Alumīnija pozīcija periodiskajā tabulā. Alumīnija raksturlielums

1. sadaļa. Alumīnija atklāšanas nosaukums un vēsture.

2. sadaļa vispārīgās īpašības alumīnija, fizikālās un ķīmiskās īpašības.

3. sadaļa. Lējumu iegūšana no alumīnija sakausējumiem.

4. sadaļa Pieteikums alumīnija.

Alumīnijs- tas ir trešās grupas, D. I. Mendeļejeva ķīmisko elementu periodiskās sistēmas trešā perioda galvenās apakšgrupas elements ar atomskaitli 13. To apzīmē ar simbolu Al. Pieder vieglo metālu grupai. Visbiežāk metāls un trešais visbiežāk sastopamais ķīmiskais elements zemes garozā (pēc skābekļa un silīcija).

Vienkārša viela alumīnijs (CAS numurs: 7429-90-5) - viegls, paramagnētisks metāls sudraba-balta krāsa, viegli formējama, liejama, mehāniski apstrādāta. Alumīnijam ir augsta siltumvadītspēja un elektrovadītspēja, izturība pret koroziju, jo ātri veidojas spēcīgas oksīda plēves, kas aizsargā virsmu no turpmākas mijiedarbības.

Rūpniecības sasniegumi jebkurā attīstītā sabiedrībā vienmēr ir saistīti ar strukturālo materiālu un sakausējumu tehnoloģijas sasniegumiem. Apstrādes kvalitāte un tirdzniecības preču ražošanas produktivitāte ir svarīgākie valsts attīstības līmeņa rādītāji.

Izmantotie materiāli mūsdienīgi dizaini, papildus augstajam stiprības īpašības jābūt tādu īpašību kompleksam kā paaugstināta izturība pret koroziju, karstumizturība, siltumvadītspēja un elektrovadītspēja, ugunsizturība, kā arī spēja saglabāt šīs īpašības ilgstošas ​​darbības apstākļos slodzes apstākļos.

Zinātnes attīstība un ražošanas procesiem krāsaino metālu lietuvju ražošanas jomā mūsu valstī atbilst progresīviem zinātnes un tehnoloģiju progresa sasniegumiem. To rezultāts jo īpaši bija modernu aukstumliešanas un spiediena liešanas darbnīcu izveide Volgas automobiļu rūpnīcā un vairākos citos uzņēmumos. Zavolžskas motoru rūpnīcā veiksmīgi darbojas lielas iesmidzināšanas formēšanas mašīnas ar veidņu bloķēšanas spēku 35 MN, kas ražo alumīnija sakausējuma cilindru blokus automašīnai Volga.

Altaja motoru rūpnīcā ir apgūta automatizēta līnija lējumu ražošanai ar iesmidzināšanu. Padomju Sociālistisko Republiku Savienībā () pirmo reizi pasaulē izstrādāta un apgūta process nepārtraukta lietņu liešana no alumīnija sakausējumiem elektromagnētiskā veidnē. Šī metode ievērojami uzlabo lietņu kvalitāti un samazina atkritumu daudzumu skaidu veidā to virpošanas laikā.

Alumīnija atklāšanas nosaukums un vēsture

Latīņu alumīnijs nāk no latīņu valodas alumen, kas nozīmē alum (alumīnijs un kālija sulfāts (K) KAl(SO4)2 12H2O), kas jau sen ir izmantots ādas apstrādē un kā savelkošs līdzeklis. Al, ķīmiskais elements III grupa periodiskā sistēma, atomskaitlis 13, atomu masa 26, 98154. Pateicoties augstajai ķīmiskajai aktivitātei, tīra alumīnija atklāšana un izolācija ilga gandrīz 100 gadus. Secinājums, ka no alauna var iegūt "" (ugunsizturīgu vielu, mūsdienu izteiksmē - alumīnija oksīdu), tika izdarīts tālajā 1754. gadā. Vācu ķīmiķis A. Markgrafs. Vēlāk izrādījās, ka to pašu "zemi" var izolēt no māla, un to sauca par alumīnija oksīdu. Tikai 1825. gadā viņam izdevās iegūt metālisku alumīniju. Dāņu fiziķis H. K. Oersteds. Viņš apstrādāja alumīnija hlorīdu AlCl3, ko varēja iegūt no alumīnija oksīda, ar kālija amalgamu (kālija (K) sakausējumu ar dzīvsudrabu (Hg)) un pēc dzīvsudraba (Hg) destilācijas izdalīja pelēku alumīnija pulveri.

Tikai ceturtdaļgadsimtu vēlāk šī metode tika nedaudz modernizēta. Franču ķīmiķis A. E. St. Clair Deville 1854. gadā ierosināja izmantot metālisko nātriju (Na) alumīnija ražošanai un ieguva pirmos jaunā metāla lietņus. Alumīnija izmaksas toreiz bija ļoti augstas, un no tā tika izgatavotas rotaslietas.

Rūpniecisku alumīnija ražošanas metodi, izmantojot elektrolīzi no sarežģītu maisījumu, tostarp oksīda, alumīnija fluorīda un citu vielu, kausējuma, 1886. gadā neatkarīgi izstrādāja P. Eru () un C. Hols (ASV). Alumīnija ražošana ir saistīta ar augstas izmaksas elektrību, tāpēc plašā mērogā tas tika realizēts tikai 20. gs. AT Padomju Sociālistisko Republiku Savienība (CCCP) pirmais rūpnieciskais alumīnijs tika iegūts 1932. gada 14. maijā Volhovas alumīnija rūpnīcā, kas uzcelta blakus Volhovas hidroelektrostacijai.

Alumīnijs ar tīrības pakāpi virs 99,99% pirmo reizi tika iegūts ar elektrolīzi 1920. gadā. 1925. gadā strādāt Edvards publicēja informāciju par šāda alumīnija fizikālajām un mehāniskajām īpašībām. 1938. gadā Teilors, Vīlers, Smits un Edvards publicēja rakstu, kurā sniegtas dažas no 99,996% tīrības alumīnija īpašībām, kas arī iegūtas Francijā elektrolīzes ceļā. Monogrāfijas par alumīnija īpašībām pirmais izdevums tika izdots 1967. gadā.

Turpmākajos gados, pateicoties relatīvajai sagatavošanas vienkāršībai un pievilcīgām īpašībām, daudzi darbojas par alumīnija īpašībām. Tīrs alumīnijs ir atradis plašu pielietojumu galvenokārt elektronikā - no elektrolītiskajiem kondensatoriem līdz elektroniskās inženierijas virsotnei - mikroprocesoriem; krioelektronikā, kriomagnētikā.

Jaunākās metodes tīra alumīnija iegūšanai ir zonu attīrīšanas metode, kristalizācija no amalgamām (alumīnija sakausējumi ar dzīvsudrabu) un izolēšana no sārma šķīdumiem. Alumīnija tīrības pakāpi kontrolē elektriskās pretestības vērtība pie zemas temperatūras.

Alumīnija vispārīgās īpašības

Dabīgais alumīnijs sastāv no viena nuklīda 27Al. Ārējā elektronu slāņa konfigurācija ir 3s2p1. Gandrīz visos savienojumos alumīnija oksidācijas pakāpe ir +3 (III valence). Neitrāla alumīnija atoma rādiuss ir 0,143 nm, Al3+ jona rādiuss ir 0,057 nm. Neitrāla alumīnija atoma secīgās jonizācijas enerģijas ir attiecīgi 5, 984, 18, 828, 28, 44 un 120 eV. Pēc Polinga skalas alumīnija elektronegativitāte ir 1,5.

Alumīnijs ir mīksts, viegls, sudrabaini balts, kura kristāla režģis ir uz sejas centrēts kubisks, parametrs a = 0,40403 nm. Tīra metāla kušanas temperatūra 660°C, viršanas temperatūra aptuveni 2450°C, blīvums 2, 6989 g/cm3. Alumīnija lineārās izplešanās temperatūras koeficients ir aptuveni 2,5·10-5 K-1.

Ķīmiskais alumīnijs ir diezgan aktīvs metāls. Gaisā tā virsma tiek uzreiz pārklāta ar blīvu Al2O3 oksīda plēvi, kas novērš skābekļa (O) turpmāku piekļuvi metālam un noved pie reakcijas pārtraukšanas, kā rezultātā alumīnijam ir augstas pretkorozijas īpašības. Aizsargplēve uz alumīnija veidojas arī tad, ja to ievieto koncentrētā slāpekļskābē.

Alumīnijs aktīvi reaģē ar citām skābēm:

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

3Н2SO4 + 2Al = Al2(SO4)3 + 3H2.

Interesanti, ka reakcija starp alumīnija un joda (I) pulveriem sākas istabas temperatūrā, ja sākuma maisījumam pievieno dažus pilienus ūdens, kas šajā gadījumā spēlē katalizatora lomu:

2Al + 3I2 = 2AlI3.

Alumīnija mijiedarbība ar sēru (S) karsējot izraisa alumīnija sulfīda veidošanos:

2Al + 3S = Al2S3,

ko viegli sadala ūdens:

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

Alumīnijs tieši mijiedarbojas ar ūdeņradi (H), tomēr netieši, piemēram, izmantojot alumīnija organiskos savienojumus, iespējams sintezēt cietu polimēru alumīnija hidrīdu (AlH3)x - spēcīgāko reducētāju.

Pulvera veidā alumīniju var sadedzināt gaisā, un veidojas balts ugunsizturīgs alumīnija oksīda Al2O3 pulveris.

Lielā Al2O3 saišu stiprība nosaka tā veidošanās augsto siltumu no vienkāršām vielām un alumīnija spēju reducēt daudzus metālus no to oksīdiem, piemēram:

3Fe3O4 + 8Al = 4Al2O3 + 9Fe un pat

3СаО + 2Al = Al2О3 + 3Са.

Šo metālu iegūšanas metodi sauc par aluminotermiju.

Atrodoties dabā

Pēc izplatības zemes garozā alumīnijs ieņem pirmo vietu starp metāliem un trešo vietu starp visiem elementiem (pēc skābekļa (O) un silīcija (Si)), tas veido aptuveni 8,8% no zemes garozas masas. Alumīnijs ir iekļauts daudzos minerālos, galvenokārt aluminosilikātos un akmeņos. Alumīnija savienojumi satur granītus, bazaltus, mālus, laukšpatus utt. Bet šeit ir paradokss: ar milzīgu skaitu minerālvielas un ieži, kas satur alumīniju, boksīta atradnes, kas ir galvenā alumīnija rūpnieciskās ražošanas izejviela, ir diezgan reti sastopamas. Krievijas Federācijā boksīta atradnes atrodas Sibīrijā un Urālos. Alunītiem un nefelīniem ir arī rūpnieciska nozīme. Kā mikroelements alumīnijs atrodas augu un dzīvnieku audos. Ir organismi – koncentratori, kas savos orgānos uzkrāj alumīniju – dažas klubu sūnas, mīkstmieši.

Rūpnieciskā ražošana: pēc rūpnieciskās ražošanas indeksa boksīti vispirms tiek pakļauti ķīmiskai apstrādei, atdalot no tiem silīcija (Si), dzelzs (Fe) oksīdu un citu elementu piemaisījumus. Šādas apstrādes rezultātā tiek iegūts tīrs alumīnija oksīds Al2O3 - galvenais metāla ražošanā ar elektrolīzi. Taču, tā kā Al2O3 kušanas temperatūra ir ļoti augsta (vairāk nekā 2000°C), tā kausējumu nav iespējams izmantot elektrolīzei.

Zinātnieki un inženieri atrada izeju tālāk. Kriolītu Na3AlF6 vispirms izkausē elektrolīzes vannā (kušanas temperatūra nedaudz zem 1000°C). Kriolītu var iegūt, piemēram, apstrādājot nefelīnus no Kolas pussalas. Turklāt šim kausējumam tiek pievienots nedaudz Al2O3 (līdz 10% no masas) un dažas citas vielas, uzlabojot apstākļus turpmākajam. process. Šī kausējuma elektrolīzes laikā alumīnija oksīds sadalās, kriolīts paliek kausējumā, un uz katoda veidojas izkusis alumīnijs:

2Al2O3 = 4Al + 3O2.

Alumīnija sakausējumi

Lielākā daļa metāla elementu ir leģēti ar alumīniju, taču tikai daži no tiem pilda galveno leģējošās sastāvdaļas lomu rūpnieciskajos alumīnija sakausējumos. Tomēr ievērojams skaits elementu tiek izmantoti kā piedevas, lai uzlabotu sakausējumu īpašības. Visplašāk izmantotie:

Beriliju pievieno, lai samazinātu oksidēšanos paaugstinātā temperatūrā. Nelielas berilija piedevas (0,01 - 0,05%) izmanto alumīnija liešanas sakausējumos, lai uzlabotu plūstamību iekšdedzes dzinēju detaļu (virzuļu un cilindru galvu) ražošanā.

Boru ievada, lai palielinātu elektrovadītspēju un kā rafinēšanas piedevu. Boru ievada alumīnija sakausējumos, ko izmanto kodolenerģētikā (izņemot reaktoru daļas), jo tas absorbē neitronus, novēršot starojuma izplatīšanos. Boru ievada vidēji 0,095 - 0,1% apmērā.

Bismuts. Alumīnija sakausējumiem tiek pievienoti metāli ar zemu kušanas temperatūru, piemēram, bismuts, kadmijs, lai uzlabotu apstrādājamību. Šie elementi veido mīkstas kausējamas fāzes, kas veicina skaidu lūšanu un griezēja eļļošanu.

Sakausējumiem, no kuriem tālāk tiek izgatavoti patērējamie anodi, tiek pievienots gallijs 0,01 - 0,1% apmērā.

Dzelzs. Nelielos daudzumos (>0,04%) to ievada stiepļu ražošanas laikā, lai palielinātu izturību un uzlabotu šļūdes īpašības. Tāpat dzelzs samazina pielipšanu pie veidņu sieniņām, ielejot veidnē.

Indijs. 0,05 - 0,2% pievienošana nostiprina alumīnija sakausējumus novecošanas laikā, īpaši pie zema vara satura. Indija piedevas tiek izmantotas alumīnija-kadmija sakausējumos.

Lai palielinātu sakausējumu izturību un uzlabotu korozijas īpašības, tiek ievadīti aptuveni 0,3% kadmija.

Kalcijs piešķir plastiskumu. Ar 5% kalcija saturu sakausējumam ir superplastiskuma efekts.

Silīcijs ir visvairāk izmantotā piedeva lietuvju sakausējumos. 0,5 - 4% apmērā samazina plaisāšanas tendenci. Silīcija un magnija kombinācija ļauj sakausējumu termiski noslēgt.

Magnijs. Magnija pievienošana ievērojami palielina izturību, nesamazinot elastību, uzlabo metināmību un palielina sakausējuma izturību pret koroziju.

Varš stiprina sakausējumus, maksimālā sacietēšana tiek sasniegta, kad saturs cuprum 4 - 6%. Sakausējumi ar kauru tiek izmantoti iekšdedzes dzinēju virzuļu ražošanā, augstas kvalitātes lietās detaļas lidmašīnām.

Alva uzlabo griešanas veiktspēju.

Titāns. Galvenais titāna uzdevums sakausējumos ir graudu rafinēšana lējumos un lietņos, kas ievērojami palielina īpašību izturību un viendabīgumu visā tilpumā.

Lai gan alumīnijs tiek uzskatīts par vienu no vismazāk cēlajiem rūpnieciskajiem metāliem, tas ir diezgan stabils daudzās oksidējošās vidēs. Šādas uzvedības iemesls ir nepārtrauktas oksīda plēves klātbūtne uz alumīnija virsmas, kas, pakļaujoties skābekļa, ūdens un citu oksidētāju iedarbībai, nekavējoties no jauna veidojas tīrītajās vietās.

Vairumā gadījumu kausēšana tiek veikta gaisā. Ja mijiedarbība ar gaisu aprobežojas ar kausējumā nešķīstošu savienojumu veidošanos uz virsmas un radošā šo savienojumu plēve būtiski palēnina turpmāko mijiedarbību, tad parasti netiek veikti pasākumi šādas mijiedarbības nomākšanai. Kausēšana šajā gadījumā tiek veikta, kausējumam tiešā saskarē ar atmosfēru. Tas tiek darīts, sagatavojot lielāko daļu alumīnija, cinka, alvas-svina sakausējumu.

Telpu, kurā notiek sakausējumu kušana, ierobežo ugunsizturīgs oderējums, kas spēj izturēt temperatūru no 1500 līdz 1800 ˚С. Visos kausēšanas procesos tiek iesaistīta gāzes fāze, kas veidojas degvielas sadegšanas laikā, mijiedarbojoties ar vidi un kausēšanas agregāta oderējumu utt.

Lielākajai daļai alumīnija sakausējumu ir augsta izturība pret koroziju dabiskajā atmosfērā, jūras ūdenī, daudzu sāļu un ķīmisko vielu šķīdumos, kā arī lielākajā daļā pārtikas produktu. Jūras ūdenī bieži tiek izmantotas alumīnija sakausējuma konstrukcijas. Kopš 1930. gada no alumīnija sakausējumiem tiek būvētas jūras bojas, glābšanas laivas, kuģi, liellaivas.Šobrīd alumīnija sakausējuma kuģu korpusu garums sasniedz 61 m Ir pieredze alumīnija pazemes cauruļvados, alumīnija sakausējumi ir ļoti izturīgi pret augsnes koroziju. 1951. gadā Aļaskā tika izbūvēts 2,9 km garš cauruļvads. Pēc 30 gadu darbības nav konstatētas nekādas noplūdes vai nopietni korozijas izraisīti bojājumi.

Alumīnijs iekšā liels apjoms izmanto celtniecībā saskaras paneļi, durvis, logu rāmji, elektrības kabeļi. Alumīnija sakausējumi ilgstoši nav pakļauti spēcīgai korozijai, saskaroties ar betonu, javu, apmetumu, īpaši, ja konstrukcijas nav bieži mitras. Kad slapjš bieži, ja virsma alumīnija tirdzniecības preces nav tālāk apstrādāts, tas var kļūt tumšāks, līdz pat melnumam industriālās pilsētās ar augstu oksidētāju saturu gaisā. Lai no tā izvairītos, tiek ražoti speciāli sakausējumi, lai iegūtu spīdīgas virsmas, veicot izcilu anodēšanu – uz metāla virsmas uzklājot oksīda plēvi. Šajā gadījumā virsmai var piešķirt dažādas krāsas un toņus. Piemēram, alumīnija sakausējumi ar silīciju ļauj iegūt dažādus toņus no pelēkas līdz melnai. Alumīnija sakausējumi ar hromu ir zeltainā krāsā.

Rūpnieciskais alumīnijs tiek ražots divu veidu sakausējumu veidā - liešana, kuras daļas tiek izgatavotas liešanas ceļā, un deformācijas - sakausējumi, kas ražoti deformējamu pusfabrikātu veidā - loksnes, folija, plāksnes, profili, stieple. Lējumus no alumīnija sakausējumiem saņem visi iespējamie veidi liešana. Tas ir visizplatītākais zem spiediena, aukstuma veidnēs un smilšmāla veidnēs. Pagatavojot mazu politiskās partijas piemērots liešanaģipša kombinētajās formās un liešana investīciju modeļiem. Lietie sakausējumi tiek izmantoti, lai izgatavotu elektromotoru rotorus, lietās detaļas lidmašīnām utt. Kaltus sakausējumus izmanto automobiļu ražošanā salona apdarei, bamperiem, virsbūves paneļiem un interjera detaļām; būvniecībā kā apdares materiāls; lidmašīnās utt.

AT nozare tiek izmantoti arī alumīnija pulveri. Izmanto metalurģijā nozare: aluminotermijā, kā leģējošās piedevas, pusfabrikātu ražošanai, presējot un saķepinot. Ar šo metodi tiek iegūtas ļoti izturīgas detaļas (zobrati, bukses utt.). Pulveri tiek izmantoti arī ķīmijā, lai iegūtu alumīnija savienojumus un kā katalizators(piemēram, etilēna un acetona ražošanā). Ņemot vērā alumīnija augsto reaktivitāti, īpaši pulvera veidā, to izmanto sprāgstvielās un raķešu cietajos propelentos, izmantojot tā spēju ātri aizdegties.

Ņemot vērā alumīnija augsto izturību pret oksidēšanu, pulveris tiek izmantots kā pigments pārklājumos krāsošanai iekārtām, jumtiem, papīram apdrukā, spīdīgām automašīnu paneļu virsmām. Arī alumīnija slānis ir pārklāts ar tēraudu un čugunu tirdzniecības prece lai novērstu to koroziju.

Pielietojuma ziņā alumīnijs un tā sakausējumi ir otrajā vietā aiz dzelzs (Fe) un tā sakausējumiem. Alumīnija plašā izmantošana dažādās tehnoloģiju jomās un ikdienas dzīvē ir saistīta ar tā fizikālo, mehānisko un ķīmisko īpašību kombināciju: zems blīvums, izturība pret koroziju atmosfēras gaisā, augsta siltumvadītspēja un elektrovadītspēja, plastiskums un salīdzinoši augsta izturība. Alumīnijs ir viegli apstrādājams dažādos veidos – kalšana, štancēšana, velmēšana u.c. Stiepļu izgatavošanai tiek izmantots tīrs alumīnijs (alumīnija elektrovadītspēja ir 65,5% no vara elektrovadītspējas, bet alumīnijs ir vairāk nekā trīs reizes vieglāks par vara elektrovadītspēju), tāpēc elektrotehnikā bieži tiek aizstāts alumīnijs) un folija, ko izmanto kā iepakojuma materiālu. Galvenā kausētā alumīnija daļa tiek tērēta dažādu sakausējumu iegūšanai. Aizsargājošie un dekoratīvie pārklājumi ir viegli uzklājami uz alumīnija sakausējumu virsmas.

Alumīnija sakausējumu īpašību dažādība ir saistīta ar dažādu piedevu ievadīšanu alumīnijā, kas ar to veido cietus šķīdumus vai intermetāliskus savienojumus. Lielāko daļu alumīnija izmanto vieglo sakausējumu ražošanai - duralumīnija (94% alumīnija, 4% vara (Cu), 0,5% magnija (Mg), mangāna (Mn), (Fe) un silīcija (Si)), silumīna (85- 90% - alumīnijs, 10-14% silīcijs (Si), 0,1% nātrijs (Na)) un citi.Metalurģijā alumīniju izmanto ne tikai kā sakausējumu bāzi, bet arī kā vienu no plaši izmantotajām leģējošām piedevām sakausējumos. pamatojoties uz vara (Cu), magniju (Mg), dzelzi (Fe), >niķeli (Ni) utt.

Alumīnija sakausējumi tiek plaši izmantoti ikdienas dzīvē, celtniecībā un arhitektūrā, automobiļu rūpniecībā, kuģu būvē, aviācijā un kosmosa tehnoloģijās. Jo īpaši pirmais mākslīgais Zemes pavadonis tika izgatavots no alumīnija sakausējuma. Alumīnija un cirkonija (Zr) sakausējums tiek plaši izmantots kodolreaktoru būvniecībā. Alumīniju izmanto sprāgstvielu ražošanā.

Ikdienā rīkojoties ar alumīniju, jāpatur prātā, ka alumīnija traukos var karsēt un uzglabāt tikai neitrālus (skābumā) šķidrumus (piemēram, vārītu ūdeni). Ja, piemēram, skābo kāpostu zupu vāra alumīnija trauciņos, tad alumīnijs pāriet pārtikā, un tas iegūst nepatīkamu “metālisku” garšu. Tā kā oksīda plēvi ikdienā ir ļoti viegli sabojāt, alumīnija trauku izmantošana joprojām nav vēlama.

Sudrabbalts metāls, gaišs

blīvums — 2,7 g/cm

kušanas temperatūra tehniskajam alumīnijam - 658 °C, augstas tīrības pakāpes alumīnijam - 660 °C

īpatnējais kausēšanas siltums — 390 kJ/kg

viršanas temperatūra - 2500 ° C

īpatnējais iztvaikošanas siltums - 10,53 MJ / kg

lietā alumīnija stiepes izturība - 10-12 kg / mm², deformējama - 18-25 kg / mm², sakausējumu - 38-42 kg / mm²

Brinela cietība — 24…32 kgf/mm²

augsta plastika: tehniskajai - 35%, tīrai - 50%, velmēta plānā loksnē un vienmērīgā folijā

Janga modulis - 70 GPa

Alumīnijam ir augsta elektrovadītspēja (0,0265 μOhm m) un siltumvadītspēja (203,5 W/(m K)), kas ir 65% no vara elektrovadītspējas, un tam ir augsta gaismas atstarošanas spēja.

Vājš paramagnēts.

Temperatūras lineārās izplešanās koeficients 24,58 10−6 K−1 (20…200 °C).

Temperatūras koeficients elektriskā pretestība 2,7 10−8K−1.

Alumīnijs veido sakausējumus ar gandrīz visiem metāliem. Vispazīstamākie ir sakausējumi ar vara un magniju (duralumīns) un silīciju (silumīns).

Dabīgais alumīnijs gandrīz pilnībā sastāv no vienīgā stabilā izotopa 27Al ar 26Al pēdām, radioaktīvu izotopu ar periodā pussabrukšanas periods 720 tūkstoši gadu, kas veidojas atmosfērā argona kodolu bombardēšanas laikā ar kosmisko staru protoniem.

Pēc izplatības zemes garozā Zeme ieņem 1. vietu starp metāliem un 3. vietu starp elementiem, otrajā vietā aiz skābekļa un silīcija. alumīnija saturs zemes garozā datus dažādi pētnieki ir no 7,45 līdz 8,14% no zemes garozas masas.

Dabā alumīnijs tā augstās ķīmiskās aktivitātes dēļ sastopams gandrīz tikai savienojumu veidā. Daži no tiem:

Boksīti - Al2O3 H2O (ar SiO2, Fe2O3, CaCO3 piemaisījumiem)

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

Alumīnija oksīds (kaolīnu maisījumi ar smiltīm SiO2, kaļķakmens CaCO3, magnezīts MgCO3)

Korunds (safīrs, rubīns, smirģelis) - Al2O3

Kaolinīts - Al2O3 2SiO2 2H2O

Berils (smaragds, akvamarīns) - 3BeO Al2O3 6SiO2

Hrizoberils (aleksandrīts) - BeAl2O4.

Tomēr noteiktos īpašos reducēšanas apstākļos ir iespējama dabiskā alumīnija veidošanās.

AT dabiskie ūdeņi alumīnijs ir zemu toksisku ķīmisku savienojumu veidā, piemēram, alumīnija fluorīds. Katjona vai anjona veids, pirmkārt, ir atkarīgs no ūdens vides skābuma. Alumīnija koncentrācija virszemes ūdenstilpēs Krievijas Federācija diapazonā no 0,001 līdz 10 mg/l, jūras ūdenī 0,01 mg/l.

Alumīnijs (alumīnijs) ir

Lējumu iegūšana no alumīnija sakausējumiem

Galvenais izaicinājums, ar ko saskaras mūsu lietuve valsts, sastāv no ievērojama vispārēja lējumu kvalitātes uzlabojuma, kam vajadzētu izpausties kā sieniņu biezuma samazināšanās, apstrādes pielaides un vārtu sistēmu samazināšanās, vienlaikus saglabājot tirdzniecības vienību pareizas ekspluatācijas īpašības. Šī darba galarezultātam vajadzētu būt mašīnbūves paaugstināto vajadzību apmierināšanai ar nepieciešamo liešanas sagatavju skaitu, būtiski nepalielinot lējumu kopējo naudas emisiju pēc svara.

Smilšu liešana

No iepriekšminētajām liešanas metodēm vienreizējās lietošanas veidnēs alumīnija sakausējumu lējumu ražošanā visplašāk tiek izmantota liešana mitrās smilšu veidnēs. Tas ir saistīts ar sakausējumu zemo blīvumu, nelielo metāla spēka ietekmi uz veidni un zemo liešanas temperatūru (680-800C).

Smilšu veidņu ražošanai tiek izmantoti liešanas un serdes maisījumi, kas izgatavoti no kvarca un māla smiltīm (GOST 2138-74), formējamiem māļiem (GOST 3226-76), saistvielām un palīgmateriāliem.

Vārtu sistēmas veids tiek izvēlēts, ņemot vērā lējuma izmērus, tā konfigurācijas sarežģītību un izvietojumu veidnē. Veidņu liešana sarežģītas konfigurācijas neliela augstuma lējumiem, kā likums, tiek veikta ar zemāku vārtu sistēmu palīdzību. Plkst liels augstums lējumiem un plānām sienām, vēlams izmantot vertikāli rievotu vai kombinētu vārtu sistēmas. Maza izmēra lējumiem paredzētās veidnes var izliet caur augšējo aizbīdņu sistēmām. Šajā gadījumā metāla kreveles augstums, kas iekrīt veidnes dobumā, nedrīkst pārsniegt 80 mm.

Lai samazinātu kausējuma ātrumu pie ieejas veidnes dobumā un labāk atdalītu tajā suspendētās oksīda plēves un sārņu ieslēgumus, vārtu sistēmās tiek ieviestas papildu hidrauliskās pretestības - tiek uzstādīti sieti (metāla vai stiklplasta) vai izlieti caur granulām. filtri.

Sprues (padevēji), kā likums, tiek nogādātas plānās lējumu daļās (sienās), kas izkliedētas pa perimetru, ņemot vērā to turpmākās atdalīšanas ērtību apstrādes laikā. Metāla padeve masīvām vienībām ir nepieņemama, jo izraisa tajos saraušanās dobumu veidošanos, palielinātu raupjumu un lējumu virsmas saraušanās "nedarbes". Šķērsgriezumā sprauslas kanāliem visbiežāk ir taisnstūra forma ar platu malu 15-20 mm un šauru malu 5-7 mm.

Sakausējumi ar šauru kristalizācijas intervālu (AL2, AL4, AL), AL34, AK9, AL25, ALZO ir pakļauti koncentrētu saraušanās dobumu veidošanai lējumu termiskajās vienībās. Lai šos čaulas izņemtu no lējumiem, plaši tiek izmantota liela peļņas uzstādīšana. Plānsienu (4-5 mm) un maziem lējumiem peļņas masa ir 2-3 reizes lielāka par lējumu masu, biezsienu lējumiem līdz 1,5 reizēm. Augstums ieradās izvēlēts atkarībā no lējuma augstuma. Ja augstums ir mazāks par 150 mm, augstums ieradās H-adj. ņem vienādu ar lējuma augstumu Notl. Augstākiem lējumiem attiecība Nprib / Notl tiek pieņemta vienāda ar 0,3 0,5.

Vislielākais pielietojums alumīnija sakausējumu liešanā ir augšējais atklāta peļņa apaļa vai ovāla daļa; sānu peļņa vairumā gadījumu tiek slēgta. Lai uzlabotu darba efektivitāti peļņu tie ir izolēti, piepildīti ar karstu metālu, papildināti. Sildīšanu parasti veic ar uzlīmi uz lokšņu azbesta formas virsmas, kam seko žāvēšana ar gāzes liesmu. Sakausējumi ar plašu kristalizācijas diapazonu (AL1, AL7, AL8, AL19, ALZZ) ir pakļauti izkliedētas saraušanās porainības veidošanās. Saraušanās poru impregnēšana ar peļņu neefektīvi. Tāpēc, ražojot lējumus no uzskaitītajiem sakausējumiem, nav ieteicams izmantot lielas peļņas uzstādīšanu. Lai iegūtu augstas kvalitātes lējumus, tiek veikta virziena sacietēšana, plaši izmantojot šim nolūkam no čuguna un alumīnija sakausējumiem izgatavotu ledusskapju uzstādīšanu. Optimālus apstākļus virziena kristalizācijai rada vertikālo spraugu vārtu sistēma. Lai novērstu gāzes izdalīšanos kristalizācijas laikā un novērstu gāzes saraušanās porainības veidošanos biezsienu lējumos, plaši tiek izmantota kristalizācija zem spiediena 0,4–0,5 MPa. Lai to izdarītu, liešanas veidnes pirms liešanas ievieto autoklāvos, tās piepilda ar metālu un lējumi tiek kristalizēti zem gaisa spiediena. Liela izmēra (līdz 2-3 m augstu) plānsienu lējumu ražošanai izmanto liešanas metodi ar secīgi virzītu sacietēšanu. Metodes būtība ir secīga lējuma kristalizācija no apakšas uz augšu. Lai to izdarītu, liešanas veidni novieto uz hidrauliskā pacēlāja galda un tajā nolaiž līdz 500–700°C uzkarsētas metāla caurules 12–20 mm diametrā, pildot stāvvada funkciju. Caurules ir stingri nostiprinātas vārtrūzē un tajās esošās atveres ir aizvērtas ar aizbāžņiem. Pēc tam, kad stingra kauss ir piepildīts ar kausējumu, aizbāžņi tiek pacelti, un sakausējums caur caurulēm ieplūst norobežojošās iedobēs, kas savienotas ar veidnes dobumu ar rievām (padevējiem). Pēc tam, kad kausējuma līmenis akās paaugstinās par 20-30 mm virs cauruļu apakšējā gala, tiek ieslēgts hidrauliskā galda nolaišanas mehānisms. Nolaišanas ātrums tiek pieņemts tādu, lai veidnes uzpildīšana notiek zem appludinātā līmeņa un karstais metāls nepārtraukti ieplūst veidnes augšējās daļās. Tas nodrošina virziena sacietēšanu un ļauj iegūt sarežģītus lējumus bez saraušanās defektiem.

Smilšu veidņu pildīšana ar metālu tiek veikta no kausi, kas izklāta ar ugunsizturīgu materiālu. Pirms pildīšanas ar metālu svaigi izklātus kausi izžāvē un kalcinē 780–800°C, lai noņemtu mitrumu. Kausējuma temperatūra pirms ieliešanas tiek uzturēta 720-780 °C līmenī. Plānsienu lējumiem veidnes pilda ar kausējumiem, kas uzkarsēti līdz 730-750°C, bet biezsienu lējumiem līdz 700-720°C.

Liešana ģipša veidnēs

Liešana ģipša veidnēs tiek izmantota gadījumos, kad lējumiem tiek izvirzītas paaugstinātas prasības attiecībā uz precizitāti, virsmas tīrību un reljefa mazāko detaļu atveidojumu. Salīdzinot ar smilšu veidnēm, ģipša veidnēm ir lielāka izturība, izmēru precizitāte, labāka izturība pret augstām temperatūrām, un tās ļauj iegūt sarežģītas konfigurācijas lējumus ar sieniņu biezumu 1,5 mm atbilstoši 5.-6.precizitātes klasei. Veidlapas izgatavotas pēc vaska vai metāla (misiņa,) hromētiem modeļiem. Modeļu plāksnes ir izgatavotas no alumīnija sakausējumiem. Lai atvieglotu modeļu izņemšanu no veidnēm, to virsma ir pārklāta ar plānu petrolejas-stearīna smērvielas slāni.

Mazas un vidējas veidnes sarežģītiem plānsienu lējumiem ir izgatavotas no maisījuma, kas sastāv no 80% ģipša, 20% kvarca smiltis vai azbestu un 60-70% ūdens (pēc sausā maisījuma svara). Maisījuma sastāvs vidējām un lielajām formām: 30% ģipsis, 60% smiltis, 10% azbesta, 40-50% ūdens. Lai palēninātu sacietēšanu, maisījumam pievieno 1-2% dzēstā kaļķa. Nepieciešamā veidņu stiprība tiek panākta, hidratējot bezūdens vai pusūdens ģipsi. Lai samazinātu izturību un palielinātu gāzu caurlaidību, neapstrādātas ģipša veidnes tiek pakļautas hidrotermiskai apstrādei - tās 6-10 stundas tur autoklāvā ar ūdens tvaika spiedienu 0,13-0,14 MPa un pēc tam dienu gaisā. Pēc tam veidlapas pakāpeniski žāvē 350-500 °C temperatūrā.

Ģipša veidņu iezīme ir to zemā siltumvadītspēja. Šis apstāklis ​​apgrūtina blīvu lējumu iegūšanu no alumīnija sakausējumiem ar plašu kristalizācijas diapazonu. Tāpēc galvenais uzdevums ģipša veidņu ienesīgas sistēmas izstrādē ir novērst saraušanās dobumu veidošanos, trauslumu, oksīda plēvi, karstās plaisas un plānu sienu nepietiekamu aizpildīšanu. Tas tiek panākts, izmantojot izplešanās vārtu sistēmas, kas nodrošina mazu kausējumu kustības ātrumu veidņu dobumā, termisko vienību virzītu sacietēšanu uz stāvvadiem ar ledusskapju palīdzību un veidņu atbilstības paaugstināšanu, palielinot saturu. kvarca smiltis maisījumā. Plānsienu lējumus lej līdz 100–200°C uzkarsētās veidnēs ar vakuuma sūkšanas metodi, kas dod iespēju aizpildīt līdz 0,2 mm biezus dobumus. Biezsienu (vairāk nekā 10 mm) lējumus iegūst, veidnes lejot autoklāvos. Metāla kristalizāciju šajā gadījumā veic 0,4–0,5 MPa spiedienā.

Čaumalu liešana

Lējumu čaumalu veidnēs ir lietderīgi izmantot sērijveida un lielapjoma lējumu ražošanā ar ierobežotiem izmēriem ar paaugstinātu virsmas apdari, lielāku izmēru precizitāti un mazāku apstrādi nekā liejot smilšu veidnēs.

Korpusa veidnes tiek izgatavotas, izmantojot karstu (250–300 °C) metāla (tērauda) instrumentus bunkura veidā. Modeļu iekārtas tiek veiktas pēc 4.-5.precizitātes klasēm ar formēšanas slīpumu no 0,5 līdz 1,5%. Apvalki ir izgatavoti divslāņu: pirmais slānis ir no maisījuma ar 6-10% termoreaktīvo sveķu, otrais no maisījuma ar 2% sveķiem. Labākai čaulas noņemšanai, modeļa plāksne pirms aizbēršanas liešanas smiltis pārklāj ar plānu atbrīvošanās emulsijas kārtu (5% silikona fluīds Nr. 5; 3% veļas ziepes; 92% ūdens).

Korpusu veidņu ražošanai izmanto smalkgraudainas kvarca smiltis, kas satur vismaz 96% silīcija dioksīda. Pusveidnes savieno, uzlīmējot uz speciālām tapu presēm. Līmes sastāvs: 40% MF17 sveķi; 60% maršalīts un 1,5% alumīnija hlorīds (cietējošs). Salikto formu pildīšana tiek veikta konteineros. Liejot čaumalu veidnēs, tiek izmantotas tās pašas vārtu sistēmas un temperatūras apstākļi kā smilšu liešanā.

Zemais metālu kristalizācijas ātrums čaumalu veidnēs un mazākas iespējas veidot virzītu kristalizāciju rada lējumus ar zemākām īpašībām nekā liejot neapstrādātu smilšu veidnēs.

Investīciju liešana

Investīciju liešana tiek izmantota paaugstinātas precizitātes (3.-5. klase) un virsmas apdares (4.-6. raupjuma klase) lējumu izgatavošanai, kuriem šī metode ir vienīgā iespējamā vai optimālā.

Modeļi vairumā gadījumu tiek izgatavoti no pastveida parafīna stearīna (1: 1) kompozīcijām, presējot metāla veidnēs (lietās un saliekamās) uz stacionārām vai karuseļveida instalācijām. Sarežģītu lējumu ražošanā, kuru izmēri ir lielāki par 200 mm, lai izvairītos no modeļu deformācijas, modeļu masas sastāvā tiek ievadītas vielas, kas paaugstina to mīkstināšanas (kušanas) temperatūru.

Kā ugunsizturīgs pārklājums keramikas veidņu ražošanā tiek izmantota hidrolizēta etilsilikāta (30–40%) un pulverveida kvarca (70–60%) suspensija. Modeļu bloku kaisīšana tiek veikta ar kalcinētu smiltīm 1KO16A vai 1K025A. Katru pārklājuma slāni žāvē gaisā 10-12 stundas vai atmosfērā, kas satur amonjaka tvaikus. Nepieciešamā keramikas veidnes stiprība tiek panākta ar apvalka biezumu 4–6 mm (4–6 ugunsizturīga pārklājuma slāņi). Lai nodrošinātu vienmērīgu veidnes piepildīšanu, tiek izmantotas izplešanās vārtu sistēmas ar metāla padevi biezām sekcijām un masīviem mezgliem. Lējumus parasti padod no masīva stāvvada caur sabiezētām spruēm (padevējiem). Sarežģītiem lējumiem ir atļauts izmantot milzīgu peļņu, lai darbinātu augšējos masīvos blokus, obligāti piepildot tos no stāvvada.

Alumīnijs (alumīnijs) ir

Modeļi tiek izkausēti no veidnēm karstā (85–90°C) ūdenī, kas paskābināts ar sālsskābi (0,5–1 cm3 uz litru ūdens), lai novērstu stearīna pārziepjošanos. Pēc modeļu kausēšanas keramikas veidnes 1-2 stundas žāvē 150-170°C, ievieto traukos, piepilda ar sauso pildvielu un 5-8 stundas kalcinē 600-700°C. Pildījumu veic aukstās un uzkarsētās veidnēs. Veidņu karsēšanas temperatūru (50-300 °C) nosaka lējuma sienu biezums. Veidņu pildīšana ar metālu tiek veikta parastajā veidā, kā arī izmantojot vakuuma vai centrbēdzes spēku. Lielākā daļa alumīnija sakausējumu pirms ieliešanas tiek uzkarsēti līdz 720-750°C.

Liešana spiedienā

Aukstā liešana ir galvenā alumīnija sakausējumu lējumu sērijveida un masveida ražošanas metode, kas ļauj iegūt 4.-6. precizitātes klases lējumus ar virsmas raupjumu Rz = 50-20 un minimālo sieniņu biezumu 3-4 mm. . Lietojot atdzesēšanas veidnē, kā arī defektiem, ko izraisa liels kausējuma ātrums veidnes dobumā un neatbilstība virziena sacietēšanas prasībām (gāzes porainība, oksīda plēves, saraušanās vaļīgums), galvenie atkritumu un lējumu veidi ir: nepilnības un plaisas. Plaisu izskatu izraisa sarežģīta saraušanās. Plaisas īpaši bieži rodas lējumos, kas izgatavoti no sakausējumiem ar plašu kristalizācijas intervālu, kuriem ir liela lineārā saraušanās (1,25–1,35%). Šo defektu veidošanās novēršana tiek panākta ar dažādām tehnoloģiskām metodēm.

Ja tiek piegādāts metāls biezām sekcijām, jāparedz piegādes punkta padeve, uzstādot padeves vadu (peļņa). Visi vārtu sistēmu elementi atrodas gar dzesēšanas veidnes savienotāju. Ieteicams izmantot šādas vārtu kanālu šķērsgriezuma laukuma attiecības: maziem lējumiem EFst: EFsl: EFpit = 1: 2: 3; lieliem lējumiem EFst: EFsl: EFpit = 1: 3: 6.

Lai samazinātu kausējuma iekļūšanas ātrumu veidnes dobumā, tiek izmantoti izliekti stāvvadi, stikla šķiedras vai metāla sieti un granulēti filtri. Alumīnija sakausējumu lējumu kvalitāte ir atkarīga no kausējuma pieauguma ātruma veidnes dobumā. Šim ātrumam vajadzētu būt pietiekamam, lai garantētu plānu lējumu daļu piepildīšanu paaugstinātas siltuma noņemšanas apstākļos un tajā pašā laikā neizraisītu nepilnīgu piepildījumu gaisa un gāzu nepilnīgas izlaišanas dēļ caur ventilācijas kanāliem un stāvvadiem, kausējuma virpuļošanu un plūsmu laikā. pāreja no šaurām daļām uz platām. Metāla celšanās ātrums veidnes dobumā, lejot veidnē, tiek pieņemts nedaudz augstāks nekā liejot smilšu veidnēs. Minimālais pieļaujamais celšanas ātrums tiek aprēķināts pēc A. A. Ļebedeva un N. M. Galdina formulām (skat. 5.1. sadaļu “Smilšu liešana”).

Lai iegūtu blīvus lējumus, tāpat kā smilšu liešanā, virziena sacietēšana tiek radīta, pareizi novietojot lējumu veidnē un kontrolējot siltuma izkliedi. Masīvas (biezas) liešanas vienības parasti atrodas veidnes augšējā daļā. Tas ļauj kompensēt to apjoma samazināšanos sacietēšanas laikā tieši no virs tiem uzstādītās peļņas. Siltuma noņemšanas intensitātes regulēšana, lai radītu virziena sacietēšanu, tiek veikta, atdzesējot vai izolējot dažādas veidnes daļas. Lai lokāli palielinātu siltuma atdalīšanu, plaši tiek izmantoti ieliktņi no siltumvadoša kausa, kas nodrošina veidnes dzesēšanas virsmas palielināšanos spuru dēļ, tiek veikta lokāla veidņu dzesēšana ar saspiestu gaisu vai ūdeni. Siltuma noņemšanas intensitātes samazināšanai uz veidnes darba virsmas tiek uzklāts 0,1–0,5 mm biezs krāsas slānis. Šim nolūkam uz sprauslu kanālu virsmas tiek uzklāts 1-1,5 mm biezs krāsas slānis un peļņa. Metāla atdzišanas palēnināšanos stāvvados var panākt arī lokāli sabiezinot veidņu sienas, izmantojot dažādus zemu siltumu vadošus pārklājumus un siltinot stāvvadus ar azbesta uzlīmi. Veidnes darba virsmas krāsošana uzlabo lējumu izskatu, palīdz novērst gāzes kabatas uz to virsmas un palielina veidņu izturību. Pirms krāsošanas veidnes uzkarsē līdz 100-120 °C. Pārāk augsta karsēšanas temperatūra nav vēlama, jo tā samazina lējumu sacietēšanas ātrumu un ilgumu. termiņa beigas pelējuma serviss. Karsēšana samazina temperatūras starpību starp lējumu un veidni un veidnes izplešanos, ko izraisa lējuma metāls, ko tā uzkarsē. Tā rezultātā tiek samazināti stiepes spriegumi lējumā, izraisot izskatu plaisas. Tomēr, lai novērstu plaisāšanas iespēju, ar veidnes karsēšanu vien nepietiek. Ir nepieciešams savlaicīgi izņemt lējumu no veidnes. Lējums jāizņem no veidnes pirms brīža, kad tā temperatūra ir vienāda ar veidnes temperatūru un saraušanās spriegumi sasniedz maksimālo vērtību. Parasti lējumi tiek noņemti brīdī, kad tas ir pietiekami stiprs, lai to varētu pārvietot bez iznīcināšanas (450-500 ° C). Līdz tam laikam vārtu sistēma vēl nav ieguvusi pietiekamu izturību un tiek iznīcināta vieglu triecienu rezultātā. Lējuma turēšanas laiku veidnē nosaka sacietēšanas ātrums un tas ir atkarīgs no metāla temperatūras, veidnes temperatūras un liešanas ātruma.

Lai novērstu metāla pielipšanu, palielinātu kalpošanas laiku un atvieglotu ekstrakciju, metāla stieņi ekspluatācijas laikā tiek ieeļļoti. Visizplatītākā smērviela ir ūdens-grafīta suspensija (3-5% grafīta).

Veidņu daļas, kas veic lējumu ārējās kontūras, ir izgatavotas pelēkā krāsā čuguns. Veidņu sienu biezums tiek noteikts atkarībā no lējumu sienu biezuma saskaņā ar GOST 16237-70 ieteikumiem. Iekšējos dobumus lējumos veido, izmantojot metāla (tērauda) un smilšu stieņus. Smilšu stieņus izmanto, lai dekorētu sarežģītus dobumus, kurus nevar izgatavot ar metāla stieņiem. Lai atvieglotu lējumu izņemšanu no veidnēm, lējumu ārējām virsmām jābūt ar lējuma slīpumu no 30 "līdz 3° virzienā uz atdalīšanu. Ar metāla stieņiem izgatavotu lējumu iekšējo virsmu slīpumam jābūt vismaz 6°. Ass lējumos nav pieļaujamas pārejas no biezām uz plānām sekcijām Izliekuma rādiusam jābūt vismaz 3 mm Caurumus ar diametru vairāk par 8 mm maziem lējumiem, 10 mm vidējiem un 12 mm lieliem lējumiem ar stieņiem veido Optimālā urbuma dziļuma attiecība pret tā diametru ir 0,7-1.

Gaiss un gāzes tiek izvadīti no veidnes dobuma ar ventilācijas kanālu palīdzību, kas novietoti atdalīšanas plaknē, un aizbāžņus, kas ievietoti sienās pie dziļiem dobumiem.

Mūsdienu lietuvēs veidnes tiek uzstādītas uz vienas vai vairāku staciju pusautomātiskajām liešanas iekārtām, kurās tiek automatizēta veidnes aizvēršana un atvēršana, serdeņu ievietošana un noņemšana, lējuma izgrūšana un izņemšana no veidnes. Tiek nodrošināta arī automātiska pelējuma sildīšanas temperatūras kontrole. Veidņu pildīšana mašīnās tiek veikta, izmantojot dozatorus.

Lai uzlabotu plāno veidņu dobumu aizpildīšanu un noņemtu gaisu un gāzes, kas izdalās saistvielu iznīcināšanas laikā, veidnes tiek evakuētas, ielej zemā spiedienā vai izmantojot centrbēdzes spēku.

Saspiedes liešana

Preses liešana ir presliešanas veids.Paredzēts liela izmēra paneļu tipa lējumu (2500x1400mm) ražošanai ar sieniņu biezumu 2-3mm. Šim nolūkam tiek izmantotas metāla pusveidnes, kuras tiek montētas uz specializētām liešanas-spiešanas mašīnām ar pusveidņu vienpusēju vai divpusēju saplūšanu. Atšķirīga iezīmeŠī liešanas metode ir veidnes dobuma piespiedu aizpildīšana ar plašu kausējuma plūsmu, kad pusveidnes tuvojas viena otrai. Liešanas veidnē nav parastās šļūtenes sistēmas elementu. DatiŠo metodi izmanto, lai izgatavotu lējumus no AL2, AL4, AL9, AL34 sakausējumiem, kuriem ir šaurs kristalizācijas intervāls.

Kausējuma dzesēšanas ātrumu kontrolē, uz veidnes dobuma darba virsmas uzklājot dažāda biezuma (0,05–1 mm) siltumizolējošu pārklājumu. Sakausējumu pārkaršana pirms ieliešanas nedrīkst pārsniegt 15-20°C virs šķidruma temperatūras. Pusformu konverģences ilgums ir 5-3 s.

Zema spiediena liešana

Zemspiediena liešana ir vēl viens presliešanas veids. Tas ir izmantots liela izmēra plānsienu lējumu ražošanā no alumīnija sakausējumiem ar šauru kristalizācijas intervālu (AL2, AL4, AL9, AL34). Tāpat kā veidņu liešanas gadījumā, lējumu ārējās virsmas ir izgatavotas ar metāla veidni, bet iekšējie dobumi - ar metāla vai smilšu serdeņiem.

Stieņu ražošanai izmanto maisījumu, kas sastāv no 55% kvarca smilšu 1K016A; 13,5% trekna smilts P01; 27% pulverveida kvarca; 0,8% pektīna līme; 3,2% sveķu M un 0,5% petrolejas. Šāds maisījums neveido mehānisku apdegumu. Veidlapas piepilda ar metālu, piespiežot žāvētu saspiestu gaisu (18–80 kPa), kas tiek padots uz kausējuma virsmu tīģelī, kas sakarsēts līdz 720–750°C. Šī spiediena iedarbībā kausējums tiek izspiests no tīģeļa metāla stieplē, un no tā - vadu sistēmā un tālāk veidnes dobumā. Zemspiediena liešanas priekšrocība ir iespēja automātiski kontrolēt metāla pacelšanās ātrumu veidnes dobumā, kas ļauj iegūt kvalitatīvākus plānsienu lējumus nekā gravitācijas liešana.

Sakausējumu kristalizāciju veidnē veic zem spiediena 10–30 kPa, līdz veidojas cieta metāla garoza, un 50–80 kPa pēc garozas veidošanās.

Blīvākus alumīnija sakausējuma lējumus ražo ar zemspiediena liešanu ar pretspiedienu. Veidnes dobuma piepildīšana liešanas laikā ar pretspiedienu notiek spiediena starpības dēļ tīģelī un veidnē (10–60 kPa). Metāla kristalizāciju formā veic ar spiedienu 0,4-0,5 MPa. Tas novērš metālā izšķīdušā ūdeņraža izdalīšanos un gāzes poru veidošanos. Palielināts spiediens veicina masveida liešanas mezglu labāku uzturu. Citos aspektos pretspiediena liešanas tehnoloģija neatšķiras no zemspiediena liešanas tehnoloģijas.

Liešana pretspiedienā veiksmīgi apvieno zemspiediena liešanas un spiediena kristalizācijas priekšrocības.

Iesmidzināšanas formēšana

Spiediena liešana no alumīnija sakausējumiem AL2, ALZ, AL1, ALO, AL11, AL13, AL22, AL28, AL32, AL34, 1.-3. precizitātes klases sarežģītas konfigurācijas lējumi ar sieniņu biezumu 1 mm un vairāk, lietie caurumi ar diametrs līdz 1,2 mm, atlieta ārējā un iekšējā vītne ar minimālo soli 1 mm un diametru 6 mm. Šādu lējumu virsmas tīrība atbilst 5-8 raupjuma klasēm. Šādu lējumu ražošana tiek veikta ar iekārtām ar aukstām horizontālām vai vertikālām presēšanas kamerām ar īpatnējo presēšanas spiedienu 30–70 MPa. Priekšroka tiek dota mašīnām ar horizontālu ķīpu kameru.

Lējumu izmērus un svaru ierobežo iesmidzināšanas formēšanas iekārtu iespējas: presēšanas kameras tilpums, īpatnējais presēšanas spiediens (p) un bloķēšanas spēks (0). Lējuma, aizbīdņu kanālu un presēšanas kameras projekcijas laukums (F) uz kustīgās veidnes plāksnes nedrīkst pārsniegt vērtības, kas noteiktas pēc formulas F = 0,85 0/r.

Optimālās slīpuma vērtības āra virsmām ir 45°; iekšējam 1°. Minimālais izliekuma rādiuss ir 0,5-1 mm. Caurumus, kuru diametrs ir lielāks par 2,5 mm, veido liešanas ceļā. Lējumi no alumīnija sakausējumiem, kā likums, tiek apstrādāti tikai gar sēdvirsmām. Apstrādes piemaksa tiek piešķirta, ņemot vērā lējuma izmērus, un svārstās no 0,3 līdz 1 mm.

Veidņu izgatavošanai tiek izmantoti dažādi materiāli. Veidņu daļas, kas saskaras ar šķidro metālu, ir izgatavotas no tērauda ZKh2V8, 4Kh8V2, 4KhV2S; tēraudi 35, 45, 50, tapas, bukses un vadošās kolonnas - no U8A tērauda.

Metāla padeve veidņu dobumā tiek veikta, izmantojot ārējās un iekšējās vārtu sistēmas. Padevēji tiek nogādāti uz tām lējuma daļām, kuras tiek pakļautas apstrādei. To biezums tiek piešķirts atkarībā no lējuma sienas biezuma piegādes vietā un noteiktā veidnes pildījuma veida. Šo atkarību nosaka padevēja biezuma attiecība pret lējuma sienas biezumu. Gludi, bez turbulences un gaisa aizķeršanās, veidņu pildīšana notiek, ja attiecība ir tuvu vienam. Lējumiem ar sieniņu biezumu līdz 2 mm. padevēju biezums ir 0,8 mm; ar sienu biezumu 3mm. padevēju biezums ir 1,2 mm; ar sienu biezumu 4-6 mm-2 mm.

Lai saņemtu pirmo kausējuma porciju, kas bagātināta ar gaisa ieslēgumiem, pie veidnes dobuma atrodas speciālas mazgāšanas tvertnes, kuru tilpums var sasniegt 20–40% no liešanas tilpuma. Paplāksnes ar veidnes dobumu savieno ar kanāliem, kuru biezums ir vienāds ar padevēju biezumu. Gaisa un gāzes izvadīšana no veidnes dobuma tiek veikta caur īpašiem ventilācijas kanāliem un spraugām starp stieņiem (stūmējiem) un veidnes matricu. Ventilācijas kanāli ir izgatavoti sadalītajā plaknē uz veidnes fiksētās daļas, kā arī gar kustīgajiem stieņiem un ežektoriem. Lietojot alumīnija sakausējumus, tiek pieņemts, ka ventilācijas kanālu dziļums ir 0,05-0,15 mm, bet platums - 10-30 mm, lai uzlabotu ventilāciju, paplāksņu dobums ar plāniem kanāliem (0,2-0,5 mm) ir savienots ar atmosfēra.

Galvenie lējumu defekti, kas iegūti ar iesmidzināšanu, ir gaisa (gāzes) zemgarozas porainība, ko izraisa gaisa aizķeršanās pie liela metāla ieplūdes ātruma veidnes dobumā, un saraušanās porainība (vai apvalki) termiskajos mezglos. Šo defektu veidošanos lielā mērā ietekmē liešanas tehnoloģijas parametri, presēšanas ātrums, presēšanas spiediens un veidnes termiskais režīms.

Presēšanas ātrums nosaka veidņu pildīšanas režīmu. Jo lielāks ir presēšanas ātrums, jo ātrāk kausējums pārvietojas pa stinguma kanāliem, jo ​​lielāks ir kausējuma ieplūdes ātrums veidnes dobumā. Liels presēšanas ātrums veicina plānu un iegarenu dobumu labāku aizpildīšanu. Tajā pašā laikā tie izraisa gaisa uztveršanu ar metālu un zemgarozas porainības veidošanos. Liejot alumīnija sakausējumus, lielus presēšanas ātrumus izmanto tikai sarežģītu plānsienu lējumu ražošanā. Presēšanas spiedienam ir liela ietekme uz lējumu kvalitāti. Palielinoties, palielinās lējumu blīvums.

Presēšanas spiediena vērtību parasti ierobežo mašīnas bloķēšanas spēka vērtība, kurai jāpārsniedz spiediens, ko metāls iedarbojas uz kustīgo matricu (pF). Tāpēc lielu interesi gūst vietējā biezsienu lējumu presēšana, kas pazīstama kā Ašigai process. Zemais metāla iekļūšanas ātrums veidnes dobumā caur lielas sekcijas padevējiem un efektīva kristalizējošā kausējuma iepriekšēja presēšana ar dubultā virzuļa palīdzību ļauj iegūt blīvus lējumus.

Lējumu kvalitāti būtiski ietekmē arī sakausējuma un veidnes temperatūra. Vienkāršas konfigurācijas biezsienu lējumu ražošanā kausējumu ielej 20–30 °C temperatūrā zem šķidruma temperatūras. Plānsienu lējumiem nepieciešams izmantot kausējumu, kas pārkarsēts virs šķidruma temperatūras par 10–15°C. Lai samazinātu saraušanās spriegumu lielumu un novērstu plaisu veidošanos lējumos, veidnes pirms liešanas uzkarsē. Ieteicamas šādas apkures temperatūras:

Liešanas sienas biezums, mm 1—2 2—3 3—5 5—8

Apkures temperatūra

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

Siltuma režīma stabilitāti nodrošina sildīšanas (elektriskās) vai dzesēšanas (ūdens) veidnes.

Lai aizsargātu veidņu darba virsmu no salipšanas un kausējuma erozijas iedarbības, samazinātu berzi serdeņu ekstrakcijas laikā un atvieglotu lējumu ieguvi, veidnes tiek ieeļļotas. Šim nolūkam izmanto taukainas (eļļa ar grafītu vai alumīnija pulveri) vai ūdens (sāls šķīdumi, ūdens preparāti uz koloidālā grafīta bāzes) smērvielas.

Alumīnija sakausējumu lējumu blīvums ievērojami palielinās, lejot ar vakuuma veidnēm. Lai to izdarītu, veidni ievieto noslēgtā apvalkā, kurā tiek izveidots nepieciešamais vakuums. Labus rezultātus var iegūt, izmantojot "skābekļa procesu". Lai to izdarītu, gaiss pelējuma dobumā tiek aizstāts ar skābekli. Pie lieliem metāla ieplūdes ātrumiem veidnes dobumā, kas izraisa skābekļa uztveršanu ar kausējumu, zemgarozas porainība lējumos neveidojas, jo viss notvertais skābeklis tiek iztērēts smalku alumīnija oksīdu veidošanai, kas būtiski neietekmē. lējumu mehāniskās īpašības. Šādus lējumus var pakļaut termiskai apstrādei.

Atkarībā no tehnisko specifikāciju prasībām alumīnija sakausējuma lējumi var tikt pakļauti dažādi veidi kontrole: Rentgens, gamma starojums vai ultraskaņa iekšējo defektu noteikšanai; marķējumi izmēru noviržu noteikšanai; luminiscējoša, lai noteiktu virsmas plaisas; hidro- vai pneimokontrole, lai novērtētu hermētiskumu. Ir norādīts uzskaitīto kontroles veidu biežums specifikācijas vai nosaka rūpnīcas galvenā metalurga nodaļa. Konstatētie defekti, ja to pieļauj tehniskās specifikācijas, tiek novērsti ar metināšanu vai impregnēšanu. Argona loka metināšanu izmanto apakšpildījumu, čaulu, plaisu vaļīguma metināšanai. Pirms metināšanas bojātā vieta tiek nogriezta tā, lai padziļinājumu sienām būtu 30 - 42 ° slīpums. Lējumus pakļauj lokālai vai vispārējai karsēšanai līdz 300-350C. Vietējo apkuri veic ar skābekļa-acetilēna liesmu, vispārējo apkuri veic kameras krāsnīs. Metināšana tiek veikta ar tiem pašiem sakausējumiem, no kuriem izgatavoti lējumi, izmantojot nepatērējamu volframa elektrodu ar diametru 2-6 mm plkst. izdevumi argons 5-12 l/min. Metināšanas strāvas stiprums parasti ir 25-40 A uz 1 mm no elektroda diametra.

Porainība lējumos tiek novērsta, impregnējot ar bakelīta laku, asfalta laku, žāvēšanas eļļu vai šķidro stiklu. Impregnēšana tiek veikta īpašos katlos ar spiedienu 490-590 kPa, iepriekš turot lējumus retu atmosfērā (1,3-6,5 kPa). Impregnēšanas šķidruma temperatūra tiek uzturēta 100°C. Pēc impregnēšanas lējumi tiek pakļauti žāvēšanai 65-200°C temperatūrā, kuras laikā impregnēšanas šķidrums sacietē, un atkārtotai kontrolei.

Alumīnijs (alumīnijs) ir

Alumīnija pielietojums

Plaši izmantots kā strukturāls materiāls. Galvenās alumīnija priekšrocības šajā kapacitātē ir vieglums, plastiskums štancēšanai, izturība pret koroziju (gaisā alumīnijs uzreiz tiek pārklāts ar spēcīgu Al2O3 plēvi, kas novērš tā tālāku oksidēšanos), augsta siltumvadītspēja, tā savienojumu netoksiskums. Jo īpaši šīs īpašības ir padarījušas alumīniju ārkārtīgi populāru virtuves piederumu ražošanā, izmantojot alumīnija foliju Pārtikas rūpniecība un iepakošanai.

Alumīnija kā konstrukcijas materiāla galvenais trūkums ir tā zemā stiprība, tāpēc, lai to stiprinātu, to parasti sakausē ar nelielu daudzumu vara un magnija (sakausējumu sauc par duralumīniju).

Alumīnija elektrovadītspēja ir tikai 1,7 reizes mazāka nekā vara, savukārt alumīnijs ir aptuveni 4 reizes lētāks par kilogramu, bet 3,3 reizes mazāka blīvuma dēļ, lai iegūtu vienādu pretestību, tam nepieciešams aptuveni 2 reizes mazāks svars. Tāpēc to plaši izmanto elektrotehnikā vadu ražošanai, to ekranēšanai un pat mikroelektronikā vadītāju ražošanai mikroshēmās. Alumīnija zemākā elektrovadītspēja (37 1/ohm), salīdzinot ar vara (63 1/ohm), tiek kompensēta ar alumīnija vadītāju šķērsgriezuma palielināšanos. Alumīnija kā elektriskā materiāla trūkums ir spēcīgas oksīda plēves klātbūtne, kas apgrūtina lodēšanu.

Pateicoties īpašību kompleksam, to plaši izmanto siltumiekārtās.

Alumīnijs un tā sakausējumi saglabā izturību īpaši zemās temperatūrās. Šī iemesla dēļ to plaši izmanto kriogēnajā tehnoloģijā.

Augstā atstarošanās spēja apvienojumā ar zemām izmaksām un vieglu uzklāšanu padara alumīniju par ideālu materiālu spoguļu izgatavošanai.

Būvmateriālu ražošanā kā gāzi veidojošs līdzeklis.

Aluminizēšana nodrošina tērauda un citu sakausējumu, piemēram, virzuļdzinēju vārstiem, turbīnu lāpstiņām, eļļas platformām, siltuma apmaiņas iekārtām, izturību pret koroziju un katlakmens noturību, kā arī aizstāj cinkošanu.

Alumīnija sulfīdu izmanto sērūdeņraža ražošanai.

Tiek veikti pētījumi, lai izstrādātu putu alumīniju kā īpaši spēcīgu un vieglu materiālu.

Kā termīta sastāvdaļa, maisījumi aluminotermijai

Alumīniju izmanto, lai atgūtu retos metālus no to oksīdiem vai halogenīdiem.

alumīnijs ir svarīga sastāvdaļa daudzi sakausējumi. Piemēram, alumīnija bronzās galvenās sastāvdaļas ir varš un alumīnijs. Magnija sakausējumos alumīniju visbiežāk izmanto kā piedevu. Spirāļu ražošanai elektriskajos sildītājos izmanto Fechral (Fe, Cr, Al) (kopā ar citiem sakausējumiem).

alumīnija kafija" height="449" src="/pictures/investments/img920791_21_Klassicheskiy_italyanskiy_proizvoditel_kofe_iz_alyuminiya.jpg" title="(!LANG:21. Klasisks itāļu alumīnija kafijas ražotājs" width="376" />!}

Kad alumīnijs bija ļoti dārgs, no tā tika izgatavotas dažādas juvelierizstrādājumu tirdzniecības preces. Tātad Napoleons III pasūtīja alumīnija pogas, un 1889. gadā Dmitrijam Ivanovičam Mendeļejevam tika uzdāvināti svari ar bļodām no zelta un alumīnija. Mode viņiem uzreiz pārgāja, kad parādījās jaunas tehnoloģijas (izstrādes) tās ražošanai, kas daudzkārt samazināja izmaksas. Tagad alumīniju dažreiz izmanto juvelierizstrādājumu ražošanā.

Japānā alumīniju izmanto tradicionālo juvelierizstrādājumu ražošanā, aizstājot .

Alumīniju un tā savienojumus izmanto kā augstas veiktspējas propelentu divdzinēju propelentos un kā propelentu cietos propelentos. Sekojošie alumīnija savienojumi ir vislielākā praktiskā interese kā raķešu degviela:

Pulverveida alumīnijs kā degviela cietajā raķešu degvielā. To lieto arī pulvera un ogļūdeņražu suspensiju veidā.

alumīnija hidrīds.

alumīnija borāns.

Trimetilalumīnijs.

Trietilalumīnijs.

Tripropilalumīnijs.

Trietilalumīniju (parasti kopā ar trietilboru) izmanto arī ķīmiskai aizdedzināšanai (t.i., kā palaišanas degvielai) raķešu dzinējos, jo skābekļa gāzē tas spontāni aizdegas.

Tam ir neliela toksiska iedarbība, taču daudzi ūdenī šķīstošie neorganiskie alumīnija savienojumi ilgstoši saglabājas izšķīdušā stāvoklī un ar dzeramo ūdeni var kaitīgi ietekmēt cilvēkus un siltasiņu dzīvniekus. Vistoksiskākie ir hlorīdi, nitrāti, acetāti, sulfāti u.c. Cilvēkiem šādas alumīnija savienojumu devas (mg/kg ķermeņa svara) ir toksiskas, ja tās tiek uzņemtas:

alumīnija acetāts - 0,2-0,4;

alumīnija hidroksīds - 3,7-7,3;

alumīnija alauns - 2,9.

Pirmkārt, tas iedarbojas uz nervu sistēmu (uzkrājas nervu audos, izraisot smagus centrālās nervu sistēmas darbības traucējumus). Tomēr alumīnija neirotoksiskā īpašība ir pētīta kopš 60. gadu vidus, jo metāla uzkrāšanos cilvēka organismā kavē tā izvadīšanas mehānisms. Normālos apstākļos ar urīnu var izdalīties līdz 15 mg elementa dienā. Attiecīgi vislielākā negatīvā ietekme tiek novērota cilvēkiem ar pavājinātu nieru ekskrēcijas funkciju.

Kā liecina daži bioloģiskie pētījumi, alumīnija uzņemšana cilvēka organismā tika uzskatīta par Alcheimera slimības attīstības faktoru, taču vēlāk šie pētījumi tika kritizēti un secinājums par viena saistību ar otru tika atspēkots.

Alumīnija ķīmiskās īpašības nosaka tā augstā afinitāte pret skābekli (in minerālvielas alumīnijs ir iekļauts skābekļa oktaedros un tetraedros, nemainīga valence (3), lielākā daļa dabisko savienojumu slikta šķīdība. AT endogēnie procesi magmas sacietēšanas un magmatisko iežu veidošanās laikā alumīnijs nonāk laukšpatu, vizlas un citu minerālu - aluminosilikātu kristāliskajā režģī. Biosfērā alumīnijs ir vājš migrētājs, organismos un hidrosfērā tas ir maz. Mitrā klimatā, kur trūdošās bagātīgās veģetācijas paliekas veido daudz organisko skābju, alumīnijs migrē augsnēs un ūdeņos organisko minerālu koloidālo savienojumu veidā; alumīniju adsorbē koloīdi un nogulsnējas augsnes lejasdaļā. Alumīnija savienojums ar silīciju ir daļēji pārrauts un vietām tropos veidojas minerāli - alumīnija hidroksīdi - bēmīts, diaspora, hidrargilīts. Lielākā daļa alumīnija ir daļa no aluminosilikātiem – kaolinīta, beidelīta un citiem māla minerāliem. Vāja mobilitāte nosaka alumīnija atlikušo uzkrāšanos mitro tropu laika apstākļu garozā. Tā rezultātā veidojas eluviālie boksīti. Iepriekšējos ģeoloģiskajos laikmetos boksīti uzkrājās arī ezeros un tropisko reģionu jūru piekrastes zonā (piemēram, Kazahstānas nogulumiežu boksīti). Stepēs un tuksnešos, kur ir maz dzīvo vielu un ūdeņi ir neitrāli un sārmaini, alumīnijs gandrīz nemigrē. Alumīnija migrācija visspēcīgāk notiek vulkāniskajos apgabalos, kur novērojami ļoti skābi upju un ar alumīniju bagāti pazemes ūdeņi. Skābo ūdeņu pārvietošanas vietās ar sārmainu-jūru (upju grīvās un citās) alumīnijs tiek nogulsnēts, veidojot boksīta nogulsnes.

Alumīnijs ir daļa no dzīvnieku un augu audiem; zīdītāju orgānos tika konstatēti no 10-3 līdz 10-5% alumīnija (uz jēlvielu). Alumīnijs uzkrājas aknās, aizkuņģa dziedzerī un vairogdziedzerī. AT augu izcelsmes produkti alumīnija saturs svārstās no 4 mg uz 1 kg sausnas (kartupeļiem) līdz 46 mg (dzeltenais rāceņa), dzīvnieku izcelsmes produktos - no 4 mg (medus) līdz 72 mg uz 1 kg sausnas (). Cilvēka ikdienas uzturā alumīnija saturs sasniedz 35-40 mg. Zināmi organismi ir alumīnija koncentratori, piemēram, nūju sūnas (Lycopodiaceae), kuru pelnos ir līdz 5,3% alumīnija, gliemji (Helix un Lithorina), kuru pelnos 0,2-0,8% alumīnija. Veidojot nešķīstošus savienojumus ar fosfātiem, alumīnijs izjauc augu (fosfātu uzsūkšanās ar saknēm) un dzīvnieku (fosfātu uzsūkšanās zarnās) uzturu.

Galvenais pircējs ir aviācija. Visvairāk noslogotie lidmašīnas elementi (apvalks, jaudas pastiprināšanas komplekts) ir izgatavoti no duralumīnija. Un viņi paņēma šo sakausējumu kosmosā. Viņš pat nolaidās uz Mēness un atgriezās uz Zemes. Un biroja dizaineru radītās stacijas "Luna", "Venus", "Mars", kas ilgi gadi kuru vadīja Georgijs Nikolajevičs Babakins (1914-1971), viņi nevarēja iztikt bez alumīnija sakausējumiem.

Alumīnija-mangāna un alumīnija-magnija sistēmas sakausējumi (AMts un AMg) ir galvenais materiāls ātrgaitas "raķešu" un "meteoru" - zemūdens spārnu korpusiem.

Bet alumīnija sakausējumi tiek izmantoti ne tikai kosmosa, aviācijas, jūras un upju transportā. Alumīnijs ieņem spēcīgu vietu sauszemes transportā. Sekojošie dati liecina par alumīnija plašo izmantošanu automobiļu rūpniecībā. 1948. gadā uz vienu tika izmantoti 3,2 kg alumīnija, 1958. gadā - 23,6, 1968. gadā - 71,4, un šodien šis rādītājs pārsniedz 100 kg. Alumīnijs parādījās un dzelzceļa transports. Un Russkaya Troika superexpress vairāk nekā 50% ir izgatavots no alumīnija sakausējumiem.

Alumīnijs arvien vairāk tiek izmantots būvniecībā. Jaunbūvēs bieži izmanto izturīgas un vieglas sijas, griestus, kolonnas, margas, žogus, ventilācijas sistēmu elementus no alumīnija bāzes sakausējumiem. AT pēdējie gadi alumīnija sakausējumi ir nonākuši daudzu konstrukcijās sabiedriskās ēkas, sporta kompleksi. Ir mēģinājumi izmantot alumīniju kā jumta seguma materiāls. Šāds jumts nebaidās no oglekļa dioksīda, sēra savienojumu, slāpekļa savienojumu un citu kaitīgu piemaisījumu piemaisījumiem, kas ievērojami pastiprina jumta dzelzs atmosfēras koroziju.

Kā liešanas sakausējumi tiek izmantoti silumīni - alumīnija-silīcija sistēmas sakausējumi. Šādiem sakausējumiem ir laba plūstamība, tie dod zemu saraušanos un segregāciju (neviendabīgumu) lējumos, kas ļauj iegūt vissarežģītākās konfigurācijas detaļas, piemēram, dzinēju korpusus, sūkņu lāpstiņus, instrumentu korpusus, iekšdedzes dzinēju blokus, virzuļus. , cilindru galvas un apvalki virzuļdzinēji.

Cīnies par pagrimumu izmaksas alumīnija sakausējumi arī guva panākumus. Piemēram, silumīns ir 2 reizes lētāks nekā alumīnijs. Parasti, gluži pretēji, sakausējumi ir dārgāki (lai iegūtu sakausējumu, ir jāiegūst tīra bāze, bet pēc tam sakausējot - sakausējums). Padomju metalurgi Dņepropetrovskas alumīnija rūpnīcā 1976. gadā apguva silumīnu kausēšanu tieši no aluminosilikātiem.

Alumīnijs jau sen ir zināms elektrotehnikā. Tomēr līdz nesenam laikam alumīnija darbības joma aprobežojās ar elektropārvades līnijām un retos gadījumos arī strāvas kabeļiem. Kabeļu nozarē dominēja vara un svins. Kabeļa konstrukcijas vadošie elementi tika izgatavoti no vara, un metāla apvalks tika izgatavots no svins vai svina sakausējumi. Daudzus gadu desmitus (pirmo reizi svina apvalki kabeļu serdeņu aizsardzībai tika ierosināti 1851. gadā) bija vienīgais metāla materiāls kabeļu apvalkiem. Viņš ir izcils šajā lomā, taču ne bez trūkumiem - augsts blīvums, mazs spēks un trūkums; šie ir tikai galvenie, kas lika cilvēkam meklēt citus metālus, kas spēj adekvāti aizstāt svinu.

Tie izrādījās alumīnija. Par viņa dienesta sākumu šajā amatā var uzskatīt 1939. gadu, bet darbs sākās 1928. gadā. Taču nopietnas pārmaiņas alumīnija izmantošanā kabeļu tehnoloģijā notika 1948. gadā, kad tika izstrādāta un apgūta alumīnija apvalku izgatavošanas tehnoloģija.

Arī varš daudzus gadu desmitus bija vienīgais metāls strāvas vadu ražošanā. Materiālu pētījumi, kas varētu aizstāt varu, ir parādījuši, ka alumīnijam vajadzētu un var būt šāds metāls. Tātad kabeļu tehnoloģijā divu metālu vietā, kas būtībā bija atšķirīgi mērķi, alumīnijs ienāca.

Šai aizstāšanai ir vairākas priekšrocības. Pirmkārt, iespēja izmantot alumīnija apvalku kā neitrālu vadītāju ir ievērojams metāla ietaupījums un svara samazināšana. Otrkārt, lielāka izturība. Treškārt, atvieglojot uzstādīšanu, samazinot transportēšanas izmaksas, samazinot kabeļa izmaksas utt.

Alumīnija vadus izmanto arī gaisvadu elektrolīnijām. Taču līdzvērtīga nomaiņa prasīja daudz pūļu un laika. Ir izstrādātas daudzas iespējas, un tās tiek izmantotas, pamatojoties uz konkrēto situāciju. [Ražots alumīnija stieples palielināta izturība un paaugstināta šļūdes pretestība, ko panāk sakausējot ar magniju līdz 0,5%, silīciju līdz 0,5%, dzelzi līdz 0,45%, sacietējot un novecojot. Tērauda-alumīnija stieples tiek izmantotas, īpaši lielu laidumu veikšanai, kas nepieciešami dažādu šķēršļu krustojumā ar elektropārvades līnijām. Ir laidumi, kas pārsniedz 1500 m, piemēram, šķērsojot upes.

Alumīnijs pārneses tehnoloģijā elektrība lielos attālumos tos izmanto ne tikai kā vadītāju materiālu. Pirms pusotras desmitgades jaudas pārvades torņu ražošanai sāka izmantot alumīnija sakausējumus. Tie pirmo reizi tika uzcelti pie mums valsts Kaukāzā. Tie ir aptuveni 2,5 reizes vieglāki par tēraudu, un tiem nav nepieciešama aizsardzība pret koroziju. Tādējādi tas pats metāls elektrotehnikā un elektroenerģijas pārvades tehnoloģijā aizstāja dzelzi, varu un svinu.

Un tā vai gandrīz tā tas bija citās tehnoloģiju jomās. Tvertnes, cauruļvadi un citas montāžas vienības, kas izgatavotas no alumīnija sakausējumiem, ir sevi labi pierādījušas naftas, gāzes un ķīmiskajā rūpniecībā. Tie ir aizvietojuši daudzus korozijizturīgus metālus un materiālus, piemēram, dzelzs-oglekļa sakausējuma tvertnes, kas iekšpusē ir emaljētas, lai uzglabātu agresīvus šķidrumus (šīs dārgās konstrukcijas emaljas slāņa plaisa var izraisīt zaudējumus vai pat negadījumu).

Pasaulē folijas ražošanai katru gadu tiek iztērēts vairāk nekā 1 miljons tonnu alumīnija. Folijas biezums atkarībā no tās mērķa ir 0,004-0,15 mm robežās. Tās pielietojums ir ļoti daudzveidīgs. To izmanto dažādu pārtikas un rūpniecības preču iepakošanai – šokolādes, saldumu, medikamentu, kosmētikas, fotopreču u.c.

Foliju izmanto arī kā strukturālu materiālu. Ir ar gāzi pildītu plastmasu grupa - šūnveida plastmasa - šūnu materiāli ar regulāras ģeometriskas formas regulāri atkārtojošu šūnu sistēmu, kuru sienas ir izgatavotas no alumīnija folijas.

Brokhausa un Efrona enciklopēdija

ALUMĪNIJA- (māla) ķīmija. zn. AL; plkst. iekšā. = 27,12; sitieniem iekšā. = 2,6; m.p. apmēram 700°. Sudrabaini balts, mīksts, skanīgs metāls; kombinācijā ar silīcijskābi ir mālu, laukšpata, vizlas galvenā sastāvdaļa; atrodami visās augsnēs. Iet uz…… Krievu valodas svešvārdu vārdnīca

ALUMĪNIJA- (simbols Al), sudrabbalts metāls, periodiskās tabulas trešās grupas elements. Pirmo reizi tīrā veidā to ieguva 1827. gadā. Visizplatītākais metāls mizā globuss; tās galvenais avots ir boksīta rūda. Process…… Zinātniskā un tehniskā enciklopēdiskā vārdnīca

ALUMĪNIJA- ALUMĪNIJS, ​​Alumīnijs (ķīmiskā zīme A1, pēc svara 27,1), visizplatītākais metāls uz zemes virsmas un pēc O un silīcija, vissvarīgākā zemes garozas sastāvdaļa. A. sastopams dabā, galvenokārt silīcijskābes sāļu (silikātu) veidā; ... ... Lielā medicīnas enciklopēdija

Alumīnijs- ir zilgani balts metāls, kam raksturīgs īpašs vieglums. Tas ir ļoti elastīgs, un to var viegli velmēt, stiept, kalt, štancēt un atliet utt. Tāpat kā citi mīkstie metāli, arī alumīnijs ļoti labi der ... ... Oficiālā terminoloģija

Alumīnijs- (alumīnijs), Al, periodiskās sistēmas III grupas ķīmiskais elements, atomskaitlis 13, atommasa 26,98154; vieglmetāls, mp660 °С. Saturs zemes garozā ir 8,8% no svara. Alumīnijs un tā sakausējumi tiek izmantoti kā strukturālie materiāli ... ... Ilustrētā enciklopēdiskā vārdnīca

ALUMĪNIJA- ALUMĪNIJA, alumīnija vīrišķais., ķīm. sārmu metālu māli, alumīnija oksīda bāze, māli; kā arī rūsas, dzelzs pamats; un jari varš. Aluminīta tēviņš. alum līdzīgs fosilija, hidrogēns alumīnija oksīda sulfāts. Alunīta vīrs. fosilija, ļoti tuvu...... Vārdnīca Daļa

alumīnija- (sudrabs, gaišs, spārnots) metāls Krievu sinonīmu vārdnīca. alumīnija n., sinonīmu skaits: 8 māli (2) … Sinonīmu vārdnīca

ALUMĪNIJA- (lat. Alumīnijs no alumīnija alauna), Al, periodiskās sistēmas III grupas ķīmiskais elements, atomskaitlis 13, atommasa 26,98154. Sudrabbalts metāls, viegls (2,7 g/cm³), plastisks, ar augstu elektrovadītspēju, mp 660 .C.… … Lielā enciklopēdiskā vārdnīca

Alumīnijs- Al (no lat. alumen alauns nosaukums, senos laikos lietots kā kodinātājs krāsošanai un miecēšanai * a. alumīnijs; n. alumīnijs; f. alumīnijs; un. aluminio), ķīm. III grupas elementu periodisks. Mendeļejeva sistēmas, plkst. n. 13, plkst. m. 26,9815 ... Ģeoloģiskā enciklopēdija

ALUMĪNIJA- ALUMĪNIJA, alumīnija, pl. nē, vīrs. (no lat. alumen alum). Sudrabbalts kaļams vieglmetāls. Ušakova skaidrojošā vārdnīca. D.N. Ušakovs. 1935 1940 ... Ušakova skaidrojošā vārdnīca

Īpašumi 13 Al.

Atomu masa	26,98	Clarke, at.% (izplatība dabā)	5,5
Elektroniskā konfigurācija*		Apkopošanas stāvoklis (labi.).	ciets
	0,143	Krāsa	sudraba balts
	0,057		695
Jonizācijas enerģija	5,98		2447
Relatīvā elektronegativitāte	1,5	Blīvums	2,698
Iespējamie oksidācijas stāvokļi	1, +2,+3	Standarta elektrodu potenciāls	1,69

* Parādīta ārējā konfigurācija elektroniskie līmeņi elementa atoms. Atlikušo elektronisko līmeņu konfigurācija sakrīt ar cēlgāzes konfigurāciju, kas pabeidz iepriekšējo periodu un ir norādīta iekavās.

Alumīnijs- periodiskās sistēmas III grupas galvenās apakšgrupas metālu galvenais pārstāvis. Tā analogu īpašības - gallijs, Indija un tallijs - daudzējādā ziņā atgādina alumīnija īpašības, jo visiem šiem elementiem ir tāda pati ārējā līmeņa elektroniskā konfigurācija ns 2 np 1 un tāpēc tiem visiem ir oksidācijas pakāpe 3+.

fizikālās īpašības. Alumīnijs ir sudrabaini balts metāls ar augsta siltuma un elektriskā vadītspēja. Metāla virsma ir pārklāta ar plānu, bet ļoti spēcīgu alumīnija oksīda Al 2 Oz plēvi.

Ķīmiskās īpašības. Alumīnijs ir ļoti aktīvs, ja tam nav Al 2 Oz aizsargplēves. Šī plēve neļauj alumīnijam mijiedarboties ar ūdeni. Ja noņemat aizsargplēvi ar ķīmiskiem līdzekļiem(piemēram, ar sārma šķīdumu), tad metāls sāk enerģiski mijiedarboties ar ūdeni, izdalot ūdeņradi:

Alumīnijs skaidu vai pulvera veidā spilgti deg gaisā, atbrīvojot lielu enerģijas daudzumu:

Šo alumīnija īpašību plaši izmanto dažādu metālu iegūšanai no to oksīdiem, reducējot ar alumīniju. Metode tiek saukta aluminotermija . Aluminotermijā var iegūt tikai tos metālus, kuros oksīdu veidošanās siltums ir mazāks par Al 2 Oz veidošanās siltumu, piemēram:

Sildot, alumīnijs reaģē ar halogēnu sēru, slāpekli un oglekli, veidojot attiecīgi halogenīdi:

Alumīnija sulfīds un alumīnija karbīds tiek pilnībā hidrolizēti, veidojot alumīnija hidroksīdu un attiecīgi sērūdeņradi un metānu.

Alumīnijs viegli šķīst jebkuras koncentrācijas sālsskābē:

Koncentrētās sērskābes un slāpekļskābes aukstumā neiedarbojas uz alumīniju (pasivēt). Plkst apkure alumīnijs spēj reducēt šīs skābes bez ūdeņraža izdalīšanās:

AT atšķaidīts sērskābe izšķīdina alumīniju, izdalot ūdeņradi:

AT atšķaidīts slāpekļskābe reakcija norisinās ar slāpekļa oksīda (II) izdalīšanos:

Alumīnijs izšķīst sārmu un sārmu metālu karbonātu šķīdumos, veidojot tetrahidroksoalumināti:

Alumīnija oksīds. Al 2 O 3 ir 9 kristāliskas modifikācijas. Visizplatītākā a ir modifikācija. Tas ir ķīmiski inertākais, uz tā bāzes tiek audzēti dažādu akmeņu monokristāli izmantošanai juvelierizstrādājumu rūpniecībā un tehnoloģijās.

Laboratorijā alumīnija oksīdu iegūst, sadedzinot alumīnija pulveri skābeklī vai kalcinējot tā hidroksīdu:

alumīnija oksīds, būtne amfotērisks var reaģēt ne tikai ar skābēm, bet arī ar sārmiem, kā arī sakausējot ar sārmu metālu karbonātiem, vienlaikus dodot metaalumināti:

un ar skābiem sāļiem:

alumīnija hidroksīds- balta želatīna viela, praktiski nešķīst ūdenī, piemīt amfotērisksīpašības. Alumīnija hidroksīdu var iegūt, alumīnija sāļus apstrādājot ar sārmiem vai amonija hidroksīdu. Pirmajā gadījumā ir jāizvairās no sārmu pārpalikuma, jo pretējā gadījumā alumīnija hidroksīds izšķīst, veidojot kompleksu. tetrahidroksoalumināti[Al(OH)4]":

Patiesībā pēdējā reakcijā tetrahidroksodikvaalumināta joni` tomēr reakciju rakstīšanai parasti izmanto vienkāršoto formu [Al(OH) 4 ]`. Ar vāju paskābināšanos tetrahidroksoalumināti tiek iznīcināti:

alumīnija sāļi. Gandrīz visus alumīnija sāļus var iegūt no alumīnija hidroksīda. Gandrīz visi alumīnija un stipro skābju sāļi labi šķīst ūdenī un ir ļoti hidrolizēti.

Alumīnija halogenīdi labi šķīst ūdenī un savā struktūrā ir dimēri:

2AlCl 3 є Al 2 Cl 6

Alumīnija sulfāti, tāpat kā visi tā sāļi, tiek viegli hidrolizēti:

Kālija-alumīnija alauns ir zināms arī: KAl(SO4)2H12H2O.

alumīnija acetāts Al(CH3COO) 3 izmanto medicīnā kā losjonu.

Alumosilikāti. Dabā alumīnijs sastopams savienojumu veidā ar skābekli un silīciju - aluminosilikātiem. Viņu vispārējā formula ir: (Na, K) 2 Al 2 Si 2 O 8- nefelīns.

Arī dabiskie alumīnija savienojumi ir: Al2O3- korunds, alumīnija oksīds; un savienojumi ar vispārīgām formulām Al 2 O 3 H nH 2 O un Al(OH)3H nH2O- boksīti.

Kvīts. Alumīniju iegūst Al 2 O 3 kausējuma elektrolīzē.

Alumīnijs

Alumīnijs- Mendeļejeva periodiskās sistēmas III grupas ķīmiskais elements (atomnumurs 13, atommasa 26,98154). Lielākajā daļā savienojumu alumīnijs ir trīsvērtīgs, bet augstā temperatūrā tam var būt arī oksidācijas pakāpe +1. No šī metāla savienojumiem vissvarīgākais ir Al 2 O 3 oksīds.

Alumīnijs- sudrabbalts metāls, viegls (blīvums 2,7 g / cm 3), kaļams, labs elektrības un siltuma vadītājs, kušanas temperatūra 660 ° C. To viegli ievelk stieplē un sarullē plānās loksnēs. Alumīnijs ir ķīmiski aktīvs (gaisā tas ir pārklāts ar aizsargājošu oksīda plēvi - alumīnija oksīdu.) Droši aizsargā metālu no tālākas oksidēšanās. Bet, ja alumīnija pulveris vai alumīnija folija tiek uzkarsēta spēcīgi, metāls sadeg ar apžilbinošu liesmu, pārvēršoties alumīnija oksīdā. Alumīnijs šķīst pat atšķaidītā sālsskābē un sērskābē, īpaši karsējot. Bet ļoti atšķaidītā un koncentrētā aukstā slāpekļskābē alumīnijs nešķīst. Sārmu ūdens šķīdumu iedarbībā uz alumīniju oksīda slānis izšķīst un veidojas alumināti - sāļi, kas satur alumīniju anjona sastāvā:

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

Alumīnijs, kuram nav aizsargplēves, mijiedarbojas ar ūdeni, izspiežot no tā ūdeņradi:

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

Iegūtais alumīnija hidroksīds reaģē ar sārmu pārpalikumu, veidojot hidroksoaluminātu:

Al (OH) 3 + NaOH \u003d Na.

Vispārējam vienādojumam alumīnija šķīdināšanai sārmu ūdens šķīdumā ir šāda forma:

2Al + 2NaOH + 6H2O \u003d 2Na + 3H2.

Alumīnijs aktīvi mijiedarbojas ar halogēniem. Alumīnija hidroksīds Al(OH) 3 ir balta, caurspīdīga, želatīna viela.

Zemes garozā ir 8,8% alumīnija. Tas ir trešais visbiežāk sastopamais elements dabā pēc skābekļa un silīcija un pirmais starp metāliem. Tā ir mālu, laukšpatu, vizlas sastāvdaļa. Ir zināmi vairāki simti Al minerālu (aluminosilikāti, boksīti, alunīti un citi). Alumīnija-boksīta svarīgākais minerāls satur 28-60% alumīnija oksīda-alumīnija oksīda Al 2 O 3 .

Tīrā veidā alumīniju pirmo reizi ieguva dāņu fiziķis H. Oersteds 1825. gadā, lai gan tas ir visizplatītākais metāls dabā.

Alumīnija ražošana tiek veikta ar alumīnija oksīda Al 2 O 3 elektrolīzi NaAlF 4 kriolīta kausējumā 950 °C temperatūrā.

Alumīniju izmanto aviācijā, celtniecībā, galvenokārt alumīnija sakausējumu veidā ar citiem metāliem, elektrotehnikā (vara aizstājējs kabeļu ražošanā u.c.), pārtikas rūpniecībā (folija), metalurģijā (sakausējuma piedeva), aluminotermijā u.c. .

Alumīnija blīvums, īpatnējais svars un citas īpašības.

Blīvums - 2,7*10 3 kg/m 3 ;
Īpaša gravitāte - 2,7 G/ cm 3;
Īpatnējais siltums pie 20°C - 0,21 cal/g;
Kušanas temperatūra - 658,7°C;
Kušanas īpatnējā siltumietilpība - 76,8 cal/g;
Vārīšanās temperatūra - 2000°C;
Relatīvas tilpuma izmaiņas kušanas laikā (ΔV/V) - 6,6%;
Lineārais izplešanās koeficients(pie aptuveni 20°C) : - 22,9 * 10 6 (1 / grāds);
Alumīnija siltumvadītspējas koeficients - 180 kcal / m * stunda * krusa;

Alumīnija elastības moduļi un Puasona koeficients

Gaismas atstarošana no alumīnija

Tabulā norādītie skaitļi parāda, cik procentuāli no tās atstarojas perpendikulāri virsmai krītošā gaisma.

ALUMĪNIJA OKSĪDS Al 2 O 3

Alumīnija oksīds Al 2 O 3, ko sauc arī par alumīnija oksīdu, dabā sastopams kristāliskā formā, veidojot minerālu korundu. Korundam ir ļoti augsta cietība. Tās caurspīdīgie kristāli, krāsoti sarkanā vai zilā krāsā, ir dārgakmeņi- rubīns un safīrs. Pašlaik rubīnus iegūst mākslīgi, kausējot ar alumīnija oksīdu elektriskā krāsnī. Tos izmanto ne tik daudz juvelierizstrādājumiem, cik tehniskiem nolūkiem, piemēram, precizitātes instrumentu detaļu, pulksteņu akmeņu u.c. Rubīna kristāli, kas satur nelielu Cr 2 O 3 piemaisījumu, tiek izmantoti kā kvantu ģeneratori - lāzeri, kas rada virzītu monohromatiskā starojuma staru.

Kā abrazīvie materiāli tiek izmantots korunds un tā smalkgraudainā šķirne, kas satur lielu daudzumu piemaisījumu – smirģeļu.

ALUMĪNIJA RAŽOŠANA

Galvenā izejviela, lai alumīnija ražošana ir boksīti, kas satur 32-60% alumīnija oksīda Al 2 O 3. Pie svarīgākajām alumīnija rūdām pieder arī alunīts un nefelīns. Krievijai ir ievērojamas alumīnija rūdu rezerves. Papildus boksītiem, kuru lielas atradnes atrodas Urālos un Baškīrijā, bagātīgs alumīnija avots ir Kolas pussalā iegūtais nefelīns. Daudz alumīnija atrodams arī Sibīrijas atradnēs.

Alumīniju iegūst no alumīnija oksīda Al 2 O 3 ar elektrolītisko metodi. Šim nolūkam izmantotajam alumīnija oksīdam jābūt pietiekami tīram, jo ​​piemaisījumi no kausētā alumīnija tiek noņemti ar lielām grūtībām. Attīrītu Al 2 O 3 iegūst, apstrādājot dabisko boksītu.

Galvenais alumīnija ražošanas izejmateriāls ir alumīnija oksīds. Tas nevada elektrību un tam ir ļoti augsta kušanas temperatūra (apmēram 2050 °C), tāpēc tas prasa pārāk daudz enerģijas.

Nepieciešams samazināt alumīnija oksīda kušanas temperatūru vismaz līdz 1000 o C. Šo metodi paralēli atrada francūzis P. Eru un amerikānis K. Hols. Viņi atklāja, ka alumīnija oksīds labi šķīst izkausētā kriolītā, minerālā ar AlF 3 sastāvu. 3NaF. Šis kausējums alumīnija ražošanā tiek pakļauts elektrolīzei tikai aptuveni 950 ° C temperatūrā. Kriolīta rezerves dabā ir niecīgas, tāpēc tika izveidots sintētiskais kriolīts, kas būtiski samazināja alumīnija ražošanas izmaksas.

Hidrolīzi pakļauj izkausētam kriolīta Na 3 un alumīnija oksīda maisījumam. Maisījums, kas satur apmēram 10 svara procentus Al 2 O 3, kūst 960 °C, un tam ir procesam vislabvēlīgākā elektriskā vadītspēja, blīvums un viskozitāte. Lai vēl vairāk uzlabotu šīs īpašības, maisījuma sastāvā ir pievienotas piedevas AlF 3 , CaF 2 un MgF 2. Tas padara iespējamu elektrolīzi 950 °C temperatūrā.

Alumīnija kausēšanas elektrolizators ir dzelzs apvalks, kas no iekšpuses izklāts ar ugunsizturīgiem ķieģeļiem. Tās dibens (apakšā), kas samontēts no saspiestu ogļu blokiem, kalpo kā katods. Anodi (viens vai vairāki) atrodas augšpusē: tie ir alumīnija rāmji, kas pildīti ar ogļu briketēm. Mūsdienu ražotnēs elektrolizatorus uzstāda sērijveidā; katra sērija sastāv no 150 vai vairāk šūnām.

Elektrolīzes laikā pie katoda izdalās alumīnijs, bet pie anoda - skābeklis. Alumīnijs, kura blīvums ir lielāks nekā sākotnējam kausējumam, tiek savākts elektrolizatora apakšā, no kurienes tas periodiski tiek izvadīts. Kad metāls tiek atbrīvots, kausējumam pievieno jaunas alumīnija oksīda daļas. Elektrolīzes laikā izdalītais skābeklis mijiedarbojas ar anoda oglekli, kas izdeg, veidojot CO un CO 2 .

Pirmā alumīnija rūpnīca Krievijā tika uzcelta 1932. gadā Volhovā.

Alumīnija sakausējumi

Sakausējumi, kas palielina alumīnija stiprību un citas īpašības, tiek iegūti, ievadot tajā leģējošas piedevas, piemēram, varu, silīciju, magniju, cinku un mangānu.

Duralumīnijs(duralumīnijs, duralumīns, no Vācijas pilsētas nosaukuma, kurā tika uzsākta sakausējuma rūpnieciskā ražošana). Alumīnija sakausējums (bāze) ar varu (Cu: 2,2-5,2%), magniju (Mg: 0,2-2,7%) mangānu (Mn: 0,2-1%). Tas ir pakļauts sacietēšanai un novecošanai, bieži plaķēts ar alumīniju. Ir strukturālais materiāls aviācijas un transporta inženierijā.

Silumīns- vieglie alumīnija sakausējumi (bāze) ar silīciju (Si: 4-13%), dažreiz līdz 23% un dažiem citiem elementiem: Cu, Mn, Mg, Zn, Ti, Be). Tie ražo sarežģītas konfigurācijas daļas, galvenokārt automobiļu un gaisa kuģu rūpniecībā.

magnālija- alumīnija sakausējumi (bāze) ar magniju (Mg: 1-13%) un citiem elementiem ar augstu izturību pret koroziju, labu metināmību, augstu elastību. Viņi izgatavo formas lējumus (liešanas magnālus), loksnes, stieples, kniedes utt. (deformējamā magnālija).

Visu alumīnija sakausējumu galvenās priekšrocības ir to zemais blīvums (2,5-2,8 g / cm 3), augsta izturība (uz svara vienību), apmierinoša izturība pret atmosfēras koroziju, salīdzinoši zemas izmaksas un ražošanas un apstrādes vienkāršība.

Alumīnija sakausējumus izmanto raķešu tehnoloģijā, lidmašīnu, automobiļu, kuģu un instrumentu ražošanā, piederumu, sporta preču, mēbeļu, reklāmas un citās nozarēs.

Pielietojuma ziņā alumīnija sakausējumi ieņem otro vietu aiz tērauda un čuguna.

Alumīnijs ir viena no visizplatītākajām piedevām sakausējumos, kuru pamatā ir varš, magnijs, titāns, niķelis, cinks un dzelzs.

Alumīnijs tiek izmantots arī aluminizēšana (aluminizēšana)- tērauda vai čuguna izstrādājumu virsmas piesātināšana ar alumīniju, lai aizsargātu pamatmateriālu no oksidēšanās spēcīgas karsēšanas laikā, t.i. paaugstināt karstumizturību (līdz 1100 °C) un izturību pret atmosfēras koroziju.

ALUMĪNIJA ĪPAŠĪBAS

Saturs:

Alumīnija markas

Fizikālās īpašības

Korozijas īpašības

Mehāniskās īpašības

Tehnoloģiskās īpašības

Pieteikums

alumīnija markas.

Alumīniju raksturo augsta elektriskā un siltuma vadītspēja, izturība pret koroziju, elastība un sala izturība. Alumīnija vissvarīgākā īpašība ir tā zemais blīvums (apmēram 2,70 g / cc) Alumīnija kušanas temperatūra ir aptuveni 660 C.

Alumīnija fizikāli ķīmiskās, mehāniskās un tehnoloģiskās īpašības ir ļoti atkarīgas no piemaisījumu veida un daudzuma, kas pasliktina lielāko daļu tīra metāla īpašību Galvenie dabiskie piemaisījumi alumīnijā ir dzelzs un silīcijs. Piemēram, dzelzs ir neatkarīga Fe-Al fāze, samazina elektrovadītspēju un izturību pret koroziju, pasliktina elastību, bet nedaudz palielina alumīnija izturību.

Atkarībā no attīrīšanas pakāpes primāro alumīniju iedala augstas un tehniskās tīrības alumīnijā (GOST 11069-2001). Tehniskajā alumīnijā ietilpst arī markas ar marķējumu AD, AD1, AD0, AD00 (GOST 4784-97). Visu kategoriju tehniskais alumīnijs tiek iegūts ar kriolīta-alumīnija kausējumu elektrolīzi. Augstas tīrības pakāpes alumīniju iegūst, papildus attīrot tehnisko alumīniju. Augstas un augstas tīrības pakāpes alumīnija īpašību iezīmes ir apskatītas grāmatās

1) Metāla zinātne par alumīniju un tā sakausējumiem. Ed. I.N. Frīdlianders. M. 1971. gads.2) Metālu mehāniskās un tehnoloģiskās īpašības. A.V. Bobiļevs. M. 1980. gads.

Tālāk esošajā tabulā sniegts kopsavilkums par lielāko daļu alumīnija marku. Ir norādīts arī tā galveno dabisko piemaisījumu - silīcija un dzelzs - saturs.

Zīmols	Al, %	Si, %	Fe, %	Lietojumprogrammas
Augstas tīrības pakāpes alumīnijs
A995	99.995	0.0015	0.0015	Ķīmiskās iekārtas Folija kondensatora plāksnēm Īpaši mērķi
A98	99.98	0.006	0.006
A95	99.95	0.02	0.025
Tehniskās klases alumīnijs
A8 AD000	99.8	0.10 0.15	0.12 0.15	Stieples stienis ražošanai kabeļu un vadu izstrādājumi (no A7E un A5E). Izejvielas alumīnija sakausējumu ražošanai Folija Velmētie izstrādājumi (stieņi, sloksnes, loksnes, stieples, caurules)
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 ELLĒ	99.0	0.95 Kopā līdz 1,0%.

Galvenā praktiskā atšķirība starp komerciālo un ļoti attīrīto alumīniju ir saistīta ar atšķirībām izturības pret koroziju pret noteiktiem materiāliem. Protams, jo augstāka ir alumīnija attīrīšanas pakāpe, jo tas ir dārgāks.

Īpašiem nolūkiem tiek izmantots augstas tīrības pakāpes alumīnijs. Alumīnija sakausējumu, kabeļu un stiepļu izstrādājumu un velmēto izstrādājumu ražošanai tiek izmantots tehniskais alumīnijs. Tālāk mēs runāsim par tehnisko alumīniju.

Elektrovadītspēja.

Alumīnija vissvarīgākā īpašība ir tā augstā elektrovadītspēja, kurā tas ir otrajā vietā aiz sudraba, vara un zelta. Augstas elektrovadītspējas un zema blīvuma kombinācija ļauj alumīnijam konkurēt ar varu kabeļu un stiepļu izstrādājumu jomā.

Alumīnija elektrisko vadītspēju papildus dzelzs un silīcijam spēcīgi ietekmē hroms, mangāns un titāns. Tāpēc alumīnijā, kas paredzēts strāvas vadītāju ražošanai, tiek regulēts vēl vairāku piemaisījumu saturs. Tātad A5E klases alumīnijā ar pieļaujamo dzelzs saturu 0,35% un silīcijā 0,12%, piemaisījumu summa Cr + V + Ti + Mn nedrīkst pārsniegt tikai 0,01%.

Elektrovadītspēja ir atkarīga no materiāla stāvokļa. Ilgstoša atkausēšana 350 C temperatūrā uzlabo vadītspēju, savukārt aukstā sacietēšana pasliktina vadītspēju.

Elektriskās pretestības vērtība 20 C temperatūrā irOhm*mm2/m vai µOhm*m :

0,0277 - rūdīta alumīnija stieple A7E

0,0280 - rūdīta alumīnija stieple A5E

0,0290 - pēc presēšanas, bez termiskās apstrādes no AD0 alumīnija

Tādējādi alumīnija vadītāju īpatnējā elektriskā pretestība ir aptuveni 1,5 reizes lielāka nekā vara vadītāju elektriskā pretestība. Attiecīgi alumīnija elektriskā vadītspēja (pretestības apgrieztā vērtība) ir 60–65% no vara elektriskās vadītspējas. Alumīnija elektrovadītspēja palielinās, samazinoties piemaisījumu daudzumam.

Alumīnija elektriskās pretestības temperatūras koeficients (0,004) ir aptuveni tāds pats kā vara.

Siltumvadītspēja

Alumīnija siltumvadītspēja 20 C temperatūrā ir aptuveni 0,50 cal/cm*s*C un palielinās, palielinoties metāla tīrībai. Siltumvadītspējas ziņā alumīnijs ir otrajā vietā aiz sudraba un vara (apmēram 0,90), kas ir trīs reizes augstāks par vieglā tērauda siltumvadītspēju. Šī īpašība nosaka alumīnija izmantošanu dzesēšanas radiatoros un siltummaiņos.

Citas fizikālās īpašības.

Alumīnijam ir ļoti augsts īpašs karstums (aptuveni 0,22 cal / g * C). Tas ir daudz augstāks nekā lielākajai daļai metālu (varam 0,09). Īpatnējais saplūšanas siltums ir arī ļoti augsts (apmēram 93 cal/g). Salīdzinājumam, vara un dzelzs gadījumā šī vērtība ir aptuveni 41–49 cal / g.

Atstarošanās spēja alumīnijs ir ļoti atkarīgs no tā tīrības. Alumīnija folijai ar tīrības pakāpi 99,2%, baltās gaismas atstarošanās spēja ir 75%, bet folijai ar alumīnija saturu 99,5%, atstarošanas spēja jau ir 84%.

Alumīnija korozijas īpašības.

Alumīnijs pats par sevi ir ļoti reaģējošs metāls. Tas ir saistīts ar tā izmantošanu aluminotermijā un sprāgstvielu ražošanā. Tomēr gaisā alumīnijs ir pārklāts ar plānu (apmēram mikronu) alumīnija oksīda plēvi. Ar augstu izturību un ķīmisko inerci tas aizsargā alumīniju no turpmākas oksidācijas un nosaka tā augstās pretkorozijas īpašības daudzās vidēs.

Augstas tīrības pakāpes alumīnijā oksīda plēve ir nepārtraukta un neporaina, un tai ir ļoti spēcīga saķere ar alumīniju. Tāpēc augstas un īpašas tīrības alumīnijs ir ļoti izturīgs pret neorganisko skābju, sārmu, jūras ūdens un gaisa iedarbību. Vietās, kur atrodas piemaisījumi, būtiski pasliktinās oksīda plēves saķere ar alumīniju un šīs vietas kļūst neaizsargātas pret koroziju. Tāpēc tehniskās tīrības alumīnijam ir zemāka pretestība. Piemēram, attiecībā pret vāju sālsskābi rafinēta un tehniskā alumīnija pretestība atšķiras 10 reizes.

Alumīnijam (un tā sakausējumiem) parasti ir punktveida korozija. Tāpēc alumīnija un tā sakausējumu stabilitāti daudzās vidēs nosaka nevis paraugu svara izmaiņas un nevis korozijas iespiešanās ātrums, bet gan mehānisko īpašību izmaiņas.

Dzelzs saturam ir galvenā ietekme uz tehniskā alumīnija korozijas īpašībām. Tādējādi korozijas ātrums 5% HCl šķīdumā dažādām kategorijām ir (in):

Zīmols	SatursAl	Fe saturs	Korozijas ātrums
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

Dzelzs klātbūtne arī samazina alumīnija izturību pret sārmiem, bet neietekmē izturību pret sērskābi un slāpekļskābi. Kopumā tehniskā alumīnija izturība pret koroziju, atkarībā no tīrības pakāpes, pasliktinās šādā secībā: A8 un AD000, A7 un AD00, A6, A5 un AD0, AD1, A0 un AD.

Temperatūrā virs 100C alumīnijs mijiedarbojas ar hloru. Alumīnijs nesadarbojas ar ūdeņradi, bet labi to izšķīdina, tāpēc tas ir alumīnijā esošo gāzu galvenā sastāvdaļa. Slikta ietekme alumīniju ietekmē ūdens tvaiki, kas disocē pie 500 C, zemākā temperatūrā tvaika iedarbība ir niecīga.

Alumīnijs ir stabils šādās vidēs:

industriālā atmosfēra

Dabīgais saldūdens līdz 180 C temperatūrai. Korozijas ātrums palielinās līdz ar aerāciju,

kaustiskās sodas, sālsskābes un sodas piemaisījumi.

Jūras ūdens

Koncentrēta slāpekļskābe

Nātrija, magnija, amonija, hiposulfīta skābie sāļi.

Vāji (līdz 10%) sērskābes šķīdumi,

100% sērskābe

Vāji fosfora (līdz 1%), hroma (līdz 10%) šķīdumi

Borskābe jebkurā koncentrācijā

Etiķis, citrons, vīns. ābolskābe, skābās augļu sulas, vīns

Amonjaka šķīdums

Alumīnijs šādā vidē ir nestabils:

Atšķaidītu slāpekļskābi

Sālsskābe

Atšķaidītu sērskābi

Fluorūdeņražskābe un bromūdeņražskābe

Skābeņskābe, skudrskābe

Kodīgo sārmu šķīdumi

Ūdens, kas satur dzīvsudraba sāļus, varu, hlorīda jonus, kas iznīcina oksīda plēvi.

kontaktu korozija

Saskaroties ar lielāko daļu tehnisko metālu un sakausējumu, alumīnijs kalpo kā anods un palielināsies tā korozija.

Mehāniskās īpašības

Elastības modulis E \u003d 7000-7100 kgf / mm 2 tehniskajam alumīnijam 20 C temperatūrā. Palielinoties alumīnija tīrībai, tā vērtība samazinās (6700 A99).

Bīdes modulis G \u003d 2700 kgf / mm 2.

Tehniskā alumīnija mehānisko īpašību galvenie parametri ir norādīti zemāk:

Parametrs	Vienība rev.	deformēta	Atkvēlināts
Ražas spēks? 0.2	kgf/mm 2	8 - 12	4 - 8
Stiepes izturība? iekšā	kgf/mm 2	13 - 16
Pagarinājums pārtraukumā?		5 – 10	30 – 40
Relatīvā kontrakcija pārtraukumā		50 - 60	70 - 90
Bīdes spēks	kgf/mm 2
Cietība	HB	30 - 35

Norādītie skaitļi ir ļoti orientējoši:

1) Atlaidinātam un lietajam alumīnijam šīs vērtības ir atkarīgas no alumīnija tehniskās kvalitātes. Jo vairāk piemaisījumu, jo lielāka stiprība un cietība un mazāka elastība. Piemēram, lietā alumīnija cietība ir: A0 - 25HB, A5 - 20HB un augstas tīrības pakāpes alumīnijam A995 - 15HB. Stiepes izturība šiem gadījumiem ir: 8,5; 7,5 un 5 kgf / mm 2, un pagarinājums 20; attiecīgi 30 un 45%.

2) Deformētam alumīnijam mehāniskās īpašības ir atkarīgas no deformācijas pakāpes, velmētā izstrādājuma veida un tā izmēriem. Piemēram, stiepes izturība ir vismaz 15-16 kgf / mm 2 stieplēm un 8 - 11 kgf / mm 2 caurulēm.

Tomēr jebkurā gadījumā tehniskais alumīnijs ir mīksts un trausls metāls. Zemā tecēšanas robeža (pat smagi apstrādātam tēraudam tā nepārsniedz 12 kgf/mm 2) ierobežo alumīnija izmantošanu pieļaujamo slodžu ziņā.

Alumīnijam ir zema šļūdes izturība: 20 C temperatūrā tā ir 5 kgf/mm 2, bet 200 C temperatūrā – 0,7 kgf/mm 2 . Salīdzinājumam: vara šie skaitļi ir attiecīgi 7 un 5 kgf / mm 2.

Zemā kušanas temperatūra un pārkristalizācijas sākuma temperatūra (tehniskajam alumīnijam ir aptuveni 150 C), zemā šļūdes robeža ierobežo alumīnija darbības temperatūras diapazonu no augstas temperatūras puses.

Alumīnija elastība nepasliktinās zemā temperatūrā, līdz pat hēlijam. Temperatūrai nokrītot no +20 C līdz -269 C, tehniskajam alumīnijam stiepes izturība palielinās 4 reizes, bet augstas tīrības pakāpes alumīnijam – 7 reizes. Elastības robeža šajā gadījumā palielinās par koeficientu 1,5.

Alumīnija salizturība ļauj to izmantot kriogēnās ierīcēs un konstrukcijās.

Tehnoloģiskās īpašības.

Alumīnija augstā elastība ļauj izgatavot foliju (līdz 0,004 mm biezu), dziļi stieptus izstrādājumus un izmantot kniedēm.

Tehniskās tīrības alumīnijs uzrāda trauslumu augstās temperatūrās.

Apstrādājamība ir ļoti zema.

Rekristalizācijas atkausēšanas temperatūra ir 350-400 C, atlaidināšanas temperatūra ir 150 C.

Metināmība.

Grūtības alumīnija metināšanā ir saistītas ar 1) spēcīgas inertas oksīda plēves klātbūtni, 2) augstu siltumvadītspēju.

Tomēr alumīnijs tiek uzskatīts par ļoti metināmu metālu. Metinātajai šuvei ir parastā metāla (atkvēlināta) izturība un tādas pašas korozijas īpašības. Sīkāku informāciju par alumīnija metināšanu skatiet, piemēram,www. metināšanas vieta.com.ua.

Pieteikums.

Alumīniju mazās stiprības dēļ izmanto tikai neslogotiem konstrukcijas elementiem, kad svarīga ir augsta elektriskā vai siltuma vadītspēja, izturība pret koroziju, lokanība vai metināmība. Daļas ir savienotas ar metināšanu vai kniedēm. Tehniskais alumīnijs tiek izmantots gan liešanai, gan velmēto izstrādājumu ražošanai.

Uzņēmuma noliktavā vienmēr ir loksnes, stieples un riepas no tehniskā alumīnija.

(skatiet attiecīgās vietnes lapas). Pēc pasūtījuma tiek piegādātas cūkas A5-A7.

Viens no ērtākajiem materiāliem apstrādē ir metāli. Viņiem ir arī savi vadītāji. Piemēram, alumīnija pamatīpašības cilvēkiem ir zināmas jau sen. Tie ir tik piemēroti lietošanai ikdienā, ka šis metāls ir kļuvis ļoti populārs. Kas ir tādi paši kā vienkārša viela un kā atoms, mēs apsvērsim šajā rakstā.

Alumīnija atklāšanas vēsture

Attiecīgais metāla savienojums ir bijis cilvēkiem zināms kopš neatminamiem laikiem - to izmantoja kā līdzekli, kas spēj uzbriest un sasaistīt maisījuma sastāvdaļas, tas bija nepieciešams arī pārģērbjoties. ādas izstrādājumi. Tīra alumīnija oksīda esamība kļuva zināma 18. gadsimtā, tā otrajā pusē. Tomēr tas netika saņemts.

Pirmo reizi zinātniekam H.K.Oerstedam izdevās izolēt metālu no tā hlorīda. Tieši viņš apstrādāja sāli ar kālija amalgamu un no maisījuma izdalīja pelēku pulveri, kas bija alumīnijs tīrā veidā.

Tad kļuva skaidrs, ka alumīnija ķīmiskās īpašības izpaužas tā augstajā aktivitātē, spēcīgajā reducējošā spējā. Tāpēc neviens cits ar viņu ilgu laiku nestrādāja.

Tomēr 1854. gadā francūzis Devils spēja iegūt metāla lietņus ar kausējuma elektrolīzi. Šī metode ir aktuāla arī mūsdienās. Īpaši vērtīgu materiālu masveida ražošana sākās 20. gadsimtā, kad tika atrisinātas problēmas ar liela apjoma elektroenerģijas iegūšanu uzņēmumos.

Līdz šim šis metāls ir viens no populārākajiem un izmantotajiem būvniecības un mājsaimniecības nozarēs.

Alumīnija atoma vispārīgie raksturlielumi

Ja aplūkojamo elementu raksturojam pēc tā stāvokļa periodiskajā sistēmā, tad var izdalīt vairākus punktus.

1. Kārtības skaitlis - 13.
2. Tas atrodas trešajā mazajā periodā, trešajā grupā, galvenajā apakšgrupā.
3. Atommasa - 26,98.
4. Valences elektronu skaits ir 3.
5. Ārējā slāņa konfigurāciju izsaka ar formulu 3s 2 3p 1 .
6. Elementa nosaukums ir alumīnijs.
7. izteikti izteikti.
8. Dabā nav izotopu, tā pastāv tikai vienā formā, ar masas skaitlis 27.
9. Ķīmiskais simbols ir AL, formulās lasāms kā "alumīnijs".
10. Oksidācijas pakāpe ir viens, vienāds ar +3.

Alumīnija ķīmiskās īpašības pilnībā apstiprina tā atoma elektroniskā struktūra, jo kam ir liela atomu rādiuss un ar zemu elektronu afinitāti, tas spēj darboties kā spēcīgs reducētājs, tāpat kā visi aktīvie metāli.

Alumīnijs kā vienkārša viela: fizikālās īpašības

Ja runājam par alumīniju kā vienkāršu vielu, tad tas ir sudrabaini balts spīdīgs metāls. Gaisā tas ātri oksidējas un pārklājas ar blīvu oksīda plēvi. Tas pats notiek ar koncentrētu skābju darbību.

Šādas īpašības klātbūtne padara izstrādājumus no šī metāla izturīgus pret koroziju, kas, protams, ir ļoti ērti cilvēkiem. Tāpēc tieši alumīnijs būvniecībā atrod tik plašu pielietojumu. interesanti arī ar to, ka šis metāls ir ļoti viegls, vienlaikus izturīgs un mīksts. Šādu īpašību kombinācija nav pieejama katrai vielai.

Ir vairāki galvenie fizikālās īpašības kas raksturīgi alumīnijam.

1. Augsta kaļamības un plastiskuma pakāpe. No šī metāla tiek izgatavota viegla, izturīga un ļoti plāna folija, kas tiek arī sarullēta stieplē.
2. Kušanas temperatūra - 660 0 C.
3. Vārīšanās temperatūra - 2450 0 С.
4. Blīvums - 2,7 g / cm3.
5. Kristāla šūna tilpuma seju centrēts, metālisks.
6. Savienojuma veids - metāls.

Alumīnija fizikālās un ķīmiskās īpašības nosaka tā pielietojuma un izmantošanas jomas. Ja runājam par sadzīviskiem aspektiem, tad lielu lomu spēlē jau iepriekš aplūkotās īpašības. Kā viegls, izturīgs un pretkorozijas metāls alumīnijs tiek izmantots lidmašīnu un kuģu būvē. Tāpēc šīs īpašības ir ļoti svarīgi zināt.

Alumīnija ķīmiskās īpašības

No ķīmijas viedokļa attiecīgais metāls ir spēcīgs reducētājs, kas spēj uzrādīt augstu ķīmisko aktivitāti, jo tas ir tīra viela. Galvenais ir likvidēt oksīda plēvi. Šajā gadījumā aktivitāte strauji palielinās.

Alumīnija kā vienkāršas vielas ķīmiskās īpašības nosaka tā spēja reaģēt ar:

• skābes;
• sārmi;
• halogēni;
• pelēks.

Normālos apstākļos tas nesadarbojas ar ūdeni. Tajā pašā laikā no halogēniem, bez sildīšanas, tas reaģē tikai ar jodu. Citām reakcijām nepieciešama temperatūra.

Var sniegt piemērus, lai ilustrētu alumīnija ķīmiskās īpašības. Vienādojumi mijiedarbības reakcijām ar:

• skābes- AL + HCL \u003d AlCL 3 + H 2;
• sārmi- 2Al + 6H2O + 2NaOH \u003d Na + 3H2;
• halogēni- AL + Hal = ALHal 3 ;
• pelēks- 2AL + 3S = AL 2 S 3 .

Kopumā aplūkojamās vielas vissvarīgākā īpašība ir tās augstā spēja atjaunot citus elementus no to savienojumiem.

Atveseļošanās spēja

Alumīnija reducējošās īpašības ir labi izsekotas mijiedarbības reakcijās ar citu metālu oksīdiem. Tas viegli ekstrahē tos no vielas sastāva un ļauj tiem pastāvēt vienkārša forma. Piemēram: Cr 2 O 3 + AL = AL 2 O 3 + Cr.

Metalurģijā ir vesela tehnika vielu iegūšanai, pamatojoties uz šādām reakcijām. To sauc par aluminotermiju. Tāpēc ķīmiskajā rūpniecībā šis elements tiek īpaši izmantots citu metālu ražošanai.

Izplatība dabā

Runājot par izplatību starp citiem metāla elementiem, alumīnijs ieņem pirmo vietu. Tā saturs zemes garozā ir 8,8%. Ja salīdzina ar nemetāliem, tad tā vieta būs trešā pēc skābekļa un silīcija.

Augstās ķīmiskās aktivitātes dēļ tas nav atrodams tīrā veidā, bet tikai dažādu savienojumu sastāvā. Tā, piemēram, ir daudz rūdu, minerālu, iežu, kas ietver alumīniju. Taču to iegūst tikai no boksīta, kura saturs dabā nav pārāk augsts.

Visizplatītākās vielas, kas satur attiecīgo metālu, ir:

• laukšpats;
• boksīts;
• granīti;
• silīcija dioksīds;
• alumīnija silikāti;
• bazalts un citi.

Nelielā daudzumā alumīnijs noteikti ir daļa no dzīvo organismu šūnām. Dažas sūnu sugas un jūras dzīvnieki spēj uzkrāt šo elementu savā ķermenī visu mūžu.

Kvīts

Alumīnija fizikālās un ķīmiskās īpašības ļauj to iegūt tikai vienā veidā: ar attiecīgā oksīda kausējuma elektrolīzi. Tomēr šis process ir tehnoloģiski sarežģīts. AL 2 O 3 kušanas temperatūra pārsniedz 2000 0 C. Tāpēc to nevar tieši pakļaut elektrolīzei. Tāpēc rīkojieties šādi.

Produkta iznākums ir 99,7%. Taču iespējams iegūt vēl tīrāku metālu, ko izmanto tehniskām vajadzībām.

Pieteikums

Alumīnija mehāniskās īpašības nav pietiekami labas, lai to izmantotu tīrā veidā. Tāpēc visbiežāk tiek izmantoti sakausējumi, kuru pamatā ir šī viela. To ir daudz, varam nosaukt elementārākos.

1. Duralumīnijs.
2. Alumīnijs-mangāns.
3. Alumīnijs-magnijs.
4. Alumīnijs-varš.
5. Silumīns.
6. Aviāls.

To galvenā atšķirība, protams, ir trešo pušu piedevas. Visi no tiem ir izgatavoti uz alumīnija bāzes. Citi metāli padara materiālu izturīgāku, izturīgāku pret koroziju, nodilumizturīgu un elastīgāku apstrādē.

Ir vairākas galvenās alumīnija pielietojuma jomas gan tīrā veidā, gan tā savienojumu (sakausējumu) veidā.

Kopā ar dzelzi un tās sakausējumiem alumīnijs ir vissvarīgākais metāls. Tieši šie divi periodiskās sistēmas pārstāvji ir atraduši visplašāko rūpniecisko pielietojumu cilvēka rokās.

Alumīnija hidroksīda īpašības

Hidroksīds ir visizplatītākais savienojums, kas veido alumīniju. Tā ķīmiskās īpašības ir tādas pašas kā pašam metālam – tas ir amfoterisks. Tas nozīmē, ka tas spēj izpausties divējādi, reaģējot gan ar skābēm, gan sārmiem.

Alumīnija hidroksīds pats par sevi ir baltas želatīna nogulsnes. To ir viegli iegūt, alumīnija sāli reaģējot ar sārmu vai.Reaģējot ar skābēm, šis hidroksīds dod parasto atbilstošo sāli un ūdeni. Ja reakcija norit ar sārmu, tad veidojas alumīnija hidroksokompleksi, kuros tā koordinācijas skaitlis ir 4. Piemērs: Na ir nātrija tetrahidroksoalumināts.