանխարգելումը իրականացվում է տարբեր տեխնոլոգիական մեթոդներով:

Հաստ հատվածներին մետաղ մատակարարելու դեպքում պետք է նախատեսել մատակարարման կետի սնուցում մատակարարման շեֆ (շահույթ) տեղադրմամբ: Դարպասի համակարգերի բոլոր տարրերը տեղակայված են սառեցման կաղապարի միակցիչի երկայնքով: Առաջարկվում են դարպասների ալիքների խաչմերուկի հետևյալ հարաբերակցությունները. փոքր ձուլվածքների համար EFst. EFsl: EFpit = 1: 2: 3; խոշոր ձուլվածքների համար EFst: EFsl: EFpit = 1: 3: 6:

Կաղապարի խոռոչի մեջ հալոցքի մուտքի արագությունը նվազեցնելու համար օգտագործվում են կոր բարձրացնող սարքեր, ապակեպլաստե կամ մետաղական ցանցեր և հատիկավոր զտիչներ: Ալյումինի համաձուլվածքներից ձուլվածքների որակը կախված է կաղապարի խոռոչում հալվածքի բարձրացման արագությունից: Այս արագությունը պետք է բավարար լինի, որպեսզի երաշխավորի ձուլվածքների բարակ հատվածների լցումը ջերմության հեռացման բարձրացման պայմաններում և միևնույն ժամանակ չառաջացնի թերլցում օդափոխության խողովակներով և վերելակների միջով օդի և գազերի թերի բացթողման, հալքի պտտման և հոսման պատճառով: նեղ հատվածներից անցում դեպի լայն. Կաղապարի մեջ ձուլման ժամանակ մետաղի բարձրացման արագությունը որոշ չափով ավելի բարձր է, քան ավազի կաղապարների մեջ ձուլման ժամանակ: Բարձրացման նվազագույն թույլատրելի արագությունը հաշվարկվում է ըստ Ա.Ա.Լեբեդևի և Ն.Մ.Գալդինի բանաձևերի (տես բաժին 5.1, «Ավազի ձուլում»):

Խիտ ձուլվածքներ ձեռք բերելու համար, ինչպես ավազի ձուլման դեպքում, ուղղորդված ամրացումն առաջանում է ձուլվածքի պատշաճ տեղադրմամբ կաղապարի մեջ և վերահսկելով ջերմության տարածումը: Որպես կանոն, կաղապարի վերին մասում տեղակայված են զանգվածային (հաստ) ձուլման ագրեգատներ։ Սա հնարավորություն է տալիս փոխհատուցել դրանց ծավալի կրճատումը կարծրացման ընթացքում անմիջապես դրանց վերևում տեղադրված շահույթից: Ուղղորդված պնդացում ստեղծելու համար ջերմության հեռացման ինտենսիվության կարգավորումն իրականացվում է կաղապարի տարբեր հատվածների սառեցման կամ մեկուսացման միջոցով։ Ջերմության հեռացումը տեղայնորեն մեծացնելու համար լայնորեն օգտագործվում են ջերմահաղորդիչ սկուտեղի ներդիրները, դրանք ապահովում են կաղապարի հովացման մակերեսի բարձրացում լողակների պատճառով, իրականացվում է կաղապարների տեղական սառեցում սեղմված օդով կամ ջրով: Ջերմության հեռացման ինտենսիվությունը նվազեցնելու համար կաղապարի աշխատանքային մակերեսին կիրառվում է 0,1–0,5 մմ հաստությամբ ներկի շերտ։ Այդ նպատակով 1-1,5 մմ հաստությամբ ներկի շերտը կիրառվում է ցողունային ալիքների մակերեսին և շահույթ է ստանում: Վերելակներում մետաղի սառեցման դանդաղեցմանը կարելի է հասնել նաև կաղապարի պատերի տեղային խտացման, ցածր ջերմահաղորդիչ տարբեր ծածկույթների օգտագործմամբ և վերելակների մեկուսացման միջոցով ասբեստի պիտակով: Կաղապարի աշխատանքային մակերեսը ներկելը բարելավում է ձուլվածքների տեսքը, օգնում է վերացնել գազի գրպանները դրանց մակերեսին և մեծացնում է կաղապարների ամրությունը։ Նախքան ներկելը կաղապարները տաքացնում են մինչև 100-120 °C։ Ջեռուցման չափազանց բարձր ջերմաստիճանը անցանկալի է, քանի որ դա նվազեցնում է ձուլվածքների ամրացման արագությունը և տևողությունը Վերջնաժամկետկաղապարների սպասարկում. Ջեռուցումը նվազեցնում է ձուլման և կաղապարի միջև ջերմաստիճանի տարբերությունը և կաղապարի ընդլայնումը ձուլման մետաղի կողմից դրա տաքացման պատճառով: Արդյունքում ձուլման մեջ առաձգական լարումները նվազում են, արտաքին տեսք առաջացնելովճաքեր. Սակայն միայն կաղապարը տաքացնելը բավարար չէ ճաքելու հավանականությունը վերացնելու համար։ Անհրաժեշտ է ժամանակին հանել ձուլվածքը կաղապարից։ Ձուլվածքը պետք է հանվի կաղապարից մինչև այն պահը, երբ դրա ջերմաստիճանը հավասարվի կաղապարի ջերմաստիճանին, իսկ նեղացման լարումները հասնում են առավելագույն արժեքի: Սովորաբար ձուլումը հանվում է այն պահին, երբ այն բավականաչափ ամուր է, որպեսզի այն հնարավոր լինի տեղափոխել առանց ոչնչացման (450-500 ° C): Այս պահի դրությամբ դարպասի համակարգը դեռևս ձեռք չի բերել բավարար ուժ և ոչնչացվել է լույսի հարվածներից: Կաղապարում ձուլման պահելու ժամանակը որոշվում է պնդացման արագությամբ և կախված է մետաղի ջերմաստիճանից, կաղապարի ջերմաստիճանից և թափվելու արագությունից:

Մետաղական կպչունությունը վերացնելու, ծառայության ժամկետը մեծացնելու և արդյունահանումը հեշտացնելու համար մետաղական ձողերը շահագործման ընթացքում քսում են: Ամենատարածված քսանյութը ջրային-գրաֆիտային կախոցն է (3-5% գրաֆիտ):

Ձուլվածքների արտաքին ուրվագծերը կատարող կաղապարների մասերը պատրաստված են մոխրագույնից չուգուն. Կաղապարների պատի հաստությունը նշանակվում է կախված ձուլվածքների պատի հաստությունից՝ ԳՕՍՏ 16237-70-ի առաջարկություններին համապատասխան: Ձուլվածքների ներքին խոռոչները պատրաստվում են մետաղական (պողպատե) և ավազի ձողերով: Ավազի միջուկներն օգտագործվում են բարդ խոռոչներ զարդարելու համար, որոնք հնարավոր չէ պատրաստել մետաղական միջուկներով: Կաղապարներից ձուլվածքների արդյունահանումը հեշտացնելու համար ձուլվածքների արտաքին մակերեսները պետք է ունենան ձուլման թեքություն 30 «-ից մինչև 3 ° դեպի բաժանումը: Մետաղական ձողերով պատրաստված ձուլվածքների ներքին մակերեսները պետք է ունենան առնվազն 6 ° թեքություն: Սուր Հաստ հատվածներից բարակ հատվածների անցումը ձուլման մեջ չի թույլատրվում: Կռության շառավիղը պետք է լինի առնվազն 3 մմ: Փոքր ձուլվածքների համար 8 մմ-ից ավելի տրամագծով անցքեր, միջին չափերի համար 10 մմ և մեծ ձուլվածքների համար 12 մմ տրամագծով անցքեր պատրաստվում են ձողերով: Փոսի խորության և դրա տրամագծի օպտիմալ հարաբերակցությունը 0,7-1 է:

Օդը և գազերը կաղապարի խոռոչից հանվում են բաժանման հարթության մեջ տեղադրված օդափոխման խողովակների և խորը խոռոչների մոտ պատերի մեջ տեղադրված խցանների օգնությամբ։

Ժամանակակից ձուլարաններում կաղապարները տեղադրվում են միակայան կամ բազմակայան կիսաավտոմատ ձուլման մեքենաների վրա, որոնցում ավտոմատացված է կաղապարի փակումն ու բացումը, միջուկների տեղադրումն ու հեռացումը, ձուլվածքի դուրսբերումն ու հեռացումը կաղապարից։ Տրամադրվում է նաև կաղապարի տաքացման ջերմաստիճանի ավտոմատ հսկողություն։ Մեքենաների վրա կաղապարներ լցնելն իրականացվում է դիսպենսերների միջոցով:

Կաղապարի բարակ խոռոչների լցոնումը բարելավելու և կապակցիչների ոչնչացման ժամանակ արտազատվող օդն ու գազերը հեռացնելու համար կաղապարները տարհանվում են, թափվում ցածր ճնշման տակ կամ կենտրոնախույս ուժի կիրառմամբ:

