2. Istoria producției de aluminiu.
3. Clasificarea aluminiului în funcție de gradul de puritate și
proprietățile sale mecanice.
4. Principalele elemente de aliere din aluminiu
aliaje și funcțiile lor
5. Aluminiu - material al viitorului.
Aluminiu (lat din aluminiu, de la Alumen -. Alaun) - element chimic III c. Sistemul periodic, numărul atomic 13, masa atomica 26.98154. din metal argintat alb, ușor, compresibil, cu o conductivitate ridicată, cu punct de topire = 660 ° C. Activ chimic (în aer este acoperit cu un strat protector de oxid). Prin abundența naturală ia locul 4 printre elementele și 1 între metale (8,8% din greutatea crustei). Câteva sute de minerale Al (silicați de aluminiu, bauxită, alunit și colab.). Produs prin electroliza aluminei Al2 O3 în criolit topitură Na3 AlF6 la 950 ° C. Aluminiu are o rețea cubică cu fețe centrate, este stabil la temperaturi de la -269? C până la punctul de topire (660? C). Aluminiul are nici o schimbare alotropic celula unitate conține 4 atomi, cu diametrul atomic 2,8610 -10 m. Densitatea teoretică a aluminiului
2698.72 kg / m 3. Valorile experimentale pentru materialul policristalin se află în intervalul de la 2696.6 la 2698.8 kg / m3 Coeficient de dilatare termică, la temperatura camerei 2310 -6 K -1. Conductivitatea termică este la 24S 2.37 Vtsm K -1 -1. Rezistivitatea de aluminiu de puritate înaltă (99,99%)
la 20S este Omm 2,654810 -8, sau 65% din rezistivitatea standardului internațional recopt cupru. Reflectivitatea suprafeței lustruite este mai mare de 90%.
aluminiu latină provine din latină aceeași Alumen, adica alaun (sulfat de aluminiu și potasiu KAl (SO4) 2 · 12H2 O), care au fost mult timp utilizate în tăbăcirea și ca un astringent. Datorită reactivitatea ridicată a descoperirii și izolarea aluminiului pur a durat aproape 100 de ani. Concluzia care alaun poate fi obținut prin „pământ“ (materiale refractare, într-un mod modern - oxid de aluminiu) a făcut chiar și în 1754, chimistul german A. Marggraf. Mai târziu sa dovedit că aceeași „pământ“ poate fi extras din lut, și a devenit cunoscută sub numele de alumină. Ia aluminiu metalic ar putea doar în 1825 fizicianul danez HC Orsted. Acesta manipulate amalgam de potasiu (aliaj de potasiu cu mercur), clorură de aluminiu AICI3. care pot fi obținute din alumină, și după distilarea mercurului alocat pulbere gri aluminiu.
Doar un sfert de secol, această metodă a fost capabil de a actualiza un pic. chimist franceză AE Sainte-Kohler Devil în 1854 a propus utilizarea pentru producerea de aluminiu metalic, sodiu, și a primit primele lingourile metalice noi. Costul de aluminiu a fost apoi foarte mare, și produse de bijuterii din ea.
Metodele mai noi de preparare sunt pure aluminiu metoda zonei de rafinare. Cristalizarea din amalgam (aliaj de aluminiu cu mercur) și selectarea soluțiilor alcaline. Gradul de puritate al aluminiului este valoarea rezistivității controlată la temperaturi scăzute.
În prezent, se utilizează următoarea clasificare puritatea de aluminiu:
Cele mai multe elemente metalice sunt aliat cu aluminiu, dar numai unele dintre ele joaca rolul principalelor elemente de aliere din aliaje de aluminiu comerciale. Cu toate acestea, un număr semnificativ de elemente sunt folosite ca aditivi pentru îmbunătățirea proprietăților aliajelor. Cele mai utilizate pe scară largă:
Beriliul este adăugat pentru a reduce oxidarea la temperaturi ridicate. mici adaosuri de beriliu (0,01 - 0,05%) se utilizează în aliaje de aluminiu de turnătorie pentru a îmbunătăți randamentul în fabricarea de piese de motor cu ardere internă (pistoane și capete de cilindri).
Borul este introdus pentru a crește conductivitatea și ca un captator. Borul este introdus în aliajele de aluminiu utilizate în energia nucleară (cu excepția părților reactorului) deoarece absoarbe neutroni, împiedicând răspândirea radiațiilor. Borul este introdus în medie într-o cantitate de 0.095 - 0.1%.
Bismuth. Metale cu un punct de topire scăzut, cum ar fi bismut, plumb, staniu, cadmiu introdus în aliajele de aluminiu pentru a îmbunătăți prelucrabilitatea. Aceste elemente formează faze punct de topire scăzut moale, care contribuie la fragilității cip și tăietor de ungere.
Gallium se adaugă într-o cantitate de 0,01 - 0,1% în aliajele din care sunt realizate mai anozi de sacrificiu.
Fier. În cantități mici (0,04%) este introdusă în fabricarea de sârmă pentru o rezistență sporită și îmbunătățește proprietățile de fluaj. Deoarece fierul reduce aderența la peretele matriței în timpul turnării într-o matriță metalică.
India. Adaosul de 0,05 - 0,2% din aliaje de aluminiu este întărită cu îmbătrânirea, în special la un conținut scăzut de cupru. Aditivii utilizați în aluminiu indiu - aliaje cu conținut de cadmiu.
