Posisi aluminium dalam tabel periodik. Karakteristik aluminium

Bagian 1. Nama dan sejarah penemuan aluminium.

Seksi 2 karakteristik umum aluminium, sifat fisik dan kimia.

Bagian 3. Mendapatkan coran dari paduan aluminium.

Bagian 4 Aplikasi aluminium.

Aluminium- ini adalah elemen dari subkelompok utama dari kelompok ketiga, periode ketiga dari sistem periodik unsur kimia D. I. Mendeleev, dengan nomor atom 13. Ditandai dengan simbol Al. Termasuk dalam kelompok logam ringan. Yang paling umum logam dan unsur kimia ketiga yang paling melimpah di kerak bumi (setelah oksigen dan silikon).

Bahan aluminium sederhana (nomor CAS: 7429-90-5) - ringan, paramagnetik logam warna perak-putih, mudah dibentuk, dicor, dikerjakan dengan mesin. Aluminium memiliki konduktivitas termal dan listrik yang tinggi, ketahanan terhadap korosi karena pembentukan cepat film oksida kuat yang melindungi permukaan dari interaksi lebih lanjut.

Pencapaian industri di setiap masyarakat maju selalu dikaitkan dengan pencapaian teknologi bahan struktural dan paduan. Kualitas pemrosesan dan produktivitas barang-barang manufaktur perdagangan adalah indikator terpenting dari tingkat perkembangan negara.

Bahan yang digunakan dalam desain modern, selain tinggi karakteristik kekuatan harus memiliki sifat kompleks seperti peningkatan ketahanan korosi, ketahanan panas, konduktivitas termal dan listrik, refraktori, serta kemampuan untuk mempertahankan sifat-sifat ini dalam kondisi operasi yang berkepanjangan di bawah beban.

Perkembangan ilmiah dan proses produksi di bidang produksi pengecoran logam non-ferrous di negara kita sesuai dengan pencapaian kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi. Hasil mereka, khususnya, adalah penciptaan bengkel pengecoran dingin dan pengecoran tekanan modern di Pabrik Otomotif Volga dan sejumlah perusahaan lainnya. Mesin cetak injeksi besar dengan kekuatan penguncian cetakan 35 MN berhasil beroperasi di Pabrik Motor Zavolzhsky, yang memproduksi blok silinder paduan aluminium untuk mobil Volga.

Di Pabrik Altai Motor, jalur otomatis untuk produksi coran dengan cetakan injeksi telah dikuasai. Di Uni Republik Sosialis Soviet (), untuk pertama kalinya di dunia, dikembangkan dan dikuasai proses pengecoran kontinu ingot dari paduan aluminium dalam cetakan elektromagnetik. Metode ini secara signifikan meningkatkan kualitas ingot dan mengurangi jumlah limbah dalam bentuk keripik selama pembubutannya.

Nama dan sejarah penemuan aluminium

Aluminium Latin berasal dari bahasa Latin alumen, yang berarti tawas (aluminium dan kalium sulfat (K) KAl(SO4)2 12H2O), yang telah lama digunakan dalam dressing kulit dan sebagai zat. Al, unsur kimia Grup III sistem periodik, nomor atom 13, massa atom 26, 98154. Karena aktivitas kimia yang tinggi, penemuan dan isolasi aluminium murni berlangsung selama hampir 100 tahun. Kesimpulan bahwa "" (zat tahan api, dalam istilah modern - aluminium oksida) dapat diperoleh dari tawas dibuat pada tahun 1754. Kimiawan Jerman A. Markgraf. Belakangan ternyata "bumi" yang sama dapat diisolasi dari tanah liat, dan itu disebut alumina. Baru pada tahun 1825 ia dapat memperoleh logam aluminium. Fisikawan Denmark H. K. Oersted. Dia diperlakukan dengan amalgam kalium (paduan kalium (K) dengan merkuri (Hg)) aluminium klorida AlCl3, yang dapat diperoleh dari alumina, dan setelah menyaring merkuri (Hg), mengisolasi bubuk abu-abu aluminium.

Hanya seperempat abad kemudian, metode ini sedikit dimodernisasi. Ahli kimia Prancis A. E. St. Clair Deville pada tahun 1854 menyarankan penggunaan logam natrium (Na) untuk menghasilkan aluminium, dan memperoleh batangan pertama dari logam baru. Harga aluminium saat itu sangat tinggi, dan perhiasan dibuat darinya.

Metode industri untuk produksi aluminium dengan elektrolisis lelehan campuran kompleks, termasuk oksida, aluminium fluorida dan zat lainnya, dikembangkan secara independen pada tahun 1886 oleh P. Eru () dan C. Hall (AS). Produksi aluminium dikaitkan dengan harga tinggi listrik, sehingga baru direalisasikan secara besar-besaran pada abad ke-20. PADA Uni Republik Sosialis Soviet (CCCP) aluminium industri pertama diperoleh pada 14 Mei 1932 di pabrik aluminium Volkhov, dibangun di sebelah pembangkit listrik tenaga air Volkhov.

Aluminium dengan kemurnian lebih dari 99,99% pertama kali diperoleh dengan elektrolisis pada tahun 1920. Pada tahun 1925 di kerja Edwards menerbitkan beberapa informasi tentang sifat fisik dan mekanik aluminium tersebut. Pada tahun 1938 Taylor, Wheeler, Smith, dan Edwards menerbitkan sebuah artikel yang memberikan beberapa sifat aluminium kemurnian 99,996%, juga diperoleh di Prancis dengan elektrolisis. Edisi pertama monografi tentang sifat-sifat aluminium diterbitkan pada tahun 1967.

Pada tahun-tahun berikutnya, karena relatif mudahnya persiapan dan sifat-sifat yang menarik, banyak bekerja tentang sifat-sifat aluminium. Aluminium murni telah menemukan aplikasi luas terutama dalam elektronik - dari kapasitor elektrolitik hingga puncak rekayasa elektronik - mikroprosesor; dalam cryoelectronics, cryomagnetics.

Metode baru untuk mendapatkan aluminium murni adalah metode pemurnian zona, kristalisasi dari amalgam (paduan aluminium dengan merkuri) dan isolasi dari larutan alkali. Derajat kemurnian aluminium dikendalikan oleh nilai hambatan listrik pada suhu rendah.

Karakteristik umum aluminium

Aluminium alam terdiri dari satu nuklida 27Al. Konfigurasi lapisan elektron terluar adalah 3s2p1. Di hampir semua senyawa, bilangan oksidasi aluminium adalah +3 (valensi III). Jari-jari atom aluminium netral adalah 0,143 nm, jari-jari ion Al3+ adalah 0,057 nm. Energi ionisasi berturut-turut dari atom aluminium netral berturut-turut adalah 5, 984, 18, 828, 28, 44, dan 120 eV. Pada skala Pauling, elektronegativitas aluminium adalah 1,5.

Aluminium lunak, ringan, putih keperakan, kisi kristalnya kubus berpusat muka, parameter a = 0,40403 nm. Titik lebur logam murni 660 °C, titik didih sekitar 2450 °C, massa jenis 2, 6989 g/cm3. Koefisien suhu ekspansi linier aluminium adalah sekitar 2,5·10-5 K-1.

Aluminium kimia adalah logam yang cukup aktif. Di udara, permukaannya langsung ditutupi dengan film padat oksida Al2O3, yang mencegah akses lebih lanjut oksigen (O) ke logam dan mengarah pada penghentian reaksi, yang mengarah pada sifat anti-korosi aluminium yang tinggi. Sebuah film permukaan pelindung pada aluminium juga terbentuk jika ditempatkan dalam asam nitrat pekat.

Aluminium aktif bereaksi dengan asam lain:

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

3Н2SO4 + 2Al = Al2(SO4)3 + 3H2.

Menariknya, reaksi antara bubuk aluminium dan yodium (I) dimulai pada suhu kamar jika beberapa tetes air ditambahkan ke campuran awal, yang dalam hal ini berperan sebagai katalis:

2Al + 3I2 = 2AlI3.

Interaksi aluminium dengan belerang (S) ketika dipanaskan mengarah pada pembentukan aluminium sulfida:

2Al + 3S = Al2S3,

yang mudah terurai oleh air:

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

Aluminium tidak berinteraksi langsung dengan hidrogen (H), namun, secara tidak langsung, misalnya, menggunakan senyawa organoaluminium, dimungkinkan untuk mensintesis aluminium hidrida polimer (AlH3)x padat - zat pereduksi terkuat.

Dalam bentuk bubuk, aluminium dapat dibakar di udara, dan bubuk tahan api putih dari aluminium oksida Al2O3 terbentuk.

Kekuatan ikatan yang tinggi pada Al2O3 menentukan panas tinggi pembentukannya dari zat sederhana dan kemampuan aluminium untuk mereduksi banyak logam dari oksidanya, misalnya:

3Fe3O4 + 8Al = 4Al2O3 + 9Fe dan genap

3СаО + 2Al = Al2О3 + 3Са.

Metode memperoleh logam ini disebut aluminotermi.

Berada di alam

Dalam hal prevalensi di kerak bumi, aluminium menempati urutan pertama di antara logam dan ketiga di antara semua elemen (setelah oksigen (O) dan silikon (Si)), ia menyumbang sekitar 8,8% dari massa kerak bumi. Aluminium termasuk dalam sejumlah besar mineral, terutama aluminosilikat, dan batuan. Senyawa aluminium mengandung granit, basal, tanah liat, feldspar, dll. Tapi inilah paradoksnya: dengan jumlah yang sangat besar mineral dan batuan yang mengandung aluminium, deposit bauksit, bahan baku utama untuk produksi industri aluminium, cukup langka. Di Federasi Rusia, ada deposit bauksit di Siberia dan Ural. Alunites dan nephelines juga penting industri. Sebagai elemen jejak, aluminium hadir dalam jaringan tumbuhan dan hewan. Ada organisme - konsentrator yang menumpuk aluminium di organ mereka - beberapa lumut klub, moluska.

Produksi industri: pada indeks produksi industri, bauksit pertama-tama mengalami pemrosesan kimia, menghilangkan kotoran oksida silikon (Si), besi (Fe) dan elemen lainnya dari mereka. Sebagai hasil dari pemrosesan tersebut, aluminium oksida murni Al2O3 diperoleh - yang utama dalam produksi logam dengan elektrolisis. Namun, karena titik lebur Al2O3 sangat tinggi (lebih dari 2000°C), lelehannya tidak dapat digunakan untuk elektrolisis.

Para ilmuwan dan insinyur menemukan jalan keluar berikut ini. Cryolite Na3AlF6 pertama dicairkan dalam bak elektrolisis (suhu leleh sedikit di bawah 1000 °C). Cryolite dapat diperoleh, misalnya, dengan memproses nephelines dari Semenanjung Kola. Selanjutnya, sedikit Al2O3 (hingga 10% massa) dan beberapa zat lain ditambahkan ke lelehan ini, meningkatkan kondisi untuk pencairan berikutnya. proses. Selama elektrolisis lelehan ini, aluminium oksida terurai, kriolit tetap berada dalam lelehan, dan aluminium cair terbentuk di katoda:

2Al2O3 = 4Al + 3O2.

Paduan aluminium

Sebagian besar elemen logam dicampur dengan aluminium, tetapi hanya sedikit dari mereka yang berperan sebagai komponen paduan utama dalam paduan aluminium industri. Namun, sejumlah besar elemen digunakan sebagai aditif untuk meningkatkan sifat paduan. Yang paling banyak digunakan:

Berilium ditambahkan untuk mengurangi oksidasi pada suhu tinggi. Penambahan kecil berilium (0,01 - 0,05%) digunakan dalam paduan pengecoran aluminium untuk meningkatkan fluiditas dalam produksi bagian-bagian mesin pembakaran internal (piston dan kepala silinder).

Boron diperkenalkan untuk meningkatkan konduktivitas listrik dan sebagai aditif pemurnian. Boron dimasukkan ke dalam paduan aluminium yang digunakan dalam rekayasa tenaga nuklir (kecuali untuk bagian reaktor), karena: itu menyerap neutron, mencegah penyebaran radiasi. Boron diperkenalkan rata-rata dalam jumlah 0,095 - 0,1%.

Bismut. Logam titik leleh rendah seperti bismut, kadmium ditambahkan ke paduan aluminium untuk meningkatkan kemampuan mesin. Elemen-elemen ini membentuk fase peleburan lunak yang berkontribusi pada kerusakan chip dan pelumasan pemotong.

Gallium ditambahkan dalam jumlah 0,01 - 0,1% ke paduan dari mana anoda habis dibuat lebih lanjut.

Besi. Dalam jumlah kecil (>0,04%) diperkenalkan selama produksi kabel untuk meningkatkan kekuatan dan meningkatkan karakteristik mulur. Cara yang sama besi mengurangi menempel pada dinding cetakan saat casting ke dalam cetakan.

indium. Penambahan 0,05 - 0,2% memperkuat paduan aluminium selama penuaan, terutama pada kadar tembaga rendah. Aditif indium digunakan dalam paduan bantalan aluminium-kadmium.

Sekitar 0,3% kadmium diperkenalkan untuk meningkatkan kekuatan dan meningkatkan sifat korosi paduan.

Kalsium memberikan plastisitas. Dengan kandungan kalsium 5%, paduan tersebut memiliki efek superplastisitas.

Silikon adalah aditif yang paling banyak digunakan dalam paduan pengecoran. Dalam jumlah 0,5 - 4% mengurangi kecenderungan retak. Kombinasi silikon dan magnesium memungkinkan untuk menyegel panas paduan.

Magnesium. Penambahan magnesium secara signifikan meningkatkan kekuatan tanpa mengurangi keuletan, meningkatkan kemampuan las dan meningkatkan ketahanan korosi paduan.

Tembaga memperkuat paduan, pengerasan maksimum dicapai ketika konten tembaga 4 - 6%. Paduan dengan tembaga digunakan dalam produksi piston untuk mesin pembakaran internal, suku cadang cor berkualitas tinggi untuk pesawat terbang.

Timah meningkatkan kinerja pemotongan.

Titanium. Tugas utama titanium dalam paduan adalah penyempurnaan butir dalam coran dan ingot, yang sangat meningkatkan kekuatan dan keseragaman sifat di seluruh volume.

Meskipun aluminium dianggap sebagai salah satu logam industri paling mulia, aluminium cukup stabil di banyak lingkungan pengoksidasi. Alasan untuk perilaku ini adalah adanya lapisan oksida kontinu pada permukaan aluminium, yang segera terbentuk kembali di area yang dibersihkan saat terkena oksigen, air, dan zat pengoksidasi lainnya.

Dalam kebanyakan kasus, peleburan dilakukan di udara. Jika interaksi dengan udara terbatas pada pembentukan senyawa yang tidak larut dalam lelehan di permukaan dan lapisan yang dihasilkan dari senyawa ini secara signifikan memperlambat interaksi lebih lanjut, maka biasanya tidak ada tindakan yang diambil untuk menekan interaksi tersebut. Peleburan dalam hal ini dilakukan dengan kontak langsung lelehan dengan atmosfer. Hal ini dilakukan dalam persiapan sebagian besar aluminium, seng, paduan timah-timah.

