Aluminiul este folosit pentru producerea de produse și aliaje pe baza acestuia.

Alierea este procesul de introducere a elementelor suplimentare în topitură care îmbunătățesc proprietățile mecanice, fizice și chimice ale materialului de bază. Aliarea este un concept general al unui număr de proceduri tehnologice efectuate în diferite etape de obținere a materialului metalic cu scopul de a îmbunătăți calitatea produselor metalurgice.

Introducerea diverselor elemente de aliereîn aluminiu își schimbă semnificativ proprietățile și uneori îi conferă noi proprietăți specifice.

Rezistența aluminiului pur nu satisface nevoile industriale moderne, prin urmare, pentru fabricarea oricăror produse destinate industriei, nu sunt utilizate aluminiu pur, ci aliajele sale.

Cu diferite dopaje cresc se dobândește rezistența, duritatea, rezistența la căldurăși alte proprietăți. În același timp, apar modificări nedorite: scade inevitabil conductivitate electrică, în multe cazuri se agravează rezistență la coroziune, aproape întotdeauna crește densitate relativa. Excepție este aliajul cu mangan, care nu numai că nu reduce rezistența la coroziune, dar chiar o crește ușor, și magneziul, care crește și rezistența la coroziune (dacă nu este mai mare de 3%) și reduce densitatea relativă, deoarece este mai ușor. decât aluminiul.

Aliaje de aluminiu

Aliajele de aluminiu sunt împărțite în două grupe în funcție de metoda de fabricare a produselor din acestea:
1) deformabil (au plasticitate ridicată când este încălzit),
2) turnătorie (au fluiditate bună).

Această diviziune reflectă proprietățile tehnologice de bază ale aliajelor. Pentru a obține aceste proprietăți, în aluminiu sunt introduse diferite materiale. elemente de aliereși în cantități inegale.

Materiile prime pentru producerea aliajelor de ambele tipuri sunt nu numai aluminiu pur din punct de vedere tehnic, ci și aliaje duble de aluminiu cu siliciu, care conțin 10-13% Si și diferă ușor unele de altele în cantitatea de impurități de fier, calciu. , titan și mangan. Conținutul total de impurități din ele este de 0,5-1,7%. Aceste aliaje se numesc silumini. Pentru obținerea aliajelor forjate, în aluminiu se introduc elemente de aliere preponderent solubile în cantități care nu depășesc limita solubilității lor la temperaturi ridicate. Când sunt încălzite sub presiune, aliajele deformabile trebuie să aibă o structură omogenă a soluției solide, care oferă cea mai mare ductilitate și cea mai scăzută rezistență. Acest lucru determină buna lor lucrabilitate sub presiune.

Principalele elemente de aliere din diferite aliaje forjate sunt cupru, magneziu, mangan și zinc, în plus, se introduc în cantități relativ mici siliciul, fierul, nichelul și alte câteva elemente;

Duralumin - aliaje de aluminiu și cupru

Aliajele tipice întăribile sunt duraluminiu - aliaje aluminiu-cupru care conțin impurități permanente de siliciu și fier și pot fi aliate cu magneziu și mangan. Cantitatea de cupru din ele este în intervalul 2,2-7%.

Cuprul se dizolvă în aluminiu într-o cantitate de 0,5% la temperatura camerei și 5,7% la temperatura eutectică de 548 C.

Tratament termic cu duraluminiu constă din două etape. Este mai întâi încălzit deasupra liniei de solubilitate limită (de obicei la aproximativ 500 C). La această temperatură, structura sa este o soluție solidă omogenă de cupru în aluminiu. Prin întărire, adică răcire rapidă în apă, această structură se fixează la temperatura camerei. În acest caz, soluția devine suprasaturată. In aceasta stare, i.e. în stare întărită, duraluminiul este foarte moale și ductil.

Structura duraluminiului întărit are o stabilitate redusă și chiar și la temperatura camerei apar spontan schimbări în ea. Aceste modificări se rezumă la faptul că atomii de cupru în exces sunt grupați în soluție, dispuși într-o ordine apropiată de cea caracteristică cristalelor compusului chimic CuAl. Compusul chimic nu a fost încă format, cu atât mai puțin separat de soluția solidă, dar din cauza distribuției neuniforme a atomilor în rețeaua cristalină a soluției solide, apar distorsiuni în acesta, care duc la o creștere semnificativă a durității și rezistenței cu o scădere simultană a ductilității aliajului. Procesul de modificare a structurii unui aliaj întărit la temperatura camerei se numește îmbătrânirea naturală.

