Katru ķīmisko elementu var aplūkot no trīs zinātņu viedokļa: fizikas, ķīmijas un bioloģijas. Un šajā rakstā mēs centīsimies pēc iespējas precīzāk raksturot alumīniju. Šis ir ķīmiskais elements, kas saskaņā ar periodisko tabulu ir trešajā grupā un trešajā periodā. Alumīnijs ir metāls ar vidēju ķīmisko aktivitāti. Arī tā savienojumos novērojamas amfoteriskas īpašības. Alumīnija atomu masa ir divdesmit seši grami uz molu.

Alumīnija fizikālās īpašības

Normālos apstākļos tā ir cieta viela. Alumīnija formula ir ļoti vienkārša. Tas sastāv no atomiem (neapvienojas molekulās), kas ar kristāliskā režģa palīdzību tiek uzbūvēti nepārtrauktā vielā. Alumīnija krāsa - sudraba-balta. Turklāt tam, tāpat kā visām pārējām šīs grupas vielām, piemīt metālisks spīdums. Rūpniecībā izmantotā alumīnija krāsa var atšķirties sakausējuma piemaisījumu klātbūtnes dēļ. Tas ir diezgan viegls metāls.

Tās blīvums ir 2,7 g / cm3, tas ir, tas ir aptuveni trīs reizes vieglāks par dzelzi. Šajā gadījumā tas var iegūt tikai magniju, kas ir pat vieglāks par attiecīgo metālu. Alumīnija cietība ir diezgan zema. Tajā tas ir zemāks par lielāko daļu metālu. Alumīnija cietība ir tikai divas.Tāpēc, lai to stiprinātu, sakausējumiem uz šī metāla bāzes tiek pievienoti cietāki.

Alumīnija kušana notiek tikai 660 grādu temperatūrā pēc Celsija. Un tas vārās, kad tiek uzkarsēts līdz divi tūkstoši četri simti piecdesmit diviem grādiem pēc Celsija. Tas ir ļoti elastīgs un kausējams metāls. Par šo fiziskā īpašība alumīnijs nav pabeigts. Vēlos arī atzīmēt, ka šim metālam ir vislabākā elektrovadītspēja pēc vara un sudraba.

Izplatība dabā

Alumīnijs, kura tehniskās īpašības mēs tikko apskatījām, vidē ir diezgan izplatīts. To var novērot daudzu minerālvielu sastāvā. Elements alumīnijs ir ceturtais visizplatītākais elements dabā. Tas ir iekšā zemes garoza ir gandrīz deviņi procenti. Galvenie minerāli, kuros atrodas tā atomi, ir boksīts, korunds, kriolīts. Pirmais ir iezis, kas sastāv no dzelzs, silīcija un attiecīgā metāla oksīdiem, un konstrukcijā ir arī ūdens molekulas. Tam ir neviendabīga krāsa: pelēkas, sarkanbrūnas un citas krāsas fragmenti, kas ir atkarīgi no dažādu piemaisījumu klātbūtnes. No trīsdesmit līdz sešdesmit procentiem šīs šķirnes ir alumīnijs, kura fotoattēlu var redzēt iepriekš. Turklāt korunds ir ļoti izplatīts minerāls dabā.

Tas ir alumīnija oksīds. Tā ķīmiskā formula ir Al2O3. Tas var būt sarkans, dzeltens, zils vai brūns. Tās cietība pēc Mosa skalas ir deviņas vienības. Pie korunda šķirnēm pieder labi zināmie safīri un rubīni, leikozafīri, kā arī padparadscha (dzeltenais safīrs).

Kriolīts ir minerāls, kam ir sarežģītāka ķīmiskā formula. Tas sastāv no alumīnija un nātrija fluorīdiem - AlF3.3NaF. Tas izskatās kā bezkrāsains vai pelēcīgs akmens ar zemu cietību - tikai trīs pēc Mosa skalas. Mūsdienu pasaulē tas tiek mākslīgi sintezēts laboratorijā. To izmanto metalurģijā.

Tāpat alumīnijs dabā sastopams mālu sastāvā, kuru galvenās sastāvdaļas ir silīcija un attiecīgā metāla oksīdi, kas saistīti ar ūdens molekulām. Turklāt šo ķīmisko elementu var novērot nefelīnu sastāvā, kuru ķīmiskā formula ir šāda: KNa34.

Kvīts

Alumīnija raksturojums ietver tā sintēzes metožu apsvēršanu. Ir vairākas metodes. Alumīnija ražošana ar pirmo metodi notiek trīs posmos. Pēdējais no tiem ir katoda un oglekļa anoda elektrolīzes procedūra. Lai veiktu šādu procesu, ir nepieciešams alumīnija oksīds, kā arī palīgvielas, piemēram, kriolīts (formula - Na3AlF6) un kalcija fluorīds (CaF2). Lai notiktu ūdenī izšķīdināta alumīnija oksīda sadalīšanās process, tas kopā ar izkausētu kriolītu un kalcija fluorīdu jāuzsilda līdz temperatūrai vismaz deviņsimt piecdesmit grādiem pēc Celsija un pēc tam astoņdesmit tūkstošu ampēru strāvai un spriegums no pieciem līdz astoņiem voltiem. Tādējādi šī procesa rezultātā uz katoda nosēdīsies alumīnijs, un uz anoda sakrāsies skābekļa molekulas, kas savukārt oksidē anodu un pārvērš to oglekļa dioksīdā. Pirms šīs procedūras veikšanas boksīts, kura veidā tiek iegūts alumīnija oksīds, tiek iepriekš attīrīts no piemaisījumiem, kā arī tiek dehidrēts.

