Алюминий легкий и прочный металл

Содержание

Преимущества и недостатки алюминия

Этот металл, из которого изготавливают разнообразные виды кабельной продукции, обладает рядом достоинств, присущих только ему. Поэтому получил такое широкое применение, и не только в электрике.

Самое главное достоинство, которое есть у этого металла, – его небольшой вес. Это – неоспоримое преимущество, которое делает возможной прокладку линий электропередач (ЛЭП). Расстояние между опорами довольно большое. Поэтому можно между ними протянуть лёгкий кабель с алюминиевыми жилами. Малый вес позволяет легче и быстрее прокладывать разные виды электропроводки – снаружи и внутри помещений, под землёй и по воздуху. Стоимость алюминиевых проводов намного ниже, чем кабелей, изготовленных из других металлов. Это объясняется большой распространённостью, а также относительно невысокой стоимостью технологии производства. Эти два фактора сыграли решающую роль при выборе материала для проводки электричества в старых постройках. К тому же в то время нагрузка на электросети была гораздо ниже, чем в настоящее время. Устойчивость к коррозии – ещё одна немаловажная причина выбора. На открытом воздухе при контакте с кислородом алюминиевые провода сразу же окисляются. На поверхности образуется тонкая и прочная плёнка, предотвращающая дальнейшую коррозию металла. Но это качество является и недостатком – алюминиевый окисел является плохим проводником.

Достоинства и недостатки алюминиевой электропроводки

Преимущества алюминия.

Легкий и прочный.

Одной из наиболее заметных особенностей алюминия является его легкость, поскольку по сравнению со Сталью его плотность ниже, что дает ему еще один диапазон возможностей. Несмотря на это свойство, оно все еще довольно прочное, поэтому ламинаты, изготовленные из этого материала, довольно распространены, так как они не будут тяжелыми, но если они будут прочными.

Дешевый.

Одна из причин, по которой предпочтение отдается алюминию, заключается в том, что его цена обычно дешевле, чем у других материалов. Например, в случае окон, где вы хотите, чтобы они соответствовали остальной части дома, это дешевле, чем использование дерева.

Ковкость.

Он более податливый, в отличие от других материалов, которые не могут принимать более сложные формы без разрушения. Это позволяет создавать более эластичные объекты, которые могут оказать на них некоторое давление, которое другие металлы не выдержат. Кроме того, именно по этой причине бумага может быть изготовлена из этого, так как ламинаты, образовавшиеся из-за этого свойства, могут быть очень тонкими.

По теме: Преимущества и недостатки светодиодных ламп освещения

Процессы производства алюминия, как правило, требуют много энергии, так как также учитываются методы экстракции, но для повторного использования металла из банок, окон, ламинатов или других других вещей требуется только плавление и обработка, что дает нам экономию энергии и продукт того же качества.

Естественная коррозионная стойкость.

При контакте с кислородом он образует слой оксида на его поверхности, который естественным образом предотвращает коррозию, которая может быть под воздействием атмосферных воздействий или контакта с химическими веществами. Это дает вам очень длительный срок службы, который может быть увеличен с дополнительной защитой.

Главные недостатки алюминиевых проводов

Как и любому материалу, алюминию присущи свои отрицательные качества.