Սեղմեք ձուլումը

Կծկվող ձուլումը ձուլման տեսակ է, որը նախատեսված է 2-3 մմ պատի հաստությամբ պանելային տիպի մեծ չափերի (2500x1400 մմ) ձուլվածքների արտադրության համար։ Այդ նպատակով օգտագործվում են մետաղական կիսաձուլվածքներ, որոնք տեղադրվում են ձուլման-սեղմող մասնագիտացված մեքենաների վրա՝ կիսաձուլվածքների միակողմանի կամ երկկողմանի կոնվերգենցիայով։ Ձուլման այս մեթոդի տարբերակիչ առանձնահատկությունն այն է, որ կաղապարի խոռոչի հարկադիր լցումն է հալման լայն հոսքով, երբ կաղապարի կեսերը մոտենում են միմյանց: Ձուլման կաղապարում սովորական դարպասային համակարգի տարրեր չկան: ՏվյալներԱյս մեթոդը օգտագործվում է AL2, AL4, AL9, AL34 համաձուլվածքներից ձուլվածքներ պատրաստելու համար, որոնք ունեն բյուրեղացման նեղ միջակայք։

Հալեցման հովացման արագությունը վերահսկվում է կաղապարի խոռոչի աշխատանքային մակերեսին տարբեր հաստության (0,05–1 մմ) ջերմամեկուսիչ ծածկույթի կիրառմամբ: Լցնելուց առաջ համաձուլվածքների գերտաքացումը չպետք է գերազանցի հեղուկի ջերմաստիճանից 15-20°C-ը: Կիսաձևերի կոնվերգենցիայի տևողությունը 5-3 վ է։

Ցածր ճնշման ձուլում

Ցածր ճնշման ձուլումը ձուլման մեկ այլ ձև է: Այն օգտագործվել է նեղ բյուրեղացման ընդմիջումով ալյումինե համաձուլվածքներից (AL2, AL4, AL9, AL34) խոշոր չափի բարակ պատերով ձուլվածքների արտադրության մեջ: Ինչպես կաղապարների ձուլման դեպքում, ձուլվածքների արտաքին մակերեսները պատրաստվում են մետաղյա կաղապարով, իսկ ներքին խոռոչները՝ մետաղական կամ ավազի միջուկներով։

Ձողերի արտադրության համար օգտագործվում է խառնուրդ, որը բաղկացած է 55% քվարցային ավազից 1K016A; 13,5% հաստ ավազ P01; 27% փոշի քվարց; 0.8% պեկտին սոսինձ; 3,2% խեժ M և 0,5% կերոսին: Նման խառնուրդը մեխանիկական այրվածք չի առաջացնում: Ձևաթղթերը լցվում են մետաղով չորացրած սեղմված օդի (18–80 կՊա) ճնշմամբ, որը մատակարարվում է հալվածի մակերեսին մինչև 720–750°C տաքացված խառնարանում։ Այս ճնշման ազդեցության տակ հալոցքը խառնարանից դուրս է մղվում մետաղական մետաղալարի մեջ, իսկ դրանից դեպի դարպասային համակարգ և հետագայում՝ կաղապարի խոռոչ: Ցածր ճնշման ձուլման առավելությունը կաղապարի խոռոչում մետաղի բարձրացման արագությունը ավտոմատ կերպով վերահսկելու ունակությունն է, ինչը հնարավորություն է տալիս ձեռք բերել ավելի լավ որակի բարակ պատերով ձուլվածքներ, քան ինքնահոս ձուլումը:

Կաղապարում համաձուլվածքների բյուրեղացումն իրականացվում է 10–30 կՊա ճնշման տակ, մինչև պինդ մետաղական ընդերքի ձևավորումը և 50–80 կՊա կաղապարի ձևավորումից հետո։

Ավելի խիտ ալյումինե համաձուլվածքի ձուլվածքները արտադրվում են ցածր ճնշման ձուլման միջոցով՝ հետադարձ ճնշմամբ: Ձուլման ժամանակ կաղապարի խոռոչի լցումը հետադարձ ճնշմամբ կատարվում է կարասի և կաղապարի ճնշման տարբերության պատճառով (10–60 կՊա)։ Մետաղի բյուրեղացումը ձևով իրականացվում է 0,4-0,5 ՄՊա ճնշման ներքո: Սա կանխում է մետաղի մեջ լուծված ջրածնի արտազատումը և գազի ծակոտիների առաջացումը։ Բարձր արյան ճնշումնպաստում է զանգվածային ձուլման միավորների ավելի լավ սնուցմանը: Այլ առումներով, հետադարձ ճնշման ձուլման տեխնոլոգիան չի տարբերվում ցածր ճնշման ձուլման տեխնոլոգիայից:

Հետադարձ ճնշման ձուլումը հաջողությամբ համատեղում է ցածր ճնշման ձուլման և ճնշման բյուրեղացման առավելությունները:

Ներարկման համաձուլվածքներ

Ձուլում ալյումինե համաձուլվածքներից AL2, ALZ, AL1, ALO, AL11, AL13, AL22, AL28, AL32, AL34, 1-3-րդ ճշգրտության դասերի բարդ կոնֆիգուրացիայի ձուլվածքներ 1 մմ և ավելի պատի հաստությամբ, ձուլված անցքեր տրամագիծը մինչև 1,2 մմ, ձուլված արտաքին և ներքին թել 1 մմ նվազագույն քայլով և 6 մմ տրամագծով: Նման ձուլվածքների մակերեսային մաքրությունը համապատասխանում է կոպտության 5-8 դասի։ Նման ձուլվածքների արտադրությունն իրականացվում է սառը հորիզոնական կամ ուղղահայաց սեղմման խցիկներով մեքենաների վրա՝ 30–70 ՄՊա հատուկ սեղմման ճնշմամբ։ Նախապատվությունը տրվում է հորիզոնական բալային խցիկ ունեցող մեքենաներին:

Ձուլվածքների չափերը և քաշը սահմանափակվում են Ներարկման համաձուլվածքների մեքենաների հնարավորություններով՝ սեղմող խցիկի ծավալով, սեղմման հատուկ ճնշում (p) և կողպման ուժով (0): Ձուլման (F) նախագծման տարածքը, դարպասի ալիքները և շարժական կաղապարի սալիկի վրա սեղմող խցիկը չպետք է գերազանցի F = 0,85 0/r բանաձևով որոշված ​​արժեքները:

Արտաքին մակերեսների համար թեքության օպտիմալ արժեքները 45° են; ներքին 1°-ի համար։ Կռության նվազագույն շառավիղը 0,5-1 մմ է: 2,5 մմ-ից ավելի տրամագծով անցքեր կատարվում են ձուլման միջոցով: Ալյումինե համաձուլվածքներից ձուլվածքները, որպես կանոն, մշակվում են միայն նստատեղերի երկայնքով: Մշակման նպաստը նշանակվում է հաշվի առնելով ձուլման չափերը և տատանվում է 0,3-ից մինչև 1 մմ:

Կաղապարներ պատրաստելու համար օգտագործվում են տարբեր նյութեր. Հեղուկ մետաղի հետ շփվող կաղապարների մասերը պատրաստված են պողպատից ZKh2V8, 4Kh8V2, 4KhV2S; պողպատներ 35, 45, 50, կապում, թփեր և ուղղորդող սյուներ - U8A պողպատից:

Կաղապարների խոռոչին մետաղի մատակարարումն իրականացվում է արտաքին և ներքին դարպասային համակարգերի միջոցով: Սնուցիչները բերվում են ձուլման այն մասերին, որոնք ենթարկվում են հաստոցների։ Նրանց հաստությունը նշանակվում է կախված մատակարարման կետում ձուլման պատի հաստությունից և կաղապարի լցման տվյալ բնույթից։ Այս կախվածությունը որոշվում է Սնուցողի հաստության և ձուլման պատի հաստության հարաբերակցությամբ: Հարթ, առանց տուրբուլենտության և օդի փակման, կաղապարների լցոնումը տեղի է ունենում, եթե հարաբերակցությունը մոտ է մեկին։ Մինչև 2 մմ պատի հաստությամբ ձուլվածքների համար: սնուցողներն ունեն 0,8 մմ հաստություն; 3 մմ պատի հաստությամբ։ սնուցիչների հաստությունը 1,2 մմ է; 4-6 մմ-2 մմ պատի հաստությամբ:

Օդային ներդիրներով հարստացված հալվածքի առաջին մասը ստանալու համար կաղապարի խոռոչի մոտ տեղադրված են հատուկ լվացման տանկեր, որոնց ծավալը կարող է հասնել ձուլման ծավալի 20–40%-ին։ Տափօղակները կաղապարի խոռոչին միացված են ալիքներով, որոնց հաստությունը հավասար է սնուցիչների հաստությանը։ Կաղապարների խոռոչից օդի և գազի հեռացումն իրականացվում է հատուկ օդափոխման ուղիների և ձողերի (մղիչների) և կաղապարի մատրիցայի միջև եղած բացերի միջոցով։ Օդափոխման ալիքները պատրաստվում են կաղապարի ամրացված մասի ճեղքված հարթության մեջ, ինչպես նաև շարժական ձողերի և էժեկտորների երկայնքով: Օդափոխման խողովակների խորությունը ալյումինե համաձուլվածքներ ձուլելիս ենթադրվում է 0,05-0,15 մմ, իսկ լայնությունը՝ 10-30 մմ՝ օդափոխությունը բարելավելու համար, բարակ ալիքներով (0,2-0,5 մմ) լվացարանների խոռոչը միացված է։ մթնոլորտը.

