Алюминий (Al) принадлежит к основной группе 13 (III, или группе бора) таблицы Менделеева. Алюминий — легкий серебристо-белый металл и самый распространенный цветной металл. Алюминий никогда не появляется в природе в металлической форме из-за своей химической активности, но его соединения в той или иной степени встречаются практически во всех минералах, растениях и животных. Алюминий составляет около 8% земной коры. Поскольку алюминий имеет более высокое соотношение прочности и веса, чем сталь, он является одним из металлов, используемых в машиностроении.
Химические элементы алюминия
Алюминий — это металл , который механически, химически и физически похож на сталь, латунь, медь, цинк, свинец или титан. Он передает электрические токи, и его можно плавить, отливать, формовать и подвергать механической обработке. Технологии и инструменты изготовления стали часто применяются и к алюминию.
Электрическая и теплопроводность
Алюминий обладает хорошей электро- и теплопроводностью. Теплопроводность алюминия составляет примерно 50–60% от теплопроводности меди, что делает его идеальным для крупномасштабного производства посуды.
Теплообменники из алюминия используются в химической, пищевой и аэрокосмической промышленности, поскольку теплопроводность связана с передачей тепла от одной среды к другой.
Алюминий также является полезным электрическим проводником благодаря своей высокой проводимости (1350), которая примерно на 62 процента выше, чем международный стандарт отожженной меди (IACS), и имеет около одной трети удельного веса меди.
Пластичность
Из алюминия можно формовать проволоки, не ломаясь, поскольку он податлив. Однако его пластичность слабее, чем у меди. Имеет низкую температуру плавления и плотность. Благодаря своей универсальности алюминий можно отливать различными способами, пока он еще находится в расплавленном состоянии, для создания желаемых продуктов, включая листы, фольгу, трубы и стержни.
Коррозия
Слой оксидной пленки образуется на поверхности алюминия, когда он подвергается воздействию воздуха и влаги, чтобы предотвратить сильное окисление. Устойчивость алюминия к разрушению, в том числе устойчивость к атмосферным воздействиям в промышленной среде, обеспечивается его самозащитным оксидным слоем. Процессы анодирования можно использовать для улучшения стойкости оксидного слоя на алюминиевых поверхностях.
Отражательная способность
Гладкий алюминий имеет высокую отражательную способность электромагнитного спектра, от радиоволн до инфракрасного и теплового излучения. 90% тепла и 80% света, попадающего на его поверхность, отражаются. Благодаря своей высокой отражательной способности алюминий имеет декоративный внешний вид и идеально подходит для таких применений, как кровельные покрытия и тепловые экраны автомобилей, где он блокирует излучение света и тепла.
Нетоксичность
Когда алюминий впервые начали использовать в промышленности, его безвредность была признана. Благодаря этому качеству его можно использовать для производства кухонного оборудования, не подвергая опасности здоровье людей, что облегчает его использование для упаковки пищевых продуктов, например фольги, в перерабатывающем секторе.
Непримиримый и без запаха
Несмотря на то, что алюминиевая фольга имеет толщину всего 0,007 мм, она прочная и полностью непроницаемая, защищая любые продукты, в которые она завернута, от любых вкусов и запахов внешнего мира. Он блокирует УФ-излучение.
Поскольку сам металл нетоксичен и не имеет запаха, он идеально подходит для упаковки деликатных товаров, таких как продукты питания или лекарства. Использование переработанного алюминия также снижает углеродный след производителей продуктов питания и напитков на этом уровне.
Немагнитный
Из-за отсутствия магнитных свойств алюминий является хорошим материалом для электрической защиты, например, в шинах, зеркальных антеннах, компьютерных дисках или корпусах магнитов.
Преимущества и приложения
Некоторые соединения алюминия имеют широкое промышленное применение.
- Большие количества глинозема, который в природе существует в виде корунда, производятся в коммерческих целях для использования в производстве металлического алюминия, а также в производстве изоляторов, свечей зажигания и других товаров.
- Глинозем при нагревании становится пористым, что делает его способным поглощать водяной пар. Этот тип оксида алюминия иногда называют активированным оксидом алюминия. Применяется для сушки газов и некоторых жидкостей.
- Алюминий действует как переносчик катализаторов в различных химических процессах.
- Многие предметы, такие как банки, фольга, кухонная утварь, оконные рамы, пивные бочонки и детали самолетов, изготовлены из алюминия. Это результат его уникальных характеристик. Он имеет низкую плотность, нетоксичен, обладает высокой коррозионной стойкостью, высокой теплопроводностью, его легко отливать, обрабатывать и формовать. Кроме того, он не является ни магнитным, ни искрящим. Это шестой по пластичности металл и второй по ковкости металл.
- Алюминий обычно используется в качестве сплава, поскольку сам по себе он не является особенно прочным металлом. Сплавы кремния, марганца, магния и меди прочны, но легки. Они имеют решающее значение в разработке транспортных средств, таких как самолеты.
- Поскольку алюминий является хорошим проводником электричества, его часто используют в линиях электропередачи. Вес по весу, это почти в два раза лучший проводник и стоит дешевле, чем медь.
- Алюминий создает покрытие с высокой отражающей способностью для тепла и света, испаряясь в вакууме. Он не тускнеет, как серебряное покрытие. Зеркала для телескопов, декоративная бумага, контейнеры и игрушки — это лишь некоторые из предметов, для которых можно использовать эти алюминиевые покрытия.
Заключение
Алюминий производится с использованием большого количества энергии. Для производства 1 тонны алюминия требуется около 17 000 кВтч электроэнергии, что говорит о его относительно высокой стоимости. После создания алюминий может быть легко переработан и не подвержен коррозии.