Îmbătrânirea naturală are loc deosebit de intens în primele ore, dar este complet finalizată, dând aliajului rezistența maximă, după 4-6 zile. Dacă aliajul este încălzit la 100-150 C, atunci îmbătrânire artificială. În acest caz, procesul are loc rapid, dar are loc mai puțină întărire. Acest lucru se explică prin faptul că la o temperatură mai mare, mișcările de difuzie ale atomilor de cupru se produc mai ușor, astfel faza CuAl este complet formată și separată de soluția solidă. Efectul de întărire al fazei rezultate se dovedește a fi mai mic decât efectul de denaturare a rețelei de soluție solidă care apare în timpul îmbătrânirii naturale.

O comparație a rezultatelor îmbătrânirii duraluminului la diferite temperaturi arată că întărirea maximă se obține cu îmbătrânirea naturală timp de patru zile.

Aliaje de aluminiu cu mangan și magneziu

Dintre aliajele de aluminiu care nu se întăresc, aliajele pe bază de Al-Mn și Al-Mg au căpătat cea mai mare importanță.

Mangan și magneziu, ca și cuprul, au solubilitate limitată în aluminiu, care scade odată cu scăderea temperaturii. Cu toate acestea, efectul de întărire în timpul tratamentului termic este mic. Acest lucru este explicat după cum urmează. În timpul procesului de cristalizare în fabricarea aliajelor care conțin până la 1,9% Mn, excesul de mangan eliberat din soluția solidă ar trebui să formeze cu aluminiu un compus chimic Al (MnFe) solubil în acesta, care este insolubil în aluminiu. În consecință, încălzirea ulterioară deasupra liniei de solubilitate limită nu asigură formarea unei soluții solide omogene, aliajul rămâne eterogen, constând dintr-o soluție solidă și particule de Al (MnFe), iar acest lucru duce la imposibilitatea stingerii și îmbătrânirii ulterioare.

În cazul sistemului Al-Mg, motivul lipsei de întărire în timpul tratamentului termic este diferit. Cu un conținut de magneziu de până la 1,4%, întărirea nu poate avea loc, deoarece în aceste limite se dizolvă în aluminiu la temperatura camerei și nu are loc precipitarea fazelor în exces. Cu un continut mai mare de magneziu, intarirea urmata de imbatranire chimica duce la eliberarea unei faze in exces - compusul chimic MgAl.

Cu toate acestea, proprietățile acestui compus sunt astfel încât procesele care preced izolarea lui și apoi incluziunile rezultate nu produc un efect de întărire vizibil. În ciuda acestui fapt, introducerea atât a manganului, cât și a magneziului în aluminiu este benefică. Își măresc rezistența și rezistența la coroziune (cu un conținut de magneziu de cel mult 3%). În plus, aliajele de magneziu sunt mai ușoare decât aluminiul pur.

Alte elemente de aliere

De asemenea, pentru a îmbunătăți unele dintre caracteristicile aluminiului, următoarele sunt utilizate ca elemente de aliere:

Se adaugă beriliu pentru a reduce oxidarea la temperaturi ridicate. Mici adaosuri de beriliu (0,01-0,05%) sunt utilizate în aliajele de turnare de aluminiu pentru a îmbunătăți fluiditatea în producerea pieselor de motor cu ardere internă (pistoane și chiulase).

Borul este introdus pentru a crește conductivitatea electrică și ca aditiv de rafinare. Borul este introdus în aliajele de aluminiu utilizate în energia nucleară (cu excepția pieselor de reactor), deoarece absoarbe neutronii, împiedicând răspândirea radiațiilor. Borul este introdus într-o cantitate medie de 0,095-0,1%.

Bismut. Metalele cu puncte de topire scăzute, cum ar fi bismutul, plumbul, staniul, cadmiul sunt introduse în aliajele de aluminiu pentru a îmbunătăți prelucrabilitatea. Aceste elemente formează faze moi, fuzibile, care contribuie la fragilitatea așchiilor și la lubrifierea tăietorului.

La aliaje se adaugă galiu într-o cantitate de 0,01 - 0,1%, din care apoi se realizează anozi consumabili.

Fier. Este introdus în cantități mici (>0,04%) în producția de fire pentru a crește rezistența și a îmbunătăți caracteristicile de fluaj. Fierul reduce, de asemenea, aderența la pereții matrițelor atunci când turnați într-o matriță de răcire.

Indiu.

Un adaos de 0,05 - 0,2% întărește aliajele de aluminiu în timpul îmbătrânirii, în special cu conținut scăzut de cupru. Aditivii de indiu sunt utilizați în aliajele pentru rulmenți aluminiu-cadmiu.

Cadmiu.

Siliciul este cel mai folosit aditiv în aliajele de turnătorie. In cantitate de 0,5-4% reduce tendinta de fisurare. Combinația de siliciu și magneziu face posibilă etanșarea la căldură a aliajului.

Staniul îmbunătățește performanța de tăiere.