Места соединений проводников, изготовленных из алюминия, являются достаточно проблемными для прохождения тока. Это происходит из-за плёнки окисла, образующейся на его поверхности. Обладая высоким сопротивлением, эта плёнка способствует нагреву проводов. Особенно это опасно для кабелей, имеющих небольшое сечение. При нагреве алюминий имеет свойство расширяться, менять свою форму и пластичность. После остывания он возвращается в исходное состояние. Такие колебания приводят к тому, что в местах соединения проводников контакт со временем может нарушиться. Зазор между ними может явиться причиной искрения, часто приводящего к пожарам. По статистике, алюминиевая проводка является намного более пожароопасной, чем другие виды электропроводки. Свойства алюминиевой кристаллической структуры приводят к тому, что металл подвержен растяжению. Такое качество плохо сказывается в местах соединений проводов, выполненных методом скрутки. Высокое удельное сопротивление (0,027 Ом*мм2/м) не позволяет конкурировать алюминию с такими металлами, как медь (0,018 Ом*мм2/м). То есть он оказывает в полтора раза большее сопротивление прохождению электрического тока. Поэтому для одинаковой с медью пропускной способности кабели из алюминия должны иметь большее сечение. Алюминию присуще такое негативное качество, как ломкость. Особенно это проявляется со временем, когда срок службы электрической алюминиевой проводки близок или превышает допустимый – 25 лет. Уже нельзя будет согнуть жилу с небольшим радиусом изгиба – она просто обломается. Поэтому рекомендуется по истечении срока службы менять алюминиевую электропроводку на другие её виды.

Согласно требованиям ПУЭ (правил устройства электроустановок), а также вышеописанным недостаткам, для проводки в квартирах и других помещениях алюминиевые кабели должны иметь сечение, равное или больше 16 мм2. Алюминиевая проводка должна соединяться болтовыми соединителями, зажимами с пружинными клеммами или клеммными колодками. Существуют специальные смазки, предотвращающие образование оксидной плёнки на поверхности проводников. Перед соединением желательно покрыть проводники такой смазкой. Таким образом, переходное сопротивление будет небольшим.

Химические свойства алюминия

В обычных условиях алюминий проявляет степень окисления +3, при высоких температурах +1, редко +2.

Алюминий обладает большим сродством к кислороду, образуя окись Al2О3; в порошкообразном состоянии при накаливании в токе кислорода он сгорает, развивая температуру около 3000°С. Эту особенность алюминия используют в алюминотермии для восстановления некоторых металлов из их окислов. При высокой температуре алюминий соединяется с азотом, углеродом и серой, образуя соответственно нитрид AlN, карбид Al4С3 и сульфид Al2S3. С водородом алюминий не взаимодействует; гидрид (AlH3)х получают косвенным путём. Алюминий легко растворяется в щелочах с выделением водорода и образованием алюминатов. Большинство солей алюминия хорошо растворимо в воде.

Сравнение алюминиевых и медных проводов

Какие виды кабелей более предпочтительны – медные или алюминиевые? Однозначно ответить на этот вопрос нельзя. Есть свойства, которые являются определяющими для применения меди. По некоторым показателям алюминий также имеет преимущество. Всё зависит от конкретного места и способа проводки.

Такие свойства алюминиевых проводов, как небольшой вес и стоимость, являются определяющими при строительстве ЛЭП. Малый вес позволяет быстрее и легче управляться с большими бухтами кабеля. Его проще монтировать между опорами, понадобится меньше крепящего оборудования. В последнее время большую популярность приобрели алюминиевые кабели СИП (Самонесущие Изолированные Провода). Они пришли на замену оголённым проводам, имея перед ними существенные преимущества.

Читать статью  Как сверлить металл дрелью?

Для применения внутри помещений следует рассмотреть, по каким критериям имеет преимущества тот или иной металл.