Ներարկման ձուլման արդյունքում ձեռք բերված ձուլվածքների հիմնական թերություններն են օդի (գազի) ենթակեղևային ծակոտկենությունը, որը պայմանավորված է կաղապարի խոռոչի մեջ մետաղի մուտքի բարձր արագությամբ օդի ներթափանցմամբ և ջերմային հանգույցներում նեղացող ծակոտկենությամբ (կամ պատյաններով): Այս թերությունների առաջացման վրա մեծ ազդեցություն ունեն ձուլման տեխնոլոգիայի պարամետրերը, սեղմման արագությունը, սեղմման ճնշումը և կաղապարի ջերմային ռեժիմը։

Սեղմման արագությունը որոշում է կաղապարի լցման ռեժիմը: Որքան բարձր է սեղմման արագությունը, այնքան ավելի արագ է հալոցքը շարժվում դարպասների միջով, այնքան մեծ է հալման ներթափանցման արագությունը կաղապարի խոռոչ: Բարձր սեղմման արագությունները նպաստում են բարակ և երկարավուն խոռոչների ավելի լավ լցմանը: Միաժամանակ դրանք մետաղի կողմից օդի գրավման և ենթակեղևային ծակոտկենության առաջացման պատճառ են հանդիսանում։ Ալյումինե համաձուլվածքների ձուլման ժամանակ սեղմման բարձր արագությունները օգտագործվում են միայն բարդ բարակ պատերով ձուլվածքների արտադրության մեջ: Սեղմող ճնշումը մեծ ազդեցություն ունի ձուլման որակի վրա։ Քանի որ այն մեծանում է, ձուլման խտությունը մեծանում է:

Սեղմող ճնշման արժեքը սովորաբար սահմանափակվում է մեքենայի կողպման ուժի արժեքով, որը պետք է գերազանցի մետաղի կողմից շարժական մատրիցայի վրա գործադրվող ճնշումը (pF): Ուստի հաստ պատերով ձուլվածքների տեղական նախնական սեղմումը, որը հայտնի է որպես Աշիգայի գործընթաց, մեծ հետաքրքրություն է ձեռք բերում։ Մեծ խաչմերուկի սնուցիչների միջոցով կաղապարի խոռոչ մետաղի մուտքի ցածր արագությունը և կրկնակի մխոցի օգնությամբ բյուրեղացնող հալվածքի արդյունավետ նախնական ճնշումը հնարավորություն են տալիս ստանալ խիտ ձուլվածքներ:

Ձուլման որակի վրա էապես ազդում են նաև համաձուլվածքի և կաղապարի ջերմաստիճանը: Պարզ կոնֆիգուրացիայի հաստ պատերով ձուլվածքների արտադրության ժամանակ հալոցքը լցվում է հեղուկի ջերմաստիճանից 20–30 °C ցածր ջերմաստիճանում: Բարակ պատերով ձուլվածքները պահանջում են հեղուկի ջերմաստիճանից 10-15°C-ով գերտաքացած հալվածքի օգտագործում: Նեղացման լարումների մեծությունը նվազեցնելու և ձուլվածքներում ճաքերի առաջացումը կանխելու համար կաղապարները լցնելուց առաջ տաքացնում են: Առաջարկվում են ջեռուցման հետևյալ ջերմաստիճանները.

Ձուլման պատի հաստությունը, մմ 1—2 2—3 3—5 5—8

Ջեռուցման ջերմաստիճանը

կաղապարներ, °С 250—280 200—250 160—200 120—160

Ջերմային ռեժիմի կայունությունն ապահովվում է տաքացնող (էլեկտրական) կամ հովացնող (ջուր) կաղապարներով։

Կաղապարների աշխատանքային մակերեսը հալման կպչուն և էրոզիվ ազդեցությունից պաշտպանելու, միջուկների արդյունահանման ընթացքում շփումը նվազեցնելու և ձուլվածքների արդյունահանումը հեշտացնելու համար կաղապարները քսում են: Այդ նպատակով օգտագործվում են ճարպային (յուղ գրաֆիտով կամ ալյումինի փոշիով) կամ ջրային (աղի լուծույթներ, կոլոիդ գրաֆիտի վրա հիմնված ջրային պատրաստուկներ) քսանյութեր։

Ալյումինե համաձուլվածքներից ձուլվածքների խտությունը զգալիորեն մեծանում է վակուումային կաղապարներով ձուլման ժամանակ: Դրա համար կաղապարը տեղադրվում է կնքված պատյանում, որի մեջ ստեղծվում է անհրաժեշտ վակուում։ Լավ արդյունքներ կարելի է ստանալ՝ օգտագործելով «թթվածնի գործընթացը»։ Դրա համար կաղապարի խոռոչի օդը փոխարինվում է թթվածնով: Կաղապարի խոռոչ մետաղի մուտքի մեծ արագության դեպքում, ինչը հանգեցնում է հալվածի կողմից թթվածնի գրավմանը, ձուլվածքներում ենթակեղևային ծակոտկենություն չի ձևավորվում, քանի որ ամբողջ թակարդված թթվածինը ծախսվում է նուրբ ալյումինի օքսիդների ձևավորման վրա, որոնք նկատելիորեն չեն ազդում: ձուլվածքների մեխանիկական հատկությունները. Նման ձուլվածքները կարող են ենթարկվել ջերմային բուժման:

Կախված տեխնիկական բնութագրերի պահանջներից, կարող են ենթարկվել ալյումինե խառնուրդի ձուլվածքներ տարբեր տեսակներհսկողություն՝ ռենտգեն, գամմա կամ ուլտրաձայնային՝ ներքին արատների հայտնաբերման համար; չափերի շեղումները որոշելու գծանշումներ; լյումինեսցենտ՝ մակերեսային ճաքեր հայտնաբերելու համար; հիդրո- կամ պնևմոկհսկողություն՝ խստությունը գնահատելու համար: Նշված է հսկողության թվարկված տեսակների հաճախականությունը բնութագրերըկամ որոշվում է կոմբինատի գլխավոր մետալուրգի բաժնի կողմից։ Հայտնաբերված թերությունները, եթե թույլատրվում է տեխնիկական բնութագրերով, վերացվում են եռակցման կամ ներծծման միջոցով: Արգոն-աղեղային եռակցումը օգտագործվում է թերի լցոնումների, պատյանների, ճաքերի թուլացման համար։ Եռակցումից առաջ թերի տեղը կտրված է այնպես, որ խորշերի պատերը ունենան 30 - 42 ° թեքություն: Ձուլվածքները ենթարկվում են տեղային կամ ընդհանուր տաքացման մինչև 300-350C: Տեղական ջեռուցումն իրականացվում է թթվածին-ացետիլենային բոցով, ընդհանուր ջեռուցումն իրականացվում է խցիկային վառարաններում։ Եռակցումն իրականացվում է նույն համաձուլվածքներով, որոնցից պատրաստվում են ձուլվածքները՝ օգտագործելով 2-6 մմ տրամագծով չսպառվող վոլֆրամի էլեկտրոդ։ ծախսարգոն 5-12 լ/ր. Եռակցման հոսանքի ուժը սովորաբար կազմում է 25-40 Ա էլեկտրոդի տրամագծի 1 մմ-ի համար:

Ձուլման մեջ ծակոտկենությունը վերացվում է բակելիտի լաքով, ասֆալտի լաքով, չորացնող յուղով կամ հեղուկ ապակիով ներծծմամբ: Ներծծումն իրականացվում է հատուկ կաթսաներում 490-590 կՊա ճնշման տակ՝ ձուլվածքների նախնական անցկացմամբ հազվադեպ մթնոլորտում (1,3-6,5 կՊա): Ներծծող հեղուկի ջերմաստիճանը պահպանվում է 100°C: Ներծծումից հետո ձուլվածքները ենթարկվում են չորացման 65-200°C ջերմաստիճանում, որի ընթացքում ներծծող հեղուկը կարծրանում է և կրկնակի հսկողություն։

Ալյումին (Ալյումին) է

Ալյումինի կիրառում

Լայնորեն օգտագործվում է որպես կառուցվածքային նյութ։ Այս հզորությամբ ալյումինի հիմնական առավելություններն են թեթևությունը, ճկունությունը դրոշմելու համար, կոռոզիոն դիմադրությունը (օդում ալյումինը ակնթարթորեն ծածկվում է ուժեղ Al2O3 թաղանթով, որը կանխում է դրա հետագա օքսիդացումը), բարձր ջերմային հաղորդունակությունը և դրա միացությունների ոչ թունավորությունը: Մասնավորապես, այս հատկությունները դարձրել են ալյումինին չափազանց տարածված ճաշատեսակների արտադրության մեջ, ալյումինե փայլաթիթեղը Սննդի Արդյունաբերությունև փաթեթավորման համար:

Որպես կառուցվածքային նյութ ալյումինի հիմնական թերությունը նրա ցածր ամրությունն է, հետևաբար, ամրացնելու համար այն սովորաբար համաձուլում են փոքր քանակությամբ կծու և մագնեզիումով (համաձուլվածքը կոչվում է դյուրալյումին):