Titan. Sarcina principală a titanului din aliaje este de a rafina granulele din piese turnate și lingouri, ceea ce crește foarte mult rezistența și uniformitatea proprietăților pe întregul volum.

Aplicarea aliajelor de aluminiu

Majoritatea aliajelor de aluminiu au rezistență ridicată la coroziune în atmosfera naturală, apa de mare, soluții de multe săruri și substanțe chimice și în majoritatea alimentelor. Această din urmă proprietate, combinată cu faptul că aluminiul nu distruge vitaminele, îi permite să fie utilizat pe scară largă în producția de veselă. Structurile din aliaj de aluminiu sunt adesea folosite în apa de mare. Aluminiul este folosit în cantități mari în construcții sub formă de panouri de placare, uși, rame de ferestre și cabluri electrice. Aliajele de aluminiu nu sunt supuse coroziunii severe pe o perioadă lungă de timp atunci când sunt în contact cu betonul, mortarul sau tencuiala, mai ales dacă structurile nu sunt umede frecvent. Aluminiul este, de asemenea, utilizat pe scară largă în inginerie mecanică, deoarece are calități fizice bune.

Dar principala industrie care este în prezent pur și simplu de neconceput fără utilizarea aluminiului este, desigur, aviația. În aviație, toate caracteristicile importante ale aluminiului au fost utilizate pe deplin

Proprietățile fizice ale aluminiului

Aluminiul este un metal moale, ușor, alb-argintiu, cu o conductivitate termică și electrică ridicată. Punct de topire 660°C.

În ceea ce privește abundența în scoarța terestră, aluminiul ocupă locul 3 după oxigen și siliciu dintre toți atomii și pe locul 1 între metale.

Avantajele aluminiului și aliajelor sale includ densitatea scăzută (2,7 g/cm3), caracteristicile de rezistență relativ ridicate, conductivitate termică și electrică bună, fabricabilitatea și rezistența ridicată la coroziune. Combinația acestor proprietăți ne permite să clasificăm aluminiul drept unul dintre cele mai importante materiale tehnice.

Aluminiul și aliajele sale se împart după metoda de producție în forjat, supus prelucrării sub presiune și turnătorie, folosit sub formă de turnări modelate; privind utilizarea tratamentului termic - pe cele care nu sunt călite termic și pe cele care sunt întărite termic, precum și pe sistemele de aliere.

Chitanță

Aluminiul a fost descoperit pentru prima dată de Hans Oersted în 1825. Metoda modernă de producție a fost dezvoltată independent de americanul Charles Hall și francezul Paul Héroult. Constă în dizolvarea oxidului de aluminiu Al2O3 într-o topitură de criolit Na3AlF6, urmată de electroliză folosind electrozi de grafit. Această metodă de producție necesită multă energie electrică și, prin urmare, a devenit populară abia în secolul al XX-lea.

Aplicație

Aluminiul este utilizat pe scară largă ca material de construcții. Principalele avantaje ale aluminiului în această calitate sunt ușurința, maleabilitatea pentru ștanțare, rezistența la coroziune (în aer, aluminiul este acoperit instantaneu cu o peliculă durabilă de Al2O3, care previne oxidarea ulterioară a acestuia), conductivitate termică ridicată și netoxicitatea compușilor săi. În special, aceste proprietăți au făcut aluminiul extrem de popular în producția de vase de gătit, folie de aluminiu în industria alimentară și pentru ambalare.

Principalul dezavantaj al aluminiului ca material structural este rezistența sa scăzută, deci este de obicei aliat cu o cantitate mică de cupru și magneziu (aliajul se numește duraluminiu).

Conductivitatea electrică a aluminiului este comparabilă cu cuprul, în timp ce aluminiul este mai ieftin. Prin urmare, este utilizat pe scară largă în inginerie electrică pentru fabricarea firelor, ecranarea acestora și chiar în microelectronică pentru fabricarea conductorilor în cipuri. Adevărat, aluminiul ca material electric are o proprietate neplăcută - datorită peliculei sale puternice de oxid, este dificil de lipit.

Datorită proprietăților sale complexe, este utilizat pe scară largă în echipamentele termice.

Introducerea aliajelor de aluminiu în construcții reduce consumul de metal, crește durabilitatea și fiabilitatea structurilor atunci când funcționează în condiții extreme (temperatură scăzută, cutremur etc.).

Aluminiul este utilizat pe scară largă în diferite tipuri de transport. În stadiul actual al dezvoltării aviației, aliajele de aluminiu sunt principalele materiale structurale în construcția aeronavelor. Aluminiul și aliajele sale sunt din ce în ce mai folosite în construcțiile navale. Aliajele de aluminiu sunt folosite pentru a face corpuri de nave, suprastructuri de punte, comunicații și diferite tipuri de echipamente de navă.