Допустимый срок эксплуатации. Алюминиевая проводка может служить от 15 до 30 лет, в зависимости от изоляции. После этого вследствие изменения свойств алюминия её необходимо заменить. У меди в этом плане преимущества нет. Сегодня бытует ошибочное мнение, что медная проводка может служить почти в два раза дольше алюминиевой. На самом деле у обоих металлов срок службы приблизительно одинаков, что подтверждается в специализированных справочниках. Прочность. По этому показателю медь значительно опережает своего конкурента. Если медный провод может без повреждения выдержать до 80 перегибов, то алюминиевый – всего 12. Но если вести скрытую проводку, то ресурса на изгиб достаточно у обоих металлов. Подверженность окислительным процессам. Оба материала окисляются, только с алюминием этот процесс происходит гораздо быстрее, но также быстро и заканчивается. Образовавшаяся плёнка не даёт коррозии проникать глубже, но обладает низким удельным сопротивлением. Плёночный слой меди своих токопроводящих свойств не теряет. Удельная пропускная способность. Здесь превалирует медь с внушительным перевесом. Причина описана выше. Стоимость. По этому показателю алюминиевые провода побеждают со значительным отрывом. Их цена в два, а то и в три раза ниже медных. Но это достижение не так велико, как кажется. Чтобы пропустить, например, ток 27 Ампер, потребуется медный провод сечением 2,5 мм2. Эту же задачу сможет решить проводник из алюминия сечением не менее 4 мм2. Вес. Медь тяжелее алюминия – это одна из причин, почему медные провода не применяют при сооружении линий электропередач.

Следует помнить, что соединять скруткой провод одножильный алюминиевый с медным нельзя. Причина – разное удельное сопротивление, степень расширения при нагреве, а также другие физические параметры. Скруткой можно соединять только однородные металлы, но наилучшее соединение – только с помощью клемм.

Достоинства и недостатки алюминиевой электропроводки

Конструкционные свойства алюминия

Алюминиевые сплавы как конструкционные материалы обладают рядом преимуществ, которые дают им возможность конкурировать со сталью в некоторых видах строительных конструкций. Эти преимущества обеспечиваются физическими свойствами алюминиевых сплавов, а также процессом производства алюминиевых изделий, в первую очередь, экструзией алюминия.

При поиске областей применения алюминия в строительстве следует учитывать следующие особенности свойств алюминиевых сплавов как конструкционных материалов [1]:

1) Алюминиевые сплавы представляют собой большое семейство конструкционных материалов. Прочностные свойства некоторых из них сравнимы с механическими свойствами малоуглеродистых сталей. Смотрите подробнее Строительные алюминиевые сплавы.

2) Модуль упругости алюминия и его сплавов приблизительно в три раза меньше, чем у сталей (рисунок 1).

3) Сразу за упругим участком кривой растяжения алюминиевые сплавы имеют участок деформационного упрочнения без площадки текучести (в отличие от сталей) (рисунок 1).

4) Относительное удлинение алюминиевых сплавов при растяжении составляет от 8 до 12 %, что ниже, чем у углеродистых сталей (выше 20 %) (рисунок 1).

5) Из-за низкого модуля упругости элементы из алюминиевых сплавов являются менее устойчивыми к сжимающим нагрузкам, чем стальные.

6) Конструкции из алюминиевых сплавов более чувствительны к изменениям температуры, чем стальные, так как коэффициент термического расширения алюминия приблизительно в два раза выше, чем у сталей.

7) Остаточные напряжения, которые возникают в результате термических деформаций на 30 % ниже, чем в стальных конструкциях. Это связано с тем, что эти остаточные напряжения пропорциональны произведению коэффициента термического расширения и модуля упругости (α · Е).

8)

Сопротивление коррозии многих алюминиевых сплавов дает возможность применять их без дополнительной защиты от коррозии даже в агрессивных средах. Смотрите подробнее Коррозия строительного алюминия

9) Малый вес алюминиевых сплавов дает преимущества в снижении веса конструкций по сравнению со сталью. Степень этого преимущества частично снижается из-за необходимости компенсации более низкого модуля упругости алюминия.

10) Сам по себе алюминий не склонен к хрупкому разрушению, однако для алюминиевых конструкций в целом этой проблеме нужно уделять особое внимание.

11) Процесс экструзии алюминия дает возможность изготавливать профили с поперечным сечением, которое обеспечивает им максимальную жесткость и функциональность (рисунок 2).

12) Для крепления алюминиевых элементов применяют болтовые и заклепочные соединения, а также сварку.

Рисунок 1 — Сравнение типичных кривых растяжения алюминиевых сплавов и малоуглеродистых сталей [1].