Ալյումինի էլեկտրական հաղորդունակությունը ընդամենը 1,7 անգամ ավելի քիչ է, քան կուպրինը, մինչդեռ ալյումինը մոտավորապես 4 անգամ ավելի էժան է մեկ կիլոգրամի համար, սակայն 3,3 անգամ ավելի ցածր խտության պատճառով հավասար դիմադրություն ստանալու համար նրան անհրաժեշտ է մոտավորապես 2 անգամ ավելի քիչ քաշ: Հետևաբար, այն լայնորեն օգտագործվում է էլեկտրատեխնիկայում լարերի արտադրության, դրանց պաշտպանման և նույնիսկ միկրոէլեկտրոնիկայի մեջ՝ չիպերի մեջ հաղորդիչների արտադրության համար։ Ալյումինի ավելի ցածր էլեկտրական հաղորդունակությունը (37 1/ohm) կուպրումի համեմատ (63 1/ohm) փոխհատուցվում է ալյումինե հաղորդիչների խաչմերուկի ավելացմամբ: Որպես էլեկտրական նյութ ալյումինի թերությունը ուժեղ օքսիդի թաղանթի առկայությունն է, որը դժվարացնում է զոդումը:

Հատկությունների համալիրի շնորհիվ այն լայնորեն կիրառվում է ջերմային սարքավորումներում։

Ալյումինը և դրա համաձուլվածքները պահպանում են ուժը ծայրահեղ ցածր ջերմաստիճանի դեպքում: Դրա պատճառով այն լայնորեն օգտագործվում է կրիոգեն տեխնոլոգիայի մեջ:

Բարձր ռեֆլեկտիվությունը, որը զուգորդվում է ցածր գնով և տեղադրման հեշտությամբ, ալյումինը դարձնում է իդեալական նյութ հայելիներ պատրաստելու համար:

Արտադրության մեջ Շինանյութերորպես գազ առաջացնող նյութ։

Ալյումինիզացումը տալիս է կոռոզիայից և մասշտաբի դիմադրություն պողպատին և այլ համաձուլվածքներին, ինչպիսիք են մխոցային շարժիչի փականները, տուրբինի շեղբերները, նավթային սարքավորումները, ջերմափոխանակման սարքավորումները, ինչպես նաև փոխարինում է ցինկապատմանը:

Ալյումինի սուլֆիդն օգտագործվում է ջրածնի սուլֆիդ ստանալու համար։

Հետազոտություններ են իրականացվում՝ փրփրած ալյումինը որպես հատկապես ամուր և թեթև նյութ մշակելու համար:

Որպես թերմիտի բաղադրիչ՝ ալյումինոթերմային խառնուրդներ

Ալյումինն օգտագործվում է հազվագյուտ մետաղները դրանց օքսիդներից կամ հալոգենիդներից վերականգնելու համար:

Ալյումինը շատ համաձուլվածքների կարևոր բաղադրիչ է: Օրինակ, ալյումինե բրոնզերում հիմնական բաղադրիչներն են պղինձը և ալյումինը: Մագնեզիումի համաձուլվածքներում ալյումինը առավել հաճախ օգտագործվում է որպես հավելում։ Էլեկտրական ջեռուցիչներում պարույրների արտադրության համար օգտագործվում է Fechral (Fe, Cr, Al) (այլ համաձուլվածքների հետ միասին):

ալյումինե սուրճ" height="449" src="/pictures/investments/img920791_21_Klassicheskiy_italyanskiy_proizvoditel_kofe_iz_alyuminiya.jpg" title="(!LANG:21. Դասական իտալական ալյումինե սուրճի արտադրող" width="376" />!}

Երբ ալյումինը շատ թանկ էր, դրանից պատրաստում էին զարդերի առևտրի մի շարք իրեր։ Այսպիսով, Նապոլեոն III-ը պատվիրեց ալյումինե կոճակներ, իսկ 1889 թվականին Դմիտրի Իվանովիչ Մենդելեևին նվիրեցին ոսկուց և ալյումինից պատրաստված թասերով կշեռքներ: Նրանց համար նորաձևությունն անմիջապես անցավ, երբ հայտնվեցին դրա արտադրության նոր տեխնոլոգիաներ (մշակումներ), որոնք բազմապատիկ նվազեցրին ինքնարժեքը։ Այժմ ալյումինը երբեմն օգտագործվում է ոսկերչական իրերի արտադրության մեջ։

Ճապոնիայում ալյումինն օգտագործվում է ավանդական զարդերի արտադրության մեջ՝ փոխարինելով .

Ալյումինը և դրա միացությունները օգտագործվում են որպես բարձր արդյունավետությամբ հրթիռային վառելիք՝ երկու բաղադրիչով հրթիռային վառելիքև որպես վառելիքի բաղադրիչ պինդ հրթիռային շարժիչներում: Հետևյալ ալյումինե միացությունները առավել գործնական հետաքրքրություն են ներկայացնում որպես հրթիռային վառելիք.

Ալյումինի փոշի՝ որպես վառելիք հրթիռային պինդ շարժիչներում: Օգտագործվում է նաև փոշու և ածխաջրածիններում առկա կախոցների տեսքով։

ալյումինի հիդրիդ.

ալյումինե բորան.

Տրիմեթիլալյումին.

Տրիէթիլալյումին.

Տրիպրոպիլալյումին:

Տրիէթիլալյումինը (սովորաբար, տրիէթիլբորոնի հետ միասին) օգտագործվում է նաև հրթիռային շարժիչներում քիմիական բռնկման համար (այսինքն՝ որպես մեկնարկային վառելիք), քանի որ այն ինքնաբուխ բռնկվում է թթվածնային գազում։

Այն ունի թեթև թունավոր ազդեցություն, սակայն շատ ջրում լուծվող անօրգանական ալյումինե միացություններ երկար ժամանակ մնում են լուծարված վիճակում և կարող են վնասակար ազդեցություն ունենալ մարդկանց և տաքարյուն կենդանիների վրա՝ խմելու ջրի միջոցով: Առավել թունավոր են քլորիդները, նիտրատները, ացետատները, սուլֆատները և այլն: Մարդկանց համար ալյումինի միացությունների հետևյալ չափաբաժինները (մգ/կգ մարմնի քաշ) թունավոր ազդեցություն են ունենում, երբ ընդունում են.

ալյումինի ացետատ - 0,2-0,4;

ալյումինի հիդրօքսիդ - 3,7-7,3;

ալյումինե շիբ - 2.9.

Հիմնականում գործում է նյարդային համակարգ(կուտակվում է նյարդային հյուսվածքում՝ հանգեցնելով կենտրոնական նյարդային համակարգի աշխատանքի ծանր խանգարումների)։ Այնուամենայնիվ, ալյումինի նեյրոթոքսիկ հատկությունը սկսել է ուսումնասիրվել 1960-ականների կեսերից, քանի որ մետաղի կուտակումը մարդու մարմնում խոչընդոտվում է դրա արտազատման մեխանիզմով։ Նորմալ պայմաններում օրական մինչև 15 մգ տարր կարող է արտազատվել մեզով։ Ըստ այդմ, ամենամեծ բացասական ազդեցությունը նկատվում է երիկամների արտազատման ֆունկցիայի խանգարում ունեցող մարդկանց մոտ։

Որոշ կենսաբանական ուսումնասիրությունների համաձայն՝ մարդու օրգանիզմում ալյումինի ընդունումը համարվում էր Ալցհեյմերի հիվանդության զարգացման գործոն, սակայն հետագայում այդ ուսումնասիրությունները քննադատության արժանացան, իսկ մեկի հետ մյուսի կապի մասին եզրակացությունը հերքվեց։

Ալյումինի քիմիական առանձնահատկությունները որոշվում են թթվածնի նկատմամբ նրա բարձր հարաբերակցությամբ (in հանքանյութերալյումինը մտնում է թթվածնի ութանիստների և տետրաեդրների մեջ), մշտական ​​վալենտություն (3), մեծ մասի վատ լուծելիություն բնական միացություններ. Էնդոգեն գործընթացներում մագմայի պնդացման և հրային ապարների առաջացման ժամանակ ալյումինը մտնում է. բյուրեղյա վանդակֆելդսպարներ, միկա և այլ հանքանյութեր՝ ալյումինոսիլիկատներ։ Կենսոլորտում ալյումինը թույլ միգրանտ է, այն քիչ է օրգանիզմներում և հիդրոսֆերայում: Խոնավ կլիմայական պայմաններում, որտեղ առատ բուսականության քայքայված մնացորդները կազմում են շատ օրգանական թթուներ, ալյումինը գաղթում է հողերում և ջրերում՝ օրգանական հանքային կոլոիդ միացությունների տեսքով. ալյումինը ներծծվում է կոլոիդներով և նստում է հողի ստորին հատվածում։ Ալյումինի կապը սիլիցիումի հետ մասամբ խզված է և տեղ-տեղ արևադարձային գոտիներում առաջանում են միներալներ՝ ալյումինի հիդրօքսիդներ՝ բոհեմիտ, դիասպոր, հիդրարգիլիտ։ Ալյումինի մեծ մասը ալյումինոսիլիկատների մաս է՝ կաոլինիտ, բեյդելիտ և այլ կավե միներալներ։ Թույլ շարժունակությունը որոշում է ալյումինի մնացորդային կուտակումը խոնավ արևադարձային գոտիների կեղևում: Արդյունքում առաջանում են ելյուվիալ բոքսիտներ։ Անցյալ երկրաբանական դարաշրջաններում բոքսիտները կուտակվել են նաև լճերում և արևադարձային շրջանների ծովերի ափամերձ գոտում (օրինակ՝ Ղազախստանի նստվածքային բոքսիտները)։ Տափաստաններում և անապատներում, որտեղ կենդանի նյութը քիչ է, իսկ ջրերը չեզոք են և ալկալային, ալյումինը գրեթե չի արտագաղթում։ Ալյումինի միգրացիան առավել ակտիվ է հրաբխային տարածքներում, որտեղ նկատվում են բարձր թթվային գետեր և ալյումինով հարուստ ստորգետնյա ջրեր: Թթվային ջրերի ալկալային-ծովային տեղաշարժի վայրերում (գետերի գետաբերաններում և այլոց) ալյումինը նստում է բոքսիտային հանքավայրերի ձևավորմամբ։