Cercetările sunt în curs de dezvoltare pentru a dezvolta aluminiul spumat ca un material deosebit de puternic și ușor.

Aluminiu prețios

În prezent, aluminiul este unul dintre cele mai populare și utilizate pe scară largă metale. De la descoperirea sa la mijlocul secolului al XIX-lea, a fost considerat unul dintre cele mai valoroase datorită calităților sale uimitoare: alb ca argintiul, ușor și neafectat de mediu. Costul său era mai mare decât prețul aurului. Nu este surprinzător faptul că aluminiul este folosit în principal la crearea de bijuterii și elemente decorative scumpe.

La Expoziția Universală din 1855 de la Paris, aluminiul a fost principala atracție. Produsele din aluminiu au fost plasate într-o vitrină lângă diamantele coroanei franceze. Treptat, a apărut o anumită modă pentru aluminiu. Era considerat un metal nobil, puțin studiat, folosit exclusiv pentru a crea opere de artă.

Aluminiul a fost cel mai des folosit de bijutieri. Folosind un tratament special de suprafață, bijutierii au obținut cea mai deschisă culoare a metalului, motiv pentru care a fost adesea echivalat cu argintul. Dar, în comparație cu argintul, aluminiul avea o strălucire mai moale, ceea ce i-a făcut pe bijutieri și mai îndrăgostiți de el.

Deoarece proprietățile chimice și fizice ale aluminiului La început, ei au fost puțin studiati, ei înșiși au inventat noi tehnici de prelucrare. Aluminiul este ușor de prelucrat din punct de vedere tehnic; acest metal moale vă permite să creați imprimeuri ale oricăror modele, să aplicați modele și să creați forma dorită a produsului. Aluminiul a fost placat cu aur, lustruit și finisat la nuanțe mate.

Dar, în timp, aluminiul a început să scadă în preț. Dacă în 1854-1856 costul unui kilogram de aluminiu era de 3 mii de franci vechi, atunci la mijlocul anilor 1860 se dădeau aproximativ o sută de franci vechi per kilogram de acest metal. Ulterior, datorită costului scăzut, aluminiul a ieșit din modă.

În prezent, primele produse din aluminiu sunt foarte rare. Majoritatea nu au supraviețuit deprecierii metalului și au fost înlocuite cu argint, aur și alte metale și aliaje prețioase. Recent, a existat din nou un interes crescut pentru aluminiu în rândul specialiștilor. Acest metal a făcut obiectul unei expoziții separate organizată în 2000 de Muzeul Carnegie din Pittsburgh. Situat în Franța Institutul de Istorie a Aluminiului, care în special cercetează primele bijuterii realizate din acest metal.

În Uniunea Sovietică, aparatele de catering, ibricurile etc. erau fabricate din aluminiu. Și nu numai. Primul satelit sovietic a fost realizat din aliaj de aluminiu. Un alt consumator de aluminiu este industria electrică: se folosește la realizarea de fire pentru linii de transmisie de înaltă tensiune, înfășurări ale motoarelor și transformatoarelor, cablurilor, bazelor lămpilor, condensatoarelor și multe alte produse. În plus, pulberea de aluminiu este folosită în explozivi și combustibil solid pentru rachete, folosind capacitatea sa de a se aprinde rapid: dacă aluminiul nu ar fi acoperit cu o peliculă subțire de oxid, ar putea izbucni în flăcări în aer.

Cea mai recentă invenție este spuma de aluminiu, așa-numita. „spumă metalică”, despre care se preconizează că va avea un viitor mare.

Vindem aliaje de aluminiu laminate en-gros si cu amanuntul. Catalogul contine 765 de produse situate in 11 categorii. Expedierea produselor în toată Rusia, sistem convenabil de plată și comandă.

Aluminiu - proprietăți și caracteristici ale aliajelor

În ceea ce privește scara de utilizare, produsele din aluminiu ocupă un loc al doilea onorabil după produsele din oțel. Aluminiul laminat a devenit larg răspândit datorită calităților aliajului și caracteristicilor sale de performanță. Rezistență crescută la uzură, căldură și conductivitate electrică, rezistență la coroziune și influențe negative externe. Aluminiul este ușor de prelucrat prin metode mecanice: forjare, turnare sau ștanțare. Aluminiul laminat este folosit în construcții, construcții navale și industrie, precum și în aviație și astronautică.

În timpul producției, produsele trec printr-o mașină specială de laminare prin laminare la rece sau la cald. Procesul folosește oțel feros, neferos sau inoxidabil. Aluminiul este un material flexibil și ductil care este greu de găsit în forma sa pură. Pentru a conferi produselor finite proprietățile necesare, se adaugă elemente de aliere.

