Алюминий и сплавы алюминия

Из истории открытия алюминия…
«Серебро из глины»
В период открытия алюминия этот металл был дороже золота. Англичане хотели почтить богатым подарком великого русского химика Д.И Менделеева, подарили ему химические весы, в которых одна чашка была изготовлена из золота, другая - из алюминия. Чашка из алюминия стала дороже золотой. Полученное «серебро из глины» заинтересовало не только учёных, но и промышленников и даже императора Франции.
Д.И.Менделеев

Интересные факты
Немецкий учёный Ф.Велер (1827 г.)
Памятник
Дж. Вашингтону В лунном грунте обнаружен алюминий
Самый большой телескоп в России

Применение алюминия

Авиастроение
Применение алюминия и его сплавов во всех видах транспорта, а в особенности воздушного привело к уменьшению собственной массы транспортных средств и к резкому увеличению эффективности их использования.

Кораблестроение
Алюминий и его сплавы применяют при отделке и изготовлении корпусов и дымовых труб судов, спасательных лодок, радарных мачт, трапов.

Машиностроение
Моторы, блоки, головки цилиндров, картеры, коробки передач, насосы и многие другие детали также изготавливают из алюминия и его сплавов.

Пищевая промышленность
Алюминиевая фольга дешевле оловянной и полностью заменила ее как упаковочный материал для пищевых продуктов. Все больше и больше используется алюминий при изготовлении тары для консервирования и храпения продуктов сельского хозяйства.

Военная промышленность
Алюминий, а также его сплавы является стратегическим металлом и широко используется в военной промышленности при строительстве военной техники и оружия: самолетов, танков, артиллерийских установок, ракет, зажигательных веществ, а также для других целей в военной технике.

Строительство
Алюминий и его сплавы применяются в промышленном и гражданском строительстве при изготовления каркасов зданий, ферм, оконных рам, лестниц и др. конструкций.

Электротехника
Алюминий и его сплавы используют в электротехнической промышленности для изготовления кабелей, шинопроводов, конденсаторов, выпрямителей переменного тока.

Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева
Периоды
1
2
3
4
5
6
7
Ряды
1
2
3
4
10
9
8
7
5
6
Группы элементов
I
II
VI
V
VII
III
IV
VIII
Al

Нахождение алюминия в природе

Природные соединения алюминия
Нефелины — KNa3[AlSiO4]4
Глинозёмы (смеси каолинов с песком SiO2, известняком CaCO3, магнезитом MgCO3)
Корунд (сапфир, рубин, наждак) — Al2O3
Полевые шпаты — (K,Na)2O·Al2O3·6SiO2, Ca[Al2Si2O8]
Каолинит — Al2O3·2SiO2 · 2H2O
Берилл (изумруд, аквамарин) — 3ВеО · Al2О3 · 6SiO2

Получение алюминия в промышленности
Алюминий получают электрохимическим методом из бокситов.
2Al2O3 ток> 4Al + 3O2

Свойства алюминия как проводникового материала
Электропроводимость
легкий металл серебристо-белого цвета (3.5 раза легче , чем медь, плотность - 2700 кг/м3). Низкий удельный вес;
температура плавления алюминия зависит от его чистоты и колеблется в пределах 660-667 гр. поС. Нагрев алюминиевого провода требует больше энергетических затрат, чем нагрев и плавление такого же количества меди;
высокая пластичность алюминия позволяет производить фольгу (толщиной до 0.004 мм), изделия глубокой вытяжкой, использовать его для заклепок;
высокая окисляемость на воздухе - большие затраты на изоляцию;
низкая механическая прочность;
снижение проводимости , за счет содержания примесей (физико-химические, механические и технологические свойства алюминия очень сильно зависят от вида и количества примесей, ухудшая большинство свойств чистого металла. Основными естественными примесями в алюминии являются железо и кремний. Железо, например, присутствуя в виде самостоятельной фазы Fe-Al, снижает электропроводность и коррозионную стойкость, ухудшает пластичность, но несколько повышает прочность алюминия.);
хорошая свариваемость;
плохо поддается резанию.

Марки алюминия

Алюминиевые сплавы
Магналий - сплавы алюминия (основа) с магнием (Mg: 1-30%) .
Свойства:
высокой коррозийной стойкостью хорошей свариваемость
высокая пластичность
Применение
Изготавливают фасонные отливки ,листы, проволоку, заклепки и т.д.

Алюминиевые сплавы
Силумин - легкие литейные сплавы алюминия (основа) с кремнием (Si: 4-13%), иногда до 23% .
Применение
Изготавление деталей сложной конфигурации, главным образом в авто- и авиастроении.

Алюминиевые сплавы
Дуралюмин (дюраль, дюралюминий, от названия немецкого города, где было начато промышленное производство сплава). Сплав алюминия (основа) с медью (Cu: 2,2-5,2%), магнием (Mg: 0,2-2,7%) марганцем(Mn: 0,2-1%).
Применение
Является конструкционным материалом для авиационного и транспортного машиностроения.