Ալյումինը կենդանիների և բույսերի հյուսվածքների մի մասն է. կաթնասունների օրգաններում հայտնաբերվել է 10-3-ից մինչև 10-5% ալյումին (մեկ հում նյութի համար)։ Ալյումինը կուտակվում է լյարդում, ենթաստամոքսային գեղձում և վահանաձև գեղձերում։ IN բուսական արտադրանքալյումինի պարունակությունը տատանվում է 4 մգ-ից 1 կգ չոր նյութի համար (կարտոֆիլ) մինչև 46 մգ (դեղին շաղգամ), կենդանական ծագման արտադրանքում՝ 4 մգ (մեղր) մինչև 72 մգ 1 կգ չոր նյութի դիմաց (): Մարդու ամենօրյա սննդակարգում ալյումինի պարունակությունը հասնում է 35-40 մգ-ի։ Հայտնի օրգանիզմներ են ալյումինի խտացուցիչները, օրինակ՝ մամուռները (Lycopodiaceae), որոնք պարունակում են մինչև 5,3% ալյումին մոխրի մեջ, փափկամարմինները (Helix և Lithorina), որոնց մոխիրներում՝ 0,2-0,8% ալյումին։ Ֆոսֆատների հետ չլուծվող միացություններ առաջացնելով՝ ալյումինը խաթարում է բույսերի սնուցումը (արմատներով ֆոսֆատի կլանումը) և կենդանիների (աղիներում ֆոսֆատի կլանումը)։

Հիմնական գնորդը ավիացիան է։ Ինքնաթիռի ամենածանր բեռնված տարրերը (մաշկ, ուժային ամրապնդող հավաքածու) պատրաստված են դուրալումինից: Եվ նրանք այս խառնուրդը տարան տիեզերք։ Նա նույնիսկ վայրէջք կատարեց Լուսնի վրա և վերադարձավ Երկիր: Իսկ բյուրոյի դիզայներների կողմից ստեղծված «Լունա», «Վեներա», «Մարս» կայանները, որոնք. երկար տարիներԳեորգի Նիկոլաևիչ Բաբակինի (1914-1971) գլխավորությամբ նրանք չէին կարող անել առանց ալյումինի համաձուլվածքների։

Ալյումին-մանգան և ալյումին-մագնեզիումային համակարգի համաձուլվածքները (AMts և AMg) հանդիսանում են գերարագ «հրթիռների» և «երկնաքարերի»՝ հիդրոփայլերի կորպուսների հիմնական նյութը։

Բայց ալյումինի համաձուլվածքները օգտագործվում են ոչ միայն տիեզերքում, ավիացիայում, ծովային և գետային տրանսպորտում։ Ալյումինն ամուր դիրք է զբաղեցնում ցամաքային տրանսպորտում։ Հետևյալ տվյալները խոսում են ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ ալյումինի լայն կիրառման մասին. 1948 թվականին մեկում օգտագործվել է 3,2 կգ ալյումին, 1958 թվականին՝ 23,6, 1968 թվականին՝ 71,4, իսկ այսօր այդ ցուցանիշը գերազանցում է 100 կգ։ Ալյումինը հայտնվել է նաև երկաթուղային տրանսպորտում։ Իսկ Russkaya Troika superexpress-ը 50%-ից ավելի պատրաստված է ալյումինե համաձուլվածքներից:

Ալյումինն ավելի ու ավելի է օգտագործվում շինարարության մեջ։ Նոր շենքերում հաճախ օգտագործվում են ամուր և թեթև ճառագայթներ, առաստաղներ, սյուներ, վանդակապատեր, ցանկապատեր, ալյումինի հիմքով համաձուլվածքներից պատրաստված օդափոխման համակարգերի տարրեր։ Վերջին տարիներին շատերի շինարարության մեջ մտել են ալյումինե համաձուլվածքներ հասարակական շենքեր, սպորտային համալիրներ. Փորձեր կան օգտագործել ալյումինի որպես տանիքի նյութ. Նման տանիքը չի վախենում ածխածնի երկօքսիդի, ծծմբի միացությունների, ազոտի միացությունների և այլ կեղտերից: վնասակար կեղտեր, տանիքի երկաթի չափազանց ուժեղացնող մթնոլորտային կոռոզիան:

Որպես ձուլման համաձուլվածքներ, օգտագործվում են սիլյումիններ՝ ալյումին-սիլիկոնային համակարգի համաձուլվածքներ։ Նման համաձուլվածքներն ունեն լավ հեղուկություն, տալիս են ցածր կծկում և տարանջատում (տարասեռություն) ձուլման մեջ, ինչը հնարավորություն է տալիս ձուլելով ստանալ ամենաբարդ կոնֆիգուրացիայի մասեր, օրինակ՝ շարժիչի պատյաններ, պոմպի շարժիչներ, գործիքների պատյաններ, ներքին այրման շարժիչի բլոկներ, մխոցներ։ , բալոնների գլխիկներ և բաճկոններ մխոցային շարժիչներ:

Պայքար անկման համար արժեքըալյումինի համաձուլվածքները նույնպես հաջողություն ունեցան։ Օրինակ, սիլյումինը 2 անգամ ավելի էժան է, քան ալյումինը։ Սովորաբար, ընդհակառակը, համաձուլվածքներն ավելի թանկ են (համաձուլվածք ստանալու համար անհրաժեշտ է ստանալ մաքուր հիմք, իսկ հետո լեգիրելով՝ համաձուլվածք)։ Դնեպրոպետրովսկի ալյումինի գործարանի խորհրդային մետալուրգները 1976թ.-ին յուրացրել են սիլումինների ձուլումը անմիջապես ալյումինոսիլիկատներից:

Ալյումինը վաղուց հայտնի է էլեկտրատեխնիկայում: Այնուամենայնիվ, մինչև վերջերս ալյումինի շրջանակը սահմանափակվում էր էլեկտրահաղորդման գծերով և հազվադեպ դեպքերում էլեկտրական մալուխներով: մալուխային արդյունաբերության մեջ գերակշռում էին պղնձը և առաջնորդել. Մալուխի կոնստրուկցիայի հաղորդիչ տարրերը պատրաստված են եղել կուպրից, իսկ մետաղական պատյանը՝ պատրաստված առաջնորդելկամ կապարի վրա հիմնված համաձուլվածքներ: Շատ տասնամյակներ շարունակ (առաջին անգամ մալուխի միջուկները պաշտպանելու համար կապարե պատյաններ առաջարկվեցին 1851 թվականին) միակ մետաղական նյութն էր մալուխի պատյանների համար: Նա հիանալի է այս դերում, բայց ոչ առանց թերությունների `բարձր խտություն, ցածր ուժ և սակավություն; սրանք միայն այն հիմնականներն են, որոնք մարդուն ստիպել են փնտրել այլ մետաղներ, որոնք կարող են համարժեքորեն փոխարինել կապարին:

Պարզվել է, որ դրանք ալյումին են։ Այս պաշտոնում նրա ծառայության սկիզբը կարելի է համարել 1939 թվականը, իսկ աշխատանքները սկսվել են 1928 թվականին: Այնուամենայնիվ, մալուխային տեխնոլոգիայի մեջ ալյումինի օգտագործման լուրջ տեղաշարժ տեղի ունեցավ 1948 թվականին, երբ մշակվեց և յուրացվեց ալյումինե պատյանների արտադրության տեխնոլոգիան:

Պղինձը նույնպես տասնամյակներ շարունակ միակ մետաղն էր հոսանք կրող հաղորդիչների արտադրության համար: Նյութերի ուսումնասիրությունները, որոնք կարող են փոխարինել պղնձին, ցույց են տվել, որ ալյումինը պետք է և կարող է լինել այդպիսի մետաղ: Այսպիսով, երկու մետաղների փոխարեն, ըստ էության տարբեր նպատակների, ալյումինը մտավ մալուխային տեխնոլոգիա:

Այս փոխարինումը մի շարք առավելություններ ունի. Նախ, ալյումինե կեղևը որպես չեզոք հաղորդիչ օգտագործելու հնարավորությունը մետաղի և քաշի նվազեցման զգալի խնայողություն է: Երկրորդ, ավելի բարձր ուժ: Երրորդ, հեշտացնելով տեղադրումը, նվազեցնելով տրանսպորտային ծախսերը, նվազեցնելով մալուխի արժեքը և այլն:

Ալյումինե լարերը օգտագործվում են նաև օդային էլեկտրահաղորդման գծերի համար: Բայց համարժեք փոխարինում կատարելու համար մեծ ջանք ու ժամանակ պահանջվեց: Շատ տարբերակներ են մշակվել, և դրանք օգտագործվում են՝ ելնելով կոնկրետ իրավիճակից։ [Արտադրվում են բարձր ամրության և սողացող դիմադրության ալյումինե մետաղալարեր, որոնք ձեռք են բերվում մագնեզիումի մինչև 0,5%, սիլիցիումի մինչև 0,5%, երկաթի մինչև 0,45%, կարծրացման և ծերացման միջոցով: Օգտագործվում են պողպատ-ալյումինե լարերը, հատկապես էլեկտրահաղորդման գծերի հետ տարբեր խոչընդոտների խաչմերուկում պահանջվող մեծ բացվածքներ կատարելու համար: Կան 1500 մ-ից ավելի բացվածքներ, օրինակ՝ գետերը հատելիս։

Ալյումինը փոխանցման տեխնոլոգիայի մեջ էլեկտրաէներգիաերկար հեռավորությունների վրա դրանք օգտագործվում են ոչ միայն որպես հաղորդիչ նյութ: Մեկուկես տասնամյակ առաջ ալյումինի վրա հիմնված համաձուլվածքներ սկսեցին օգտագործվել էլեկտրահաղորդման աշտարակների արտադրության համար: Դրանք առաջին անգամ կառուցվել են մեր տարածքում երկիրԿովկասում։ Նրանք մոտ 2,5 անգամ ավելի թեթև են, քան պողպատը և չեն պահանջում կոռոզիայից պաշտպանություն: Այսպիսով, նույն մետաղը փոխարինեց երկաթին, պղնձին և կապարին էլեկտրատեխնիկայում և էլեկտրահաղորդման տեխնոլոգիայում:

Եվ այսպես կամ գրեթե այդպես էր տեխնոլոգիայի այլ ոլորտներում: Տանկերը, խողովակաշարերը և ալյումինի համաձուլվածքներից պատրաստված այլ հավաքման ագրեգատները իրենց լավ են դրսևորել նավթի, գազի և քիմիական արդյունաբերության մեջ: Նրանք փոխարինել են կոռոզիոն դիմացկուն շատ մետաղներ և նյութեր, ինչպիսիք են երկաթ-ածխածնային համաձուլվածքի բեռնարկղերը՝ էմալապատված ներսում՝ ագրեսիվ հեղուկներ պահելու համար (այս թանկարժեք դիզայնի էմալ շերտի ճեղքը կարող է հանգեցնել կորուստների կամ նույնիսկ վթարի):

Փայլաթիթեղի արտադրության համար աշխարհում տարեկան ծախսվում է ավելի քան 1 մլն տոննա ալյումին։ Նրբաթիթեղի հաստությունը, կախված նպատակից, 0,004-0,15 մմ սահմաններում է։ Դրա կիրառումը չափազանց բազմազան է: Այն օգտագործվում է տարբեր սննդամթերքի և արդյունաբերական ապրանքների փաթեթավորման համար՝ շոկոլադ, քաղցրավենիք, դեղամիջոցներ, կոսմետիկա, լուսանկարչական ապրանքներ և այլն։

Փայլաթիթեղը նույնպես օգտագործվում է որպես կառուցվածքային նյութ։ Գոյություն ունի գազով լցված պլաստմասսաների խումբ՝ մեղրախորիսխ պլաստիկներ՝ կանոնավոր կրկնվող կանոնավոր բջիջների համակարգով բջջային նյութեր։ երկրաչափական ձև, որի պատերը պատրաստված են ալյումինե փայլաթիթեղից։

Բրոքհաուսի և Էֆրոնի հանրագիտարան

ԱԼՈՒՄԻՆԻ- (կավ) քիմ. zn. AL; ժամը. մեջ = 27,12; ծեծում է մեջ = 2,6; մ.պ. մոտ 700°։ Արծաթագույն սպիտակ, փափուկ, հնչեղ մետաղ; սիլիկաթթվի հետ համակցված կավերի, դաշտային սպաթի, միկաների հիմնական բաղադրիչն է. հայտնաբերվել է բոլոր հողերում: Գնում է…… Ռուսաց լեզվի օտար բառերի բառարան

ԱԼՈՒՄԻՆԻ- (խորհրդանիշը Ալ), արծաթ-սպիտակ մետաղ, պարբերական համակարգի երրորդ խմբի տարր։ Այն առաջին անգամ ստացվել է իր մաքուր տեսքով 1827 թվականին: Կեղևի մեջ ամենատարածված մետաղը երկրագունդը; դրա հիմնական աղբյուրը բոքսիտի հանքաքարն է։ Գործընթացը…… Գիտատեխնիկական հանրագիտարանային բառարան

ԱԼՈՒՄԻՆԻ- ԱԼՈՒՄԻՆ, ալյումին (քիմիական նշան A1, 27,1 քաշով), առավել տարածված մետաղը երկրի մակերևույթի վրա և O-ից և սիլիցիումից հետո՝ երկրակեղևի ամենակարևոր բաղադրիչը։ Ա.-ն հանդիպում է բնության մեջ, հիմնականում սիլիցիումի թթվի աղերի (սիլիկատների) տեսքով. Մեծ բժշկական հանրագիտարան

Ալյումինե- կապտասպիտակավուն մետաղ է, որը բնութագրվում է առանձնահատուկ թեթեւությամբ։ Այն շատ ճկուն է և կարելի է հեշտությամբ գլորել, գծել, կեղծել, դրոշմել և ձուլել և այլն: Ինչպես մյուս փափուկ մետաղները, ալյումինը նույնպես իրեն շատ լավ է տրամադրում ... ... Պաշտոնական տերմինաբանություն

Ալյումինե- (Ալյումին), Al, պարբերական համակարգի III խմբի քիմիական տարր, ատոմային թիվ 13, ատոմային զանգված 26,98154; թեթև մետաղ, mp660 °С. Երկրակեղևում պարունակությունը կազմում է 8,8%՝ ըստ քաշի։ Ալյումինը և դրա համաձուլվածքները օգտագործվում են որպես կառուցվածքային նյութեր ... ... Պատկերազարդ հանրագիտարանային բառարան

ԱԼՈՒՄԻՆԻ- ԱԼՈՒՄԻՆ, ալյումին արական, քիմ. ալկալիական մետաղական կավեր, ալյումինե հիմք, կավեր; ինչպես նաև ժանգի հիմքը, երկաթը; և յարի պղինձ. Ալյումինե արական. շիբի նման բրածո, ջրային ալյումինի սուլֆատ: Ալունիտ ամուսին. բրածո, շատ մոտ ... ... Դալի բացատրական բառարան

ալյումինե- (արծաթ, թեթև, թեւավոր) մետաղական Ռուսական հոմանիշների բառարան. ալյումինե ն., հոմանիշների թիվը՝ 8 կավ (2)… Հոմանիշների բառարան

ԱԼՈՒՄԻՆԻ- (լատ. Aluminium from alumen alum), Al, պարբերական համակարգի III խմբի քիմիական տարր, ատոմային թիվ 13, ատոմային զանգված 26,98154։ Արծաթագույն սպիտակ մետաղ, թեթև (2,7 գ/սմ³), ճկուն, բարձր էլեկտրական հաղորդունակությամբ, mp 660 .C…… Մեծ Հանրագիտարանային բառարան

Ալյումինե- Ալ (լատ. alumen-ից շիբի անվանումը, որը հնում օգտագործվել է որպես ներկման և դաբաղման միջոց * ա. ալյումին; ն. Ալյումին; ֆ. ալյումին; և. ալյումինիո), քիմ. III խմբի տարր պարբերական. Մենդելեևյան համակարգեր, ժ. n. 13, ժ. մ 26.9815 ... Երկրաբանական հանրագիտարան

ԱԼՈՒՄԻՆԻ- ALUMINIUM, aluminium, pl. ոչ, ամուսին: (լատ. alumen alum-ից): Արծաթագույն սպիտակ ճկուն թեթև մետաղ: Ուշակովի բացատրական բառարան. Դ.Ն. Ուշակովը։ 1935 1940 ... Ուշակովի բացատրական բառարան

Ալյումինի Հատկություններ

Բովանդակություն:

Ալյումինե դասարաններ

Ֆիզիկական հատկություններ

Կոռոզիոն հատկություններ

Մեխանիկական հատկություններ

Տեխնոլոգիական հատկություններ

Դիմում

ալյումինե դասարաններ.

