Меню

Алюминий какого цвета бывает



Алюминий

Алюминий – это пластичный и лёгкий металл белого цвета, покрытый серебристой матовой оксидной плёнкой. В периодической системе Д. И. Менделеева этот химический элемент обозначается, как Al (Aluminium) и находится в главной подгруппе III группы, третьего периода, под атомным номером 13. Купить алюминий вы можете на нашем сайте.

История открытия

В 16 веке знаменитый Парацельс сделал первый шаг к добыче алюминия. Из квасцов он выделил «квасцовую землю», которая содержала оксид неизвестного тогда металла. В 18 веке к этому эксперименту вернулся немецкий химик Андреас Маргграф. Оксид алюминия он назвал «alumina», что на латинском языке означает «вяжущий». На тот момент металл не пользовался популярностью, так как не был найден в чистом виде.
Долгие годы выделить чистый алюминий пытались английские, датские и немецкие учёные. В 1855 году в Париже на Всемирной выставке металл алюминий произвёл фурор. Из него делали только предметы роскоши и ювелирные украшения, так как металл был достаточно дорогим. В конце 19 века появился более современный и дешёвый метод получения алюминия. В 1911 году в Дюрене выпустили первую партию дюралюминия, названного в честь города. В 1919 из этого материала был создан первый самолёт.

Физические свойства

Металл алюминий характеризуется высокой электропроводностью, теплопроводностью, стойкостью к коррозии и морозу, пластичностью. Он хорошо поддаётся штамповке, ковке, волочению, прокатке. Алюминий хорошо сваривается различными видами сварки. Важным свойством является малая плотность около 2,7 г/см³. Температура плавления составляет около 660°С.
Механические, физико-химические и технологические свойства алюминия зависят от наличия и количества примесей, которые ухудшают свойства чистого металла. Основные естественные примеси – это кремний, железо, цинк, титан и медь.

По степени очистки различают алюминий высокой и технической чистоты. Практическое различие заключается в отличии коррозионной устойчивости к некоторым средам. Чем чище металл, тем он дороже. Технический алюминий используется для изготовления сплавов, проката и кабельно-проводниковой продукции. Металл высокой чистоты применяют в специальных целях.
По показателю электропроводности алюминий уступает только золоту, серебру и меди. А сочетание малой плотности и высокой электропроводности позволяет конкурировать в сфере кабельно-проводниковой продукции с медью. Длительный отжиг улучшает электропроводность, а нагартовка ухудшает.

Теплопроводность алюминия повышается с увеличением чистоты металла. Примеси марганца, магния и меди снижают это свойство. По показателю теплопроводности алюминий проигрывает только меди и серебру. Благодаря этому свойству металл применяется в теплообменниках и радиаторах охлаждения.
Алюминий обладает высокой удельной теплоёмкостью и теплотой плавления. Эти показатели значительно больше, чем у большинства металлов. Чем выше степень чистоты алюминия, тем больше он способен отражать свет от поверхности. Металл хорошо полируется и анодируется.

Алюминий имеет большое сродство к кислороду и покрывается на воздухе тонкой прочной плёнкой оксида алюминия. Эта плёнка защищает металл от последующего окисления и обеспечивает его хорошие антикоррозионные свойства. Алюминий обладает стойкостью к атмосферной коррозии, морской и пресной воде, практически не вступает во взаимодействия с органическими кислотами, концентрированной или разбавленной азотной кислотой.

Химические свойства

Алюминий — это достаточно активный амфотерный металл. При обычных условиях прочная оксидная плёнка определяет его стойкость. Если разрушить оксидную плёнку, алюминий выступает как активный металл-восстановитель. В мелкораздробленном состоянии и при высокой температуре металл взаимодействует с кислородом. При нагревании происходят реакции с серой, фосфором, азотом, углеродом, йодом. При обычных условиях металл взаимодействует с хлором и бромом. С водородом реакции не происходит. С металлами алюминий образует сплавы, содержащие интерметаллические соединения – алюминиды.

При условии очищения от оксидной пленки, происходит энергичное взаимодействие с водой. Легко протекают реакции с разбавленными кислотами. Реакции с концентрированной азотной и серной кислотой происходят при нагревании. Алюминий легко реагирует со щелочами. Практическое применение в металлургии нашло свойство восстанавливать металлы из оксидов и солей – реакции алюминотермии.

