Властивості алюмінію - матеріалу на всі часи

Часто перші назви чого-небудь - пристрої, матеріалу або виробу - найбільш точно і зрозуміло відображають їх сутність. А потім настає період осмислення і приходить нова назва, наукове, в якому зрозумілий "житейський" сенс йде у небуття. Колись алюміній мав назву глинозем, тобто "Глина землі", а глина, як відомо, первинна суть землі. Тепер так називають оксид алюмінію. А на зміну існуючій раніше назвою "глинозем" прийшло нове ім'я - "алюмініум" - красиво, загадково і по-науковому. Легенда про перше пришестя алюмінію має сумний кінець: майстру, подарував імператору Тиберію дивовижну чашу з досі невідомого металу, щоб зберегти подарунок в єдиному екземплярі, на всяк випадок, відрубали голову - знайшов кому дарувати. У ті часи, на початку нашої ери, питання секретності вирішувалися кардинально, а подяку за майстерність також була своєрідною. Як би там не було, але тільки через п'ятнадцять століть Парацельс встановив, що глинозем (галун), застосовуваний для закріплення фарб в тканинах і шкурах, містить окис невідомого металу.

Чистий метал вдалося отримати тільки в 1825 р Данська вчений Ерстед в якості побічного ефекту своїх досліджень отримав «шматок металу, схожий на олово», але продовжувати роботи не став. Тим не менш, до середини XIX століття алюміній - сріблястий, легкий, простий в обробці метал - цінувався більше золота. Властивості алюмінію в першу чергу оцінили ювеліри. На нього була мода, а на виставці в Парижі в 1855 році вироби з алюмінію демонструвалися поруч з діамантами французької корони. Як відомо, попит призводить до зростання пропозицій, тому технології виробництва отримали поштовх до розвитку. І до середини ХХ століття алюміній став звичайним широко застосовуваним в техніці матеріалом, а фізичні властивості алюмінію були вже досить добре вивчені.

Технології промислового виробництва алюмінію

Основою виробництва алюмінію є електроліз, а сировиною служить розчинений у розплаві кріоліту оксид алюмінію Al2O3. Для електролізу застосовують ванни, робоча температура яких трохи менше 1000 ° С. Рідкий алюміній збирається на дні ванни - це катод установки. Розливають його в форми і отримують злитки або чушки - сировина для подальшої переробки.

Властивості алюмінію змінюють в потрібному ключі за допомогою легуючих добавок. При цьому домагаються підвищення міцності, твердості, жароміцності і т.д. з орієнтацією на конкретне застосування. Легуючі матеріали для різних сплавів - мідь, марганець, цинк, магній, а також (у невеликих кількостях) кремній, залізо, нікель та ін. Додають в розплав при остаточному виготовленні потрібного виду готової продукції.

Основні фізичні ізвойства алюмінію

Будь-який матеріал характеризується набором фізико-хімічних властивостей, які і визначає його подальше використання. Властивості алюмінію - пластичність, невелику питому вагу, хороша тепло- і електропровідність - відомі всім.

• Щільність алюмінію - 2.710 кг / м3
• Точка плавлення - 660 ° C
• Точка кипіння - 2519 ° C
• Питомий електричний опір - 2,7 * 10-8 Ом м / мм кв.

З точки зору застосування в електротехніці безумовний інтерес представляють магнітні властивості алюмінію, за якими він ставиться до слабомагнітних речовин групи парамагнетиків. Цей клас матеріалів характерний тим, що його магнітне поле при дії зовнішнього поля збігається з ним по напрямку, і, хоч і дуже незначно, але посилюється.

Застосування алюмінію

Цінність матеріалу визначає затребуваність виробів з нього. Алюміній затребуваний в першу чергу як конструкційний матеріал. Легкість обробки і корозійна стійкість дозволяють використовувати вироби з алюмінію в будівництві, машинобудуванні, для виготовлення теплового, харчового та інших видів обладнання. Алюміній - це основний конструкційний матеріал авіації. Все більш широке застосування знаходять алюмінієві сплави в суднобудуванні - корпуси суден, комунікації, палубні надбудови, різне суднове устаткування. Широко застосовуються в промисловості та побуті дюралюміній і силумін - некорродирующие сплави алюмінію з міддю - до 7% або кремнієм - до 14%.

Електропровідність алюмінію незначно поступається міді, але алюміній набагато легше і дешевше, чим і обумовлено його широке застосування в електротехніці. При цьому основні властивості алюмінію для такого застосування - мале електричний опір, вага і невисока вартість. Все частіше в електрообладнанні, де зовсім недавно безроздільно панували виключно мідні провідники, застосовують алюмінієві обмотки трансформаторів, котушок індуктивності, реакторів, "жили" кабелів та ін. Магістральні лінії електропередач також багато в чому зобов'язані саме алюмінію.

Немає сумнівів, що цей дивовижний метал ще не розкрив усіх своїх можливостей - це належить зробити в майбутньому.