Рисунок 2 — Типичные прессованные алюминиевые профили [1]

Разновидности алюминиевой кабельно-проводниковой продукции

Все современные изделия, предназначенные для передачи электроэнергии на расстояние, независимо от применяемых металлов и их сплавов, имеют три разновидности. Человек неискушённый обычно думает, что провода, кабели и шнуры – это одно и тоже. Их можно считать синонимами, но есть определённые отличия.

Провода. Представляют собой конструкцию из одной и более алюминиевых жил, покрытых изоляцией. Все изолированные проводники покрыты наружной оболочкой. Эта оболочка может быть разной, в зависимости от предназначения, условий эксплуатации и прокладки. Широко распространены голые, без изоляции, провода. Их можно повсеместно наблюдать на линиях электропередач. Кабели. Отличаются от проводов тем, что жилы заключены в герметичную оболочку, которая может быть изготовлена из резины, свинца, пластмассы или любого другого материала. Поверх герметизированной, в бронированных кабелях может располагаться слой брони. Её образует стальная лента или проволока. Шнур – простая конструкция из двух или трёх жил сечением до 1,5 мм2, покрытых защитным слоем, выполняющим также изолирующую функцию. В шнурах могут применяться только многожильные токопроводящие жилы. Предназначаются для подключения бытовых приборов к сети – например, пылесоса или телевизора. Алюминий редко применяется для производства этих изделий.

Достоинства и недостатки алюминиевой электропроводки

Как маркируются силовые провода и кабели

Марка кабеля может многое сказать об особенностях изделия, а также о тех материалах, которые используются в его производстве. Как правило, маркировка состоит из букв, сочетающихся с цифрами.

Если первая буква маркировки «А» – значит, жилы изготовлены из алюминия. Отсутствие такой буквы означает, что материал жил – медь. Второй буквой обозначают провод (П). Если есть буквенное сочетание «ПП» – значит, провод плоский. Это касается 2 и 3-жильных конструкций. К этой аббревиатуре могут быть добавлены буквы «М» (монтажный) или «МГ» (монтажный с гибкой жилой). Следующая буква означает материал, из которого изготовлена изоляция жил. Если следует «В» или «ВР» – это поливинилхлорид (ПВХ). Просто «П» – полиэтилен, «Р» – резина, «Н» или «НР» – резина, которая не горит, «К» — капрон, «Л» – лакированный слой. Если изоляция изготовлена из резины, её могут защищать оболочки из ПВХ (В) или негорючей резины – найрита (Н). Эти буквы располагаются после обозначения изоляции. Четвёртой буквой может быть «Г» – гибкий провод без защитного слоя, «Б» – бронированный лентами, «О» – это означает, что в оплётке.

Читать статью  Особенности различных способов художественной обработки металла

Далее следуют цифры. Первая информирует о количестве жил, вторая – об их сечении. После обозначено напряжение сети, на которое рассчитан кабель. Например, обозначение «АВВГ 4х16-380» – алюминиевый кабель, изолируемый ПВХ. Вторая буква «В» — оболочка также из ПВХ. Последняя буква означает, что кабель не защищён. Имеет 4 жилы сечением 16 мм2, рассчитан на 380 В.

Алюминий

Алюминий

Алюминий — очень редкий минерал семейства меди-купалита подкласса металлов и интерметаллидов класса самородных элементов. Преимущественно в виде микроскопических выделений сплошного мелкозернистого строения. Может образовывать пластинчатые или чешуйчатые кристаллы до 1 мм., отмечены нитевидные кристаллы длиной до 0,5 мм. при толщине нитей несколько мкм. Лёгкий парамагнитный металл серебристо-белого цвета, легко поддающийся формовке, литью, механической обработке.

