Алюминий - Википедия

Алюми±ний   главной подгруппы третьей группы третьего периода , 13. Обозначается символом Al (   ). Относится к группе . Наиболее распространённый металл и третий по распространённости (после и ) химический элемент в . алюминий ( : 7429-90-5)  лёгкий, серебристо-белого , легко поддающийся формовке, литью, механической обработке. Алюминий обладает высокой тепло- и электропроводностью, стойкостью к за счёт быстрого образования прочных оксидных плёнок, защищающих поверхность от дальнейшего взаимодействия. По некоторым биологическим исследованиям поступление алюминия в организм человека было сочтено фактором в развитии , но эти исследования были позже раскритикованы и вывод о связи одного с другим опровергался . [ Впервые алюминий был получен в действием на с последующей отгонкой . [ Современный метод получения был разработан независимо американцем и французом . Он заключается в растворении в расплаве с последующим с использованием . Такой метод получения требует больших затрат электроэнергии, и поэтому оказался востребован только в . Для производства 1 т алюминия чернового требуется 1,920 т глинозёма, 0,065 т криолита, 0,035 т фторида алюминия, 0,600 т анодной массы и 17 тыс. кВтgч электроэнергии постоянного тока. [ Металл серебристо-белого цвета, лёгкий, плотность  2,7 г/смc, температура плавления у технического алюминия  658 `C, у алюминия высокой чистоты  660 `C,   390 кДж/кг, температура кипения  2500 `C, 10,53 МДж/кг, временное сопротивление литого алюминия  10-12 кг/ммb, деформируемого  18-25 кг/ммb, сплавов  38-42 кг/ммb. по   24-32 кгс/ммb, высокая пластичность: у технического  35 %, у чистого  50 %, прокатывается в тонкий лист и даже фольгу. Алюминий обладает высокой и , 65 % от электропроводности меди, обладает высокой светоотражательной способностью. Алюминий образует сплавы почти со всеми металлами. [ Al, радиоактивного изотопа с периодом полураспада 720 тыс. лет, образующегося в атмосфере при бомбардировке ядер протонами космических лучей. По распространённости в природе занимает 1-е среди металлов и 3-е место среди элементов, уступая только кислороду и кремнию. Процент содержания алюминия в земной коре по данным различных исследователей составляет от 7,45 до 8,14 % от массы земной коры. В природе алюминий встречается только в соединениях (минералах). Некоторые из них: , Fe , CaCO (смеси , ,   (Na,K) В природных водах алюминий содержится в виде малотоксичных химических соединений, например, фторида алюминия. Вид катиона или аниона зависит, в первую очередь, от кислотности водной среды. Концентрации алюминия в поверхностных водных объектах России колеблются от 0,001 до 10 мг/л. [ При нормальных условиях алюминий покрыт тонкой и прочной плёнкой и потому не реагирует с классическими , HNO (без нагревания). Благодаря этому алюминий практически не подвержен и потому широко востребован современной индустрией. Однако при разрушении оксидной плёнки (например, при контакте с растворами солей , горячими щелочами или в результате ), алюминий выступает как активный металл-восстановитель. с с с другими с , образуя с , образуя с , образуя и с водой (после удаления защитной оксидной пленки, например, со щелочами (с образованием тетрагидроксоалюминатов и других При нагревании растворяется в кислотах  окислителях, образующих растворимые соли алюминия: восстанавливает из их оксидов ( [ Одна красивая, но, вероятно, неправдоподобная легенда из « » гласит, что однажды к римскому императору (42 год до н. э.  37 год н. э.) пришёл с металли]ческой, небьющейся обеденной тарелкой, изготовленной, якобы из . Тарелка была очень светлой и блестела, как . По всем признакам она должна быть алюминиевой. При этом ювелир утверждал, что только он и боги знают, как получить этот металл из . Тиберий, опа]саясь, что металл из легкодоступной глины может обесценить и серебро, приказал, на всякий случай, отрубить чело]веку голову. Очевидно, данная легенда весьма сомнительна, так как само]родный алюминий в природе не встречается в силу своей высокой активности и во времена не могло быть технических средств, которые позволили бы извлечь алюми]ний из глинозёма. Лишь почти через 2000 лет  в , датский физик получил несколько миллиграммов металлического алюминия, а в смог выделить крупинки алюминия, которые, однако, на воздухе немедленно покрывались тончайшей пленкой оксида алюминия. До конца XIX века алюминий в промышленных масштабах не производился. Только в изобрёл первый способ промышленного производства алюминия, основанный на вытеснении алюминия металлическим . В 1855 году был получен первый слиток металла массой 68 кг. За 36 лет применения, с по , способом Сент-Клер Девиля было получено 200 тонн металлического алюминия. В он же получил алюминий электролизом расплава хлорида натрия-алюминия. В , основываясь на технологии, предложенной русским ученым , был построен завод по производству алюминия в немецком городе Гмелингеме. Технология Бекетова мало чем отличалась от способа Девиля, но была проще и заключалась во взаимодействии между ) и . За пять лет на этом заводе было получено около 58 т алюминия  более четверти всего мирового производства металла химическим путем в период с по . Метод, изобретённый почти одновременно во и в США в и основанный на получении алюминия электролизом глинозема, растворённого в расплавленном криолите, положил начало современному способу производства алюминия. С тех пор, в связи с усовершенствованием , производство алюминия совершенствовалось. Заметный вклад в развитие производства глинозема внесли русские ученые К. И. Байер, Д. А. Пеняков, А. Н. Кузнецов, Е. И. Жуковский, А. А. Яковкин и др. Первый алюминиевый завод в России был построен в в . Металлургическая промышленность в 1939 году производила 47,7 тыс.