Алюминий — это металлический элемент, представленный в таблице Менделеева символом «Al», и третий по распространенности элемент в земной коре: 8% земной коры содержит алюминий в различных соединениях. Существует множество свойства алюминия что делает его широко используемым металлом во всем мире.
В этой статье мы расскажем вам, каковы свойства алюминия, его значение и многое другое.
Немного истории
Алюминий впервые был выделен в 1825 г. датским физиком Х.К. Орстедом, и сегодня он, наряду с железом, является наиболее используемым человеком металлом.. Этот элемент также содержится в большинстве горных пород и живых организмах. Однако в природе он встречается не в чистом виде, а в составе многочисленных силикатов и минералов.
Благодаря небольшому весу, хорошей пластичности, длительному сроку службы и коррозионной стойкости он является одним из самых полезных металлов и наиболее широко используется человеком в промышленности. Его используют в самых разных сплавах для изготовления большого количества посуды и емкостей, а также деталей для различных машин.
Свойства алюминия
Вот некоторые свойства алюминия, которые делают его таким известным и используемым во всем мире:
- Легкость: Алюминий известен тем, что он чрезвычайно легкий. Его плотность составляет примерно одну треть плотности стали, что делает его идеальным материалом для применений, где требуется высокая прочность и малая масса, например, в аэрокосмической и автомобильной промышленности.
- Хорошая электро- и теплопроводность: Алюминий является отличным проводником электричества и тепла. Это делает его ценным в приложениях, требующих эффективной передачи электроэнергии или рассеивания тепла, таких как электрические кабели и электронные компоненты.
- Устойчивость к коррозии: Алюминий имеет на поверхности естественный оксидный слой, который защищает его от коррозии. Этот тонкий самовосстанавливающийся слой придает ему превосходную коррозионную стойкость, что делает его пригодным для применения во влажных или агрессивных средах.
- Пластичность и простота формования: Алюминий податлив, и ему можно придавать различные формы посредством процессов прокатки, экструзии и ковки. Это делает его универсальным материалом для изготовления нестандартных деталей и компонентов.
- Пригодность к вторичной переработке: Алюминий легко перерабатывается. Его можно переплавлять и многократно перерабатывать, не теряя при этом своих основных свойств, что делает его устойчивым и экологически чистым материалом.
- Эстетичный внешний вид: Алюминий имеет блестящую привлекательную серебристую отделку, что делает его популярным в эстетических целях, таких как производство упаковки, оконных рам и декоративных элементов.
- Устойчивость к низким температурам: В отличие от некоторых материалов, которые становятся хрупкими при низких температурах, алюминий сохраняет свою прочность и пластичность даже при очень низких температурах, что делает его полезным в криогенных применениях.
использование алюминия
Самый распространенный процесс получения алюминия — из боксита, широко распространенного минерала на Земле. Этот процесс требует большого количества электрической энергии, а значит, это дорогостоящий процесс, но в результате получается полезный материал с длительным сроком службы (устойчивый к коррозии) и очень низкими затратами на переработку. Все это помогает иметь стабильная цена и становится экономическим элементом.
Алюминий является центральным и универсальным элементом во многих отраслях человеческой деятельности, имеющим бесчисленное множество применений. От производства металлических деталей и механических узлов, как в чистом виде, так и в сплавах (особенно тех, которые способствуют их упрочнению), до производства зеркал, различных емкостей, алюминиевых листов, тетраэдров, телескопов и сварных деталей.
Алюминий существовал на протяжении всей истории человечества в виде соли и использовался в медицине и химической чистке. Но в чистом виде он появился только в 1825 году, когда датскому физику Х.С. Орстеду удалось получить несколько нечистых образцов посредством электролиза. Два года спустя Фридрих Вёлер получил первый чистый образец.
Первоначально он считался драгоценным металлом и был выставлен вместе с регалиями французской короны в 1855 году.Его широкое использование и низкая стоимость сделали его обычным металлом.
Другие свойства алюминия: реакционная способность, переработка и токсичность.
Алюминий очень реактивен, хотя он противостоит коррозии благодаря слою оксида алюминия (Al2O3), который образуется вокруг него в присутствии кислорода и защищает остальную часть металла от коррозии. Его можно легко разбавить соляной кислотой (или гидроксидом натрия (NaOH) и различными кислотами и основаниями.
Алюминий можно идеально переработать без изменения его физических свойств, что дает значительные экономические преимущества перед другими металлами. Затраты энергии, необходимые для этого процесса, также очень малы. (всего 5% от первоначального производственного процесса). Этот переработанный алюминий называется «вторичным алюминием».
Поскольку алюминий — мягкий металл и не очень устойчив к механическому растяжению, он имеет множество применений, но не рекомендуется в качестве конструкционного материала. В этом смысле его обычно легируют другими металлами для упрочнения, такими как магний, марганец, медь, цинк и кремний, а иногда даже титаном и хромом.
Алюминиевые сплавы идентифицируют по сериям:
- Серия 1000. Почти чистый. Примерно 99% составляет алюминий.
- Серия 2000. Медный сплав.
- Серия 3000. Сплавы содержащие марганец.
- Серия 4000. Сплавы содержащие кремний.
- Серия 5000. Магниевый сплав.
- Серия 6000. Сплавы магния и кремния.
- Серия 7000. Цинковый сплав.
- Серия 8000. Сплавы с другими металлическими и неметаллическими элементами.
Вопреки распространенному мнению на протяжении десятилетий, алюминий не безвреден для человека. Он менее токсичен, поскольку алюминий пища всасывается в небольших количествах через кишечник. Однако вдыхание алюминиевой пыли или продуктов, насыщенных этим элементом, может вызвать повреждение печени и почек или симптомы нейротоксичности.
Повышенный уровень алюминия также связан с возникновением болезни Альцгеймера.
Надеюсь, что с помощью этой информации вы сможете больше узнать о свойствах алюминия и его характеристиках.