Ալյումինը բնութագրվում է բարձր էլեկտրական և ջերմային հաղորդունակությամբ, կոռոզիոն դիմադրությամբ, ճկունությամբ և ցրտադիմացկունությամբ: Ալյումինի ամենակարևոր հատկությունը նրա ցածր խտությունն է (մոտ 2,70 գ/սմ):Ալյումինի հալման ջերմաստիճանը մոտ 660 C է:

Ալյումինի ֆիզիկաքիմիական, մեխանիկական և տեխնոլոգիական հատկությունները մեծապես կախված են կեղտերի տեսակից և քանակից, ինչը վատթարացնում է մաքուր մետաղի հատկությունների մեծ մասը:Ալյումինի հիմնական բնական կեղտերը երկաթն ու սիլիցիումն են: Երկաթը, օրինակ, ներկա է որպես անկախ Fe-Al փուլ, նվազեցնում է էլեկտրական հաղորդունակությունը և կոռոզիոն դիմադրությունը, վատթարանում է ճկունությունը, բայց փոքր-ինչ մեծացնում է ալյումինի ուժը:

Կախված մաքրման աստիճանից, առաջնային ալյումինը բաժանվում է բարձր և տեխնիկական մաքրության ալյումինի (ԳՕՍՏ 11069-2001): Տեխնիկական ալյումինն իր մեջ ներառում է նաև AD, AD1, AD0, AD00 (ԳՕՍՏ 4784-97) մակնշված դասարաններ: Բոլոր դասերի տեխնիկական ալյումինը ստացվում է կրիոլիտ-ալյումինային հալվածքների էլեկտրոլիզով: Բարձր մաքրության ալյումինը ստացվում է տեխնիկական ալյումինի լրացուցիչ զտմամբ։ Բարձր և բարձր մաքրության ալյումինի հատկությունների առանձնահատկությունները քննարկվում են գրքերում

1) Մետաղագիտության ալյումինի և դրա համաձուլվածքների մասին: Էդ. I.N. Fridlyander. M. 1971 թ.2) Մետաղների մեխանիկական և տեխնոլոգիական հատկությունները. Ա.Վ. Բոբիլև. M. 1980 թ.

Ստորև բերված աղյուսակը ներկայացնում է ալյումինի մեծ մասի ամփոփագիր: Նշվում է նաև դրա հիմնական բնական կեղտերի՝ սիլիցիումի և երկաթի պարունակությունը։

ապրանքանիշը	Ալ, %	Si, %	Fe, %	Դիմումներ
Բարձր մաքրության ալյումին
A995	99.995	0.0015	0.0015	Քիմիական սարքավորումներ Նրբաթիթեղ կոնդենսատորի թիթեղների համար Հատուկ նպատակներ
A98	99.98	0.006	0.006
A95	99.95	0.02	0.025
Տեխնիկական դասի ալյումին
A8 000 մ.թ	99.8	0.10 0.15	0.12 0.15	Արտադրության համար մետաղալարեր մալուխային և մետաղալարերի արտադրանք (A7E-ից և A5E-ից): Հումք ալյումինե համաձուլվածքների արտադրության համար Փայլաթիթեղ Գլանվածք (ձողեր, շերտեր, թերթեր, մետաղալարեր, խողովակներ)
A7 00 մ.թ	99.7	0.15	0.16 0.25
A6	99.6	0.18	0.25
A5E	99.5	0.10	0.20
A5 AD0	99.5	0.25 0.25	0.30 0.40
AD1	99.3	0.30	0.30
A0 ԴԺՈԽՔ	99.0	0.95 Ընդհանուր առմամբ մինչև 1.0%

Առևտրային և բարձր մաքրված ալյումինի հիմնական գործնական տարբերությունը կապված է որոշակի կրիչների նկատմամբ կոռոզիոն դիմադրության տարբերությունների հետ: Բնականաբար, որքան բարձր է ալյումինի մաքրման աստիճանը, այնքան թանկ է այն։

Հատուկ նպատակների համար օգտագործվում է բարձր մաքրության ալյումին։ Ալյումինի համաձուլվածքների, մալուխային և մետաղալարային արտադրանքի և գլանվածքի արտադրության համար օգտագործվում է տեխնիկական ալյումին։ Հաջորդը, մենք կխոսենք տեխնիկական ալյումինի մասին:

Էլեկտրական հաղորդունակություն.

Ալյումինի ամենակարևոր հատկությունը նրա բարձր էլեկտրական հաղորդունակությունն է, որում այն ​​զիջում է միայն արծաթին, պղնձին և ոսկուն։ Բարձր էլեկտրական հաղորդունակության և ցածր խտության համադրությունը թույլ է տալիս ալյումինին մրցակցել պղնձի հետ մալուխի և մետաղալարերի արտադրանքի ոլորտում:

Ալյումինի էլեկտրական հաղորդունակության վրա, բացի երկաթից և սիլիցիումից, մեծապես ազդում են քրոմը, մանգանը և տիտանը: Ուստի հոսանքի հաղորդիչների արտադրության համար նախատեսված ալյումինում կարգավորվում է ևս մի քանի կեղտերի պարունակությունը։ Այսպիսով, A5E դասի ալյումինում 0,35% թույլատրելի երկաթի պարունակությամբ և 0,12% սիլիցիումով, Cr + V + Ti + Mn կեղտերի գումարը չպետք է գերազանցի միայն 0,01% -ը:

Էլեկտրական հաղորդունակությունը կախված է նյութի վիճակից։ Երկարատև եռացումը 350 C ջերմաստիճանում բարելավում է հաղորդունակությունը, մինչդեռ սառը կարծրացումը վատթարանում է հաղորդունակությունը:

Էլեկտրական դիմադրողականության արժեքը 20 C ջերմաստիճանում էՕհմ*մմ 2 /մ կամ µՕմ*մ :

0.0277 - եռացված ալյումինե մետաղալար A7E

0.0280 - եռացված ալյումինե մետաղալար A5E

0,0290 - սեղմելուց հետո, առանց ջերմային մշակման AD0 ալյումինից

Այսպիսով, ալյումինե հաղորդիչների հատուկ էլեկտրական դիմադրությունը մոտավորապես 1,5 անգամ ավելի բարձր է, քան պղնձե հաղորդիչների էլեկտրական դիմադրությունը: Ըստ այդմ, ալյումինի էլեկտրական հաղորդունակությունը (դիմադրողականության փոխադարձությունը) կազմում է պղնձի էլեկտրական հաղորդունակության 60-65%-ը։ Ալյումինի էլեկտրական հաղորդունակությունը մեծանում է կեղտերի քանակի նվազմամբ։

Ալյումինի էլեկտրական դիմադրության ջերմաստիճանի գործակիցը (0,004) մոտավորապես նույնն է, ինչ պղնձինը:

Ջերմային ջերմահաղորդություն

Ալյումինի ջերմային հաղորդունակությունը 20 C ջերմաստիճանում մոտավորապես 0,50 կկալ/սմ*վ*C է և մեծանում է մետաղի մաքրության աճով: Ջերմային հաղորդունակությամբ ալյումինը զիջում է միայն արծաթին և պղնձին (մոտ 0,90), երեք անգամ ավելի բարձր, քան մեղմ պողպատի ջերմահաղորդականությունը։ Այս հատկությունը որոշում է ալյումինի օգտագործումը հովացման ռադիատորներում և ջերմափոխանակիչներում:

Այլ ֆիզիկական հատկություններ.

Ալյումինն ունի շատ բարձր հատուկ ջերմություն (մոտ 0,22 կկալ / գ * C): Սա շատ ավելի բարձր է, քան մետաղների մեծ մասի համար (0,09 պղնձի համար): Միաձուլման հատուկ ջերմություննույնպես շատ բարձր է (մոտ 93 կկալ/գ): Համեմատության համար նշենք, որ պղնձի և երկաթի համար այս արժեքը մոտավորապես 41-49 կալ / գ է:

Ռեֆլեկտիվությունալյումինը մեծապես կախված է իր մաքրությունից: 99,2% մաքրությամբ ալյումինե փայլաթիթեղի համար սպիտակ լույսի անդրադարձումը 75% է, իսկ 99,5% ալյումինի պարունակությամբ փայլաթիթեղի համար անդրադարձումն արդեն 84% է:

Ալյումինի կոռոզիոն հատկությունները.

Ալյումինը ինքնին շատ քիմիական է ակտիվ մետաղ. Դա կապված է ալյումինոթերմային և պայթուցիկ նյութերի արտադրության մեջ դրա օգտագործման հետ։ Այնուամենայնիվ, օդում ալյումինը ծածկված է ալյումինի օքսիդի բարակ (մոտ մեկ միկրոն) թաղանթով: Բարձր ուժով և քիմիական իներտությամբ այն պաշտպանում է ալյումինը հետագա օքսիդացումից և որոշում է դրա բարձր հակակոռոզիոն հատկությունները բազմաթիվ միջավայրերում:

Բարձր մաքրության ալյումինում օքսիդի թաղանթը շարունակական է և ոչ ծակոտկեն, և ունի շատ ուժեղ կպչունություն ալյումինի հետ: Հետևաբար, բարձր և հատուկ մաքրության ալյումինը շատ դիմացկուն է անօրգանական թթուների, ալկալիների, ծովի ջրի և օդի ազդեցությանը: Օքսիդային թաղանթի կպչունությունը ալյումինին այն վայրերում, որտեղ առկա են կեղտերը, զգալիորեն վատանում է, և այդ վայրերը դառնում են խոցելի կոռոզիայից: Հետևաբար, տեխնիկական մաքրության ալյումինը ավելի ցածր դիմադրություն ունի: Օրինակ, թույլ աղաթթվի նկատմամբ զտված և տեխնիկական ալյումինի դիմադրությունը տարբերվում է 10 անգամ։

Ալյումինը (և դրա համաձուլվածքները) սովորաբար ցուցադրում են փոսային կոռոզիա: Հետևաբար, ալյումինի և նրա համաձուլվածքների կայունությունը բազմաթիվ միջավայրերում որոշվում է ոչ թե նմուշների քաշի փոփոխությամբ և ոչ թե կոռոզիայից ներթափանցման արագությամբ, այլ մեխանիկական հատկությունների փոփոխությամբ:

Երկաթի պարունակությունը հիմնական ազդեցությունն ունի առևտրային ալյումինի կոռոզիոն հատկությունների վրա: Այսպիսով, կոռոզիայի մակարդակը 5% HCl լուծույթում տարբեր դասարանների համար (in):

ապրանքանիշը	ԲովանդակությունԱլ	Fe պարունակությունը	Կոռոզիայի մակարդակը
A7	99.7 %	< 0.16 %	0.25 – 1.1
A6	99.6%	< 0.25%	1.2 – 1.6
A0	99.0%	< 0.8%	27 - 31

Երկաթի առկայությունը նվազեցնում է ալյումինի դիմադրությունը ալկալիների նկատմամբ, սակայն չի ազդում ծծմբական և ազոտական ​​թթուների նկատմամբ դիմադրության վրա։ Ընդհանուր առմամբ, տեխնիկական ալյումինի կոռոզիոն դիմադրությունը, կախված մաքրությունից, վատանում է այս հաջորդականությամբ՝ A8 և AD000, A7 և AD00, A6, A5 և AD0, AD1, A0 և AD:

100C-ից բարձր ջերմաստիճանում ալյումինը փոխազդում է քլորի հետ։ Ալյումինը չի փոխազդում ջրածնի հետ, բայց լավ լուծում է այն, ուստի այն ալյումինում առկա գազերի հիմնական բաղադրիչն է: Ջրային գոլորշին, որը տարանջատվում է 500 C-ում, վնասակար ազդեցություն է ունենում ալյումինի վրա, ավելի ցածր ջերմաստիճանի դեպքում գոլորշու ազդեցությունը աննշան է։

Ալյումինը կայուն է հետևյալ միջավայրերում:

արդյունաբերական մթնոլորտ

Բնական քաղցրահամ ջուրմինչև 180 C ջերմաստիճան: Կոռոզիայի արագությունը մեծանում է օդափոխության հետ,

կաուստիկ սոդայի, աղաթթվի և սոդայի կեղտերը:

Ծովի ջուր

Խտացված ազոտական ​​թթու

Նատրիումի, մագնեզիումի, ամոնիումի, հիպոսուլֆիտի թթվային աղեր:

Ծծմբաթթվի թույլ (մինչև 10%) լուծույթներ,

100% ծծմբաթթու

Ֆոսֆորի թույլ լուծույթներ (մինչև 1%), քրոմային (մինչև 10%)

Բորային թթու ցանկացած կոնցենտրացիայի մեջ

Քացախ, կիտրոն, գինի. խնձորաթթու, թթվային մրգային հյութեր, գինի

Ամոնիակի լուծույթ

Նման միջավայրում ալյումինը անկայուն է:

Նոսրացրեք ազոտական ​​թթուն

Հիդրոքլորային թթու

Նոսրացրեք ծծմբական թթուն

Հիդրոֆտորային և հիդրոբրոմաթթու

Օքսալաթթու, մածուցիկ թթու

Կաուստիկ ալկալիների լուծույթներ

Ջուր, որը պարունակում է սնդիկի, պղնձի, քլորիդ իոնների աղեր, որոնք քայքայում են օքսիդի թաղանթը:

կոնտակտային կոռոզիա

Շատ տեխնիկական մետաղների և համաձուլվածքների հետ շփվելիս ալյումինը ծառայում է որպես անոդ, և դրա կոռոզիան կաճի:

Մեխանիկական հատկություններ

Էլաստիկ մոդուլ Ե \u003d 7000-7100 կգֆ / մմ 2 տեխնիկական ալյումինի համար 20 C ջերմաստիճանում: Ալյումինի մաքրության բարձրացմամբ դրա արժեքը նվազում է (6700 A99-ի համար):

Կտրման մոդուլ Գ \u003d 2700 կգ/մմ 2.

Տեխնիկական ալյումինի մեխանիկական հատկությունների հիմնական պարամետրերը տրված են ստորև.

Պարամետր	Միավոր rev.	դեֆորմացված	Հալեցված
Ելքի ուժ? 0.2	կգ/մմ 2	8 - 12	4 - 8
Առաձգական ուժ? մեջ	կգ/մմ 2	13 - 16
Երկարացում ընդմիջման ժամանակ?		5 – 10	30 – 40
Հարաբերական կծկում ընդմիջման ժամանակ		50 - 60	70 - 90
Կտրող ուժ	կգ/մմ 2
Կարծրություն	ՀԲ	30 - 35

Տրված թվերը շատ ցուցիչ են.

1) Հալված և ձուլված ալյումինի համար այս արժեքները կախված են տեխնիկական ալյումինի դասակարգից: Որքան շատ են կեղտերը, այնքան մեծ է ուժն ու կարծրությունը, և այնքան ցածր է ճկունությունը: Օրինակ, ձուլածո ալյումինի կարծրությունը A0-ի համար - 25HB, A5-ի համար - 20HB, իսկ բարձր մաքրության ալյումինի A995-ի համար - 15HB: Այս դեպքերի առաձգական ուժը հետևյալն է՝ 8,5; 7,5 և 5 կգֆ / մմ 2, և երկարացում 20; 30 և 45% համապատասխանաբար:

2) Դեֆորմացված ալյումինի համար մեխանիկական հատկությունները կախված են դեֆորմացիայի աստիճանից, գլանվածքի տեսակից և դրա չափսերից. Օրինակ, առաձգական ուժը մետաղալարի համար առնվազն 15-16 կգ/մմ է, իսկ խողովակների համար՝ 8-11 կգ/մմ:

Այնուամենայնիվ, ամեն դեպքում, տեխնիկական ալյումինը փափուկ և փխրուն մետաղ է: Ցածր ելքի ուժը (նույնիսկ ծանր մշակված պողպատի համար այն չի գերազանցում 12 կգ/մմ 2) սահմանափակում է ալյումինի օգտագործումը թույլատրելի բեռների առումով:

Ալյումինն ունի ցածր սողացող ուժ՝ 20 C ջերմաստիճանում այն ​​5 կգ/մմ 2 է, իսկ 200 C ջերմաստիճանում՝ 0,7 կգ/մմ 2: Համեմատության համար պղնձի համար այս ցուցանիշները համապատասխանաբար 7 և 5 կգ/մմ 2 են:

Ցածր հալման ջերմաստիճանը և վերաբյուրեղացման սկզբի ջերմաստիճանը (տեխնիկական ալյումինի համար մոտ 150 C է), սողանքի ցածր սահմանը սահմանափակում է ալյումինի գործողության ջերմաստիճանի տիրույթը բարձր ջերմաստիճանների կողմից:

Ալյումինի ճկունությունը չի վատանում ցածր ջերմաստիճաններում՝ ընդհուպ մինչև հելիում։ Երբ ջերմաստիճանն իջնում ​​է +20 C-ից մինչև -269 C, առաձգական ուժը բարձրանում է 4 անգամ տեխնիկական ալյումինի և 7 անգամ բարձր մաքրության ալյումինի համար: Առաձգական սահմանն այս դեպքում ավելանում է 1,5 գործակցով։

Ալյումինի ցրտադիմացկունությունը հնարավորություն է տալիս այն օգտագործել կրիոգեն սարքերում և կառույցներում։

Տեխնոլոգիական հատկություններ.

Ալյումինի բարձր ճկունությունը թույլ է տալիս արտադրել փայլաթիթեղ (մինչև 0,004 մմ հաստությամբ), խորը ձգվող արտադրանք և օգտագործել այն գամերի համար:

Տեխնիկական մաքրության ալյումինը ցուցադրում է փխրունություն բարձր ջերմաստիճաններում:

Մեքենայականությունը շատ ցածր է:

Վերաբյուրեղացման հալման ջերմաստիճանը 350-400 C է, կոփման ջերմաստիճանը՝ 150 C։

Եռակցման հնարավորություն.

Ալյումինի եռակցման դժվարությունները պայմանավորված են 1) ուժեղ իներտ օքսիդ թաղանթի առկայությամբ, 2) բարձր ջերմահաղորդականությամբ։

Այնուամենայնիվ, ալյումինը համարվում է բարձր եռակցման մետաղ։ Եռակցումն ունի բազային մետաղի ուժը (կռած) և նույն կոռոզիոն հատկությունները: Ալյումինի եռակցման մանրամասների համար տե՛ս, օրինակ,www. եռակցման տեղամաս.com.ua.

Դիմում.

Իր ցածր ամրության պատճառով ալյումինը օգտագործվում է միայն բեռնաթափված կառուցվածքային տարրերի համար, երբ կարևոր են բարձր էլեկտրական կամ ջերմային հաղորդունակությունը, կոռոզիոն դիմադրությունը, ճկունությունը կամ եռակցումը: Մասերը միացված են եռակցման կամ գամերի միջոցով։ Տեխնիկական ալյումինը օգտագործվում է ինչպես ձուլման, այնպես էլ գլանվածքի արտադրության համար։

Ձեռնարկության պահեստում միշտ առկա են տեխնիկական ալյումինից պատրաստված թիթեղներ, մետաղալարեր և անվադողեր։

(տես կայքի համապատասխան էջերը): Պատվերով առաքվում են A5-A7 խոզեր: