Что делают из алюминия

Алюминий

Алюминий вошел в промышленное и бытовое применение относительно не так давно. На пересечении XIX – XX было освоено производство этого металла в промышленных масштабах. Все дело в том, что началось производство множества товаров, в которых алюминий широко применялся, например, при строительстве катеров, железнодорожных вагонов и пр. Кстати, именно тогда был показан широкой публике автомобиль с кузовом, выполненным из алюминия.

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.

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.

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.

Строительство, литье и электротехника

Все чаще «крылатый» металл применяется в строительстве. В новых современных зданиях сейчас можно встретить множество элементов изготовленных из сплавов алюминия. Легкие и прочные перекрытия и балки, перила, ограждения, колонны, элементы вентиляции и остекления из алюминия используются в строительстве многих общественных зданий и спорткомплексов.

В литейном производстве сплав из алюминия и кремния дающий малые усадку и ликвацию позволяет получать детали очень сложной конфигурации. Блоки и корпуса двигателей, различные виды крыльчаток, поршни, головки цилиндров и множество других элементов изготавливается из этого сплава методом литья.

В электротехнике алюминий используется в линиях электропередача, в силовых кабелях и в качестве оболочки токопроводящих элементов. Из него изготавливают токопроводящие шины, кабельные наконечники и гильзы, кабель-каналы, радиаторы-гребенки, распределительные траверсы, шкафы электроподстанций и опоры линий электропередач.

Особенности производства

Весь цикл производства алюминиевых листов включает в себя несколько стадий: термическая деформация, холодное волочение или прокатка.

Определенные габариты и форму листа получить несложно, потому что алюминиевые сплавы, как уже было сказано выше, являются очень пластичными. В конечной продукции не должно быть никаких трещин, пузырьков, разрывов и следов коррозии.

Также алюминий листовой классифицируется на следующие типы:

  • неплакированные и плакированные изделия (плакировка может быть нормальной или же утолщенной);
  • искусственно или естественно состаренные;
  • без термической обработки;
  • полунагартованные;
  • отожженные;
  • нагартованные, подвергнутые закалке и естественному старению.

Листы из алюминия — очень востребованный материал, что обусловлено общедоступностью и прекрасным эксплуатационным свойствам.

Особенности производства

Весь цикл производства алюминиевых листов включает в себя несколько стадий: термическая деформация, холодное волочение или прокатка.

Определенные габариты и форму листа получить несложно, потому что алюминиевые сплавы, как уже было сказано выше, являются очень пластичными. В конечной продукции не должно быть никаких трещин, пузырьков, разрывов и следов коррозии.

Также алюминий листовой классифицируется на следующие типы:

  • неплакированные и плакированные изделия (плакировка может быть нормальной или же утолщенной);
  • искусственно или естественно состаренные;
  • без термической обработки;
  • полунагартованные;
  • отожженные;
  • нагартованные, подвергнутые закалке и естественному старению.

Листы из алюминия — очень востребованный материал, что обусловлено общедоступностью и прекрасным эксплуатационным свойствам.

СТРУКТУРА

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 А123, 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.

Где содержится сам алюминий? Можно ли получить материал в домашних условиях?

В природе алюминий содержится в специальных минеральных соединениях, которые объединяют между собой две доли серной кислоты. Благодаря такому действию происходит окисление легко сплавных металлов. Формирование алюминия происходит естественным путем — алюминий содержится в тканях животных/растений в виде природного микроэлемента.

Каменная оболочка земли также формируется на основе алюмосиликатов и силикатов. Более популярным методом добычи природного материала становится использование бокситов. Их залежи расположены на территории государств тропического и субтропического пояса. В России для этих целей активно применяются нефелиновые руды. Найти их, к примеру, можно на рудниках Кемеровской области.

Основные источники вторичного алюминия:

  • кухонная посуда;
  • столовые приборы, произведенные методом литья или штамповки металла;
  • разные виды строительных материалов, обладающие показателями легкости и стойкости к внешним действиям;
  • В опорных панелях, на стройках;
  • В ломе бытовой техники;
  • В отдельных частях транспортных средств и периферического оборудования: шасси, литые диски, детали двигателя.

Производство бытовых предметов

В быту не счесть вещей, которые делаются из этого металла. В частности, популярностью пользуются алюминиевые лестницы – они есть практически в каждом доме, гараже. Кухонная утварь, кронштейны для телевизоров – все эти элементы могут быть выполнены из алюминия, что уже говорить про более мелкие предметы.

Читайте также  Кондуктор для холодной ковки своими руками

Алюминиевые лестницы, кстати, уверенно вытеснили железные, так как последние очень тяжело переносить с места на место. Это еще раз демонстрирует преимущество этого металла. Перечислять изготавливаемые из него предметы быта можно очень долго.