Alumīnija ražošana iepriekš aprakstītajā veidā ir ļoti izplatīta metalurģijā. Ir arī metode, ko 1827. gadā izgudroja F. Vēlers. Tas ir saistīts ar faktu, ka alumīniju var iegūt, izmantojot ķīmisku reakciju starp tā hlorīdu un kāliju. Šādu procesu iespējams veikt, tikai radot īpašus apstākļus ļoti augstas temperatūras un vakuuma veidā. Tātad no viena mola hlorīda un tāda paša tilpuma kālija var iegūt vienu molu alumīnija un trīs molus kā blakusproduktu. Šo reakciju var uzrakstīt kā vienādojumu: АІСІ3 + 3К = АІ + 3КІ. Šī metode metalurģijā nav guvusi lielu popularitāti.

Alumīnija raksturojums ķīmijas ziņā

Kā minēts iepriekš, šī ir vienkārša viela, kas sastāv no atomiem, kas nav apvienoti molekulās. Līdzīgas struktūras veido gandrīz visus metālus. Alumīnijam ir diezgan augsta ķīmiskā aktivitāte un spēcīgas reducējošās īpašības. Alumīnija ķīmiskais raksturojums sāksies ar tā reakciju aprakstu ar citām vienkāršām vielām, un pēc tam tiks aprakstīta mijiedarbība ar sarežģītiem neorganiskiem savienojumiem.

Alumīnijs un vienkāršas vielas

Tajos ietilpst, pirmkārt, skābeklis - visizplatītākais savienojums uz planētas. Divdesmit viens procents Zemes atmosfēras sastāv no tā. Noteiktas vielas reakcijas ar jebkuru citu sauc par oksidēšanos vai sadegšanu. Tas parasti notiek augstā temperatūrā. Bet alumīnija gadījumā normālos apstākļos ir iespējama oksidēšanās - tā veidojas oksīda plēve. Ja šis metāls tiek sasmalcināts, tas sadegs, vienlaikus izdalot lielu daudzumu enerģijas siltuma veidā. Lai veiktu reakciju starp alumīniju un skābekli, šie komponenti ir nepieciešami molārā attiecībā 4:3, kā rezultātā veidojas divas oksīda daļas.

Šo ķīmisko mijiedarbību izsaka ar šādu vienādojumu: 4АІ + 3О2 = 2АІО3. Ir iespējamas arī alumīnija reakcijas ar halogēniem, kas ietver fluoru, jodu, bromu un hloru. Šo procesu nosaukumi nāk no atbilstošo halogēnu nosaukumiem: fluorēšana, jodēšana, bromēšana un hlorēšana. Tās ir tipiskas pievienošanas reakcijas.

Piemēram, mēs sniedzam alumīnija mijiedarbību ar hloru. Šāds process var notikt tikai aukstumā.

Tātad, ņemot divus molus alumīnija un trīs molus hlora, mēs iegūstam divus molus attiecīgā metāla hlorīda. Šīs reakcijas vienādojums ir šāds: 2АІ + 3СІ = 2АІСІ3. Tādā pašā veidā var iegūt alumīnija fluorīdu, tā bromīdu un jodīdu.

Ar sēru attiecīgā viela reaģē tikai karsējot. Lai veiktu mijiedarbību starp šiem diviem savienojumiem, tie jāņem molārās proporcijās no divām līdz trim, un veidojas viena alumīnija sulfīda daļa. Reakcijas vienādojumam ir šāda forma: 2Al + 3S = Al2S3.

Turklāt augstā temperatūrā alumīnijs mijiedarbojas ar oglekli, veidojot karbīdu, un ar slāpekli, veidojot nitrīdu. Kā piemēru var minēt šādus ķīmisko reakciju vienādojumus: 4AI + 3C = AI4C3; 2Al + N2 = 2AlN.

Mijiedarbība ar sarežģītām vielām

Tie ietver ūdeni, sāļus, skābes, bāzes, oksīdus. Ar visiem šiem ķīmiskajiem savienojumiem alumīnijs reaģē dažādos veidos. Apskatīsim katru gadījumu tuvāk.

Reakcija ar ūdeni

Sildot, alumīnijs mijiedarbojas ar visizplatītāko komplekso vielu uz Zemes. Tas notiek tikai oksīda plēves iepriekšējas noņemšanas gadījumā. Mijiedarbības rezultātā, amfoteriskais hidroksīds un ūdeņradis tiek izlaists gaisā. Paņemot divas daļas alumīnija un sešas daļas ūdens, mēs iegūstam hidroksīdu un ūdeņradi molārās proporcijās no divām līdz trim. Šīs reakcijas vienādojums ir uzrakstīts šādi: 2АІ + 6Н2О = 2АІ (ОН) 3 + 3Н2.

Mijiedarbība ar skābēm, bāzēm un oksīdiem

Tāpat kā citi aktīvie metāli, alumīnijs spēj iesaistīties aizstāšanas reakcijā. To darot, tas var izspiest ūdeņradi no skābes vai pasīvāka metāla katjonu no tā sāls. Šādas mijiedarbības rezultātā veidojas alumīnija sāls, izdalās arī ūdeņradis (skābes gadījumā) vai nogulsnējas tīrs metāls (mazāk aktīvs par aplūkojamo). Otrajā gadījumā izpaužas iepriekš minētās atjaunojošās īpašības. Kā piemēru var minēt alumīnija mijiedarbību, ar kuru veidojas alumīnija hlorīds un gaisā izdalās ūdeņradis. Šāda veida reakcija tiek izteikta ar šādu vienādojumu: 2AI + 6HCI = 2AICI3 + 3H2.

Alumīnija un sāls mijiedarbības piemērs ir tā reakcija ar.Ņemot šos divus komponentus, mēs galu galā iegūsim tīru varu, kas nogulsnēs. Ar tādām skābēm kā sērskābe un slāpekļskābe alumīnijs reaģē savdabīgi. Piemēram, ja alumīniju pievieno atšķaidītam nitrātskābes šķīdumam molārās attiecībās astoņas daļas pret trīsdesmit, veidojas astoņas attiecīgā metāla nitrāta daļas, trīs daļas slāpekļa oksīda un piecpadsmit daļas ūdens. Šīs reakcijas vienādojums ir uzrakstīts šādi: 8Al + 30HNO3 = 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O. Šis process notiek tikai augstas temperatūras klātbūtnē.

Ja sajaucam alumīniju un vāju sulfātskābes šķīdumu molārās attiecībās no diviem līdz trīs, mēs iegūstam attiecīgā metāla sulfātu un ūdeņradi proporcijā viens pret trīs. Tas nozīmē, ka notiks parasta aizstāšanas reakcija, kā tas notiek ar citām skābēm. Skaidrības labad mēs piedāvājam vienādojumu: 2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2. Taču ar tās pašas skābes koncentrētu šķīdumu viss ir sarežģītāk. Šeit, tāpat kā nitrātu gadījumā, veidojas blakusprodukts, bet ne oksīda, bet sēra un ūdens veidā. Ja ņemam divus mums nepieciešamos komponentus molārajā attiecībā no divi pret četriem, tad rezultātā iegūstam vienu daļu attiecīgā metāla sāls un sēra, kā arī četras ūdens. Šo ķīmisko mijiedarbību var izteikt, izmantojot šādu vienādojumu: 2Al + 4H2SO4 = Al2(SO4)3 + S + 4H2O.

Turklāt alumīnijs spēj reaģēt ar sārmu šķīdumiem. Lai veiktu šādu ķīmisko mijiedarbību, jums ir jāņem divi moli attiecīgā metāla, tāds pats daudzums vai kālijs, kā arī seši moli ūdens. Rezultātā veidojas tādas vielas kā nātrija vai kālija tetrahidroksoalumināts, kā arī ūdeņradis, kas izdalās kā gāze ar asu smaku molārās proporcijās no divi līdz trīs. Šo ķīmisko reakciju var attēlot kā šādu vienādojumu: 2AI + 2KOH + 6H2O = 2K[AI(OH)4] + 3H2.

Un pēdējā lieta, kas jāņem vērā, ir alumīnija mijiedarbības modeļi ar dažiem oksīdiem. Visizplatītākais un izmantotais gadījums ir Beketova reakcija. Tas, tāpat kā daudzi citi iepriekš apspriestie, notiek tikai augstā temperatūrā. Tātad, lai to ieviestu, ir jāņem divi moli alumīnija un viens mols dzelzs oksīda. Šo divu vielu mijiedarbības rezultātā iegūstam alumīnija oksīdu un brīvo dzelzi attiecīgi viena un divu molu apjomā.

Attiecīgā metāla izmantošana rūpniecībā

Ņemiet vērā, ka alumīnija izmantošana ir ļoti izplatīta parādība. Pirmkārt, tas ir vajadzīgs aviācijas nozarei. Līdztekus tam tiek izmantoti arī sakausējumi, kuru pamatā ir attiecīgais metāls. Var teikt, ka vidējais lidaparāts ir 50% no alumīnija sakausējumiem, un tā dzinējs ir 25%. Arī alumīnijs tiek izmantots vadu un kabeļu ražošanas procesā, pateicoties tā lieliskajai elektrovadītspējai. Turklāt šis metāls un tā sakausējumi tiek plaši izmantoti automobiļu rūpniecībā. No šiem materiāliem izgatavotas vieglo automašīnu, autobusu, trolejbusu, dažu tramvaju, kā arī parasto un elektrovilcienu vagonu virsbūves.