Ruang di mana peleburan paduan berlangsung dibatasi oleh lapisan tahan api yang mampu menahan suhu 1500 - 1800 . Dalam semua proses peleburan, fase gas terlibat, yang terbentuk selama pembakaran bahan bakar, berinteraksi dengan lingkungan dan lapisan unit peleburan, dll.

Sebagian besar paduan aluminium memiliki ketahanan korosi yang tinggi di atmosfer alami, air laut, larutan banyak garam dan bahan kimia, dan di sebagian besar makanan. Struktur paduan aluminium sering digunakan dalam air laut. Pelampung laut, sekoci, kapal, tongkang telah dibangun dari paduan aluminium sejak tahun 1930. Saat ini, panjang lambung kapal paduan aluminium mencapai 61 m. Ada pengalaman dalam pipa bawah tanah aluminium, paduan aluminium sangat tahan terhadap korosi tanah. Pada tahun 1951, pipa sepanjang 2,9 km dibangun di Alaska. Setelah 30 tahun beroperasi, tidak ditemukan kebocoran atau kerusakan serius akibat korosi.

Aluminium dalam volume besar digunakan dalam konstruksi menghadap panel, pintu, kusen jendela, kabel listrik. Paduan aluminium tidak mengalami korosi parah untuk waktu yang lama dalam kontak dengan beton, mortar, plester, terutama jika strukturnya tidak sering basah. Saat basah sering, jika permukaan aluminium barang dagangan belum diproses lebih lanjut, dapat menjadi gelap, hingga menghitam di kota-kota industri dengan kandungan oksidator tinggi di udara. Untuk menghindari hal ini, paduan khusus diproduksi untuk mendapatkan permukaan mengkilap dengan anodizing brilian - menerapkan film oksida ke permukaan logam. Dalam hal ini, permukaan dapat diberi berbagai warna dan corak. Misalnya, paduan aluminium dengan silikon memungkinkan Anda mendapatkan berbagai corak, dari abu-abu hingga hitam. Paduan aluminium dengan kromium memiliki warna emas.

Aluminium industri diproduksi dalam bentuk dua jenis paduan - pengecoran, bagian-bagiannya dibuat dengan pengecoran, dan deformasi - paduan yang diproduksi dalam bentuk produk setengah jadi yang dapat dideformasi - lembaran, foil, pelat, profil, kawat. Coran dari paduan aluminium diterima oleh semua kemungkinan cara pengecoran. Hal ini paling umum di bawah tekanan, dalam cetakan dingin dan cetakan tanah liat berpasir. Saat membuat kecil Partai-partai politik terapan pengecoran dalam bentuk gabungan gipsum dan pengecoran untuk model investasi. Paduan cor digunakan untuk membuat rotor cor untuk motor listrik, suku cadang cor untuk pesawat terbang, dll. Paduan tempa digunakan dalam produksi otomotif untuk trim interior, bumper, panel bodi, dan detail interior; dalam konstruksi sebagai bahan finishing; di pesawat, dll.

PADA industri bubuk aluminium juga digunakan. Digunakan dalam metalurgi industri: di aluminothermy, sebagai aditif paduan, untuk pembuatan produk setengah jadi dengan menekan dan sintering. Metode ini menghasilkan suku cadang yang sangat tahan lama (roda gigi, ring, dll.). Bubuk juga digunakan dalam kimia untuk mendapatkan senyawa aluminium dan sebagai: katalisator(misalnya, dalam produksi etilen dan aseton). Mengingat reaktivitas aluminium yang tinggi, terutama dalam bentuk bubuk, aluminium digunakan dalam bahan peledak dan propelan padat untuk roket, menggunakan kemampuannya untuk menyala dengan cepat.

Mengingat ketahanan aluminium yang tinggi terhadap oksidasi, bubuk tersebut digunakan sebagai pigmen dalam pelapis untuk peralatan pengecatan, atap, kertas dalam pencetakan, permukaan panel mobil yang mengkilap. Juga, lapisan aluminium ditutupi dengan baja dan besi cor barang dagangan untuk mencegah korosi mereka.

Dalam hal aplikasi, aluminium dan paduannya adalah yang kedua setelah besi (Fe) dan paduannya. Meluasnya penggunaan aluminium di berbagai bidang teknologi dan kehidupan sehari-hari dikaitkan dengan kombinasi sifat fisik, mekanik, dan kimianya: densitas rendah, ketahanan korosi di udara atmosfer, konduktivitas termal dan listrik yang tinggi, keuletan, dan kekuatan yang relatif tinggi. Aluminium mudah diproses dengan berbagai cara - penempaan, stamping, rolling, dll. Aluminium murni digunakan untuk membuat kawat (konduktivitas listrik aluminium adalah 65,5% dari konduktivitas listrik tembaga, tetapi aluminium lebih dari tiga kali lebih ringan dari tembaga, sehingga aluminium sering diganti dalam teknik elektro) dan foil digunakan sebagai bahan kemasan. Bagian utama dari aluminium yang dilebur dihabiskan untuk mendapatkan berbagai paduan. Pelapis pelindung dan dekoratif mudah diaplikasikan pada permukaan paduan aluminium.

Berbagai sifat paduan aluminium disebabkan oleh pengenalan berbagai aditif ke dalam aluminium, yang membentuk larutan padat atau senyawa intermetalik dengannya. Sebagian besar aluminium digunakan untuk menghasilkan paduan ringan - duralumin (94% aluminium, 4% tembaga (Cu), 0,5% magnesium (Mg), mangan (Mn), (Fe) dan silikon (Si)), silumin ( 85- 90% - aluminium, 10-14% silikon (Si), 0,1% natrium (Na)) dan lain-lain.Dalam metalurgi, aluminium tidak hanya digunakan sebagai dasar untuk paduan, tetapi juga sebagai salah satu aditif paduan yang banyak digunakan dalam paduan berdasarkan tembaga (Cu), magnesium (Mg), besi (Fe), >nikel (Ni), dll.

Paduan aluminium banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, dalam konstruksi dan arsitektur, dalam industri otomotif, dalam pembuatan kapal, penerbangan, dan teknologi luar angkasa. Secara khusus, satelit Bumi buatan pertama terbuat dari paduan aluminium. Paduan aluminium dan zirkonium (Zr) banyak digunakan di gedung reaktor nuklir. Aluminium digunakan dalam pembuatan bahan peledak.

Saat menangani aluminium dalam kehidupan sehari-hari, Anda perlu mengingat bahwa hanya cairan netral (dalam keasaman) (misalnya, air mendidih) yang dapat dipanaskan dan disimpan di piring aluminium. Jika, misalnya, sup kubis asam direbus dalam piring aluminium, maka aluminium masuk ke dalam makanan, dan memperoleh rasa "logam" yang tidak menyenangkan. Karena film oksida sangat mudah rusak dalam kehidupan sehari-hari, penggunaan peralatan masak aluminium masih tidak diinginkan.

Logam perak-putih, ringan

kepadatan — 2,7 g/cm

titik leleh untuk aluminium teknis - 658 °C, untuk aluminium dengan kemurnian tinggi - 660 °C

panas spesifik fusi — 390 kJ/kg

titik didih - 2500 ° C

panas spesifik penguapan - 10,53 MJ / kg

kekuatan tarik aluminium cor - 10-12 kg / mm², dapat dideformasi - 18-25 kg / mm², paduan - 38-42 kg / mm²

Kekerasan Brinell — 24…32 kgf/mm²

plastisitas tinggi: untuk teknis - 35%, untuk pembersihan - 50%, digulung menjadi lembaran tipis dan bahkan foil

Modulus Young - 70 GPa

Aluminium memiliki konduktivitas listrik yang tinggi (0,0265 Ohm m) dan konduktivitas termal (203,5 W / (m K)), 65% dari konduktivitas listrik tembaga, dan memiliki reflektifitas cahaya yang tinggi.

Paramagnet lemah.

Koefisien suhu ekspansi linier 24,58 10−6 K−1 (20…200 °C).

Koefisien suhu hambatan listrik 2.7 10−8K−1.

Aluminium membentuk paduan dengan hampir semua logam. Yang paling terkenal adalah paduan dengan tembaga dan magnesium (duralumin) dan silikon (silumin).

Aluminium alami hampir seluruhnya terdiri dari satu-satunya isotop stabil, 27Al, dengan jejak 26Al, isotop radioaktif dengan Titik waktu paruh 720 ribu tahun, terbentuk di atmosfer selama pemboman inti argon oleh proton sinar kosmik.

Dalam hal prevalensi di kerak bumi, Bumi menempati tempat pertama di antara logam dan tempat ke-3 di antara unsur-unsur, kedua setelah oksigen dan silikon. kandungan aluminium di kerak bumi data berbagai peneliti adalah dari 7,45 hingga 8,14% massa kerak bumi.

Di alam, aluminium, karena aktivitas kimianya yang tinggi, terjadi hampir secara eksklusif dalam bentuk senyawa. Beberapa dari mereka:

Bauksit - Al2O3 H2O (dengan campuran SiO2, Fe2O3, CaCO3)

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

Alumina (campuran kaolin dengan pasir SiO2, kapur CaCO3, magnesit MgCO3)

Korundum (safir, rubi, ampelas) - Al2O3

Kaolinit - Al2O3 2SiO2 2H2O

Beril (zamrud, aquamarine) - 3BeO Al2O3 6SiO2

Krisoberil (aleksandrit) - BeAl2O4.

Namun, di bawah kondisi pereduksi tertentu, pembentukan aluminium asli dimungkinkan.

PADA perairan alami aluminium terkandung dalam bentuk senyawa kimia beracun rendah, misalnya aluminium fluorida. Jenis kation atau anion tergantung, pertama-tama, pada keasaman media berair. Konsentrasi aluminium di badan air permukaan Federasi Rusia berkisar dari 0,001 hingga 10 mg/l, dalam air laut 0,01 mg/l.

Aluminium (Aluminium) adalah

Mendapatkan coran dari paduan aluminium

Tantangan utama yang dihadapi pengecoran di kami negara, terdiri dari peningkatan keseluruhan yang signifikan dalam kualitas coran, yang harus diekspresikan dalam penurunan ketebalan dinding, penurunan tunjangan pemesinan dan sistem gating, sambil mempertahankan sifat operasional yang tepat dari item perdagangan. Hasil akhir dari pekerjaan ini harus memenuhi peningkatan kebutuhan teknik mesin dengan jumlah billet cor yang diperlukan tanpa peningkatan yang signifikan dalam total emisi moneter dari berat coran.

pengecoran pasir

Dari metode pengecoran di atas ke dalam cetakan sekali pakai, yang paling banyak digunakan dalam pembuatan coran dari paduan aluminium adalah pengecoran ke dalam cetakan pasir basah. Hal ini disebabkan oleh kepadatan paduan yang rendah, efek gaya logam yang kecil pada cetakan, dan suhu pengecoran yang rendah (680-800C).

Untuk pembuatan cetakan pasir, cetakan dan campuran inti digunakan, dibuat dari pasir kuarsa dan tanah liat (GOST 2138-74), tanah liat cetakan (GOST 3226-76), pengikat dan bahan tambahan.

Jenis sistem gating dipilih dengan mempertimbangkan dimensi casting, kompleksitas konfigurasi dan lokasinya dalam cetakan. Penuangan cetakan untuk pengecoran dengan konfigurasi kompleks dengan ketinggian kecil dilakukan, sebagai suatu peraturan, dengan bantuan sistem gerbang yang lebih rendah. Pada dataran tinggi coran dan dinding tipis, lebih baik menggunakan sistem gating yang ditempatkan secara vertikal atau gabungan. Cetakan untuk coran ukuran kecil dapat dituangkan melalui sistem gating atas. Dalam hal ini, ketinggian keropeng logam yang jatuh ke dalam rongga cetakan tidak boleh melebihi 80 mm.

Untuk mengurangi kecepatan lelehan di pintu masuk ke rongga cetakan dan untuk lebih memisahkan film oksida dan inklusi terak yang tersuspensi di dalamnya, resistansi hidrolik tambahan dimasukkan ke dalam sistem gating - jerat (logam atau fiberglass) dipasang atau dituangkan melalui granular filter.

Sprue (pengumpan), sebagai suatu peraturan, dibawa ke bagian tipis (dinding) dari coran yang tersebar di sekeliling, dengan mempertimbangkan kenyamanan pemisahan selanjutnya selama pemrosesan. Pasokan logam ke unit besar tidak dapat diterima, karena menyebabkan pembentukan rongga susut di dalamnya, peningkatan kekasaran dan "kegagalan" penyusutan pada permukaan coran. Pada penampang, saluran sariawan paling sering berbentuk persegi panjang dengan sisi lebar 15-20 mm, dan sisi sempit 5-7 mm.

Paduan dengan interval kristalisasi sempit (AL2, AL4, AL), AL34, AK9, AL25, ALZO) rentan terhadap pembentukan rongga susut terkonsentrasi di unit termal coran. Untuk mengeluarkan cangkang ini dari coran, pemasangan keuntungan besar banyak digunakan. Untuk coran berdinding tipis (4-5 mm) dan kecil, massa keuntungannya adalah 2-3 kali massa coran, untuk coran berdinding tebal, hingga 1,5 kali. Tinggi tiba dipilih tergantung pada ketinggian casting. Ketika tingginya kurang dari 150 mm, tingginya tiba H-adj. ambil sama dengan ketinggian casting Notl. Untuk coran yang lebih tinggi, rasio Nprib / Notl diambil sama dengan 0,3 0,5.