тонн алюминия, ещё 2,2 тыс.тонн импортировалось. значительно стимулировала производство алюминия. Так, в общемировое его производство, без учёта СССР, составляло 620 тыс. т, но уже к выросло до 1,9 млн т. К в мире производилось 3,4 млн т первичного алюминия, в   5,4 млн т, в   16,1 млн т, в   18 млн т. В в мире было произведено 38 млн т первичного алюминимя, а в   39,7 млн т. Лидерами производства являлись: (в 2007 году произвёл 12,60 млн т, а в 2008  13,50 млн т), (3,96/4,20), (3,09/3,10), (2,55/2,64), (1,96/1,96), (1,66/1,66), (1,22/1,30), (1,30/1,10), (0,89/0,92), (0,87/0,87), (0,90/0,85), (0,40/0,79), (0,55/0,59), (0,61/0,55), (0,56/055), (0,42/0,42). [ по производству алюминия является компания « », на которую приходится около 13 % мирового рынка алюминия и 16 % глинозёма. Мировые запасы бокситов практически безграничны, то есть несоизмеримы с динамикой спроса. Существующие мощности могут производить до 44,3 млн т первичного алюминия в год. Следует также учитывать, что в будущем некоторые из применений алюминия могут быть переориентированы на использование, например, . [ Широко применяется как конструкционный материал. Основные достоинства алюминия в этом качестве  лёгкость, податливость штамповке, коррозионная стойкость (на воздухе алюминий мгновенно покрывается прочной плёнкой Al , которая препятствует его дальнейшему окислению), высокая теплопроводность, неядовитость его соединений. В частности, эти свойства сделали алюминий чрезвычайно популярным при производстве кухонной посуды, алюминиевой фольги в пищевой промышленности и для упаковки. Основной недостаток алюминия как конструкционного материала  малая прочность, поэтому его обычно сплавляют с небольшим количеством меди и магния (сплав называется ). Электропроводность алюминия всего в 1,7 раза меньше, чем у , при этом алюминий приблизительно в 2 раза дешевле. Поэтому он широко применяется в электротехнике для изготовления проводов, их экранирования и даже в при изготовлении проводников в чипах. Меньшую алюминия (37 1/ом) по сравнению с медью (63 1/ом) компенсируют увеличением сечения алюминиевых проводников. Недостатком алюминия как электротехнического материала является наличие прочной оксидной плёнки, затрудняющей пайку. Благодаря комплексу свойств широко распространён в тепловом оборудовании. Алюминий и его сплавы сохраняют прочность при сверхнизких температурах. Благодаря этому он широко используется в криогенной технике. Высокий в сочетании с дешевизной и лёгкостью напыления делает алюминий идеальным материалом для изготовления . В производстве как газообразующий агент. придают коррозионную и окалиностойкость стальным и другим сплавам, например клапанам поршневых ДВС, лопаткам , , , а также заменяют цинкование. Сульфид алюминия используется для производства . Идут исследования по разработке как особо прочного и лёгкого материала. [ Как компонент , смесей для Алюминий применяют для восстановления редких металлов из их оксидов или галогенидов. [ В качестве конструкционного материала обычно используют не чистый алюминий, а разные сплавы на его основе. Алюминиево- сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью и хорошо свариваются; из них делают, например, корпуса быстроходных судов. Алюминиево- сплавы во многом аналогичны алюминиево-магниевым. Алюминиево- сплавы (в частности, ) можно подвергать термообработке, что намного повышает их прочность. К сожалению, термообработанные материалы нельзя сваривать, поэтому детали самолётов до сих пор соединяют заклёпками. Сплав с бо±льшим содержанием меди по цвету внешне очень похож на , и его иногда применяют для имитации последнего. Алюминиево- сплавы ( ) лучше всего подходят для литья. Из них часто отливают корпуса разных механизмов. Комплексные сплавы на основе алюминия: . Алюминий переходит в сверхпроводящее состояние при температуре 1,2 Кельвина. [ Алюминий является важным компонентом многих сплавов. Например, в алюминиевых бронзах основные компоненты  медь и алюминий. В магниевых сплавах в качестве добавки чаще всего используется алюминий. Для изготовления спиралей в электронагревательных приборах используют (наряду с другими сплавами) фехраль (Fe, Cr, Al). [ Когда алюминий был очень дорог, из него делали разнообразные ювелирные изделия. Мода на них сразу прошла, когда появились новые технологии его получения, во много раз снизившие себестоимость. Сейчас алюминий иногда используют в производстве . [ В стекловарении используются фторид, фосфат и оксид алюминия. [ Алюминий зарегистрирован в качестве . [ Алюминий и его соединения используются в качестве высокоэффективного ракетного горючего в двухкомпонентных ракетных топливах и в качестве горючего компонента в твёрдых ракетных топливах. Следующие соединения алюминия представляют наибольший практический интерес как ракетное горючее: Алюминий: горючее в ракетных топливах. Применяется в виде порошка и суспензий в углеводородах и др. Гидрид алюминия. Боранат алюминия. Триметилалюминий. Триэтилалюминий. Трипропилалюминий. Теоретические характеристики топлив, образованных гидридом алюминия с различными окислителями. [ Поэт , в котором использовал алюминий в качестве художественного образа: [ Отличается незначительным токсическим действием, но многие растворимые в воде неорганические соединения алюминия сохраняются в растворённом состоянии длительное время и могут оказывать вредное воздействие на человека и теплокровных животных через питьевую воду. Наиболее ядовиты хлориды, нитраты, ацетаты, сульфаты и др. Для человека токсическое действие при попадании внутрь оказывают следующие дозы соединений алюминия (мг/кг массы тела): ацетат алюминия  0,2-0,4; гидроксид ал

 
 
Hosted by uCoz