Firma noastra comercializeaza profile extrudate, laminate, trase sau forjate. Disponibil: țevi, tablă, unghiuri de profil, canale, grinzi, sârmă, țevi profilate. Produsele metalice laminate se disting printr-un grad crescut de rezistență și fiabilitate. Furnizăm în mod regulat metal laminat șantierelor de construcții din Moscova și regiunea Moscovei. În timpul activității noastre, s-au stabilit parteneriate puternice cu fabrici metalurgice din Rusia și Europa de Vest.

Fără utilizarea aluminiului, ar fi imposibil să se creeze structuri moderne, mașini puternice și ușoare, rachete ultrarapide și avioane, precum și articole de uz casnic.

Al de la Latin Aluminium este un metal paramagnetic ușor, de culoare alb-argintiu, densitate 2712 kg/m³, ușor de format, turnat și prelucrat. Un metal cu conductivitate termică și electrică crescută și rezistență la coroziune, datorită formării unei pelicule protectoare de oxid de Al2O3. Punctul de topire al aluminiului tehnic este de 658°C, cu puritate crescută 660°C. Rezistența aluminiului turnat este de 10-12 kg/mm², deformabil 18-25 kg/mm², aliaje 38-42 kg/mm². Plasticitatea aluminiului tehnic este de 35%, iar aluminiul pur este de 50% metalul este rulat în foi subțiri și chiar folie. Aluminiu laminat cu conductivitate electrică crescută 37·10 6 cm/m și conductivitate termică 203,5 W/(m·K), cu reflectivitate crescută a luminii.

Aliaje de aluminiu - fracția de masă a elementelor în %

• Duraluminiu(duralumin, duraluminiu, de la numele orașului german unde a început producția industrială a aliajului). Aliaj de aluminiu (bază) cu cupru (Cu: 2,2-5,2%), magneziu (Mg: 0,2-2,7%) mangan (Mn: 0,2-1%). Supus întăririi și îmbătrânirii, adesea îmbrăcat cu aluminiu. Este un material structural pentru ingineria aviației și transporturilor.
• Silumin- aliaje usoare de turnare de aluminiu (baza) cu siliciu (Si: 4-13%), uneori pana la 23% si alte elemente: Cu, Mn, Mg, Zn, Ti, Be). Ei produc piese de configurații complexe, în principal în industria auto și aeronautică.
• Magnalia- aliaje de aluminiu (bază) cu magneziu (Mg: 1-13%) și alte elemente, având rezistență mare la coroziune, sudabilitate bună, ductilitate ridicată. Produc piese turnate modelate (turnare magnalia), table, sârmă, nituri etc. (magnalia deformabilă).

Principalele avantaje ale tuturor aliajelor de aluminiu sunt densitatea lor scăzută (2,5-2,8 g/cm3), rezistența ridicată (pe unitate de greutate), rezistența satisfăcătoare la coroziune atmosferică, ieftinitatea comparativă și ușurința de producție și procesare.

Modulele elastice ale aluminiului și raportul lui Poisson

Aplicații ale aluminiului

Folosit pe scară largă ca profil structural, în fabricarea de ustensile de bucătărie, folie în industria alimentară și ca bandă de ambalare. Și, de asemenea, în industria aviației și aerospațială. Dezavantajul aluminiului ca material structural este rezistența sa scăzută, prin urmare, pentru a-l întări, aluminiul este aliat cu cupru și magneziu - duraluminiu.

Aluminiul este utilizat în inginerie electrică pentru fabricarea de fire, ecranare și chiar și în microelectronică la depunerea conductorilor pe suprafața cristalelor de microcircuit. Datorită complexului lor de proprietăți, țevile rotunde din aluminiu sunt utilizate pe scară largă în echipamentele de încălzire. Țevile din profil din aluminiu sunt utilizate în construcții și ansambluri industriale ale structurilor și la fabricarea mobilei. Aliajele de aluminiu nu devin fragile la temperaturi ultra-scăzute, sunt folosite în tehnologia criogenică. Coeficientul de reflexie crescut, combinat cu costul redus și ușurința depunerii în vid, face ca tabla de aluminiu cu oglindă materialul optim pentru realizarea oglinzilor.

Aluminiul ondulat este folosit pentru decorarea structurilor de intrare și scară. La fabricarea straturilor de acoperire, anti-alunecare și decorative. În industria auto pentru producerea de praguri și trepte. Este fabricat din aliaje deformabile din clasele AMg2N2, AMg2NR și VD1NR. Foi cu suprafață mată, lenticulare, rombice, duet, diamant, cvintet și altele. Grosimea materialului este de 1,5 până la 4 milimetri, excluzând înălțimea protuberanțelor.