Смотрите так же:

СТРУКТУРА

Кристаллическая структура алюминия

Кубическая гранецентрированная структура. 4 оранжевых атома

Кристаллическая решетка алюминия — гранецентрированный куб, которая устойчива при температуре от 4°К до точки плавления. В алюминии нет аллотропических превращений, т.е. его строение постоянно. Элементарная ячейка состоит из четырех атомов размером 4,049596×10 -10 м; при 25 °С атомный диаметр (кратчайшее расстояние между атомами в решетке) составляет 2,86×10 -10 м, а атомный объем 9,999×10 -6 м 3 /г-атом.
Примеси в алюминии незначительно влияют на величину параметра решетки. Алюминий обладает большой химической активностью, энергия образования его соединений с кислородом, серой и углеродом весьма велика. В ряду напряжений он находится среди наиболее электроотрицательных элементов, и его нормальный электродный потенциал равен -1,67 В. В обычных условиях, взаимодействуя с кислородом воздуха, алюминий покрыт тонкой (2-10 -5 см), но прочной пленкой оксида алюминия А1203, которая защищает от дальнейшего окисления, что обусловливает его высокую коррозионную стойкость. Однако при наличии в алюминии или окружающей среде Hg, Na, Mg, Ca, Si, Си и некоторых других элементов прочность оксидной пленки и ее защитные свойства резко снижаются.

СВОЙСТВА

Самородный алюминий

Самородный алюминий. Поле зрения 5 x 4 мм. Азербайджан, Гобустанский район, Каспийское море, Хере-Зиря или остров Булла

Алюминий — мягкий, легкий, серебристо-белый металл с высокой тепло- и электропроводностью, парамагнетик. Температура плавления 660°C. К достоинствам алюминия и его сплавов следует отнести его малую плотность (2,7 г/см 3 ), сравнительно высокие прочностные характеристики, хорошую тепло- и электропроводность, технологичность, высокую коррозионную стойкость. Совокупность этих свойств позволяет отнести алюминий к числу важнейших технических материалов. Он легко вытягивается в проволоку и прокатывается в тонкие листы. Алюминий химически активен (на воздухе покрывается защитной оксидной пленкой – оксидом алюминия.) надежно предохраняет металл от дальнейшего окисления. Но если порошок алюминия или алюминиевую фольгу сильно нагреть, то металл сгорает ослепительным пламенем, превращаясь в оксид алюминия. Алюминий растворяется даже в разбавленных соляной и серной кислотах, особенно при нагревании. А вот в сильно разбавленной и концентрированной холодной азотной кислоте алюминий не растворяется. При действии на алюминий водных растворов щелочей слой оксида растворяется, причем образуются алюминаты – соли, содержащие алюминий в составе аниона.

ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА

Кусочки алюминия

По распространённости в земной коре Земли занимает 1-е место среди металлов и 3-е место среди элементов, уступая только кислороду и кремнию. Массовая концентрация алюминия в земной коре, по данным различных исследователей, оценивается от 7,45 до 8,14%.
Современный метод получения, процесс Холла—Эру был разработан независимо американцем Чарльзом Холлом и французом Полем Эру в 1886 году. Он заключается в растворении оксида алюминия Al2O3 в расплаве криолита Na3AlF6 с последующим электролизом с использованием расходуемых коксовых или графитовых анодных электродов. Такой метод получения требует очень больших затрат электроэнергии, и поэтому получил промышленное применение только в XX веке.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Алюминий с байеритом

Аллюминий, агрегированный с коркой байерита на поверхности. Узбекистан, Навойская область, Учкудук

Вследствие высокой химической активности он не встречается в чистом виде, а лишь в составе различных соединений. Так, например, известно множество руд, минералов, горных пород, в состав которых входит алюминий. Однако добывается он только из бокситов, содержание которых в природе не слишком велико. Самые распространенные вещества, содержащие рассматриваемый металл: полевые шпаты; бокситы; граниты; кремнезем; алюмосиликаты; базальты и прочие. В небольшом количестве алюминий обязательно входит в состав клеток живых организмов. Некоторые виды плаунов и морских обитателей способны накапливать этот элемент внутри своего организма в течение жизни.