Читайте также:  Виды растений цветет красными цветами

Получение

Алюминий находится на первом месте среди металлов и на третьем среди всех элементов по распространённости в земной коре. Приблизительно 8% массы земной коры составляет именно этот металл. Алюминий содержится в тканях животных и растений в качестве микроэлемента. В природе он встречается в связанном виде в форме горных пород, минералов. Каменная оболочка земли, находящаяся в основе континентов, формируется именно алюмосиликатами и силикатами.

Алюмосиликаты – это минералы, образовавшиеся в результате вулканических процессов в соответствующих условиях высоких температур. При разрушении алюмосиликатов первичного происхождения (полевые шпаты) сформировались разнообразные вторичные породы с более высоким содержанием алюминия (алуниты, каолины, бокситы, нефелины). В состав вторичных пород алюминий входит в виде гидроокисей или гидросиликатов. Однако не каждая алюминийсодержащая порода может быть сырьём для глинозёма – продукта, из которого при помощи метода электролиза получают алюминий.

Наиболее часто алюминий получают из бокситов. Залежи этого минерала распространены в странах тропического и субтропического пояса. В России также применяются нефелиновые руды, месторождения которых располагаются в Кемеровской области и на Кольском полуострове. При добыче алюминия из нефелинов попутно также получают поташ, кальцинированную соду, цемент и удобрения.

В бокситах содержится 40-60% глинозёма. Также в составе имеются оксид железа, диоксид титана, кремнезём. Для выделения чистого глинозёма используют процесс Байера. В автоклаве руду нагревают с едким натром, охлаждают, отделяют от жидкости «красный шлам» (твёрдый осадок). После осаждают гидроокись алюминия из полученного раствора и прокаливают её для получения чистого глинозёма. Глинозём должен соответствовать высоким стандартам по чистоте и размеру частиц.

Из добытой и обогащённой руды извлекают глинозём (оксид алюминия). Затем методом электролиза глинозём превращают в алюминий. Заключительным этапом является восстановление процессом Холла-Эру. Процесс заключается в следующем: при электролизе раствора глинозёма в расплавленном криолите происходит выделение алюминия. Катодом служит дно электролизной ванны, а анодом – угольные бруски, находящиеся в криолите. Расплавленный алюминий осаждается под раствором криолита с 3-5% глинозёма. Температура процесса поднимается до 950°С, что намного превышает температуру плавления самого алюминия (660°С). Глубокую очистку алюминия проводят зонной плавкой или дистилляцией его через субфторид.

Применение

Алюминий применяется в металлургии в качестве основы для сплавов (дуралюмин, силумин) и легирующего элемента (сплавы на основе меди, железа, магния, никеля). Сплавы алюминия используются в быту, в архитектуре и строительстве, в судостроении и автомобилестроении, а также в космической и авиационной технике. Алюминий применяется при производстве взрывчатых веществ. Анодированный алюминий (покрытый окрашенными плёнками из оксида алюминия) применяют для изготовления бижутерии. Также металл используется в электротехнике.

Рассмотрим, как используют различные изделия из алюминия.

Алюминиевая лента представляет собой тонкую алюминиевую полосу толщиной 0,3-2 мм, шириной 50-1250 мм, которая поставляется в рулонах. Используется лента в пищевой, лёгкой, холодильной промышленности для изготовления охлаждающих элементов и радиаторов.

Круглая алюминиевая проволока применяется для изготовления кабелей и проводов для электротехнических целей, а прямоугольная для обмоточных проводов.

Алюминиевые трубы отличаются долговечностью и стойкостью в условиях сельских и городских промышленных районов. Применяются они в отделочных работах, дорожном строительстве, конструкции автомобилей, самолётов и судов, производстве радиаторов, трубопроводов и бензобаков, монтаже систем отопления, магистральных трубопроводов, газопроводов, водопроводов.

Алюминиевые втулки характеризуются простотой в обработке, монтаже и эксплуатации. Используются они для концевого соединения металлических тросов.

Читайте также:  С какими цветами хорошо пионами

Алюминиевый круг — это сплошной профиль круглого сечения. Используется это изделие для изготовления различных конструкций.

Алюминиевый пруток применяется для изготовления гаек, болтов, валов, крепежных элементов и шпинделей.
Около 3 мг алюминия каждый день поступает в организм человека с продуктами питания. Больше всего металла в овсянке, горохе, пшенице, рисе. Учёными установлено, что он способствует процессам регенерации, стимулирует развитие и рост тканей, оказывает влияние на активность пищеварительных желёз и ферментов.

При использовании алюминиевой посуды в быту необходимо помнить, что хранить и нагревать в ней можно исключительно нейтральные жидкости. Если же в такой посуде готовить, к примеру, кислые щи, то алюминий поступит в еду, и она будет иметь неприятный «металлический» привкус.

Алюминий входит в состав лекарственных препаратов, используемых при заболеваниях почек и желудочно-кишечного тракта.

Источник

Расшифровка марок алюминиевых сплавов

МАРКИРОВКА АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Технический алюминий

Первичный алюминий производят по ГОСТ 11069-2001.

Маркировка первичного алюминия

Марка Химический состав
Al Fe Si Примеси, не более
Особой чистоты
А999 99,999 0,001
Высокой чистоты
А995 99,995 0,0015 0,0015 0,005
А99 99,99 0,003 0,003 0,01
А97 99,97 0,015 0,015 0,03
А95 99,95 0,03 0,03 0,05
Технической чистоты
А85 99,85 0,08 0,06 0,15
А8 99,8 0,12 0,12 0,2
А7 99,7 0,16 0,16 0,3
А6 99,6 0,25 0,2 0,4
А5 99,5 0,3 0,3 0,5
А0 99,0 0,5 0,5 1,0

Алюминий особой чистоты применяется в производстве полупроводниковых приборов и для исследовательской работы. Алюминий высокой чистоты применяется для плакирования деталей электро- и радиооборудования. Алюминий технической чистоты используется для приготовления алюминиевых сплавов, изготовления проводов, прокладок.

После деформации полуфабрикатов (получение листов, плит, лент, полос, профилей, панелей, прутков, труб, проволоки, штамповок и поковок) технический алюминий получает обозначение АД (алюминий деформированный). Цифры после маркировки АД также обозначают процентную чистоту сплава в процентах.

Удобнее применять цифровую маркировку. Принцип изложен ниже, для сплавов.

Если в алюминии, предназначенном для производства деформируемых Al-Mg сплавов, содержание Na

Буквенно-цифровая маркировка Цифровая маркировка АД 1015 АД0 1011 АД00 1010 АД00Е 1010Е АД0Е 1011Е АД1 1013

«Е» — в марках с гарантированными электрическими характеристиками.

Сплавы

Для отечественных алюминиевых сплавов используются буквенно-цифровая и цифровая системы обозначений. В буквенно-цифровой маркировке (хотя этим сплавам позднее была присвоена цифровая маркировка, но она не «прижилась») не заложено какой-либо системы. Буквы могут символизировать алюминий и основной легирующий компонент — АМц (Al-Mn), АМг1 (Al-Mg), назначение сплава (АК6, АК4-1 -алюминий ковочный), название сплава (АВ -авиаль, Д16 -дуралюмин), могут быть связаны с названием института, разработавшего сплав (ВАД1, ВАД23 — ВИАМ — Всероссийский институт авиационных материалов, алюминиевый деформируемый) и т.д. Цифры после букв химический состав не отражают.

В конце шестидесятых годов была введена четырехзначная цифровая маркировка. Первая цифра обозначает основуалюминиевого сплава. Алюминий и сплавы на его основе маркируют цифрой «1». Вторая цифраобозначает основной легирующий компонент или основные легирующие компоненты. Второй цифрой «0» обозначаются различные марки алюминия, спеченные алюминиевые сплавы (САС), различные сорта пеноалюминия. Цифрой «1» обозначают сплавы на основе системы Al-Сu-Мg; цифрой «2» -сплавы на основе системы Al-Сu; цифрой «3» -сплавы на основе системы Al-Mg-Si; цифрой «4» -сплавы на основе системы Аl-Li, а также сплавы, легированныемалорастворимыми компонентами, например переходными металлами (марганец, хром, цирконий); сплавы, замаркированные цифрой «5», базируются на системе Al-Mg и называются магналиями; сплавы на основе систем Аl-Zn-Мg или Аl-Zn-Мg-Сu обозначаются цифрой «9». Цифры 6, 7 и 8 –резервные.

Читайте также:  С чем надеть платье кораллового цвета

В Российской Федерации ГОСТ 4784 «Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки»дает маркировку сплавов тремя способами: как в буквенно-цифровом виде, так и только в цифровом виде, а также и с учетом требований международного стандарта (международная маркировка) ИСО 209-1 (ISO 209-1 Wrought aluminium and aluminium alloys -Chemical composition and forms of products -Part 1: Chemical composition). При этом цифровая маркировка по ГОСТ не совпадает с международной маркировкой алюминиевых сплавов.

Цифровая маркировка деформируемых алюминиевых сплавов

Марка Группа сплавов, основная система легирования
1000-1018 Технический алюминий
1019, 1029 и т. д. Порошковые сплавы
1020-1025 Пеноалюминий
1100-1190 Al-Cu-Mg, Al-Cu-Mg-Fe-Ni
1200-1290 Al-Cu-Mn, Al-Cu-Li-Mn-Cd
1300-1390 Al-Mg-Si, Al-Mg-Si-Cu
1319, 1329 и т. д. Al-Si, порошковые сплавы САС
1400-1419 Al-Mn, Al-Be-Mg
1420-1490 Al-Li
1500-1590 Al-Mg
1900-1990 Al-Zn-Mg, Al-Zn-Mg-Cu

Последние две цифрыв цифровом обозначении алюминиевого сплава — это его порядковый номер. Последняя цифра несет дополнительную информацию: сплавы, оканчивающиеся на нечетную цифру — деформируемые, на четную – литейные, 7 – проволочный сплав, 9 – металлокерамический сплав. Если сплав опытный и не используется в серийном производстве, то перед маркой ставят цифру «0» (01570, 01970) и маркировка становится пятизначной.

Для указания состояния деформированных полуфабрикатов, изготавливаемых из алюминиевых сплавов, используется буквенно-цифровая система обозначений после марки сплава. Без обозначения -значит без термической обработки.

П — полуфабрикат (сплавы для холодной штамповки из проволоки);

М — мягкий отожженный;

Н — нагартованный;

Н3 — нагартованный на три четверти;

Н2 — нагартованный на одну вторую;

Н1 — нагартованный на одну четверть;

Т — закаленный и естественно состаренный;

Т1 — закаленный и искусственно состаренный на максимальную прочность;

Т2, Т3 — режимы искусственного старения, обеспечивающие перестаривание материала (режимы смягчающего искусственного старения);

Т5 — закалка полуфабрикатов с температуры окончания горячей обработки давлением и последующее искусственное старение на максимальную прочность;

T7 — закалка, усиленная правка растяжением (1,5-3 %) и искусственное старение на максимальную прочность;

А – нормальная плакировка;

Б — листы без плакировки или с технологической плакировкой;

У- утолщенная плакировка (8% на сторону);

В — повышенное качествовыкатки закаленных и состаренных листов;

О — повышенное качество выкатки отожженных листов;

ГК — горячекатаные листы, плиты;

ТПП — закаленные и состаренные профили повышенной прочности (для Д16).

В конце марки могут стоять буквы, характеризующиеособенности данного сплава:

«пч» – повышенной чистоты;

«оч» – особой чистоты;

«л» – литейные сплавы;

Литейные сплавы

Литейные сплавына основе алюминия вобщем случае маркируют двумя буквами. Вторая буква указывает элемент, на базе которого получен сплав. Например, «АК» –система алюминий –кремний, «АМ» –алюминий –медь, «АМг» –алюминий –магний, «АМц» –алюминий –марганец и т.д. Затем идет число, указывающее содержание элемента. Если сплав легированный, указывают буквенные обозначения элементов и их содержание:

Например, АК12М2 –сплав системы алюминий–кремний, с содержанием кремния 12 % (в среднем) и меди 2 %. АМг4К –система алюминий–магний с содержанием 4 % магния и 1 % кремния.

Если литейный алюминиевый сплав термически упрочняется, в конце марки ставят обозначение термической обработки (ГОСТ 1583-93):

Т1 – искусственное старение без предварительной закалки;

Т5 – закалка и кратковременное неполное искусственное старение;

Т6 – закалка и полное искусственное старение;

Т7 – закалка и стабилизирующий отпуск;

Т8 – закалка и отпуск.

Маркировка по принципу АЛ+цифры, обозначающие условный номер марки, например АЛ9, устарела, хотя еще часто встречается в технической документации.

Источник