To izmanto arī mazākiem mērķiem, piemēram, pārtikas un citu produktu, trauku iepakojuma ražošanai. Lai izgatavotu sudraba krāsu, ir nepieciešams attiecīgā metāla pulveris. Šāda krāsa ir nepieciešama, lai aizsargātu dzelzi no korozijas. Var teikt, ka alumīnijs ir otrs visbiežāk izmantotais metāls rūpniecībā pēc dzelzs. Tā savienojumus un sevi bieži izmanto ķīmiskajā rūpniecībā. Tas ir saistīts ar alumīnija īpašajām ķīmiskajām īpašībām, tostarp tā reducējošām īpašībām un tā savienojumu amfoterisko raksturu. Aplūkojamā ķīmiskā elementa hidroksīds ir nepieciešams ūdens attīrīšanai. Turklāt to izmanto medicīnā vakcīnu ražošanas laikā. To var atrast arī dažās plastmasās un citos materiālos.

Loma dabā

Kā jau minēts iepriekš, alumīnijs lielos daudzumos ir atrodams zemes garozā. Tas ir īpaši svarīgi dzīviem organismiem. Alumīnijs piedalās augšanas procesu regulēšanā, veido saistaudus, piemēram, kaulu, saišu un citus. Pateicoties šim mikroelementam, ķermeņa audu reģenerācijas procesi tiek veikti ātrāk. Tās trūkumu raksturo šādi simptomi: attīstības un augšanas traucējumi bērniem, pieaugušajiem - hronisks nogurums, samazināta veiktspēja, traucēta kustību koordinācija, audu reģenerācijas palēninājums, muskuļu vājums, īpaši ekstremitātēs. Šī parādība var rasties, ja ēdat pārāk maz pārtikas, kas satur šo mikroelementu.

Tomēr biežāk sastopama problēma ir alumīnija pārpalikums organismā. Šajā gadījumā bieži tiek novēroti šādi simptomi: nervozitāte, depresija, miega traucējumi, atmiņas zudums, stresa izturība, muskuļu un skeleta sistēmas mīkstināšana, kas var izraisīt biežus lūzumus un sastiepumus. Ar ilgstošu alumīnija pārpalikumu organismā bieži rodas problēmas gandrīz katras orgānu sistēmas darbā.

Šo parādību var izraisīt vairāki iemesli. Pirmkārt, zinātnieki jau sen ir pierādījuši, ka trauki, kas izgatavoti no attiecīgā metāla, nav piemēroti ēdiena pagatavošanai tajos, jo augstā temperatūrā daļa alumīnija nokļūst pārtikā, un rezultātā jūs patērējat daudz vairāk šī metāla. mikroelementu, nekā organismam nepieciešams.

Otrs iemesls ir regulāra kosmētikas lietošana, kas satur attiecīgo metālu vai tā sāļus. Pirms jebkura produkta lietošanas rūpīgi jāizlasa tā sastāvs. Kosmētika nav izņēmums.

Trešais iemesls ir ilgstoša zāļu lietošana, kas satur daudz alumīnija. Kā arī nepareiza vitamīnu un uztura bagātinātāju lietošana, kas ietver šo mikroelementu.

Tagad izdomāsim, kuri produkti satur alumīniju, lai regulētu savu uzturu un pareizi sakārtotu ēdienkarti. Pirmkārt, tie ir burkāni, kausētie sieri, kvieši, alauns, kartupeļi. No augļiem ieteicami avokado un persiki. Turklāt baltie kāposti, rīsi, daudzi ārstnieciskie augi. Arī attiecīgā metāla katjonus var saturēt dzeramajā ūdenī. Lai izvairītos no palielināta vai samazināta alumīnija satura organismā (tomēr, tāpat kā jebkura cita mikroelementa), jums rūpīgi jāuzrauga diēta un jācenšas padarīt to pēc iespējas līdzsvarotāku.

Šis vieglais metāls ar sudrabaini baltu nokrāsu ir sastopams gandrīz visur mūsdienu dzīvē. Alumīnija fizikālās un ķīmiskās īpašības ļauj to plaši izmantot rūpniecībā. Slavenākās atradnes atrodas Āfrikā, Dienvidamerikā, Karību jūras reģionā. Krievijā boksīta ieguves vietas atrodas Urālos. Pasaules līderi alumīnija ražošanā ir Ķīna, Krievija, Kanāda un ASV.

Al kalnrūpniecība

Dabā šis sudrabainais metāls tā augstās ķīmiskās aktivitātes dēļ ir sastopams tikai savienojumu veidā. Vispazīstamākie ģeoloģiskie ieži, kas satur alumīniju, ir boksīts, alumīnija oksīds, korunds un laukšpats. Boksīts un alumīnija oksīds ir rūpnieciski nozīmīgi, tieši šo rūdu atradnes ļauj iegūt alumīniju tīrā veidā.

Īpašības

Fizikālās īpašības alumīnijs ļauj viegli ievilkt šī metāla sagataves stieplē un sarullēt plānās loksnēs. Šis metāls nav izturīgs, lai palielinātu šo rādītāju kausēšanas laikā, tas tiek leģēts ar dažādām piedevām: varu, silīciju, magniju, mangānu, cinku. Rūpnieciskiem nolūkiem svarīga ir vēl viena alumīnija fiziska īpašība - tā ir tā spēja ātri oksidēties gaisā. Alumīnija izstrādājuma virsma vivo parasti pārklāts ar plānu oksīda plēvi, kas efektīvi aizsargā metālu un novērš tā koroziju. Kad šī plēve tiek iznīcināta, sudrabainais metāls ātri oksidējas, savukārt tā temperatūra jūtami paaugstinās.

Alumīnija iekšējā struktūra

Alumīnija fizikālās un ķīmiskās īpašības lielā mērā ir atkarīgas no tā iekšējās struktūras. Šī elementa kristāla režģis ir sava veida seju centrēts kubs.

Šis režģa veids ir raksturīgs daudziem metāliem, piemēram, varš, broms, sudrabs, zelts, kobalts un citi. Augsta siltumvadītspēja un spēja vadīt elektrību ir padarījusi šo metālu par vienu no pieprasītākajiem pasaulē. Atlikušās alumīnija fizikālās īpašības, kuru tabula ir parādīta zemāk, pilnībā atklāj tā īpašības un parāda to pielietojuma jomu.

Alumīnija sakausēšana

Vara un alumīnija fizikālās īpašības ir tādas, ka, pievienojot alumīnija sakausējumam noteiktu vara daudzumu, tā kristāliskais režģis tiek saliekts un palielinās paša sakausējuma stiprība. Vieglo sakausējumu leģēšana balstās uz šo Al īpašību palielināt to izturību un izturību pret agresīvu vidi.

Sacietēšanas procesa skaidrojums slēpjas vara atomu uzvedībā alumīnija kristāla režģī. Cu daļiņas mēdz izkrist no Al kristāla režģa un tiek sagrupētas tā īpašajās zonās.

Vietās, kur vara atomi veido kopas, veidojas CuAl 2 jaukta tipa kristāla režģis, kurā sudraba metāla daļiņas vienlaikus ir daļa gan no vispārējā alumīnija kristālrežģa, gan CuAl 2 jauktā tipa režģa sastāva Iekšējo saišu spēki iekšā. izkropļots režģis ir daudz lielāks nekā parasti. Tas nozīmē, ka jaunizveidotās vielas stiprums ir daudz lielāks.

Ķīmiskās īpašības

Ir zināma alumīnija mijiedarbība ar atšķaidītu sērskābi un sālsskābi. Sildot, šis metāls tajos viegli izšķīst. Auksti koncentrēta vai ļoti atšķaidīta slāpekļskābe šo elementu neizšķīdina. Sārmu ūdens šķīdumi aktīvi ietekmē vielu, reakcijas laikā veidojot aluminātus - sāļus, kas satur alumīnija jonus. Piemēram:

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

Iegūto savienojumu sauc par nātrija tetrahidroksoaluminātu.

Plāna plēve uz alumīnija izstrādājumu virsmas aizsargā šo metālu ne tikai no gaisa, bet arī no ūdens. Ja šī plānā barjera tiek noņemta, elements vardarbīgi mijiedarbosies ar ūdeni, atbrīvojot no tā ūdeņradi.

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

Iegūto vielu sauc par alumīnija hidroksīdu.

AL (OH) 3 reaģē ar sārmu, veidojot hidroksoalumināta kristālus:

Al(OH)2 +NaOH=2Na

Ja šis ķīmiskais vienādojums pievienojot iepriekšējam, iegūstam formulu elementa izšķīdināšanai sārmainā šķīdumā.

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

Dedzinošs alumīnijs

Alumīnija fizikālās īpašības ļauj tam reaģēt ar skābekli. Ja šī metāla vai alumīnija folijas pulveri karsē, tas uzliesmo un sadeg ar akli baltu liesmu. Reakcijas beigās veidojas alumīnija oksīds Al 2 O 3.

Alumīnija oksīds

Iegūtā alumīnija oksīda ģeoloģiskais nosaukums ir alumīnija oksīds. Dabiskos apstākļos tas notiek korunda veidā - cieti caurspīdīgi kristāli. Korundam ir augsta cietība, tā rādītājs cietvielu skalā ir 9. Pats korunds ir bezkrāsains, taču dažādi piemaisījumi var to nokrāsot sarkanu un zilu, tāpēc izrādās dārgakmeņi, ko rotaslietās sauc par rubīniem un safīriem.

Alumīnija oksīda fizikālās īpašības ļauj audzēt šos dārgakmeņus mākslīgos apstākļos. Tehniskie dārgakmeņi tiek izmantoti ne tikai rotaslietas, tos izmanto precīzās mērierīcēs, pulksteņu un citu lietu ražošanā. Mākslīgos rubīna kristālus plaši izmanto arī lāzerierīcēs.

Smalkgraudaina korunda šķirne ar liela summa piemaisījumi, kas nogulsnēti uz īpašas virsmas, visiem ir zināmi kā smirģelis. Alumīnija oksīda fizikālās īpašības izskaidro korunda augstās abrazīvās īpašības, kā arī tā cietību un izturību pret berzi.

alumīnija hidroksīds

Al 2 (OH) 3 ir tipisks amfoterisks hidroksīds. Kombinācijā ar skābi šī viela veido sāli, kas satur pozitīvi lādētus alumīnija jonus, sārmos veido aluminātus. Vielas amfoteriskums izpaužas faktā, ka tā var darboties gan kā skābe, gan kā sārms. Šis savienojums var pastāvēt gan želejā, gan cietā veidā.

Tas praktiski nešķīst ūdenī, bet reaģē ar lielāko daļu aktīvāko skābju un sārmu. Alumīnija hidroksīda fizikālās īpašības izmanto medicīnā, tas ir populārs un drošs līdzeklis skābuma samazināšanai organismā, lieto gastrītu, duodenītu, čūlu gadījumos. Rūpniecībā Al 2 (OH) 3 izmanto kā adsorbentu, tas lieliski attīra ūdeni un izgulsnē tajā izšķīdušos kaitīgos elementus.

Rūpnieciskā izmantošana

Alumīnijs tika atklāts 1825. gadā. Sākumā šis metāls tika novērtēts augstāk par zeltu un sudrabu. Tas bija saistīts ar grūtībām to iegūt no rūdas. Alumīnija fizikālās īpašības un spēja ātri izveidot aizsargplēvi uz tā virsmas apgrūtināja šī elementa izpēti. Tikai 19. gadsimta beigās ērts veids tīra elementa kausēšana, piemērota rūpnieciskai lietošanai.

Vieglums un spēja pretoties korozijai ir alumīnija unikālās fizikālās īpašības. Šī sudrabotā metāla sakausējumi tiek izmantoti raķešu tehnoloģijā, automašīnu, kuģu, lidmašīnu un instrumentu ražošanā, galda piederumu un piederumu ražošanā.

Kā tīrs metāls Al tiek izmantots ķīmisko iekārtu detaļu, elektrisko vadu un kondensatoru ražošanā. Alumīnija fizikālās īpašības ir tādas, ka tā elektrovadītspēja nav tik augsta kā vara, taču šo trūkumu kompensē attiecīgā metāla vieglums, kas ļauj alumīnija stieples padarīt biezākas. Tātad ar tādu pašu elektrovadītspēju alumīnija stieple sver uz pusi mazāk nekā vara stieple.

Tikpat svarīgi ir Al izmantošana aluminizācijas procesā. Šis ir čuguna vai tērauda izstrādājuma virsmas piesātinājuma reakcijas nosaukums ar alumīniju, lai aizsargātu parasto metālu no korozijas karsēšanas laikā.

Šobrīd izpētītās alumīnija rūdu rezerves ir diezgan salīdzināmas ar cilvēku vajadzībām pēc šī sudrabotā metāla. Alumīnija fizikālās īpašības var radīt daudz vairāk pārsteigumu tā pētniekiem, un šī metāla darbības joma ir daudz plašāka, nekā varētu iedomāties.

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.

Vienkāršā viela alumīnijs ir mīksts, viegls, sudrabaini balts metāls.

Īpašības

Alumīnijs ir tipisks metāls, kristāla režģis ir uz sejas centrēts kubisks, parametrs a = 0,40403 nm. Tīra metāla kušanas temperatūra ir 660°C, viršanas temperatūra ir aptuveni 2450°C, blīvums ir 2,6989 g/cm3. Alumīnija lineārās izplešanās temperatūras koeficients ir aptuveni 2,5·10-5 K-1 Standarta elektroda potenciāls Al 3+/Al ir 1,663 V.

Ķīmiski alumīnijs ir diezgan aktīvs metāls. Gaisā tā virsma uzreiz tiek pārklāta ar blīvu Al 2 O 3 oksīda plēvi, kas novērš skābekļa (O) turpmāku piekļuvi metālam un noved pie reakcijas izbeigšanās, kas rada augstas alumīnija pretkorozijas īpašības. . Aizsargplēve uz alumīnija veidojas arī tad, ja to ievieto koncentrētā slāpekļskābē.

Alumīnijs aktīvi reaģē ar citām skābēm:

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

3H2SO4 + 2Al \u003d Al2(SO4)3 + 3H2.

Alumīnijs reaģē ar sārmu šķīdumiem. Pirmkārt, aizsargājošā oksīda plēve tiek izšķīdināta:

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

Pēc tam notiek reakcijas:

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

NaOH + Al (OH) 3 \u003d Na,

vai kopā:

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

un rezultātā veidojas alumināti: Na - nātrija alumināts (Na) (nātrija tetrahidroksoalumināts), K - kālija alumināts (K) (kālija tetrahidroksoalumināts) vai citi Tā kā alumīnija atomu šajos savienojumos raksturo koordinācijas skaitlis 6 , nevis 4 , tad šo tetrahidrokso savienojumu faktiskās formulas ir šādas:

Na un K.