Foile de aluminiu sunt folosite în structuri, combustibil, industria alimentară și chimică, precum și în construcții și inginerie mecanică. Produs prin deformare la cald și apoi la rece. Foaia este realizată dintr-un aliaj de aluminiu și acoperită cu un strat subțire de aluminiu pur. Materialul capătă o ductilitate deosebită, rezistență și rezistență la factorii externi negativi. Datorită caracteristicilor sale de performanță, foile de aluminiu netede sunt cel mai adesea folosite în construcții ca material izolant sau de finisare.

În producția de aeronave, cercul de aluminiu este folosit ca material de bază datorită ușurinței sale. Tijele sunt folosite pentru a face părți ale cadrului de putere al aeronavelor și ale altor componente. Tijele de aluminiu sunt, de asemenea, solicitate în industria auto. Tijele sunt produse în conformitate cu GOST 4784, GOST 1131, GOST 11069.

În industria construcțiilor, placa de aluminiu este utilizată pe scară largă la fabricarea bordurilor de acoperiș care sunt montate pe clădiri. De asemenea, la crearea elementelor decorative și funcționale ale structurilor arhitecturale și de construcție. Potrivit pentru placarea fatadelor.

Sârma de aluminiu este utilizată în principal în sudare și inginerie electrică. De asemenea, utilizat în construcții, inginerie mecanică, industria alimentară și mobilă. Ca element de fixare universal, este utilizat la fabricarea de plase, accesorii de mobilier, arcuri, nituri și diverse elemente decorative.

Pentru fabricarea de structuri ușoare și durabile, nu putem înlocui colțurile din aluminiu. Este folosit pentru elemente de nave maritime, fluviale și de avioane, componente pentru mașini. Colțul este folosit pentru închiderea structurilor, structurilor decorative și cu încărcare moderată. Ca semifabricat pentru fabricarea pieselor prin prelucrare ulterioară. Rezistența crește datorită tratamentului termic pentru a crește durata de viață, colțul este supus oxidării anodice.

În industria construcțiilor și în special în placare, se folosește canalul de aluminiu. Îndeplinește funcția de element de legătură, de bază, întâlnit în diferite buiandrug, cornișe, profile de uși și ferestre. Structurile realizate cu canale din aluminiu se disting prin rigiditate ridicată, rezistență și ușurință. Datorită plasticității sale, poate fi folosit pentru a crea sisteme de inginerie și proiectare de diferite forme. Canalul anodizat are proprietăți de izolare electrică ridicată și nu este supus acumulării de sarcină statică, ceea ce este important atunci când se construiesc clădiri înalte. Este posibil să se producă structuri fără sudură, structuri pliabile care pot fi mutate parțial sau complet într-o altă locație. Această tehnologie, de exemplu, este folosită pentru a crea depozite și clădiri sezoniere sau temporare.

Benzile de aluminiu sunt folosite pentru a acoperi rosturile dintre plăci. Ca material pentru fabricarea elementelor decorative în producția de automobile, elementele de ornamente interioare sunt ștampilate din ele. Folosit în producția de avioane, industrie și alte domenii. Benzile sunt etanșe la apă și vapori. Non-toxic, poate fi folosit în condiții climatice dificile. În inginerie electrică, ecranarea și produsele conductoare sunt fabricate din benzi de aluminiu.

Îl trimitem în aer și îl lansăm în spațiu, îl punem pe o lespede, construim clădiri din ea, facem cauciucuri, îl ungem pe piele și tratam ulcerele cu ea... Încă nu înțelegi? Vorbim de aluminiu.

Încercați să enumerați toate utilizările aluminiului și cu siguranță veți greși. Cel mai probabil, nici măcar nu știi despre existența multora dintre ele. Toată lumea știe că aluminiul este un material folosit de producătorii de avioane. Dar cum rămâne cu industria auto sau să spunem. medicament? Știați că aluminiul este un aditiv alimentar E-137 care este folosit în mod obișnuit ca colorant pentru a da alimentelor o nuanță argintie?

Aluminiul este un element care formează cu ușurință compuși stabili cu orice metale, oxigen, hidrogen, clor și multe alte substanțe. Ca urmare a unor astfel de influențe chimice și fizice, se obțin aliaje și compuși care sunt diametral diferiți în proprietățile lor.

Utilizarea oxizilor și hidroxizilor de aluminiu

Domeniul de aplicare al aluminiului este atât de extins încât pentru a proteja producătorii, proiectanții și inginerii de erori neintenționate, în țara noastră a devenit obligatorie utilizarea marcajului aliajelor de aluminiu. Fiecărui aliaj sau compus i se atribuie propria sa denumire alfanumerică, care ulterior le permite să fie sortate rapid și trimise pentru prelucrare ulterioară.

Cei mai comuni compuși naturali ai aluminiului sunt oxidul și hidroxidul acestuia. în natură ele există exclusiv sub formă de minerale - corindon, bauxită, nefelină etc. - și sub formă de alumină. Utilizarea aluminiului și a compușilor săi este asociată cu bijuterii, cosmetologie, domenii medicale, industria chimică și construcții.