ПРИМЕНЕНИЕ

Изделие из алюминия

Украшение из алюминия

Широко применяется как конструкционный материал. Основные достоинства алюминия в этом качестве — лёгкость, податливость штамповке, коррозионная стойкость. Электропроводность алюминия всего в 1,7 раза меньше, чем у меди, при этом алюминий приблизительно в 4 раза дешевле за килограмм, но, за счёт в 3,3 раза меньшей плотности, для получения равного сопротивления его нужно приблизительно в 2 раза меньше по весу. Поэтому он широко применяется в электротехнике для изготовления проводов, их экранирования и даже в микроэлектронике при напылении проводников на поверхности кристаллов микросхем.
Когда алюминий был очень дорог, из него делали разнообразные ювелирные изделия. Так, Наполеон III заказал алюминиевые пуговицы, а Менделееву в 1889 г. были подарены весы с чашами из золота и алюминия. Мода на ювелирные изделия из алюминия сразу прошла, когда появились новые технологии его получения, во много раз снизившие себестоимость. Сейчас алюминий иногда используют в производстве бижутерии.

АЛЮМИНИЙ — дороги, которые он выбирает

Металл алюминий — мечта многих производств. Коррозия ему не страшна, он прекрасно проводит электрический ток, цветной металл легче железа почти в три раза, отличается прочностью. Не магнитится, легко образует сплавы с металлами.

Второе имя алюминия — крылатый металл. Появление чистого алюминия открыло человеку дорогу в небо.

Алюминий

Как искали неизвестный алюминий

История открытия алюминия вяло тянулась с античности. Плиний пишет о квасцах (Alumen). Но под квасцами понимались разные вещества. Это антимоний, тартар, щелочь, гипс.

Лавуазье высказал здравую мысль: алюмина является окислом неизвестного металла. Тут химики оживились и стали пытаться «выцепить» незнакомца. Попыток было много, но только в 1825 году датчанин Эрстед извлек-таки неизвестный металл, напоминающий олово. Назвали его алюминием.

Свойства крылатого металла

Алюминий (Aluminium) имеет несчастливый 13 номер в периодической таблице Менделеева. Однако на счастливую судьбу металла это не повлияло.

Алюминий элемент

Этот легкий серебристый металл послушно поддается механической обработке и литью, имеет большую тягучесть.

Редкая способность — быстро образовывать окисные пленки на поверхности чистого металла. Но эти пленки не слишком хорошо защищают от коррозии. Надежнее химическое и электрохимическое оксидирование. Формула оксидной пленки А12Оз.

Химические и физические характеристики алюминия:

  • плотность 2,7 г/см3;
  • температура плавления 660°С;
  • кипит цветной металл при температуре 2518°С;
  • строение кристаллической решетки гранецентрированное, кубическое;
  • степени окисления 0; +3.
Читать статью  Эффективные способы, чем убрать ржавчину с металла перед покраской

С помощью металлического алюминия (его взаимодействия с оксидами металлов) получают трудновосстанавливаемые металлы. Этот метод называется алюминотермия.

Алюминий имеет один стабильный изотоп, 27Al.

Микроструктура алюминия

Микроструктура алюминия на протравленной поверхности слитка, чистотой 99,9998 %, размер видимого сектора около 55×37 мм

Неправда, но хорошо придумано

В печатных изданиях, а сейчас и в интернете гуляет история о крестьянине, который вел «крамольные беседы о полете на Луну». Крестьянина (или мещанина), по одним сведениям Петрова, по другим Никифорова, сослали в киргизский поселок Байконур» Якобы известие о факте напечатано был в Московских губернских новостях», в 1848 году. Сейчас, когда с космодрома Байконура ушли в космос не один десяток спутников и станций, этот факт выглядит пророческим и мистическим.