Aplikasi terbesar dalam pengecoran paduan aluminium adalah bagian atas keuntungan terbuka bagian bulat atau oval; keuntungan lateral dalam banyak kasus dibuat tertutup. Untuk meningkatkan efisiensi kerja keuntungan mereka terisolasi, diisi dengan logam panas, diisi ulang. Pemanasan biasanya dilakukan dengan menempelkan stiker pada permukaan berupa lembaran asbes, dilanjutkan dengan pengeringan dengan nyala gas. Paduan dengan rentang kristalisasi yang lebar (AL1, AL7, AL8, AL19, ALZZ) rentan terhadap pembentukan porositas susut yang tersebar. Impregnasi pori-pori penyusutan dengan keuntungan tidak efektif. Oleh karena itu, dalam pembuatan coran dari paduan yang terdaftar, tidak disarankan untuk menggunakan pemasangan dengan keuntungan besar. Untuk mendapatkan coran berkualitas tinggi, pemadatan terarah dilakukan, secara luas menggunakan pemasangan lemari es yang terbuat dari besi cor dan paduan aluminium untuk tujuan ini. Kondisi optimal untuk kristalisasi terarah diciptakan oleh sistem gerbang slot vertikal. Untuk mencegah evolusi gas selama kristalisasi dan untuk mencegah pembentukan porositas penyusutan gas dalam coran berdinding tebal, kristalisasi di bawah tekanan 0,4-0,5 MPa banyak digunakan. Untuk melakukan ini, cetakan tuang ditempatkan di autoklaf sebelum dituang, diisi dengan logam dan cetakan dikristalkan di bawah tekanan udara. Untuk pembuatan coran berdinding tipis berukuran besar (tinggi hingga 2-3 m), digunakan metode pengecoran dengan pemadatan yang diarahkan secara berurutan. Inti dari metode ini adalah kristalisasi casting berturut-turut dari bawah ke atas. Untuk melakukan ini, cetakan casting ditempatkan di atas meja lift hidrolik dan tabung logam berdiameter 12-20 mm, dipanaskan hingga 500-700 °C, diturunkan di dalamnya, melakukan fungsi riser. Tabung-tabung dipasang dengan kuat di gating cup dan lubang-lubang di dalamnya ditutup dengan sumbat. Setelah gating cup diisi dengan lelehan, sumbat diangkat, dan paduan mengalir melalui tabung ke dalam gating well yang terhubung ke rongga cetakan dengan slotted sprues (feeder). Setelah tingkat lelehan di sumur naik 20-30 mm di atas ujung bawah tabung, mekanisme untuk menurunkan meja hidrolik dihidupkan. Kecepatan penurunan diambil sedemikian rupa sehingga pengisian cetakan dilakukan di bawah tingkat banjir dan logam panas terus mengalir ke bagian atas cetakan. Ini memberikan pemadatan terarah dan memungkinkan untuk mendapatkan coran kompleks tanpa cacat susut.

Mengisi cetakan pasir dengan logam dilakukan dari sendok yang dilapisi dengan bahan tahan api. Sebelum diisi dengan logam, sendok yang baru dilapisi dikeringkan dan dikalsinasi pada 780-800 °C untuk menghilangkan kelembapan. Suhu lelehan sebelum penuangan dipertahankan pada tingkat 720-780 °C. Cetakan untuk coran berdinding tipis diisi dengan lelehan yang dipanaskan hingga 730-750 °C, dan untuk coran berdinding tebal hingga 700-720 °C.

Pengecoran dalam cetakan plester

Pengecoran dalam cetakan gipsum digunakan dalam kasus di mana peningkatan persyaratan ditempatkan pada coran dalam hal akurasi, kebersihan permukaan dan reproduksi detail terkecil dari relief. Dibandingkan dengan cetakan pasir, cetakan gipsum memiliki kekuatan yang lebih tinggi, akurasi dimensi, ketahanan yang lebih baik terhadap suhu tinggi, dan memungkinkan untuk mendapatkan cetakan dengan konfigurasi kompleks dengan ketebalan dinding 1,5 mm sesuai dengan kelas akurasi 5-6. Bentuk dibuat menurut model lilin atau logam (kuningan,) berlapis krom. Pelat model terbuat dari paduan aluminium. Untuk memudahkan pelepasan model dari cetakan, permukaannya ditutupi dengan lapisan tipis pelumas minyak tanah-stearin.

Cetakan kecil dan sedang untuk coran berdinding tipis yang kompleks dibuat dari campuran yang terdiri dari 80% gipsum, 20% kuarsa pasir atau asbes dan 60-70% air (berdasarkan berat campuran kering). Komposisi campuran untuk bentuk sedang dan besar: 30% gipsum, 60% pasir, 10% asbes, 40-50% air. Untuk memperlambat pengaturan, 1-2% jeruk nipis ditambahkan ke dalam campuran. Kekuatan yang diperlukan dari bentuk dicapai dengan hidrasi gipsum anhidrat atau semi-air. Untuk mengurangi kekuatan dan meningkatkan permeabilitas gas, cetakan gipsum mentah dikenai perlakuan hidrotermal - mereka disimpan dalam autoklaf selama 6-10 jam di bawah tekanan uap air 0,13-0,14 MPa, dan kemudian selama sehari di udara. Setelah itu, cetakan dikeringkan secara bertahap pada 350-500 °C.

Fitur cetakan gipsum adalah konduktivitas termal yang rendah. Keadaan ini membuat sulit untuk mendapatkan coran padat dari paduan aluminium dengan berbagai kristalisasi. Oleh karena itu, tugas utama dalam pengembangan sistem sprue yang menguntungkan untuk cetakan gipsum adalah untuk mencegah pembentukan rongga susut, kerapuhan, film oksida, retakan panas dan penimbunan dinding tipis. Hal ini dicapai dengan menggunakan sistem gating yang berkembang yang memberikan kecepatan rendah pergerakan lelehan di rongga cetakan, mengarahkan pemadatan unit termal ke arah riser dengan bantuan lemari es, dan meningkatkan kepatuhan cetakan dengan meningkatkan kandungan pasir kuarsa dalam campuran. Coran berdinding tipis dituangkan ke dalam cetakan yang dipanaskan hingga 100–200 °C dengan metode hisap vakum, yang memungkinkan untuk mengisi rongga hingga setebal 0,2 mm. Pengecoran berdinding tebal (lebih dari 10 mm) diperoleh dengan menuangkan cetakan ke dalam autoklaf. Kristalisasi logam dalam hal ini dilakukan di bawah tekanan 0,4-0,5 MPa.

Pengecoran cangkang

Pengecoran ke dalam cetakan cangkang sebaiknya digunakan dalam produksi cetakan serial dan skala besar dengan dimensi terbatas dengan peningkatan permukaan akhir, akurasi dimensi yang lebih besar, dan pemesinan yang lebih sedikit daripada saat pengecoran ke cetakan pasir.

Cetakan cangkang dibuat menggunakan perkakas logam (baja,) panas (250–300 °C) dengan cara bunker. Peralatan model dilakukan sesuai dengan kelas akurasi 4-5 dengan kemiringan cetakan dari 0,5 hingga 1,5%. Kerang dibuat dua lapis: lapisan pertama dari campuran dengan resin termoset 6-10%, yang kedua dari campuran dengan resin 2%. Untuk pelepasan cangkang yang lebih baik, pelat model sebelum penimbunan kembali pasir cetak tutup dengan lapisan tipis emulsi pelepasan (5% cairan silikon No. 5; 3% sabun cuci; 92% air).

Untuk pembuatan cetakan cangkang, pasir kuarsa berbutir halus yang mengandung setidaknya 96% silika digunakan. Setengah cetakan dihubungkan dengan menempelkan pada pin press khusus. Komposisi lem: 40% resin MF17; 60% marshalite dan 1,5% aluminium klorida (pengerasan). Pengisian formulir rakitan dilakukan dalam wadah. Saat casting ke dalam cetakan shell, sistem gating yang sama digunakan dan kondisi suhu seperti pada pengecoran pasir.

Tingkat kristalisasi logam yang rendah dalam cetakan cangkang dan kemungkinan yang lebih rendah untuk membuat kristalisasi terarah menghasilkan produksi coran dengan sifat yang lebih rendah daripada saat pengecoran dalam cetakan pasir mentah.

Pemilihan investasi

Pengecoran investasi digunakan untuk membuat coran dengan akurasi yang meningkat (kelas ke-3-ke-5) dan penyelesaian permukaan (kelas kekasaran ke-4-6), di mana metode ini adalah satu-satunya metode yang mungkin atau optimal.

Model dalam banyak kasus dibuat dari komposisi pasta parafin stearin (1: 1) dengan menekan ke dalam cetakan logam (cor dan prefabrikasi) pada instalasi stasioner atau korsel. Dalam pembuatan coran kompleks dengan dimensi lebih dari 200 mm, untuk menghindari deformasi model, zat dimasukkan ke dalam komposisi massa model yang meningkatkan suhu pelunakan (pelelehan).

Sebagai lapisan tahan api dalam pembuatan cetakan keramik, suspensi etil silikat terhidrolisis (30–40%) dan bubuk kuarsa (70–60%) digunakan. Taburan blok model dilakukan dengan pasir terkalsinasi 1KO16A atau 1K025A. Setiap lapisan pelapis dikeringkan di udara selama 10-12 jam atau di atmosfer yang mengandung uap amonia. Kekuatan yang diperlukan dari cetakan keramik dicapai dengan ketebalan cangkang 4–6 mm (4–6 lapisan lapisan tahan api). Untuk memastikan pengisian cetakan yang mulus, sistem gating yang diperluas digunakan dengan suplai logam ke bagian tebal dan simpul besar. Coran biasanya diumpankan dari riser masif melalui sprues yang menebal (feeder). Untuk pengecoran kompleks, diperbolehkan menggunakan keuntungan besar untuk memberi daya pada unit besar atas dengan pengisian wajib dari riser.

Aluminium (Aluminium) adalah

Model dilebur dari cetakan dalam air panas (85–90°C) yang diasamkan dengan asam klorida (0,5–1 cm3 per liter air) untuk mencegah saponifikasi stearin. Setelah model dilebur, cetakan keramik dikeringkan pada suhu 150-170°C selama 1-2 jam, ditempatkan dalam wadah, diisi dengan bahan pengisi kering, dan dikalsinasi pada suhu 600-700 °C selama 5-8 jam. Pengisian dilakukan dalam cetakan dingin dan panas. Suhu pemanasan (50-300 °C) cetakan ditentukan oleh ketebalan dinding coran. Pengisian cetakan dengan logam dilakukan dengan cara biasa, serta menggunakan gaya vakum atau sentrifugal. Sebagian besar paduan aluminium dipanaskan hingga 720-750 °C sebelum dituang.

Pengecoran mati

Pengecoran dingin adalah metode utama produksi serial dan massal coran dari paduan aluminium, yang memungkinkan untuk mendapatkan coran kelas akurasi 4-6 dengan kekasaran permukaan Rz = 50-20 dan ketebalan dinding minimum 3-4 mm . Saat pengecoran ke dalam cetakan dingin, bersama dengan cacat yang disebabkan oleh kecepatan tinggi lelehan di rongga cetakan dan ketidakpatuhan terhadap persyaratan pemadatan terarah (porositas gas, film oksida, kelonggaran susut), jenis utama dari penyortiran dan coran adalah underfill dan retak. Munculnya retakan disebabkan oleh susut yang sulit. Retak terutama sering terjadi pada coran yang terbuat dari paduan dengan interval kristalisasi yang lebar, yang memiliki susut linier yang besar (1,25-1,35%). Pencegahan pembentukan cacat ini dicapai dengan berbagai metode teknologi.

Dalam hal memasok logam ke bagian tebal, ketentuan harus dibuat untuk memberi makan titik pasokan dengan memasang bos pasokan (keuntungan). Semua elemen sistem gating terletak di sepanjang konektor cetakan dingin. Rasio luas penampang saluran gerbang berikut direkomendasikan: untuk coran kecil EFst: EFsl: EFpit = 1: 2: 3; untuk coran besar EFst: EFsl: EFpit = 1: 3: 6.

Untuk mengurangi laju masuknya lelehan ke dalam rongga cetakan, riser melengkung, fiberglass atau mesh logam, dan filter granular digunakan. Kualitas coran dari paduan aluminium tergantung pada laju kenaikan lelehan di rongga cetakan. Kecepatan ini harus cukup untuk menjamin pengisian bagian tipis coran di bawah kondisi peningkatan penghilangan panas dan pada saat yang sama tidak menyebabkan underfilling karena pelepasan tidak lengkap dari udara dan gas melalui saluran ventilasi dan riser, berputar-putar dan mengalir dari lelehan selama transisi dari bagian sempit ke yang lebar. Tingkat kenaikan logam di rongga cetakan saat pengecoran ke dalam cetakan diambil agak lebih tinggi daripada saat pengecoran ke cetakan pasir. Kecepatan angkat minimum yang diizinkan dihitung menurut rumus A. A. Lebedev dan N. M. Galdin (lihat bagian 5.1, “Pengecoran pasir”).

Untuk mendapatkan coran padat, seperti dalam pengecoran pasir, pemadatan terarah dibuat dengan penempatan yang tepat dari pengecoran dalam cetakan dan kontrol pembuangan panas. Biasanya, unit pengecoran masif (tebal) terletak di bagian atas cetakan. Ini memungkinkan untuk mengkompensasi pengurangan volumenya selama pengerasan langsung dari keuntungan yang dipasang di atasnya. Pengaturan intensitas perpindahan panas untuk menciptakan pemadatan terarah dilakukan dengan mendinginkan atau mengisolasi berbagai bagian cetakan. Untuk meningkatkan penghilangan panas secara lokal, sisipan dari tembaga penghantar panas banyak digunakan, mereka menyediakan peningkatan permukaan pendinginan cetakan karena sirip, pendinginan lokal cetakan dengan udara terkompresi atau air dilakukan. Untuk mengurangi intensitas penghilangan panas, lapisan cat setebal 0,1-0,5 mm diterapkan pada permukaan kerja cetakan. Untuk tujuan ini, lapisan cat setebal 1-1,5 mm diterapkan pada permukaan saluran sariawan dan keuntungan. Perlambatan pendinginan logam di dalam riser juga dapat dicapai dengan penebalan lokal dinding cetakan, penggunaan berbagai lapisan konduktif panas rendah dan insulasi riser dengan stiker asbes. Pengecatan permukaan kerja cetakan meningkatkan penampilan coran, membantu menghilangkan kantong gas di permukaannya dan meningkatkan daya tahan cetakan. Sebelum mengecat, cetakan dipanaskan hingga 100-120 °C. Suhu pemanasan yang terlalu tinggi tidak diinginkan, karena ini mengurangi laju pemadatan coran dan durasinya tenggat waktu layanan cetakan. Pemanasan mengurangi perbedaan suhu antara pengecoran dan cetakan dan perluasan cetakan karena pemanasan oleh logam tuang. Akibatnya, tegangan tarik dalam pengecoran berkurang, menyebabkan penampilan retak. Namun, memanaskan cetakan saja tidak cukup untuk menghilangkan kemungkinan retak. Penting untuk menghapus casting dari cetakan secara tepat waktu. Pengecoran harus dikeluarkan dari cetakan sebelum suhunya sama dengan suhu cetakan, dan tegangan susut mencapai nilai maksimum. Biasanya, pengecoran dilepas pada saat cukup kuat sehingga dapat dipindahkan tanpa kerusakan (450-500 ° C). Pada saat ini, sistem gerbang belum memperoleh kekuatan yang cukup dan dihancurkan oleh benturan ringan. Waktu penahanan pengecoran dalam cetakan ditentukan oleh laju pemadatan dan tergantung pada suhu logam, suhu cetakan, dan laju penuangan.

Untuk menghilangkan lengketnya logam, meningkatkan masa pakai dan memfasilitasi ekstraksi, batang logam dilumasi selama operasi. Pelumas yang paling umum adalah suspensi grafit air (3-5% grafit).

Bagian dari cetakan yang melakukan garis luar coran terbuat dari abu-abu besi cor. Ketebalan dinding cetakan ditentukan tergantung pada ketebalan dinding coran sesuai dengan rekomendasi GOST 16237-70. Rongga internal dalam coran dibuat menggunakan logam (baja) dan batang pasir. Batang pasir digunakan untuk menghias rongga kompleks yang tidak dapat dibuat dengan batang logam. Untuk memudahkan ekstraksi coran dari cetakan, permukaan luar coran harus memiliki kemiringan pengecoran dari 30 "sampai 3 ° menuju perpisahan. Permukaan internal coran yang dibuat dengan batang logam harus memiliki kemiringan minimal 6 °. Tajam transisi dari bagian tebal ke tipis tidak diperbolehkan dalam coran. Jari-jari kelengkungan harus minimal 3 mm. Lubang dengan diameter lebih dari 8 mm untuk coran kecil, 10 mm untuk sedang dan 12 mm untuk coran besar dibuat dengan batang Rasio optimal kedalaman lubang terhadap diameternya adalah 0,7-1.

Udara dan gas dikeluarkan dari rongga cetakan dengan bantuan saluran ventilasi yang ditempatkan di bidang perpisahan dan sumbat ditempatkan di dinding dekat rongga yang dalam.

Dalam pengecoran modern, cetakan dipasang pada mesin pengecoran semi-otomatis satu stasiun atau multi-stasiun, di mana penutupan dan pembukaan cetakan, penyisipan dan pelepasan inti, pengeluaran dan pelepasan pengecoran dari cetakan dilakukan secara otomatis. Kontrol otomatis suhu pemanasan cetakan juga disediakan. Pengisian cetakan pada mesin dilakukan dengan menggunakan dispenser.

Untuk meningkatkan pengisian rongga cetakan tipis dan menghilangkan udara dan gas yang dilepaskan selama penghancuran pengikat, cetakan dievakuasi, dituangkan di bawah tekanan rendah atau menggunakan gaya sentrifugal.

Peras casting

Squeeze casting adalah salah satu jenis die casting yang ditujukan untuk pembuatan coran berukuran besar (2500x1400 mm) jenis panel dengan ketebalan dinding 2-3 mm. Untuk tujuan ini, setengah cetakan logam digunakan, yang dipasang pada mesin pemeras casting khusus dengan konvergensi setengah cetakan satu sisi atau dua sisi. Ciri khas Metode pengecoran ini adalah pengisian paksa rongga cetakan dengan aliran lelehan lebar ketika setengah cetakan saling mendekat. Tidak ada elemen sistem gating konvensional dalam cetakan casting. Data Metode ini digunakan untuk membuat coran dari paduan AL2, AL4, AL9, AL34, yang memiliki rentang kristalisasi yang sempit.

Laju pendinginan lelehan dikontrol dengan menerapkan lapisan insulasi panas dengan berbagai ketebalan (0,05-1 mm) ke permukaan kerja rongga cetakan. Pemanasan berlebihan pada paduan sebelum dituangkan tidak boleh melebihi 15-20 ° C di atas suhu cairan. Durasi konvergensi setengah bentuk adalah 5-3 s.

Pengecoran tekanan rendah

Pengecoran tekanan rendah adalah bentuk lain dari die casting. Ini telah digunakan dalam pembuatan coran berdinding tipis berukuran besar dari paduan aluminium dengan interval kristalisasi yang sempit (AL2, AL4, AL9, AL34). Seperti dalam kasus pengecoran cetakan, permukaan luar coran dibuat dengan cetakan logam, dan rongga bagian dalam dibuat dengan inti logam atau pasir.

Untuk pembuatan batang, digunakan campuran yang terdiri dari 55% pasir kuarsa 1K016A; 13,5% pasir tebal P01; 27% kuarsa bubuk; lem pektin 0,8%; 3,2% resin M dan 0,5% minyak tanah. Campuran seperti itu tidak membentuk luka bakar mekanis. Formulir diisi dengan logam dengan tekanan udara kering terkompresi (18–80 kPa) yang disuplai ke permukaan lelehan dalam wadah yang dipanaskan hingga 720–750 °C. Di bawah aksi tekanan ini, lelehan dipaksa keluar dari wadah ke dalam kawat logam, dan dari itu ke dalam sistem gating dan lebih jauh ke dalam rongga cetakan. Keuntungan dari pengecoran tekanan rendah adalah kemampuan untuk secara otomatis mengontrol laju kenaikan logam di rongga cetakan, yang memungkinkan untuk mendapatkan coran berdinding tipis dengan kualitas yang lebih baik daripada pengecoran gravitasi.

Kristalisasi paduan dalam cetakan dilakukan di bawah tekanan 10-30 kPa sampai terbentuk kerak logam padat dan 50-80 kPa setelah pembentukan kerak.

Coran paduan aluminium yang lebih padat diproduksi oleh pengecoran bertekanan rendah dengan tekanan balik. Pengisian rongga cetakan selama pengecoran dengan tekanan balik dilakukan karena perbedaan tekanan dalam wadah dan dalam cetakan (10–60 kPa). Kristalisasi logam dalam bentuk dilakukan di bawah tekanan 0,4-0,5 MPa. Ini mencegah pelepasan hidrogen terlarut dalam logam dan pembentukan pori-pori gas. Peningkatan tekanan berkontribusi pada nutrisi yang lebih baik dari rakitan pengecoran besar-besaran. Dalam hal lain, teknologi pengecoran tekanan balik tidak berbeda dengan teknologi pengecoran tekanan rendah.

Pengecoran tekanan balik berhasil menggabungkan keunggulan pengecoran tekanan rendah dan kristalisasi tekanan.

Cetakan injeksi

Die-casting dari paduan aluminium AL2, ALZ, AL1, ALO, AL11, AL13, AL22, AL28, AL32, AL34, coran konfigurasi kompleks dari kelas akurasi 1-3 dengan ketebalan dinding 1 mm dan lebih, lubang cor dengan diameter hingga 1, 2 mm, cor ulir eksternal dan internal dengan pitch minimum 1 mm dan diameter 6 mm. Kebersihan permukaan coran tersebut sesuai dengan 5-8 kelas kekasaran. Produksi coran tersebut dilakukan pada mesin dengan ruang pengepresan horizontal atau vertikal dingin, dengan tekanan pengepresan khusus 30–70 MPa. Preferensi diberikan kepada mesin dengan ruang bale horizontal.

Dimensi dan berat coran dibatasi oleh kemampuan Mesin Cetak Injeksi: volume ruang pengepresan, tekanan pengepresan spesifik (p) dan gaya penguncian (0). Area proyeksi (F) dari casting, saluran gerbang dan ruang pengepresan pada pelat cetakan yang dapat dipindahkan tidak boleh melebihi nilai yang ditentukan oleh rumus F = 0,85 0/r.

Nilai kemiringan optimal untuk permukaan luar adalah 45°; untuk bagian dalam 1°. Jari-jari kelengkungan minimum adalah 0,5-1mm. Lubang yang lebih besar dari diameter 2,5 mm dibuat dengan pengecoran. Coran dari paduan aluminium, sebagai suatu peraturan, hanya dikerjakan di sepanjang permukaan tempat duduk. Tunjangan pemrosesan ditetapkan dengan mempertimbangkan dimensi casting dan berkisar dari 0,3 hingga 1 mm.

Berbagai bahan digunakan untuk membuat cetakan. Bagian cetakan yang bersentuhan dengan logam cair terbuat dari baja ZKh2V8, 4Kh8V2, 4KhV2S; baja 35, 45, 50, pin, busing, dan kolom pemandu - dari baja U8A.

Pasokan logam ke rongga cetakan dilakukan dengan menggunakan sistem gating eksternal dan internal. Pengumpan dibawa ke bagian casting yang mengalami pemesinan. Ketebalannya ditentukan tergantung pada ketebalan dinding pengecoran pada titik suplai dan sifat pengisian cetakan yang diberikan. Ketergantungan ini ditentukan oleh rasio ketebalan Feeder dengan ketebalan dinding casting. Halus, tanpa turbulensi dan jebakan udara, pengisian cetakan terjadi jika rasionya mendekati satu. Untuk coran dengan ketebalan dinding hingga 2 mm. pengumpan memiliki ketebalan 0,8 mm; dengan ketebalan dinding 3mm. ketebalan pengumpan adalah 1,2 mm; dengan ketebalan dinding 4-6 mm-2 mm.

Untuk menerima bagian pertama dari lelehan yang diperkaya dengan inklusi udara, tangki pencuci khusus terletak di dekat rongga cetakan, yang volumenya dapat mencapai 20–40% dari volume pengecoran. Mesin cuci dihubungkan ke rongga cetakan dengan saluran, yang ketebalannya sama dengan ketebalan pengumpan. Penghapusan udara dan gas dari rongga cetakan dilakukan melalui saluran ventilasi khusus dan celah antara batang (pendorong) dan matriks cetakan. Saluran ventilasi dibuat di bidang terbelah pada bagian cetakan yang tetap, serta di sepanjang batang dan ejektor yang dapat digerakkan. Kedalaman saluran ventilasi saat pengecoran paduan aluminium diasumsikan 0,05-0,15 mm, dan lebarnya 10-30 mm untuk meningkatkan ventilasi, rongga ring dengan saluran tipis (0,2-0,5 mm) dihubungkan ke atmosfer.

Cacat utama coran yang diperoleh dengan cetakan injeksi adalah porositas subcrustal udara (gas) karena jebakan udara pada kecepatan tinggi dari saluran masuk logam ke dalam rongga cetakan, dan porositas penyusutan (atau cangkang) di node termal. Pembentukan cacat ini sangat dipengaruhi oleh parameter teknologi pengecoran, kecepatan pengepresan, tekanan pengepresan, dan rezim termal cetakan.

Kecepatan pengepresan menentukan mode pengisian cetakan. Semakin tinggi kecepatan pengepresan, semakin cepat lelehan bergerak melalui saluran gating, semakin besar kecepatan masuk lelehan ke dalam rongga cetakan. Kecepatan pengepresan yang tinggi berkontribusi pada pengisian rongga yang tipis dan memanjang dengan lebih baik. Pada saat yang sama, mereka adalah penyebab penangkapan udara oleh logam dan pembentukan porositas subcrustal. Saat pengecoran paduan aluminium, kecepatan pengepresan tinggi hanya digunakan dalam pembuatan coran berdinding tipis yang kompleks. Tekanan menekan memiliki pengaruh besar pada kualitas coran. Seiring bertambahnya, kepadatan coran meningkat.

Nilai tekanan pengepresan biasanya dibatasi oleh nilai gaya penguncian mesin, yang harus melebihi tekanan yang diberikan oleh logam pada matriks bergerak (pF). Oleh karena itu, pra-pengepresan lokal dari coran berdinding tebal, yang dikenal sebagai proses Ashigai, sangat diminati. Rendahnya tingkat masuknya logam ke dalam rongga cetakan melalui pengumpan bagian besar dan pra-penekanan yang efektif dari lelehan kristal dengan bantuan pendorong ganda memungkinkan untuk mendapatkan coran padat.

Kualitas coran juga dipengaruhi secara signifikan oleh suhu paduan dan cetakan. Dalam pembuatan coran berdinding tebal dengan konfigurasi sederhana, lelehan dituangkan pada suhu 20-30 °C di bawah suhu cairan. Pengecoran berdinding tipis membutuhkan penggunaan lelehan yang dipanaskan di atas suhu liquidus sebesar 10–15 °C. Untuk mengurangi besarnya tegangan susut dan mencegah terbentuknya retakan pada coran, cetakan dipanaskan sebelum dituang. Suhu pemanasan berikut direkomendasikan:

Tebal dinding cor, mm 1—2 2—3 3—5 5—8

Suhu pemanasan

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

Stabilitas rezim termal disediakan oleh pemanasan (listrik) atau pendinginan (air) cetakan.

Untuk melindungi permukaan kerja cetakan dari efek lengket dan erosi dari lelehan, untuk mengurangi gesekan selama ekstraksi inti dan untuk memfasilitasi ekstraksi coran, cetakan dilumasi. Untuk tujuan ini, pelumas berlemak (minyak dengan grafit atau bubuk aluminium) atau berair (larutan garam, preparat berair berdasarkan grafit koloid) digunakan.

Kepadatan coran dari paduan aluminium meningkat secara signifikan saat pengecoran dengan cetakan vakum. Untuk melakukan ini, cetakan ditempatkan dalam selubung tertutup, di mana vakum yang diperlukan dibuat. Hasil yang baik dapat diperoleh dengan menggunakan "proses oksigen". Untuk melakukan ini, udara di rongga cetakan diganti dengan oksigen. Pada tingkat tinggi masuknya logam ke dalam rongga cetakan, yang menyebabkan penangkapan oksigen oleh lelehan, porositas subcrustal tidak terbentuk dalam coran, karena semua oksigen yang terperangkap dihabiskan untuk pembentukan oksida aluminium terdispersi halus yang tidak terlalu mempengaruhi sifat mekanik dari coran. Coran tersebut dapat dikenakan perlakuan panas.

Tergantung pada persyaratan spesifikasi teknis, coran paduan aluminium dapat dikenakan: berbagai jenis kontrol: X-ray, gamma-ray atau ultrasonik untuk mendeteksi cacat internal; tanda untuk menentukan penyimpangan dimensi; luminescent untuk mendeteksi retakan permukaan; hidro atau pneumokontrol untuk menilai sesak. Frekuensi jenis kontrol yang terdaftar ditentukan spesifikasi atau ditentukan oleh departemen kepala metalurgi pabrik. Cacat yang teridentifikasi, jika diizinkan oleh spesifikasi teknis, dihilangkan dengan pengelasan atau impregnasi. Pengelasan busur argon digunakan untuk pengelasan underfill, cangkang, kelonggaran retakan. Sebelum pengelasan, tempat yang rusak dipotong sedemikian rupa sehingga dinding ceruk memiliki kemiringan 30 - 42 °. Coran dikenakan pemanasan lokal atau umum hingga 300-350C. Pemanasan lokal dilakukan dengan nyala oxy-acetylene, pemanasan umum dilakukan di tungku ruang. Pengelasan dilakukan dengan paduan yang sama dari mana coran dibuat, menggunakan elektroda tungsten yang tidak dapat dikonsumsi dengan diameter 2-6 mm pada pengeluaran argon 5-12 l/mnt. Kekuatan arus pengelasan biasanya 25-40 A per 1 mm diameter elektroda.

Porositas dalam coran dihilangkan dengan impregnasi dengan pernis bakelite, pernis aspal, minyak pengering atau gelas cair. Impregnasi dilakukan dalam boiler khusus di bawah tekanan 490-590 kPa dengan penahanan awal coran dalam atmosfer yang dijernihkan (1,3-6,5 kPa). Suhu cairan impregnasi dipertahankan pada 100 ° C. Setelah impregnasi, coran mengalami pengeringan pada 65-200 ° C, di mana cairan impregnasi mengeras, dan kontrol berulang.

Aluminium (Aluminium) adalah

Aplikasi aluminium

Banyak digunakan sebagai bahan struktural. Keuntungan utama aluminium dalam kapasitas ini adalah ringan, keuletan untuk stamping, ketahanan korosi (di udara, aluminium langsung ditutupi dengan film Al2O3 yang kuat, yang mencegah oksidasi lebih lanjut), konduktivitas termal yang tinggi, non-toksisitas senyawanya. Secara khusus, sifat-sifat ini telah membuat aluminium sangat populer dalam pembuatan peralatan masak, aluminium foil di Industri makanan dan untuk kemasan.

Kerugian utama aluminium sebagai bahan struktural adalah kekuatannya yang rendah, oleh karena itu, untuk memperkuatnya, biasanya dicampur dengan sedikit tembaga dan magnesium (paduan ini disebut duralumin).

Konduktivitas listrik aluminium hanya 1,7 kali lebih kecil dari tembaga, sedangkan aluminium kira-kira 4 kali lebih murah per kilogram, tetapi, karena densitas 3,3 kali lebih rendah, untuk mendapatkan resistansi yang sama, dibutuhkan sekitar 2 kali lebih sedikit berat . Oleh karena itu, ini banyak digunakan dalam teknik listrik untuk pembuatan kabel, pelindungnya, dan bahkan dalam mikroelektronika untuk pembuatan konduktor dalam chip. Konduktivitas listrik aluminium yang lebih rendah (37 1/ohm) dibandingkan dengan tembaga (63 1/ohm) dikompensasi oleh peningkatan penampang konduktor aluminium. Kerugian dari aluminium sebagai bahan listrik adalah adanya film oksida kuat yang membuat penyolderan menjadi sulit.

Karena sifatnya yang kompleks, ini banyak digunakan dalam peralatan termal.

Aluminium dan paduannya mempertahankan kekuatan pada suhu yang sangat rendah. Karena itu, ini banyak digunakan dalam teknologi kriogenik.

Reflektifitas tinggi dikombinasikan dengan biaya rendah dan kemudahan pengendapan membuat aluminium menjadi bahan yang ideal untuk membuat cermin.

Dalam produksi bahan bangunan sebagai agen pembentuk gas.

Aluminizing memberikan ketahanan korosi dan kerak pada baja dan paduan lainnya, seperti katup mesin piston, bilah turbin, rig oli, peralatan pertukaran panas, dan juga menggantikan galvanisasi.

Aluminium sulfida digunakan untuk memproduksi hidrogen sulfida.

Penelitian sedang dilakukan untuk mengembangkan aluminium berbusa sebagai bahan yang sangat kuat dan ringan.

Sebagai komponen termit, campuran untuk aluminothermy

Aluminium digunakan untuk memulihkan logam langka dari oksida atau halidanya.

Aluminium adalah komponen penting banyak paduan. Misalnya, pada aluminium perunggu, komponen utamanya adalah tembaga dan aluminium. Dalam paduan magnesium, aluminium paling sering digunakan sebagai aditif. Untuk pembuatan spiral dalam pemanas listrik, Fechral (Fe, Cr, Al) digunakan (bersama dengan paduan lainnya).

kopi aluminium" height="449" src="/pictures/investments/img920791_21_Klassicheskiy_italyanskiy_proizvoditel_kofe_iz_alyuminiya.jpg" title="(!LANG:21. Produsen kopi aluminium klasik Italia" width="376" />!}

Ketika aluminium sangat mahal, berbagai barang perdagangan perhiasan dibuat darinya. Jadi, Napoleon III memesan kancing aluminium, dan pada tahun 1889 Dmitry Ivanovich Mendeleev diberi timbangan dengan mangkuk yang terbuat dari emas dan aluminium. Mode bagi mereka segera berlalu ketika teknologi baru (perkembangan) untuk produksinya muncul, yang mengurangi biaya berkali-kali lipat. Sekarang aluminium terkadang digunakan dalam pembuatan perhiasan.

Di Jepang, aluminium digunakan dalam pembuatan perhiasan tradisional, menggantikan .

Aluminium dan senyawanya digunakan sebagai propelan berkinerja tinggi pada propelan bipropelan dan sebagai propelan pada propelan padat. Senyawa aluminium berikut memiliki kepentingan praktis terbesar sebagai bahan bakar roket:

Aluminium bubuk sebagai bahan bakar dalam propelan roket padat. Ini juga digunakan dalam bentuk bubuk dan suspensi dalam hidrokarbon.

aluminium hidrida.

aluminium boran.

Trimetilaluminium.

Trietilaluminium.

Tripropilaluminium.

Triethylaluminum (biasanya, bersama-sama dengan triethylboron) juga digunakan untuk penyalaan kimia (yaitu, sebagai bahan bakar awal) di mesin roket, karena menyala secara spontan dalam gas oksigen.

Ini memiliki sedikit efek toksik, tetapi banyak senyawa aluminium anorganik yang larut dalam air tetap dalam keadaan terlarut untuk waktu yang lama dan dapat memiliki efek berbahaya pada manusia dan hewan berdarah panas melalui air minum. Yang paling beracun adalah klorida, nitrat, asetat, sulfat, dll. Bagi manusia, dosis senyawa aluminium berikut (mg/kg berat badan) memiliki efek toksik saat tertelan:

aluminium asetat - 0,2-0,4;

aluminium hidroksida - 3,7-7,3;

aluminium tawas - 2.9.

Pertama-tama, ia bekerja pada sistem saraf (terakumulasi di jaringan saraf, menyebabkan gangguan parah pada fungsi sistem saraf pusat). Namun, sifat neurotoksik aluminium mulai dipelajari sejak pertengahan 1960-an, karena akumulasi logam dalam tubuh manusia terhalang oleh mekanisme ekskresinya. Dalam kondisi normal, hingga 15 mg elemen per hari dapat diekskresikan dalam urin. Dengan demikian, efek negatif terbesar diamati pada orang dengan gangguan fungsi ekskresi ginjal.

Menurut beberapa penelitian biologis, asupan aluminium dalam tubuh manusia dianggap sebagai faktor perkembangan penyakit Alzheimer, tetapi penelitian ini kemudian dikritik dan kesimpulan tentang hubungan satu dengan yang lain dibantah.

Sifat kimia aluminium ditentukan oleh afinitasnya yang tinggi terhadap oksigen (dalam mineral aluminium termasuk dalam oktahedra oksigen dan tetrahedra), valensi konstan (3), kelarutan yang buruk dari sebagian besar senyawa alami. PADA proses endogen selama pemadatan magma dan pembentukan batuan beku, aluminium memasuki kisi kristal feldspar, mika, dan mineral lainnya - aluminosilikat. Di biosfer, aluminium adalah migran yang lemah; itu langka di organisme dan hidrosfer. Dalam iklim lembab, di mana sisa-sisa pembusukan vegetasi yang melimpah membentuk banyak asam organik, aluminium bermigrasi di tanah dan perairan dalam bentuk senyawa koloid organomineral; Aluminium diserap oleh koloid dan diendapkan di bagian bawah tanah. Sambungan aluminium dengan silikon sebagian terputus dan di beberapa tempat di daerah tropis terbentuk mineral - aluminium hidroksida - boehmite, diaspore, hydrargillite. Sebagian besar aluminium adalah bagian dari aluminosilikat - kaolinit, beidellite dan mineral lempung lainnya. Mobilitas yang lemah menentukan akumulasi sisa aluminium di kerak pelapukan di daerah tropis lembab. Akibatnya, bauksit eluvial terbentuk. Di zaman geologis masa lalu, bauksit juga terakumulasi di danau dan zona pesisir lautan daerah tropis (misalnya, bauksit sedimen Kazakhstan). Di stepa dan gurun, di mana hanya ada sedikit materi hidup, dan airnya netral dan basa, aluminium hampir tidak bermigrasi. Migrasi aluminium paling kuat di daerah vulkanik, di mana sungai yang sangat asam dan air bawah tanah yang kaya aluminium diamati. Di tempat-tempat perpindahan air asam dengan basa - laut (di muara sungai dan lainnya), aluminium diendapkan dengan pembentukan deposit bauksit.

Aluminium adalah bagian dari jaringan hewan dan tumbuhan; di organ mamalia, 10-3 hingga 10-5% aluminium (per zat kasar) ditemukan. Aluminium terakumulasi di hati, pankreas dan kelenjar tiroid. PADA produk herbal kandungan aluminium berkisar dari 4 mg per 1 kg bahan kering (kentang) hingga 46 mg (lobak kuning), dalam produk hewani - dari 4 mg (madu) hingga 72 mg per 1 kg bahan kering (). Dalam makanan sehari-hari manusia, kandungan aluminium mencapai 35-40 mg. Organisme yang dikenal adalah konsentrator aluminium, misalnya lumut klub (Lycopodiaceae), yang mengandung hingga 5,3% aluminium dalam abunya, moluska (Helix dan Lithorina), di mana abunya mengandung 0,2-0,8% aluminium. Membentuk senyawa yang tidak larut dengan fosfat, aluminium mengganggu nutrisi tanaman (penyerapan fosfat oleh akar) dan hewan (penyerapan fosfat di usus).

Pembeli utama adalah penerbangan. Elemen pesawat yang paling banyak dimuat (kulit, set penguat daya) terbuat dari duralumin. Dan mereka membawa paduan ini ke luar angkasa. Dia bahkan mendarat di Bulan dan kembali ke Bumi. Dan stasiun "Luna", "Venus", "Mars", dibuat oleh perancang biro, yang tahun yang panjang dipimpin oleh Georgy Nikolaevich Babakin (1914-1971), mereka tidak dapat melakukannya tanpa paduan aluminium.

Paduan sistem aluminium-mangan dan aluminium-magnesium (AMts dan AMg) adalah bahan utama untuk lambung "roket" berkecepatan tinggi dan "meteor" - hidrofoil.

Tetapi paduan aluminium digunakan tidak hanya di ruang angkasa, penerbangan, transportasi laut dan sungai. Aluminium menempati posisi yang kuat dalam transportasi darat. Data berikut berbicara tentang meluasnya penggunaan aluminium di industri otomotif. Pada tahun 1948, 3,2 kg aluminium digunakan per satu, pada tahun 1958 - 23,6, pada tahun 1968 - 71,4, dan hari ini angka ini melebihi 100 kg. Aluminium muncul dan transportasi kereta api. Dan superexpress Russkaya Troika lebih dari 50% terbuat dari paduan aluminium.

Aluminium semakin banyak digunakan dalam konstruksi. Di gedung baru, balok kuat dan ringan, langit-langit, kolom, pagar, pagar, elemen sistem ventilasi yang terbuat dari paduan berbasis aluminium sering digunakan. PADA tahun-tahun terakhir paduan aluminium telah memasuki konstruksi banyak bangunan umum, kompleks olahraga. Ada upaya untuk menggunakan aluminium sebagai bahan atap. Atap seperti itu tidak takut akan kotoran karbon dioksida, senyawa belerang, senyawa nitrogen dan kotoran berbahaya lainnya, yang sangat meningkatkan korosi atmosferik besi atap.

Sebagai paduan casting, silumin digunakan - paduan dari sistem aluminium-silikon. Paduan semacam itu memiliki fluiditas yang baik, memberikan penyusutan dan pemisahan yang rendah (heterogenitas) dalam coran, yang memungkinkan untuk memperoleh bagian dari konfigurasi yang paling kompleks dengan pengecoran, misalnya, kasing mesin, impeler pompa, kasing instrumen, blok mesin pembakaran internal, piston , kepala silinder dan jaket mesin piston.

Berjuang untuk kemunduran biaya paduan aluminium juga bertemu dengan sukses. Misalnya, silumin 2 kali lebih murah daripada aluminium. Biasanya, sebaliknya, paduan lebih mahal (untuk mendapatkan paduan, perlu untuk mendapatkan basa murni, dan kemudian dengan paduan - paduan). Ahli metalurgi Soviet di Pabrik Aluminium Dnepropetrovsk pada tahun 1976 menguasai peleburan silumin langsung dari aluminosilikat.

Aluminium telah lama dikenal dalam bidang teknik elektro. Namun, sampai saat ini, ruang lingkup aluminium terbatas pada saluran listrik dan, dalam kasus yang jarang terjadi, kabel listrik. Industri kabel didominasi oleh tembaga dan memimpin. Elemen konduktif dari struktur kabel terbuat dari tembaga, dan selubung logam terbuat dari memimpin atau paduan berbasis timah. Selama beberapa dekade (untuk pertama kalinya, selubung timah untuk melindungi inti kabel diusulkan pada tahun 1851) adalah satu-satunya bahan logam untuk selubung kabel. Dia sangat baik dalam peran ini, tetapi bukan tanpa kekurangan - kepadatan tinggi, kekuatan rendah dan kelangkaan; ini hanya yang utama yang membuat seseorang mencari logam lain yang cukup dapat menggantikan timbal.

Mereka ternyata aluminium. Awal pelayanannya dalam peran ini dapat dianggap tahun 1939, dan pekerjaan dimulai pada tahun 1928. Namun, pergeseran serius dalam penggunaan aluminium dalam teknologi kabel terjadi pada tahun 1948, ketika teknologi untuk pembuatan selubung aluminium dikembangkan dan dikuasai.

Tembaga, juga, selama beberapa dekade adalah satu-satunya logam untuk pembuatan konduktor pembawa arus. Studi bahan yang dapat menggantikan tembaga telah menunjukkan bahwa aluminium harus dan dapat menjadi logam semacam itu. Jadi, alih-alih dua logam, pada dasarnya tujuan yang berbeda, aluminium memasuki teknologi kabel.

Substitusi ini memiliki sejumlah keunggulan. Pertama, kemungkinan menggunakan cangkang aluminium sebagai konduktor netral adalah penghematan yang signifikan dalam pengurangan berat dan logam. Kedua, kekuatan yang lebih tinggi. Ketiga, memfasilitasi pemasangan, mengurangi biaya transportasi, mengurangi biaya kabel, dll.

Kabel aluminium juga digunakan untuk saluran listrik di atas kepala. Tapi butuh banyak usaha dan waktu untuk membuat pengganti yang setara. Banyak pilihan telah dikembangkan, dan mereka digunakan berdasarkan situasi tertentu. [Diproduksi kabel aluminium peningkatan kekuatan dan peningkatan ketahanan mulur, yang dicapai dengan paduan dengan magnesium hingga 0,5%, silikon hingga 0,5%, besi hingga 0,45%, pengerasan dan penuaan. Kabel baja-aluminium digunakan, terutama untuk melakukan bentang besar yang diperlukan di persimpangan berbagai rintangan dengan saluran listrik. Ada bentang lebih dari 1500 m, misalnya, saat menyeberangi sungai.

Aluminium dalam teknologi transfer listrik jarak jauh, mereka digunakan tidak hanya sebagai bahan konduktor. Satu setengah dekade yang lalu, paduan berbasis aluminium mulai digunakan untuk pembuatan menara transmisi daya. Mereka pertama kali dibangun di kami negara di Kaukasus. Mereka sekitar 2,5 kali lebih ringan dari baja dan tidak memerlukan perlindungan korosi. Dengan demikian, logam yang sama menggantikan besi, tembaga dan timbal dalam teknik listrik dan teknologi transmisi listrik.

Dan begitulah kira-kira di bidang teknologi lainnya. Tangki, pipa dan unit perakitan lainnya yang terbuat dari paduan aluminium telah membuktikan diri dengan baik di industri minyak, gas dan kimia. Mereka telah menggantikan banyak logam dan bahan tahan korosi, seperti wadah paduan besi-karbon yang dilapisi enamel di dalamnya untuk menyimpan cairan agresif (retak pada lapisan enamel dengan desain mahal ini dapat menyebabkan kerugian atau bahkan kecelakaan).

Lebih dari 1 juta ton aluminium dihabiskan setiap tahun di dunia untuk produksi foil. Ketebalan foil, tergantung pada tujuannya, berada dalam kisaran 0,004-0,15 mm. Penerapannya sangat bervariasi. Ini digunakan untuk mengemas berbagai makanan dan produk industri - cokelat, permen, obat-obatan, kosmetik, produk fotografi, dll.

Foil juga digunakan sebagai bahan struktural. Ada sekelompok plastik berisi gas - plastik sarang lebah - bahan seluler dengan sistem sel yang berulang secara teratur dengan bentuk geometris biasa, yang dindingnya terbuat dari aluminium foil.

Ensiklopedia Brockhaus dan Efron

ALUMINIUM- (tanah liat) kimia. zn. AL; pada. di. = 27.12; ketukan di. = 2.6; mp sekitar 700 °. Logam putih keperakan, lembut, nyaring; dalam kombinasi dengan asam silikat komponen utama dari tanah liat, feldspar, mika; ditemukan di semua tanah. Pergi ke…… Kamus kata-kata asing dari bahasa Rusia

ALUMINIUM- (simbol Al), logam putih-perak, unsur dari golongan ketiga tabel periodik. Ini pertama kali diperoleh dalam bentuk murni pada tahun 1827. Logam yang paling umum di kulit kayu dunia; sumber utamanya adalah bijih bauksit. Proses… … Kamus ensiklopedis ilmiah dan teknis

ALUMINIUM- ALUMINIUM, Aluminium (tanda kimia A1, dengan berat 27,1), logam paling umum di permukaan bumi dan, setelah O dan silikon, komponen terpenting kerak bumi. A. terdapat di alam, terutama dalam bentuk garam asam silikat (silikat); ... ... Ensiklopedia Medis Besar

Aluminium- adalah logam putih kebiruan, ditandai dengan ringan tertentu. Ini sangat ulet dan dapat dengan mudah digulung, ditarik, ditempa, dicap, dan dilemparkan, dll. Seperti logam lunak lainnya, aluminium juga cocok untuk ... ... Terminologi resmi

Aluminium- (Aluminium), Al, unsur kimia golongan III dari sistem periodik, nomor atom 13, massa atom 26.98154; logam ringan, mp660 °С. Kandungan di kerak bumi adalah 8,8% menurut beratnya. Aluminium dan paduannya digunakan sebagai bahan struktural dalam ... ... Kamus Ensiklopedis Bergambar

ALUMINIUM- ALUMINIUM, aluminium male., kimia. lempung logam alkali, basa alumina, lempung; serta dasar karat, besi; dan yari tembaga. Laki-laki aluminit. fosil mirip tawas, alumina sulfat hidrat. Suami Alunit. fosil, sangat dekat dengan ... ... Kamus Dalia

aluminium- (perak, ringan, bersayap) logam Kamus sinonim Rusia. aluminium n., jumlah sinonim: 8 lempung (2) … Kamus sinonim

ALUMINIUM- (lat. Aluminium dari alumen tawas), Al, unsur kimia golongan III dari sistem periodik, nomor atom 13, massa atom 26.98154. Logam putih keperakan, ringan (2,7 g/cm³), ulet, dengan konduktivitas listrik tinggi, mp 660 .C.… … Kamus Ensiklopedis Besar

Aluminium- Al (dari lat. alumen nama tawas, digunakan pada zaman dahulu sebagai mordan dalam pencelupan dan penyamakan * a. aluminium; n. Aluminium; f. aluminium; dan. aluminio), chem. golongan III unsur periodik. Sistem Mendeleev, di. n. 13, di. j.26.9815 ... Ensiklopedia Geologi

ALUMINIUM- ALUMINIUM, aluminium, pl. tidak ada suami. (dari lat. alumnus alum). Logam ringan putih keperakan yang dapat ditempa. Kamus Penjelasan Ushakov. D.N. Ushakov. 1935 1940 ... Kamus Penjelasan Ushakov

Properti 13 Al.

Massa atom	26,98	clarke, di.% (prevalensi di alam)	5,5
Konfigurasi elektronik*		Keadaan agregasi (dengan baik.).	padat
	0,143	Warna	putih perak
	0,057		695
Energi ionisasi	5,98		2447
Keelektronegatifan relatif	1,5	Kepadatan	2,698
Kemungkinan keadaan oksidasi	1, +2,+3	Potensial elektroda standar	1,69

*Konfigurasi eksternal ditampilkan level elektronik atom unsur. Konfigurasi level elektronik yang tersisa bertepatan dengan konfigurasi untuk gas mulia yang melengkapi periode sebelumnya dan ditunjukkan dalam tanda kurung.

Aluminium- perwakilan utama logam dari subkelompok utama kelompok III dari sistem periodik. Properti analognya - galium, india dan talium - dalam banyak hal menyerupai sifat-sifat aluminium, karena semua elemen ini memiliki konfigurasi elektron tingkat luar yang sama ns 2 np 1 dan karena itu mereka semua menunjukkan keadaan oksidasi 3+.

properti fisik. Aluminium adalah logam putih keperakan dengan konduktivitas termal dan listrik yang tinggi. Permukaan logam ditutupi dengan lapisan tipis tetapi sangat kuat dari aluminium oksida Al 2 Oz.

Sifat kimia. Aluminium sangat aktif jika tidak ada lapisan pelindung Al 2 Oz. Film ini mencegah aluminium berinteraksi dengan air. Jika Anda menghapus film pelindung dengan cara kimia(misalnya, dengan larutan alkali), maka logam mulai berinteraksi dengan kuat dengan air dengan pelepasan hidrogen:

Aluminium dalam bentuk serutan atau bubuk terbakar terang di udara, melepaskan sejumlah besar energi:

Fitur aluminium ini banyak digunakan untuk memperoleh berbagai logam dari oksidanya melalui reduksi dengan aluminium. Metode tersebut disebut aluminotermi . Aluminotermi hanya dapat menghasilkan logam-logam yang kalor pembentukan oksidanya lebih kecil dari kalor pembentukan Al 2 Oz, misalnya:

Ketika dipanaskan, aluminium bereaksi dengan halogen belerang, nitrogen dan karbon, membentuk, masing-masing, halida:

Aluminium sulfida dan aluminium karbida sepenuhnya dihidrolisis dengan pembentukan aluminium hidroksida dan, karenanya, hidrogen sulfida dan metana.

Aluminium mudah larut dalam asam klorida dengan konsentrasi berapa pun:

Asam sulfat dan nitrat pekat dalam cuaca dingin tidak bekerja pada aluminium (pasif). Pada Pemanasan aluminium mampu mereduksi asam-asam ini tanpa evolusi hidrogen:

PADA diencerkan asam sulfat melarutkan aluminium dengan pelepasan hidrogen:

PADA diencerkan asam sendawa reaksi berlangsung dengan pelepasan oksida nitrat (II):

Aluminium larut dalam larutan alkali dan karbonat logam alkali untuk membentuk tetrahidroksoaluminat:

Aluminium oksida. Al 2 O 3 memiliki 9 modifikasi kristal. Yang paling umum adalah modifikasi. Ini adalah yang paling lembam secara kimia; atas dasar itu, kristal tunggal dari berbagai batu ditanam untuk digunakan dalam industri dan teknologi perhiasan.

Di laboratorium, aluminium oksida diperoleh dengan membakar bubuk aluminium dalam oksigen atau dengan mengkalsinasi hidroksidanya:

aluminium oksida, menjadi amfoter dapat bereaksi tidak hanya dengan asam, tetapi juga dengan alkali, serta ketika menyatu dengan karbonat logam alkali, sambil memberikan metaaluminat:

dan dengan garam asam:

aluminium hidroksida- zat agar-agar putih, praktis tidak larut dalam air, memiliki amfoter properti. Aluminium hidroksida dapat diperoleh dengan mengolah garam aluminium dengan alkali atau amonium hidroksida. Dalam kasus pertama, kelebihan alkali harus dihindari, karena jika tidak, aluminium hidroksida akan larut dengan pembentukan kompleks tetrahidroksoaluminat[Al(OH)4 ]` :

Bahkan, dalam reaksi terakhir, ion tetrahydroxodiquaaluminate` , bagaimanapun, bentuk sederhana [Al(OH) 4 ]` biasanya digunakan untuk menulis reaksi. Dengan pengasaman lemah, tetrahydroxoaluminates dihancurkan:

garam aluminium. Hampir semua garam aluminium dapat diperoleh dari aluminium hidroksida. Hampir semua garam aluminium dan asam kuat sangat larut dalam air dan sangat terhidrolisis.

Aluminium halida sangat larut dalam air dan merupakan dimer dalam strukturnya:

2AlCl 3 Al 2 Cl 6

Aluminium sulfat dengan mudah, seperti semua garamnya, dihidrolisis:

Tawas kalium-aluminium juga dikenal: KAl(SO 4) 2H 12H 2 O.

aluminium asetat Al(CH3COO) 3 digunakan dalam pengobatan sebagai lotion.

Aluminosilikat. Di alam, aluminium terjadi dalam bentuk senyawa dengan oksigen dan silikon - aluminosilikat. Rumus umum mereka adalah: (Na, K) 2 Al 2 Si 2 O 8-nepheline.

Juga, senyawa aluminium alami adalah: Al2O3- korundum, alumina; dan senyawa dengan rumus umum Al 2 O 3 H nH 2 O dan Al(OH) 3H nH 2 O- bauksit.

Resi. Aluminium diperoleh dengan elektrolisis lelehan Al 2 O 3.

Aluminium

Aluminium- unsur kimia golongan III dari sistem periodik Mendeleev (nomor atom 13, massa atom 26.98154). Dalam kebanyakan senyawa, aluminium adalah trivalen, tetapi pada suhu tinggi juga dapat menunjukkan keadaan oksidasi +1. Dari senyawa logam ini, yang terpenting adalah Al 2 O 3 oksida.

Aluminium- logam perak-putih, ringan (densitas 2,7 g / cm 3), ulet, penghantar listrik dan panas yang baik, titik leleh 660 ° C. Itu mudah ditarik ke dalam kawat dan digulung menjadi lembaran tipis. Aluminium aktif secara kimiawi (di udara ditutupi dengan film oksida pelindung - aluminium oksida.) Melindungi logam dari oksidasi lebih lanjut dengan andal. Tetapi jika bubuk aluminium atau aluminium foil dipanaskan dengan kuat, logam tersebut terbakar dengan nyala api yang menyilaukan, berubah menjadi aluminium oksida. Aluminium larut bahkan dalam asam klorida dan asam sulfat encer, terutama saat dipanaskan. Tetapi dalam asam nitrat dingin yang sangat encer dan pekat, aluminium tidak larut. Ketika larutan alkali berair bekerja pada aluminium, lapisan oksida larut, dan aluminat terbentuk - garam yang mengandung aluminium dalam komposisi anion:

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

Aluminium, tanpa lapisan pelindung, berinteraksi dengan air, menggantikan hidrogen darinya:

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

Aluminium hidroksida yang dihasilkan bereaksi dengan alkali berlebih, membentuk hidroksoaluminat:

Al (OH) 3 + NaOH \u003d Na.

Persamaan keseluruhan untuk pelarutan aluminium dalam larutan alkali berair memiliki bentuk berikut:

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

Aluminium secara aktif berinteraksi dengan halogen. Aluminium hidroksida Al(OH)3 adalah zat agar-agar berwarna putih, tembus cahaya.

Kerak bumi mengandung 8,8% aluminium. Ini adalah unsur paling melimpah ketiga di alam setelah oksigen dan silikon, dan yang pertama di antara logam. Ini adalah bagian dari tanah liat, feldspar, mika. Beberapa ratus mineral Al diketahui (aluminosilikat, bauksit, alunit, dan lain-lain). Mineral terpenting dari aluminium-bauksit mengandung 28-60% alumina-aluminium oksida Al 2 O 3 .

Dalam bentuknya yang murni, aluminium pertama kali diperoleh oleh fisikawan Denmark H. Oersted pada tahun 1825, meskipun merupakan logam yang paling umum di alam.

Pembuatan aluminium dilakukan dengan elektrolisis alumina Al 2 O 3 dalam lelehan kriolit NaAlF 4 pada suhu 950 °C.

Aluminium digunakan dalam penerbangan, konstruksi, terutama dalam bentuk paduan aluminium dengan logam lain, teknik elektro (pengganti tembaga dalam pembuatan kabel, dll), industri makanan (foil), metalurgi (paduan aditif), aluminotermi, dll. .

Kepadatan aluminium, berat jenis dan karakteristik lainnya.

Kepadatan - 2,7*10 3 kg/m 3 ;
Berat jenis - 2,7 G/cm3;
Panas spesifik pada 20°C - 0,21 kal/derajat;
Suhu leleh - 658,7°C;
Kapasitas panas spesifik leleh - 76,8 kal/derajat;
Suhu didih - 2000 °C;
Perubahan volume relatif selama peleburan (ΔV/V) - 6,6%;
Koefisien ekspansi linier(sekitar 20 °C) : - 22,9 * 10 6 (1 / derajat);
Koefisien konduktivitas termal aluminium - 180 kkal / m * jam * hujan es;

Modulus elastisitas aluminium dan rasio Poisson

Pemantulan cahaya oleh aluminium

Angka-angka yang diberikan dalam tabel menunjukkan berapa persentase insiden cahaya yang tegak lurus terhadap permukaan yang dipantulkan darinya.

ALUMINIUM OKSIDA Al 2 O 3

Aluminium oksida Al 2 O 3, juga disebut alumina, terjadi secara alami dalam bentuk kristal, membentuk mineral korundum. Korundum memiliki kekerasan yang sangat tinggi. Kristal transparannya, berwarna merah atau biru, adalah permata- rubi dan safir. Saat ini, rubi diperoleh secara artifisial dengan melebur dengan alumina dalam tungku listrik. Mereka digunakan tidak begitu banyak untuk perhiasan tetapi untuk tujuan teknis, misalnya, untuk pembuatan suku cadang untuk instrumen presisi, batu di jam tangan, dll. Kristal rubi yang mengandung pengotor kecil Cr 2 O 3 digunakan sebagai generator kuantum - laser yang menghasilkan sinar terarah radiasi monokromatik.

Korundum dan varietasnya yang berbutir halus, mengandung sejumlah besar pengotor - ampelas, digunakan sebagai bahan abrasif.

PRODUKSI ALUMINIUM

Bahan baku utama untuk produksi aluminium adalah bauksit yang mengandung 32-60% alumina Al 2 O 3 . Bijih aluminium yang paling penting juga termasuk alunit dan nepheline. Rusia memiliki cadangan bijih aluminium yang signifikan. Selain bauksit, deposit besar yang terletak di Ural dan Bashkiria, sumber aluminium yang kaya adalah nepheline yang ditambang di Semenanjung Kola. Banyak aluminium juga ditemukan di deposit Siberia.

Aluminium diperoleh dari aluminium oksida Al 2 O 3 dengan metode elektrolitik. Oksida aluminium yang digunakan untuk ini harus cukup murni, karena kotoran dihilangkan dari aluminium yang dilebur dengan susah payah. Al 2 O 3 yang dimurnikan diperoleh dengan mengolah bauksit alam.

Bahan awal utama untuk produksi aluminium adalah aluminium oksida. Tidak menghantarkan listrik dan memiliki titik leleh yang sangat tinggi (sekitar 2050 °C), sehingga membutuhkan terlalu banyak energi.

Hal ini diperlukan untuk mengurangi titik leleh aluminium oksida setidaknya 1000 o C. Metode ini ditemukan secara paralel oleh P. Eru Prancis dan C. Hall Amerika. Mereka menemukan bahwa alumina larut dengan baik dalam kriolit cair, suatu mineral dengan komposisi AlF 3. 3NaF. Lelehan ini mengalami elektrolisis pada suhu hanya sekitar 950 ° C dalam produksi aluminium. Cadangan kriolit di alam tidak signifikan, sehingga kriolit sintetis dibuat, yang secara signifikan mengurangi biaya produksi aluminium.

Hidrolisis dikenakan campuran cair cryolite Na 3 dan aluminium oksida. Campuran yang mengandung sekitar 10 persen berat Al 2 O 3 meleleh pada 960 ° C dan memiliki konduktivitas listrik, densitas dan viskositas yang paling disukai untuk proses tersebut. Untuk lebih meningkatkan karakteristik ini, aditif AlF 3 , CaF 2 dan MgF 2 dimasukkan ke dalam komposisi campuran. Hal ini memungkinkan elektrolisis pada 950 °C.

Elektroliser untuk peleburan aluminium adalah selubung besi yang dilapisi dengan batu bata tahan api dari dalam. Bagian bawahnya (bawah), dirakit dari blok batubara terkompresi, berfungsi sebagai katoda. Anoda (satu atau lebih) terletak di atas: ini adalah bingkai aluminium yang diisi dengan briket batubara. Di pabrik modern, elektroliser dipasang secara seri; setiap seri terdiri dari 150 atau lebih sel.

Selama elektrolisis, aluminium dilepaskan di katoda, dan oksigen dilepaskan di anoda. Aluminium, yang memiliki densitas lebih tinggi daripada lelehan aslinya, dikumpulkan di bagian bawah elektroliser, dari mana ia dikeluarkan secara berkala. Saat logam dilepaskan, bagian baru aluminium oksida ditambahkan ke lelehan. Oksigen yang dilepaskan selama elektrolisis berinteraksi dengan karbon anoda, yang terbakar, membentuk CO dan CO 2 .

Pabrik aluminium pertama di Rusia dibangun pada tahun 1932 di Volkhov.

PADUAN ALUMINIUM

Paduan, yang meningkatkan kekuatan dan sifat-sifat aluminium lainnya, diperoleh dengan memasukkan aditif paduan ke dalamnya, seperti tembaga, silikon, magnesium, seng, dan mangan.

Duralumin(duralumin, duralumin, dari nama kota Jerman tempat produksi industri paduan dimulai). Paduan aluminium (dasar) dengan tembaga (Cu: 2,2-5,2%), magnesium (Mg: 0,2-2,7%) mangan (Mn: 0,2-1%). Itu mengalami pengerasan dan penuaan, sering dilapisi dengan aluminium. Adalah bahan struktural untuk teknik penerbangan dan transportasi.

Silumin- paduan aluminium cor ringan (dasar) dengan silikon (Si: 4-13%), terkadang hingga 23% dan beberapa elemen lainnya: Cu, Mn, Mg, Zn, Ti, Be). Mereka memproduksi bagian-bagian dengan konfigurasi yang kompleks, terutama di industri otomotif dan pesawat terbang.

magnalia- paduan aluminium (dasar) dengan magnesium (Mg: 1-13%) dan elemen lain dengan ketahanan korosi tinggi, kemampuan las yang baik, keuletan tinggi. Mereka membuat coran berbentuk (casting magnals), lembaran, kawat, paku keling, dll. (magnalia yang dapat dideformasi).

Keuntungan utama dari semua paduan aluminium adalah kepadatannya yang rendah (2,5-2,8 g / cm 3), kekuatan tinggi (per satuan berat), ketahanan yang memuaskan terhadap korosi atmosfer, biaya rendah komparatif dan kemudahan produksi dan pemrosesan.

Paduan aluminium digunakan dalam teknologi roket, di pesawat terbang, mobil, kapal dan pembuatan instrumen, dalam produksi peralatan, barang olahraga, furnitur, periklanan, dan industri lainnya.

Dalam hal luasnya aplikasi, paduan aluminium menempati urutan kedua setelah baja dan besi cor.

Aluminium adalah salah satu aditif yang paling umum dalam paduan berdasarkan tembaga, magnesium, titanium, nikel, seng, dan besi.

Aluminium juga digunakan untuk: aluminisasi (aluminisasi)- saturasi permukaan produk baja atau besi cor dengan aluminium untuk melindungi bahan dasar dari oksidasi selama pemanasan yang kuat, mis. meningkatkan ketahanan panas (hingga 1100 °C) dan ketahanan terhadap korosi atmosfer.

SIFAT ALUMINIUM

Isi:

Nilai aluminium

Properti fisik

Sifat korosi

Peralatan mekanis

Sifat teknologi

Aplikasi

nilai aluminium.

Aluminium dicirikan oleh konduktivitas listrik dan termal yang tinggi, ketahanan korosi, keuletan, dan ketahanan beku. Sifat aluminium yang paling penting adalah densitasnya yang rendah (sekitar 2,70 g/cc), titik leleh aluminium sekitar 660 C.

Sifat fisikokimia, mekanik dan teknologi aluminium sangat tergantung pada jenis dan jumlah pengotor, yang memperburuk sebagian besar sifat logam murni.Pengotor alami utama dalam aluminium adalah besi dan silikon. Besi, misalnya, hadir sebagai fase Fe-Al independen, mengurangi konduktivitas listrik dan ketahanan korosi, memperburuk keuletan, tetapi sedikit meningkatkan kekuatan aluminium.

Tergantung pada tingkat pemurniannya, aluminium primer dibagi menjadi aluminium dengan kemurnian tinggi dan teknis (GOST 11069-2001). Aluminium teknis juga mencakup nilai yang ditandai AD, AD1, AD0, AD00 (GOST 4784-97). Aluminium teknis dari semua kelas diperoleh dengan elektrolisis lelehan kriolit-alumina. Aluminium kemurnian tinggi diperoleh dengan pemurnian tambahan aluminium teknis. Fitur sifat aluminium kemurnian tinggi dan tinggi dibahas dalam buku

1) Ilmu logam aluminium dan paduannya. Ed. I.N. Fridlyander. M. 1971.2) Sifat mekanik dan teknologi logam. A.V. Bobylev. M. 1980.

Tabel di bawah ini memberikan ringkasan sebagian besar nilai aluminium. Kandungan pengotor alami utamanya - silikon dan besi - juga ditunjukkan.

merek	Al, %	Si, %	Fe, %	Aplikasi
Aluminium kemurnian tinggi
A995	99.995	0.0015	0.0015	peralatan kimia Foil untuk pelat kapasitor Tujuan Khusus
A98	99.98	0.006	0.006
A95	99.95	0.02	0.025
Aluminium kelas teknis
A8 AD000	99.8	0.10 0.15	0.12 0.15	Batang kawat untuk produksi produk kabel dan kawat (dari A7E dan A5E). Bahan baku untuk produksi paduan aluminium Menggagalkan Produk canai (batang, strip, lembaran, kawat, pipa)
A7 AD00	99.7	0.15	0.16 0.25
A6	99.6	0.18	0.25
A5E	99.5	0.10	0.20
A5 AD0	99.5	0.25 0.25	0.30 0.40
AD1	99.3	0.30	0.30
A0 NERAKA	99.0	0.95 Total hingga 1,0%

Perbedaan praktis utama antara aluminium komersial dan aluminium yang sangat murni terkait dengan perbedaan ketahanan korosi terhadap media tertentu. Secara alami, semakin tinggi tingkat pemurnian aluminium, semakin mahal harganya.

Aluminium kemurnian tinggi digunakan untuk tujuan khusus. Untuk produksi paduan aluminium, produk kabel dan kawat dan produk canai, aluminium teknis digunakan. Selanjutnya, kita akan berbicara tentang aluminium teknis.

Konduktivitas listrik.

Sifat terpenting dari aluminium adalah konduktivitas listriknya yang tinggi, di mana ia menempati urutan kedua setelah perak, tembaga, dan emas. Kombinasi konduktivitas listrik yang tinggi dengan densitas yang rendah memungkinkan aluminium bersaing dengan tembaga di bidang produk kabel dan kawat.

Konduktivitas listrik aluminium, selain besi dan silikon, sangat dipengaruhi oleh kromium, mangan, dan titanium. Oleh karena itu, dalam aluminium yang dimaksudkan untuk pembuatan konduktor arus, kandungan beberapa pengotor lagi diatur. Jadi, dalam aluminium kelas A5E dengan kandungan besi yang diijinkan 0,35% dan silikon 0,12%, jumlah pengotor Cr + V + Ti + Mn tidak boleh melebihi hanya 0,01%.

Konduktivitas listrik tergantung pada keadaan material. Anil jangka panjang pada 350 C meningkatkan konduktivitas, sementara pengerasan dingin memperburuk konduktivitas.

Nilai resistivitas listrik pada suhu 20 C adalahOhm*mm 2 /m atau Ohm*m :

0,0277 - kawat aluminium anil A7E

0,0280 - kawat aluminium anil A5E

0,0290 - setelah ditekan, tanpa perlakuan panas dari aluminium AD0

Dengan demikian, hambatan listrik spesifik konduktor aluminium kira-kira 1,5 kali lebih tinggi daripada hambatan listrik konduktor tembaga. Dengan demikian, konduktivitas listrik (kebalikan dari resistivitas) aluminium adalah 60-65% dari konduktivitas listrik tembaga. Konduktivitas listrik aluminium meningkat dengan penurunan jumlah kotoran.

Koefisien suhu hambatan listrik aluminium (0,004) kira-kira sama dengan tembaga.

Konduktivitas termal

Konduktivitas termal aluminium pada 20 C adalah sekitar 0,50 kal/cm*s*C dan meningkat dengan meningkatnya kemurnian logam. Dalam hal konduktivitas termal, aluminium adalah yang kedua setelah perak dan tembaga (sekitar 0,90), tiga kali lebih tinggi dari konduktivitas termal baja ringan. Properti ini menentukan penggunaan aluminium dalam radiator pendingin dan penukar panas.

Sifat fisik lainnya.

Aluminium memiliki nilai yang sangat tinggi panas spesifik (sekitar 0,22 kal/g * C). Ini jauh lebih tinggi daripada kebanyakan logam (0,09 untuk tembaga). Panas spesifik fusi juga sangat tinggi (sekitar 93 kal/g). Sebagai perbandingan, untuk tembaga dan besi, nilai ini kira-kira 41-49 kal/g.

Daya pemantulan aluminium sangat tergantung pada kemurniannya. Untuk aluminium foil dengan kemurnian 99,2%, reflektansi cahaya putih adalah 75%, dan untuk foil dengan kandungan aluminium 99,5%, reflektansinya sudah 84%.

Sifat korosi aluminium.

Aluminium sendiri merupakan logam yang sangat reaktif. Ini terkait dengan penggunaannya dalam aluminotermi dan dalam produksi bahan peledak. Namun, di udara, aluminium ditutupi dengan lapisan tipis (sekitar satu mikron) aluminium oksida. Dengan kekuatan tinggi dan inertness kimia, melindungi aluminium dari oksidasi lebih lanjut dan menentukan sifat anti-korosi yang tinggi di banyak lingkungan.

Dalam aluminium kemurnian tinggi, film oksida terus menerus dan tidak berpori, dan memiliki daya rekat yang sangat kuat pada aluminium. Oleh karena itu, aluminium dengan kemurnian tinggi dan khusus sangat tahan terhadap aksi asam anorganik, alkali, air laut dan udara. Adhesi film oksida ke aluminium di tempat-tempat di mana kotoran berada secara signifikan memburuk dan tempat-tempat ini menjadi rentan terhadap korosi. Oleh karena itu, aluminium kemurnian teknis memiliki ketahanan yang lebih rendah. Misalnya, sehubungan dengan asam klorida lemah, ketahanan aluminium halus dan teknis berbeda 10 kali lipat.

Aluminium (dan paduannya) biasanya menunjukkan korosi lubang. Oleh karena itu, stabilitas aluminium dan paduannya di banyak media tidak ditentukan oleh perubahan berat sampel dan bukan oleh laju penetrasi korosi, tetapi oleh perubahan sifat mekanik.

Kandungan besi memiliki pengaruh utama pada sifat korosi aluminium komersial. Jadi, laju korosi dalam larutan HCl 5% untuk kadar yang berbeda adalah (dalam):

merek	IsiAl	konten Fe	Tingkat korosi
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

Kehadiran besi juga mengurangi ketahanan aluminium terhadap alkali, tetapi tidak mempengaruhi ketahanan terhadap asam sulfat dan nitrat. Secara umum, ketahanan korosi aluminium teknis, tergantung pada kemurniannya, memburuk dalam urutan ini: A8 dan AD000, A7 dan AD00, A6, A5 dan AD0, AD1, A0 dan AD.

Pada suhu di atas 100C, aluminium berinteraksi dengan klorin. Aluminium tidak berinteraksi dengan hidrogen, tetapi melarutkannya dengan baik, sehingga merupakan komponen utama dari gas yang ada dalam aluminium. Pengaruh buruk aluminium dipengaruhi oleh uap air, yang terdisosiasi pada 500 C; pada suhu yang lebih rendah, efek uap dapat diabaikan.

Aluminium stabil di lingkungan berikut::

suasana industri

Air tawar alami hingga suhu 180 C. Laju korosi meningkat dengan aerasi,

pengotor soda kaustik, asam klorida, dan soda.

Air laut

Asam nitrat pekat

Garam asam natrium, magnesium, amonium, hiposulfit.

Larutan asam sulfat yang lemah (sampai 10%),

100% asam sulfat

Solusi lemah fosfat (hingga 1%), krom (hingga 10%)

Asam borat dalam konsentrasi apa pun

Cuka, lemon, anggur. asam malat, jus buah asam, anggur

larutan amonia

Aluminium tidak stabil di lingkungan seperti itu:

Asam nitrat encer

Asam hidroklorik

Asam sulfat encer

Asam fluorida dan asam hidrobromat

Oksalat, asam format

Solusi dari alkali kaustik

Air yang mengandung garam merkuri, tembaga, ion klorida yang merusak lapisan oksida.

korosi kontak

Dalam kontak dengan sebagian besar logam dan paduan teknis, aluminium berfungsi sebagai anoda dan korosinya akan meningkat.

Peralatan mekanis

Modulus elastisitas E \u003d 7000-7100 kgf / mm 2 untuk aluminium teknis pada 20 C. Dengan peningkatan kemurnian aluminium, nilainya menurun (6700 untuk A99).

Modulus geser G \u003d 2700 kgf / mm 2.

Parameter utama dari sifat mekanik aluminium teknis diberikan di bawah ini:

Parameter	Satuan putaran.	cacat	anil
Kekuatan hasil? 0.2	kgf/mm 2	8 - 12	4 - 8
Kekuatan tekanan? di	kgf/mm 2	13 - 16
Perpanjangan putus?		5 – 10	30 – 40
Kontraksi relatif saat istirahat		50 - 60	70 - 90
Kekuatan geser	kgf/mm 2
Kekerasan	HB	30 - 35

Angka-angka yang diberikan sangat indikatif:

1) Untuk aluminium anil dan cor, nilai-nilai ini tergantung pada tingkat aluminium teknis. Semakin banyak pengotor, semakin besar kekuatan dan kekerasannya dan semakin rendah keuletannya. Misalnya, kekerasan aluminium cor adalah: untuk A0 - 25HB, untuk A5 - 20HB, dan untuk aluminium kemurnian tinggi A995 - 15HB. Kekuatan tarik untuk kasus ini adalah: 8,5; 7,5 dan 5 kgf / mm 2, dan elongasi 20; masing-masing 30 dan 45%.

2) Untuk aluminium cacat, sifat mekanik tergantung pada tingkat deformasi, jenis produk yang digulung dan dimensinya. Misalnya, kekuatan tarik setidaknya 15-16 kgf / mm 2 untuk kawat dan 8 - 11 kgf / mm 2 untuk pipa.

Namun, bagaimanapun, aluminium teknis adalah logam yang lunak dan rapuh. Kekuatan luluh yang rendah (bahkan untuk baja yang dikerjakan dengan keras tidak melebihi 12 kgf/mm 2) membatasi penggunaan aluminium dalam hal beban yang diizinkan.

Aluminium memiliki kekuatan mulur yang rendah: pada 20 C adalah 5 kgf/mm 2 , dan pada 200 C adalah 0,7 kgf/mm 2 . Sebagai perbandingan: untuk tembaga, angka-angka ini masing-masing adalah 7 dan 5 kgf / mm 2.

Suhu leleh rendah dan suhu awal rekristalisasi (untuk aluminium teknis sekitar 150 C), batas mulur rendah membatasi kisaran suhu operasi aluminium dari sisi suhu tinggi.

Daktilitas aluminium tidak memburuk pada suhu rendah, hingga helium. Ketika suhu turun dari +20 C menjadi -269 C, kekuatan tarik meningkat 4 kali lipat untuk aluminium teknis dan 7 kali lipat untuk aluminium dengan kemurnian tinggi. Batas elastis dalam hal ini meningkat dengan faktor 1,5.

Ketahanan beku aluminium memungkinkan untuk menggunakannya dalam perangkat dan struktur kriogenik.

Sifat teknologi.

Daktilitas aluminium yang tinggi memungkinkan untuk menghasilkan foil (tebal hingga 0,004 mm), produk yang ditarik dalam, dan menggunakannya untuk paku keling.

Aluminium kemurnian teknis menunjukkan kerapuhan pada suhu tinggi.

Kemampuan mesin sangat rendah.

Temperatur rekristalisasi annealing adalah 350-400 C, temperatur tempering 150 C.

kemampuan las.

Kesulitan dalam pengelasan aluminium disebabkan oleh 1) adanya film oksida inert yang kuat, 2) konduktivitas termal yang tinggi.

Namun demikian, aluminium dianggap sebagai logam yang sangat mudah dilas. Lasan memiliki kekuatan logam dasar (anil) dan sifat korosi yang sama. Untuk detail tentang pengelasan aluminium, lihat, misalnya,www. tempat pengelasan.com.ua.

Aplikasi.

Karena kekuatannya yang rendah, aluminium hanya digunakan untuk elemen struktur tanpa beban, ketika konduktivitas listrik atau termal yang tinggi, ketahanan korosi, keuletan atau kemampuan las adalah penting. Bagian-bagiannya dihubungkan dengan pengelasan atau paku keling. Aluminium teknis digunakan baik untuk pengecoran maupun untuk produksi produk canai.

Di gudang perusahaan selalu ada lembaran, kawat, dan ban yang terbuat dari aluminium teknis.

(lihat halaman situs web yang relevan). Di bawah pesanan, babi A5-A7 dikirim.

Salah satu bahan yang paling nyaman dalam pengolahan adalah logam. Mereka juga memiliki pemimpin mereka sendiri. Misalnya, sifat dasar aluminium telah dikenal orang sejak lama. Mereka sangat cocok untuk digunakan dalam kehidupan sehari-hari sehingga logam ini menjadi sangat populer. Apa yang sama dengan zat sederhana dan sebagai atom, kami akan membahasnya dalam artikel ini.

Sejarah penemuan aluminium

Sejak dahulu kala, senyawa logam yang dimaksud telah dikenal manusia - Digunakan sebagai sarana yang mampu mengembang dan mengikat komponen-komponen campuran bersama-sama, ini juga diperlukan saat berpakaian barang-barang kulit. Keberadaan aluminium oksida murni mulai dikenal pada abad ke-18, di paruh kedua. Namun, itu tidak diterima.

Untuk pertama kalinya, ilmuwan H.K. Oersted berhasil mengisolasi logam dari kloridanya. Dialah yang mengolah garam dengan amalgam kalium dan mengisolasi bubuk abu-abu dari campuran, yang merupakan aluminium dalam bentuk murni.

Kemudian menjadi jelas bahwa sifat kimia aluminium dimanifestasikan dalam aktivitasnya yang tinggi, kemampuan mereduksi yang kuat. Karena itu, tidak ada orang lain yang bekerja dengannya untuk waktu yang lama.

Namun, pada tahun 1854, orang Prancis Deville berhasil memperoleh batangan logam dengan elektrolisis lelehan. Metode ini masih relevan sampai sekarang. Terutama produksi massal bahan berharga dimulai pada abad ke-20, ketika masalah mendapatkan sejumlah besar listrik di perusahaan diselesaikan.

Sampai saat ini, logam ini adalah salah satu yang paling populer dan digunakan dalam industri konstruksi dan rumah tangga.

Karakteristik umum atom aluminium

Jika kita mengkarakterisasi unsur yang ditinjau berdasarkan posisinya dalam sistem periodik, maka beberapa titik dapat dibedakan.

1. Nomor urut - 13.
2. Itu terletak di periode kecil ketiga, kelompok ketiga, subkelompok utama.
3. Massa atom - 26,98.
4. Jumlah elektron valensi adalah 3.
5. Konfigurasi lapisan luar dinyatakan dengan rumus 3s 2 3p 1 .
6. Nama unsurnya adalah aluminium.
7. diekspresikan dengan kuat.
8. Tidak ada isotop di alam, ia hanya ada dalam satu bentuk, dengan nomor massa 27.
9. Simbol kimianya adalah AL, dibaca sebagai "aluminium" dalam rumus.
10. Bilangan oksidasi adalah satu, sama dengan +3.

Sifat kimia aluminium sepenuhnya dikonfirmasi oleh struktur elektronik atomnya, karena memiliki besar jari-jari atom dan afinitas elektron rendah, ia mampu bertindak sebagai agen pereduksi kuat, seperti semua logam aktif.

Aluminium sebagai zat sederhana: sifat fisik

Jika kita berbicara tentang aluminium, sebagai zat sederhana, maka itu adalah logam mengkilap putih keperakan. Di udara, ia dengan cepat teroksidasi dan menjadi ditutupi dengan film oksida padat. Hal yang sama terjadi dengan aksi asam pekat.

Kehadiran fitur seperti itu membuat produk yang terbuat dari logam ini tahan terhadap korosi, yang tentu saja sangat nyaman bagi orang-orang. Oleh karena itu, aluminium yang menemukan aplikasi luas dalam konstruksi. juga menarik karena logam ini sangat ringan, sekaligus tahan lama dan lembut. Kombinasi karakteristik tersebut tidak tersedia untuk setiap zat.

Ada beberapa utama properti fisik yang merupakan karakteristik dari aluminium.

1. Tingkat kelenturan dan plastisitas yang tinggi. Foil yang ringan, kuat, dan sangat tipis terbuat dari logam ini, juga digulung menjadi kawat.
2. Titik lebur - 660 0 .
3. Titik didih - 2450 0 .
4. Kepadatan - 2,7 g / cm 3.
5. sel kristal volumetrik berpusat pada muka, metalik.
6. Jenis koneksi - logam.

Sifat fisik dan kimia aluminium menentukan area aplikasi dan penggunaannya. Jika kita berbicara tentang aspek kehidupan sehari-hari, maka ciri-ciri yang sudah kita bahas di atas sangat berperan. Sebagai logam yang ringan, tahan lama dan anti korosi, aluminium digunakan dalam pesawat terbang dan pembuatan kapal. Oleh karena itu, sifat-sifat tersebut sangat penting untuk diketahui.

Sifat kimia aluminium

Dari sudut pandang kimia, logam yang dimaksud adalah zat pereduksi kuat yang mampu menunjukkan aktivitas kimia yang tinggi, sebagai zat murni. Hal utama adalah menghilangkan film oksida. Dalam hal ini, aktivitasnya meningkat tajam.

Sifat kimia aluminium sebagai zat sederhana ditentukan oleh kemampuannya untuk bereaksi dengan:

• asam;
• alkali;
• halogen;
• Abu-abu.

Itu tidak berinteraksi dengan air dalam kondisi normal. Pada saat yang sama, dari halogen, tanpa pemanasan, ia hanya bereaksi dengan yodium. Reaksi lain membutuhkan suhu.

Contoh dapat diberikan untuk menggambarkan sifat kimia aluminium. Persamaan reaksi interaksi dengan:

• asam- AL + HCL \u003d AlCL 3 + H 2;
• alkali- 2Al + 6H 2 O + 2NaOH \u003d Na + 3H 2;
• halogen- AL + Hal = ALHal 3 ;
• Abu-abu- 2AL + 3S = AL2S3 .

Secara umum, sifat paling penting dari zat yang dipertimbangkan adalah kemampuannya yang tinggi untuk memulihkan unsur-unsur lain dari senyawanya.

Kemampuan pemulihan

Sifat pereduksi aluminium dapat ditelusuri dengan baik dalam reaksi interaksi dengan oksida logam lain. Ini dengan mudah mengekstraknya dari komposisi zat dan memungkinkannya ada di bentuk sederhana. Contoh: Cr 2 O 3 + AL = AL 2 O 3 + Cr.

Dalam metalurgi, ada seluruh teknik untuk memperoleh zat berdasarkan reaksi tersebut. Ini disebut aluminotermi. Oleh karena itu, dalam industri kimia, unsur ini digunakan khusus untuk produksi logam lain.

Distribusi di alam

Dalam hal prevalensi di antara unsur-unsur logam lainnya, aluminium menempati urutan pertama. Kandungannya di kerak bumi adalah 8,8%. Jika dibandingkan dengan non-logam, maka tempatnya akan berada di urutan ketiga, setelah oksigen dan silikon.

Karena aktivitas kimianya yang tinggi, tidak ditemukan dalam bentuk murni, tetapi hanya dalam komposisi berbagai senyawa. Jadi, misalnya, ada banyak bijih, mineral, batuan, termasuk aluminium. Namun yang ditambang hanya dari bauksit yang kandungannya di alam tidak terlalu tinggi.

Zat yang paling umum mengandung logam yang dimaksud adalah:

• feldspar;
• bauksit;
• granit;
• silika;
• aluminosilikat;
• basal dan lain-lain.

Dalam jumlah kecil, aluminium tentu merupakan bagian dari sel-sel organisme hidup. Beberapa spesies lumut gada dan biota laut mampu mengakumulasi elemen ini di dalam tubuh mereka sepanjang hidup mereka.

Resi

Sifat fisik dan kimia aluminium memungkinkan untuk mendapatkannya hanya dengan satu cara: dengan elektrolisis lelehan oksida yang sesuai. Namun, proses ini rumit secara teknologi. Titik leleh AL 2 O 3 melebihi 2000 0 C. Oleh karena itu, tidak dapat langsung dielektrolisis. Oleh karena itu, lanjutkan sebagai berikut.

Hasil produk adalah 99,7%. Namun, adalah mungkin untuk mendapatkan logam yang lebih murni, yang digunakan untuk tujuan teknis.

Aplikasi

Sifat mekanik aluminium tidak cukup baik untuk digunakan dalam bentuk murni. Karena itu, paduan berdasarkan zat ini paling sering digunakan. Ada banyak dari mereka, kita bisa menyebutkan yang paling dasar.

1. Duralumin.
2. Aluminium-mangan.
3. Aluminium-magnesium.
4. Aluminium-tembaga.
5. Silumin.
6. Avial.

Perbedaan utama mereka, tentu saja, adalah aditif pihak ketiga. Semuanya berbahan dasar aluminium. Logam lain membuat bahan lebih tahan lama, tahan terhadap korosi, tahan aus dan lentur dalam pengolahan.

Ada beberapa bidang utama aplikasi aluminium baik dalam bentuk murni maupun dalam bentuk senyawanya (paduan).

Bersama dengan besi dan paduannya, aluminium adalah logam terpenting. Dua perwakilan sistem periodik inilah yang telah menemukan aplikasi industri paling luas di tangan manusia.

Sifat aluminium hidroksida

Hidroksida adalah senyawa yang paling umum yang membentuk aluminium. Sifat kimianya sama dengan logam itu sendiri - bersifat amfoter. Ini berarti bahwa ia mampu memanifestasikan sifat ganda, bereaksi dengan asam dan basa.

Aluminium hidroksida itu sendiri adalah endapan agar-agar putih. Sangat mudah untuk mendapatkannya dengan mereaksikan garam aluminium dengan alkali atau Ketika bereaksi dengan asam, hidroksida ini memberikan garam dan air yang sesuai. Jika reaksi berlangsung dengan alkali, maka terbentuk aluminium hidroksokompleks, dengan bilangan koordinasi 4. Contoh: Na adalah natrium tetrahidroksoaluminat.