Sildot, alumīnijs reaģē ar halogēniem:

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

2Al + 3Br2 = 2AlBr3.

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 + 3I 2 = 2AlI 3.

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

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

ko viegli sadala ūdens:

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

Alumīnijs tieši mijiedarbojas ar ūdeņradi (H), tomēr netieši, piemēram, izmantojot alumīnija organiskos savienojumus, ir iespējams sintezēt cietu polimēru alumīnija hidrīdu (AlH 3) x - spēcīgāko reducētāju.

Pulvera veidā alumīniju var sadedzināt gaisā, un veidojas balts ugunsizturīgs alumīnija oksīda Al 2 O 3 pulveris.

Augstā saites stiprība Al 2 O 3 nosaka tā veidošanās lielo siltumu no vienkāršas vielas un alumīnija spēja reducēt daudzus metālus no to oksīdiem, piemēram:

3Fe 3 O 4 + 8Al = 4Al 2 O 3 + 9Fe un pat

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

Šo metālu iegūšanas metodi sauc aluminotermija.

Amfoteriskais oksīds Al 2 O 3 atbilst amfoteriskajam hidroksīdam - amorfam polimēra savienojumam, kam nav nemainīga sastāva. Alumīnija hidroksīda sastāvu var izteikt ar formulu xAl 2 O 3 yH 2 O, mācoties ķīmiju skolā, alumīnija hidroksīda formulu visbiežāk norāda kā Al (OH) 3.

Laboratorijā alumīnija hidroksīdu var iegūt želatīna nogulšņu veidā apmaiņas reakcijās:

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

vai pievienojot sodas alumīnija sāls šķīdumam:

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

un arī pievienojot alumīnija sāls šķīdumam amonjaka šķīdumu:

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

Atklājuma nosaukums un vēsture: Alumīnijs latīņu valodā ir cēlies no latīņu vārda alumen, kas nozīmē alum (alumīnijs un kālija sulfāts (K) KAl (SO 4) 2 12H 2 O), ko jau sen izmanto ādas apstrādē un kā savelkošu līdzekli. Augstās ķīmiskās aktivitātes dēļ tīra alumīnija atklāšana un izolācija ilga gandrīz 100 gadus. Secinājumu, ka no alauna var iegūt "zemi" (ugunsizturīgu vielu, mūsdienu valodā runājot - alumīnija oksīdu), tālajā 1754. gadā izdarīja vācu ķīmiķis A. Marggrafs. Vēlāk izrādījās, ka to pašu "zemi" var izolēt no māla, un to sauca par alumīnija oksīdu. Tikai 1825. gadā dāņu fiziķis H. K. Oersteds varēja iegūt metālisku alumīniju. Viņš apstrādāja alumīnija hlorīdu AlCl 3, 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 (Francija) un C. Hols (ASV). Alumīnija ražošana ir saistīta ar augsta plūsma elektrību, tāpēc plašā mērogā tas tika realizēts tikai 20. gs. Padomju Savienībā pirmais rūpnieciskais alumīnijs tika iegūts 1932. gada 14. maijā Volhovas alumīnija rūpnīcā, kas uzcelta blakus Volhovas hidroelektrostacijai.

1. sadaļa. Alumīnija atklāšanas nosaukums un vēsture.

2. sadaļa. Vispārējie raksturlielumi 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. Pārstrādes kvalitāte un tirdzniecības preču ražošanas produktivitāte ir svarīgākie valsts attīstības līmeņa rādītāji.

Izmantotie materiāli mūsdienīgi dizaini, papildus augstas stiprības raksturlielumiem, ir jābūt īpašību kopumam, piemēram, paaugstinātai izturībai pret koroziju, karstumizturībai, siltuma un elektrovadītspējai, ugunsizturībai, kā arī spējai saglabāt šīs īpašības apstākļos ilgs darbs zem slodzēm.

Zinātnes attīstība un ražošanas procesi krāsaino metālu lietuvju ražošanas jomā mūsu valstī atbilst progresīvajiem zinātnes un tehnoloģiju progresa sasniegumiem. Viņu 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 apstrādei un kā savelkošs līdzeklis. Al, periodiskās sistēmas III grupas ķīmiskais elements, atomskaitlis 13, atommasa 26, 98154. Augstās ķīmiskās aktivitātes dēļ tīra alumīnija atklāšana un izolācija ievilkās 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 ar kālija amalgamu (kālija (K) sakausējumu ar dzīvsudrabu (Hg)) alumīnija hlorīdu AlCl3, ko varēja iegūt no alumīnija oksīda, 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 augstām elektroenerģijas izmaksām, tāpēc plašā mērogā tā tika realizēta tikai 20. gadsimtā. IN 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.

Jaunākas 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 zemā temperatūrā.

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. IN Krievijas Federācija Sibīrijā un Urālos ir boksīta atradnes. 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 atkal veidojas uz tīrītajām vietām.

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 tiek plaši izmantots būvniecībā apšuvuma paneļu, durvju, logu rāmji, elektrības kabeļi. Alumīnija sakausējumi ilgstoši nav pakļauti spēcīgai korozijai, saskaroties ar betonu, java, apmetums, 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 iegūst ar visām iespējamām liešanas metodēm. Tas ir visizplatītākais zem spiediena, aukstuma veidnēs un smilšmāla veidnēs. Mazo politisko partiju ražošanā to izmanto liešanaģipša kombinētajās formās un liešana investīciju modeļiem. Lietie sakausējumi tiek izmantoti, lai izgatavotu elektromotoru rotorus, lidmašīnu daļas utt. Kaltus sakausējumus izmanto automobiļu ražošanā iekšējā apdare, bamperi, virsbūves paneļi un interjera detaļas; būvniecībā kā apdares materiāls; lidmašīnās utt.

IN 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 izmanto tīru alumīniju (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 pavadonis Zeme. 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 (pēc skābuma) 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 ir ļoti viegli sabojāt ikdienas dzīvē, lietošana alumīnija virtuves piederumi joprojām nevēlams.

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).

Elektriskās pretestības temperatūras koeficients ir 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 viena stabils izotops 27Al ar 26Al pēdām, radioaktīvs izotops 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.

Dabiskajos ūdeņos alumīnijs ir atrodams zemu toksisku ķīmisku savienojumu, piemēram, alumīnija fluorīda, veidā. 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 formēšanas 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 maza augstuma lējumiem parasti 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 plāns slānis petrolejas-stearīna smērviela.

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, vaļīgumu, oksīda plēves, karstās plaisas un plānu sienu nepilnīgu piepildījumu. Tas tiek panākts, izmantojot izplešanās vārtu sistēmas, kas nodrošina mazu kausējuma kustības ātrumu veidnes dobumā, ar ledusskapju palīdzību virzītu termovienību sacietēšanu uz stāvvadiem un paaugstinot pelējuma atbilstību, palielinot kvarca smilšu saturu 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 ir pārklāta ar plānu atdalošās emulsijas kārtu (5% silikona šķidrums 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 tādas pašas stingra sistēmas un temperatūras apstākļi, kā liejot smilšu veidnēs.

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. jēdziens 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 no veidnes dobuma tiek izvadīti 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, kas paredzēts paneļu tipa liela izmēra lējumu (2500x1400 mm) ražošanai ar sieniņu biezumu 2-3 mm. Šim nolūkam tiek izmantotas metāla pusveidnes, kuras tiek montētas uz specializētām liešanas-spiešanas mašīnām ar pusveidņu vienpusēju vai divpusēju saplūšanu. Šīs liešanas metodes īpatnība ir veidnes dobuma piespiedu piepildīšana ar plašu kausējuma plūsmu, kad veidnes pusītes 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 diapazons.

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. Augsts asinsspiediens veicina masīvu liešanas vienību 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 1,2mm, atliets ārējais 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, vārtu kanālu un presēšanas kameras izvirzījuma 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 un 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.

Ražošanā celtniecības materiāli kā gāzi ģenerējošs 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 daudzu sakausējumu sastāvdaļa. 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 divkomponentu augstas veiktspējas raķešu degvielu raķešu degviela un kā degvielas sastāvdaļa cieto raķešu degvielu. 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.

Galvenokārt iedarbojas uz nervu sistēma(uzkrājas nervu audos, izraisot smagus centrālās nervu sistēmas darbības traucējumus). Tomēr alumīnija neirotoksiskās īpašības sāka pētīt 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 nonāk skābekļa oktaedros un tetraedros, nemainīga valence (3), vairumam slikta šķīdība dabiskie savienojumi. Endogēnos procesos magmas sacietēšanas un magmatisko iežu veidošanās laikā alumīnijs nokļūst kristāla režģis laukšpats, vizlas un citi minerāli - aluminosilikāti. 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. IN augu izcelsmes produkti alumīnija saturs svārstās no 4 mg uz 1 kg sausnas (kartupeļiem) līdz 46 mg (dzeltenajiem rāceņiem), 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 arī dzelzceļa transportā. 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. Pēdējos gados 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 piemaisījumiem. kaitīgiem piemaisījumiem, ārkārtīgi pastiprinoša jumta dzelzs atmosfēras korozija.

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. [Tiek ražotas paaugstinātas stiprības un paaugstinātas šļūdes pretestības alumīnija stieples, ko panāk sakausējot ar magniju līdz 0,5%, silīciju līdz 0,5%, dzelzi līdz 0,45%, sacietējot un novecojot. Tiek izmantotas tērauda-alumīnija stieples, 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 regulāri atkārtojošu regulāru šūnu sistēmu. ģeometriskā forma, kuras 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...... Dāla skaidrojošā vārdnīca

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, senatnē 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

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.

Pats alumīnijs ir ļoti ķīmisks aktīvs 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 komerciālā 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. Ūdens tvaiki, kas disocē pie 500 C, kaitīgi ietekmē alumīniju, zemākā temperatūrā tvaika iedarbība ir niecīga.

Alumīnijs ir stabils šādās vidēs:

industriālā atmosfēra

Dabiski 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.