Aproximativ 0,3% din cadmiu este introdus pentru a crește puterea și de a îmbunătăți proprietățile de coroziune ale aliajelor.
Calciul dă plasticitate. Atunci când conținutul de calciu este de 5%, aliajul are un efect de superplasticity.
Siliciul este cel mai utilizat aditiv în aliaje de turnare. Cantitatea de 0,5 - 4% reduce tendința de fisurare. Combinația de siliciu cu magneziu permite termouplotnenie aliaj.
Magneziu. Adăugarea de magneziu crește semnificativ rezistența fără a reduce ductilitate, sudabilitatea și îmbunătățește rezistența la coroziune a crește aliaj.
Cupru intareste aliajele, călirea maximă se realizează cu un conținut de cupru de 4 - 6%. Orice aliaj de cupru sunt utilizate în producția de pistoane de motoare cu ardere internă, piese turnate de înaltă calitate ale aeronavelor.
Tin îmbunătățește prelucrarea.
Titan. Problema principală în spoavah titan - măcinarea boabelor în piesele turnate și lingourile, care crește foarte mult puterea și uniformitatea proprietăților tot volumul.
Deși aluminiul este considerat unul dintre cele mai puțin nobile metale industriale, este destul de stabilă în multe medii de oxidare. Motivul acestui comportament este prezența unui strat de oxid continuu pe suprafața de aluminiu, care imediat re-formate pe porțiunile dezizolate când este expus la oxigen, apă și alte oxidanti.
Majoritatea aliajelor de aluminiu au o rezistență ridicată la coroziune în atmosferă naturală, apa de mare, soluții de sare și multe substanțe chimice și în cele mai multe alimente. Această din urmă proprietate este combinat cu faptul că aluminiul nu distruge vitamine, permite utilizarea pe scară largă în fabricarea ceramicii. Construcții din aliaje de aluminiu sunt adesea folosite în apa de mare. geamanduri marine, barci de salvare, nave, barje sunt construite din aliaje de aluminiu 1930 In prezent, lungimea carene din aliaje de aluminiu atinge 61 m. Există experiență conducte subterane din aluminiu, aliaje de aluminiu au o rezistență ridicată la coroziune a solului. În 1951, Alaska conducte 2.9 km lungime a fost construit. După 30 de ani de muncă nu a fost detectată nici o scurgere sau deteriorări grave datorate coroziunii.
aluminiu industrial este produs sub forma a două tipuri de aliaje - turnare, din care piesele sunt fabricate prin turnare și deformare - aliaje, produse sub forma unei semi deformabil - foi, folii, plăci, profile, sarma. Piese turnate din aliaje de aluminiu sunt turnate în fiecare modurile posibile. Cel mai frecvent mor-turnare, turnare gravitațională mor și nisip - argilă mucegaiuri. Atunci când se face loturi mici utilizate în forma de turnare compozit gips și turnare prin turnarea de investiții. Din distribuția aliajelor sunt realizate
. Rotoarele motoarelor electrice din aliaj, piese turnate de aeronave, etc. Aliajele deformabile sunt utilizate în industria de automobile pentru ornamente interioare, barele de protecție, panourile interioare și părți ale corpului; în construcții ca material de finisare; în avioane și altele.
și pulberi de aluminiu sunt de asemenea folosite în industrie. Acestea sunt utilizate în industria metalurgică: în aluminothermy ca dopanți pentru prefabricate prin presare și sinterizare. Această metodă furnizează o piese foarte durabil (roti dintate, cuzinet etc.). De asemenea, pulberile sunt utilizate în chimia pentru producerea de compuși ai aluminiului și ca un catalizator (de exemplu, în producția de etilenă și acetonă). Dată fiind reactivitatea ridicată a capacității de aluminiu, în special sub formă de pulbere, se utilizează explozivi și combustibil solid pentru rachete folosind proprietatea sa de a aprins repede.
Considerând rezistență ridicată la oxidare a pulberii de aluminiu folosit ca pigment de acoperire pentru echipamente de vopsire, acoperișuri, hârtie de imprimare, suprafețele lucioase ale panourilor vehicule. De asemenea, un strat de oțel acoperit de aluminiu și produse din fontă, pentru a evita coroziunea.
Chiar și acum este dificil de a găsi o industrie care nu ar folosi aluminiu sau aliaje ale acestuia - de la microelectronica la metale grele. Acest lucru se datorează caracteristicilor mecanice bune, greutate redusa, punct de topire scăzut, care facilitează prelucrarea, calități externe ridicate, în special după prelucrare specială. Având în vedere celelalte proprietăți fizice și chimice enumerate și multe din aluminiu și cantitatea inepuizabilă de scoarța terestră, se poate spune că aluminiul - unul dintre materialele cele mai promițătoare ale viitorului.
Referințe.
1. Aliaje de aluminiu. Utilizarea de aliaje de aluminiu. Ghid de referință. Editorial bord IV Gorynin și altele. București „Metalurgia“ 1978.
2. Aluminiu. Proprietăți și metalurgie fizică. Director. Dzh.E.Hetch. București, "Metalurgia", 1989.
3. aluminiu. N.G.Klyuchnikov, A.F.Kolodtsev. Uchpedgiz 1958.
Rezumatul de materiale pe tema: „Proprietățile aluminiului și a aliajelor sale“