Вот только это неправда. Дотошные читатели перерыли подшивки этой газеты, и заметки такой не обнаружили. Это просто красивая легенда.

Алюминиевые сплавы, плюсы и минусы

Чистый алюминий в строительных конструкциях применять нецелесообразно. Прочностные характеристики у него «так себе». А вот алюминиевые сплавы — другое дело. Сейчас известны и используются около 60 сплавов. Можно выбрать для любых нужд, на любой вкус.

Классификация сплавов проводится по составу, свойствам, по способности к термической обработке.

Добавки меди, магния и марганца, цинка существенно улучшают характеристики сплава в сравнении с чистым металлом. Этими металлами чаще всего легируют алюминий. Титан, литий, ванадий, церий, скандий, некоторые редкоземельные элементы для легирования применяются реже, но свойства этих сплавов также востребованы в промышленности.

Дюраль

Дюралюмины — сплавы алюминия с медью (4%), магнием (0,5%) и небольшого количества железа, марганца, кремния. Недостаток дюралей — подверженность коррозии; с ней справляются, применяя анодирование, плакировку, авиационную грунтовку, окрашивание.

Востребованные свойства сплава: хорошая статическая и усталостная прочность, высокая вязкость разрушения.

Широко применяется в деталях и конструкциях, где большую роль играет масса изделия. Главные потребители сплава — авиация, судостроение, космонавтика.

Сплав 7075

Разрабатывался компанией Sumitomo Metal Corporation (Япония) в строжайшей тайне.

Представляет соединение алюминия с цинком (до 6%), магния (2-2,5%), меди (до 1,5%). В тот же сплав добавлены титан, кремний, марганец, хром, железо. Добавки эти составляют не более 0,5%, но свой вклад в свойства сплава вносят.

  • 7075-0;
  • 7075-06;
  • 7075-Т651;
  • 7075-Т7;
  • 7075-АСР.

Сплавы устойчивы к коррозии, хорошо полируются.

Алюминий металл

Применяются в производстве винтовок для армии и граждан. Промышленности автомобильная, авиационная, морская активно используют сплав. Его минус — достаточно высокая цена.

Сплавов разных много

В России довольно много сплавов с разными свойствами:

  • D1, D16, 1161, 1163 — алюминий, магний, медь;
  • АМГ1 — АМГ6, сплав алюминия и магния;
  • AD31, AD33, AD35, AB — алюминий, кремний, магний. Список легко продолжить.

Старость в радость

Не всегда старость — это плохо. Металл — как человек или вино; с возрастом свойства алюминия меняются; он становится лучше, крепче, сильнее.

Естественное старение металла происходит при нормальных условиях; можно сказать, что металл «дозревает».

Искусственное старение проходит при термообработке и пластическом деформировании.

Термическая обработка бывает разных видов. Выбор зависит от назначения будущего сплава.

Вид термообработки Что дает термообработка
Закалка с полным искусственным старением Высокая прочность сплава, но некоторое снижение пластичности
Закалка со стабилизирующим старением Хорошая прочность, довольно высокая стабильность структуры
Закалка с последующим смягчающим отпуском Хорошая пластичность, но снижение прочности сплава
Искусственное старение Повышает прочность сплава, улучшает возможность обработки резанием
Отжиг Повышение пластичности, уменьшение остаточных напряжений металла
Закалка Улучшает прочностные характеристики
Закалка и неполное искусственное старение Повышает прочность при сохранении пластичности

Минералы, месторождения…а самородный алюминий?

Запасы алюминия в природе огромны. Среди металлов он держит первое место по распространенности. Но «общительность», активность элемента привела к тому, что в чистом виде металл практически отсутствует.

Производство алюминия в миллионах тонн

Минералов, содержащих алюминий, много:

  • бокситы;
  • глиноземы;
  • полевые шпаты;
  • нефелины;
  • корунды.