Corindonul colorat, „curat” (nu tulbure) sunt bijuteriile pe care le cunoaștem cu toții - rubine și safire. Cu toate acestea, la baza lor, ele nu sunt altceva decât cel mai comun oxid de aluminiu. Pe lângă industria de bijuterii, utilizarea oxidului de aluminiu se extinde și în industria chimică, unde de obicei acționează ca un adsorbant, precum și la producția de veselă ceramică. Cazanele, oalele și ceștile din ceramică au proprietăți remarcabile de rezistență la căldură tocmai datorită aluminiului pe care îl conțin. Oxidul de aluminiu și-a găsit, de asemenea, utilizarea ca material pentru fabricarea catalizatorilor. Oxizii de aluminiu sunt adesea adăugați în beton pentru o întărire mai bună, iar sticla la care a fost adăugat aluminiu devine rezistentă la căldură.

Lista aplicațiilor pentru hidroxidul de aluminiu arată și mai impresionantă. Datorită capacității sale de a absorbi acidul și de a avea un efect catalitic asupra imunității umane, hidroxidul de aluminiu este utilizat la fabricarea de medicamente și vaccinuri împotriva hepatitei de tip "A" și "B" și a infecției cu tetanos. De asemenea, tratează insuficiența renală cauzată de prezența unei cantități mari de fosfați în organism. Odată ajuns în organism, hidroxidul de aluminiu reacționează cu fosfații și formează legături inextricabile cu aceștia, apoi este excretat în mod natural din organism.

Hidroxidul, datorită solubilității sale excelente și a netoxicității, este adesea adăugat în pastă de dinți, șampon, săpun, amestecat cu creme de protecție solară, creme hrănitoare și hidratante pentru față și corp, antiperspirante, tonice, loțiuni de curățare, spume etc. Dacă este necesar Pentru vopsiți țesătura uniform și permanent, apoi se adaugă puțin hidroxid de aluminiu la vopsea și culoarea este literalmente „gravată” pe suprafața materialului.

Aplicarea clorurilor și sulfaților de aluminiu

Clorurile și sulfații sunt, de asemenea, compuși ai aluminiului extrem de importanți. Clorura de aluminiu nu apare in mod natural, dar este destul de usor de obtinut industrial din bauxita si caolin. Utilizarea clorurii de aluminiu ca catalizator este mai degrabă unilaterală, dar practic de neprețuit pentru industria de rafinare a petrolului.

Sulfații de aluminiu există în mod natural ca minerale în rocile vulcanice și sunt cunoscuți pentru capacitatea lor de a absorbi apa din aer. Utilizarea sulfatului de aluminiu se extinde la industria cosmetică și cea textilă. În primul, acționează ca un aditiv în antiperspirante, în al doilea - sub formă de colorant. Este interesantă utilizarea sulfatului de aluminiu în insecticide. Sulfații nu numai că resping țânțarii, muștele și muschii, dar și anesteziază locul mușcăturii. Cu toate acestea, în ciuda beneficiilor tangibile, sulfații de aluminiu au un efect ambiguu asupra sănătății umane. Dacă sulfatul de aluminiu este inhalat sau înghițit, acesta poate provoca otrăviri grave.

Aliaje de aluminiu - aplicatii principale

Compușii de aluminiu produși artificial cu metale (aliaje), spre deosebire de formațiunile naturale, pot avea proprietățile pe care producătorul însuși le dorește - este suficient să se schimbe compoziția și cantitatea de elemente de aliere. Astăzi există posibilități aproape nelimitate pentru producerea aliajelor de aluminiu și aplicarea acestora.

Cea mai cunoscută industrie pentru utilizarea aliajelor de aluminiu este fabricarea avioanelor. Avioanele sunt aproape în întregime realizate din aliaje de aluminiu. Aliajele de zinc, magneziu și aluminiu oferă o rezistență fără precedent, utilizate în pielea avioanelor și în părțile structurale.

Aliajele de aluminiu sunt folosite în mod similar în construcția de nave, submarine și transport fluvial mic. Aici, este cel mai avantajos să se realizeze structuri de suprastructură din aluminiu, acestea reduc greutatea vasului cu mai mult de jumătate, fără a le compromite fiabilitatea.

La fel ca avioanele și navele, mașinile devin din ce în ce mai „aluminiu” în fiecare an. Aluminiul este folosit nu numai în părțile caroseriei, ci acum și în cadre, grinzi, stâlpi și panouri de cabină. Datorită inerției chimice a aliajelor de aluminiu, susceptibilitate scăzută la coroziune și proprietăți de izolare termică, rezervoarele pentru transportul produselor lichide sunt realizate din aliaje de aluminiu.

Utilizarea aluminiului în industrie este larg cunoscută. Producția de petrol și gaze nu ar fi ceea ce este astăzi dacă nu ar fi conductele extrem de rezistente la coroziune, inerte din punct de vedere chimic, realizate din aliaje de aluminiu. Burghiile din aluminiu cântăresc de câteva ori mai puțin, ceea ce înseamnă că sunt ușor de transportat și instalat. Și asta ca să nu mai vorbim de tot felul de rezervoare, cazane și alte containere...

Oalele, tigăile, foile de copt, oaloanele și alte ustensile de uz casnic sunt fabricate din aluminiu și aliajele acestuia. Vasele de gătit din aluminiu conduc bine căldura, se încălzesc foarte repede, sunt ușor de curățat și nu dăunează sănătății sau alimentelor. Coacem carnea la cuptor si coacem placinte pe folie de aluminiu uleiurile si margarinele, branzeturile, ciocolata si bomboanele sunt ambalate in aluminiu.

Un domeniu extrem de important și promițător este utilizarea aluminiului în medicină. Pe lângă acele utilizări (vaccinuri, medicamente pentru rinichi, adsorbanți) menționate mai devreme, trebuie menționată și utilizarea aluminiului în medicamentele pentru ulcer și arsuri la stomac.

Din toate cele de mai sus, se poate trage o concluzie - clasele de aluminiu și aplicațiile lor sunt prea diverse pentru a le dedica un mic articol. Este mai bine să scrieți cărți despre aluminiu, pentru că nu degeaba este numit „metalul viitorului”.

Aluminiul are multe proprietăți valoroase:

• densitate scăzută - aproximativ 2,7 g/cm 3,
• conductivitate termică ridicată și conductivitate electrică ridicată 13,8 107 Ohm/m,
• ductilitate bună și rezistență mecanică suficientă.

Aluminiul formează aliaje cu multe elemente. În aliaje, aluminiul își păstrează proprietățile. În stare topit, Al este fluid și umple bine matrițele în forma sa solidă, se deformează ușor și poate fi tăiat, lipit și sudat cu ușurință.

Afinitatea aluminiului pentru oxigen este foarte mare. În timpul oxidării sale, se eliberează o cantitate mare de căldură (~ 1.670.000 J/mol). Aluminiul măcinat fin, când este încălzit, se aprinde și arde în aer. Al se combină cu oxigenul din aer și în condiții atmosferice. În acest caz, aluminiul este acoperit cu o peliculă densă subțire (~ 0,0002 mm grosime) de oxid de aluminiu, protejându-l de oxidarea ulterioară; prin urmare, Al este rezistent la coroziune. Suprafața de Al este bine protejată de oxidare prin această peliculă chiar și în stare topită.

Dintre aliajele de aluminiu, cele mai importante sunt duraluminiu și silumin . Compoziția duraluminiului, în plus față de Al, include 3,4-4% cupru, 0,5% Mn și 0,5% Mg, nu sunt permise mai mult de 0,8% Fe și 0,8% Si. Duraluminul se deformează bine, iar proprietățile sale mecanice sunt apropiate de unele tipuri de oțel, deși este de 2,7 ori mai ușor decât oțelul ( densitatea duraluminiului 2,85 g/cm3).

Proprietățile mecanice ale acestui aliaj cresc după tratamentul termic și deformarea la rece. Rezistența la tracțiune crește de la 147-216 MPa la 353-412 MPa, iar duritatea Brinell de la 490-588 la 880-980 MPa. În același timp, alungirea relativă a duraluminului aproape nu se modifică și rămâne destul de mare (18-24%).

Siluminii sunt aliaje de turnare de aluminiu și siliciu. Au calități bune de turnare și proprietăți mecanice.

Aplicație

Aluminiul și aliajele sunt utilizate pe scară largă în multe industrii, inclusiv aviație, transport, metalurgie, industria alimentară etc.. Corpurile de aeronave, motoarele, blocurile de cilindri, cutiile de viteze, pompele și alte piese din industria aviației, automobilelor și tractoarelor și vasele pentru depozitarea produselor chimice sunt fabricate din aluminiu și aliajele sale. Aluminiul este utilizat pe scară largă în viața de zi cu zi, industria alimentară, energia nucleară și electronică. Multe părți din sateliții artificiali și navele spațiale ale planetei noastre sunt fabricate din aluminiu și aliajele sale.

Datorită afinității chimice mari a aluminiului pentru oxigen, acesta este utilizat în metalurgia feroasă ca dezoxidant, precum și pentru producerea de metale greu de redus (calciu, litiu etc.) prin așa-numitul proces aluminotermic..). În ceea ce privește producția totală de metale din lume, aluminiul ocupă locul al doilea după fier.