Так что добыча алюминиевого сырья не составляет большого труда.

Если все запасы на Земле истощатся (что сомнительно), то алюминий можно добывать из морской воды. Там его содержание составляет 0,01 мг/л.

Кто захочет увидеть самородный алюминий, тому придется опускаться в жерла вулканов.

Происхождением такой металл из самых глубин нашей планеты.

Как производят крылатый металл

Производство металла можно разделить на две стадии.

  • Первая — добыча бокситов, их дробление и отделение кремния при помощи пара.
  • Вторая стадия: глинозем смешивают с расплавленным криолитом и воздействуют на смесь электротоком. В процессе реакции жидкий алюминий оседает на дне ванны.

Образовавшийся металл отливают в слитки; далее он отправляется потребителям или на производство сплавов и высокочистого алюминия.

Метод энергозатратный, «кушает» много электричества.

Бывает технический и сверхчистый

Полученный алюминий называется техническим или нелегированным. В нем содержание чистого металла не менее 99%. Его потребляет электронная промышленность, он необходим в производстве теплообменных и нагревательных устройств, осветительного оборудования.

Часть этого металла отправляется на дополнительную очистку, «рафинирование». В результате имеем металл высокой чистоты, с содержанием алюминия не менее 99,995%.

Его употребляют в электронике, в производстве полупроводников. Кабельное производство, химическое машиностроение сейчас не обойдется без сверхчистого алюминия.

Интересно: до открытия промышленного способа получения алюминия он был редкостью и стоил дороже золота. Нашего великого химика, Д.И. Менделеева, британцы почтили подарком. Это были аналитические весы (вещь, незаменимая для химика), у которых чашечки изготовили из золота и алюминия.

Металл для крыльев

Без такого металла, как алюминий, невозможно покорение неба. Крыльев людям не дано, а летать хочется человеку с давних времен. Не напрасно миф об Икаре живет с античных времен. Попытки взлететь предпринимались неоднократно.

Но прорыв случился в 1903 году, когда романтики неба и замечательные механики братья Райт подняли в воздух самолетик. Этот самолет открыл путь в небо.

Где применяется

Применение легкого и прочного металла необходимо не только в авиации.

Алюминиевый прокат

В пуленепробиваемых и бронированные стеклах, экранчиках смартфонов присутствует сапфир. У таких стекол высокая прочность на сжатие.

Познавательно: ученые продолжают разработку видов стекол, обладающих противопульной устойчивостью при меньших толщине и весе. Перспективным направлением считается прозрачная броня на основе монокристалла сапфира.

Из алюминия делают фольгу, которую используют в электрических конденсаторов. Домохозяйки с удовольствием запекают в фольге вкусняшки для домашних. Кастрюли, сковородки, другие изделия для домашнего хозяйства производят из «крылатого металла».

посуда из алюминия

Тонко молотый порошок металла используют для производства прочной краски.

Вы удивитесь, но алюминиевая кастрюлька в кухне, самолет и перстень с сапфиром — родня. В каждом есть наш герой.

Удивительно: железнодорожный транспорт на треть возит сам себя. Вес груженого товарного вагона на треть состоит из веса вагона. Про пассажирские вагоны и говорить нечего, вес людей в них всего 5%, остальное приходится на вагон.

Оксид алюминия — это корунд. А к ним относятся сапфиры, рубины, изумруды — все эти короли драгоценных камней содержат алюминий. Сам корунд используют как наждак.

Купить металл

Стоимость металла на бирже 148 USD за тонну (на 05.05.2020).

admin

Мне 42 года и я специалист в области минералогии. Здесь на сайте я делюсь информацией про камни и их свойства — задавайте вопросы и пишите комментарии!

Источник https://burforum.ru/cvetmet/alyuminievyj-eto.html

Источник https://mineralpro.ru/minerals/aluminium/

Источник https://themineral.ru/metally/alyuminij

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: