BW Professional Cutter Expert www.tool-tool.com

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Алюміній (Al) (рос. алюминий, англ. aluminium; нім. Aluminium) — хімічний елемент, легкий сріблястий м'який метал, атомний номер 13, відносна атомна маса 26,9815. Третій по наявних запасах елемент (і найпоширеніший метал) земної кори, що становить 8,1 % від її маси. Т-ра плавлення tлп = 660^оС; температура кипіння tкип = 2452^оС. Густина 2,7. Пластичний. Прекрасний провідник електрики. Легко окисляється. Через його швидке окислення потрібна дуже велика кількість енергії, щоб виділити чистий алюміній з руди, тому метал у чистому вигляді не могли отримувати до середини 19 століття. У промисловості його одержують за допомогою електролізу з бокситів. Застосовують у літакобудуванні, харчовій промисловості і багатьох інших галузях.

[ред.] Походження назви

Назва Aluminium походить від лат. alumen — галун. Так за 500 років до н. е. називався алюмінієвий галун, використовуваний як протрава при фарбуванні тканин і для дублення шкіри.

[ред.] Історія відкриття

Вперше металевий алюміній отримав датський фізик Ганс Христіан Ерстед у 1825 р. Він пропускав хлор через гарячу суміш глинозему з вугіллям, а безводний хлористий алюміній, що утворювався, нагрівав з амальгамою калія. Після цього амальгаму розкладали нагріванням, ртуть випаровувалась, та з'являвся чистий алюміній.

В 1827 р. Фрідріх Велер отримав алюміній іншим шляхом, витіснивши його з того ж самого хлорида металевим калієм. Перший промисловий метод отримання алюмінію був винайдений лише в 1855 р., а технічно важливим металом алюміній став лише наприкінці ХІХ — початку ХХ століть.

[ред.] Поширення в природі

Вміст в земній корі 8,8 % за масою. За розповсюдженістю в природі займає 4-е місце (після О, Н і Si) та перше серед металів. Глобальні запаси А. на Землі (в межах ноосфери) складають 1,2•109 т (2000 р.), термін їх вичер-пання за прогнозами Римського клубу — 55 років. Відомо декілька сотень мінералів А. (алюмосилікати, боксити, алуніти та ін.). Найважливіші мінерали: боксит, алуніт, нефелін. Алюміній дуже споріднений з киснем, а також здатний заміщати в силікатах атоми силіцію з утворенням так званих полісилікатів, які становлять основу гірських порід. У вільному стані в природі він не зустрічається. До найпростіших мінералів, які мають важливе технічне значення і містять у своєму складі алюміній, належать каолін Al₂O₃ • 2SiO₂ • 2H₂O, який є основою всіх глин, кріоліт AlF₃ • 3NaF, або Na₃AlF₆, що застосовується при одержанні алюмінію і тепер добувається штучно, боксит Al₂O₃ • nH₂O. Боксит служить рудою, з якої одержують алюміній шляхом електролізу. Корунд Al₂O₃. Дуже твердий мінерал, який за своєю твердістю поступається лише перед алмазом. Корунд застосовують як абразивний матеріал для виготовлення точильних і шліфувальних кругів, брусків тощо.

Термін «алюміній» є складовою назв ряду мінералів.

Розрізняють:

алюміній-монтморилоніт (бейделіт);

алюміній-отеніт (сабугаліт),

алюміній-сапоніт (сапоніт алюмініїстий);

алюміній-фероантофіліт (відміна антофіліту, яка містить Al i Fe);

алюміній-хлорид (трихлорид алюмінію; AlCl₃, сингонія моноклінна, псевдогексагональна; відомий у фумаролах Везувію).

[ред.] Фізичні властивості

Алюміній — сріблясто-білий, м'який і пластичний метал. Він легко штампується, витягується в дріт і прокатується в фольгу. Електропровідність алюмінію дуже висока, але трохи менша від електропровідності міді. Алюміній — легкий метал. Його густина 2,7 г/см³. Т-ра плавлення tлп = 660^оС; температура кипіння tкип = 2452^оС. Пластичний. Прекрасний провідник електрики. На повітрі вкривається тоненькою плівкою оксиду, яка перешкоджає подальшому окисненню металу.

[ред.] Хімічні властивості

Алюміній належить до головної підгрупи третьої групи періодичної системи елементів Менделєєва. Маючи на зовнішньому електронному шарі три валентних електрони, атоми алюмінію легко втрачають їх при хімічних реакціях і перетворюються в позитивно заряджені тривалентні іони Аl³⁺. Алюміній — хімічно активний елемент. У електрохімічному ряді напруг він стоїть поруч з лужними і лужноземельними елементами.

На повітрі вже при звичайній температурі алюміній легко взаємодіє з киснем повітря і вкривається міцною оксидною плівкою Аl₂О₃, яка захищає його від дальшого окислення і надає йому матового вигляду і сіруватого кольору. Завдяки утворенню оксидної плівки він досить стійкий не тільки у відношенні повітря, а й води. З водою алюміній не взаємодіє навіть при нагріванні. Але коли оксидну плівку зруйнувати, наприклад занурити пластинку алюмінію у розчин їдкого лугу або подряпати поверхню під шаром ртуті, алюміній енергійно взаємодіє з водою, витісняючи водень:

• 2Аl + 6Н₂О = 2Аl(ОН)₃ + 3Н₂ ↑

З концентрованою азотною кислотою при звичайній температурі алюміній теж не реагує внаслідок утворення на його поверхні захисної оксидної плівки:

• 2Al + 2HNO₃ = Al₂O₃ + 2NO + Н₂О

Завдяки цьому концентровану азотну кислоту можна зберігати в алюмінієвій тарі. У хлоридній і сульфатній кислотах алюміній розчиняється легко:

• 2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂ ↑
• 2Al + 3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂ ↑

У розчинах їдких лугів він теж розчиняється з виділенням водню і утворенням солі метаалюмінатної кислоти:

• 2Al + 2NaOH + 2H₂O = 2NaAlO₂ + 3H₂ ↑

Хімічне розчинення алюмінію в кислотах і лугах пояснюється його амфотерними властивостями. Останні обумовлюються тим, що в періодичній системі елементів алюміній займає проміжне місце між металами і неметалами. В горизонтальному ряді (періоді) системи Менделєєва він стоїть після натрію і магнію (типових металів) і попереду кремнію й інших неметалів. У вертикальному ряді алюміній стоїть нижче від бору (неметалу) і вище від скандію, ітрію й інших елементів, які є металами. При звичайній температурі алюміній реагує з хлором і бромом, а при нагріванні — також з сіркою, азотом і вуглецем:

• 2Al + 3Br₂ = 2AlBr₃
• 2Al + 3S = Аl₂S₃
• 4Al + 3C = Al₄C₃

[ред.] Отримання

Ванна для добування алюмінію електролізом.

Основною сировиною алюмінію є боксити, які містять 32-60 % глинозему Al₂O₃. До найважливіших алюмінієвих руд відносять також алуніт K₂SO₄·Al₂(SO₄)₃·2Al₂O₃·6H₂O та нефелін Na₂O·Al₂O₃·2SiO₂.

Сьогодні алюміній в величезній кількості отримують із оксида алюмінію Al₂O₃ електролітичним способом. Оксид алюмінію, що для цього використовується, має бути достатньо чистим, оскільки із вже виплавленого алюмінію домішки видаляються дуже важко. Очищений Al₂O₃ отримують переробкой природного боксита.

Отримання алюмінію — складний процес. Основна вихідна речовина — оксид алюмінію — не проводить електричного струму та має дуже високу температуру плавлення (приблизно 2050 °C). Тому електролізу піддають розплавлену суміш кріоліта Na₃(AlF₆) та оксида алюмінію. Суміш, яка містить приблизно 10 ваг.% Al₂O₃, плавиться при 960 °C і володіє такими електропроводністю, щільністю та в'язкістю, що сприяють проведенню процеса. Для додаткового покращення цих характеристик до складу суміші додають AlF₃, CaF₂ та MgF₂. Завдяки цьому проведення електролізу можливо при 950 °C.

Електролізер для виплавки алюмінію це залізний кожух викладений зсередини вогнетривкою цеглою. Його дно (под), яке зібране з блоків спресованого вугілля, є катодом. Аноди (один або декілька) розміщені зверху: це — алюмінієві каркаси, заповнені вугільними брикетами.

Під час електролізу на катоді виділяється алюміній, а на аноді — кисень. Алюміній, що має більш високу щільність, ніж вихідний розплав, збирається на дні електролізера; звідси його періодично випускають. По мірі виділення металу до розплаву додають нові порції оксиду алюмінію. Кисень, що виділяється під час електролізу, взаємодіє з вуглецем анода, який вигорає, утворюючи СО та СО₂.

[ред.] Застосування

Головне застосування алюмінію — виробництво сплавів на його основі. А. — основа легких сплавів. Легуючі добавки (мідь, кремній, магній, цинк, манґан) вводять в алюміній головним чином для підвищення його міцності. Широко розповсюджені дуралюміни, які містять мідь та магній, силуміни, в яких основними добавками є кремній, магналій (сплав алюмінію з 9,5-11,5 % магнію). Головними достоїнствами всіх сплавів алюмінію є їх мала щільність (2,5-2,8 г/см³), висока міцність (в перерахунку на одиницю ваги), задовільна стійкість проти атмосферної корозії, порівняно мала вартість та легкість отримання та обробки. Алюмінієві сплави використовують в ракетній техніці, в авіа-, авто-, судно- та приладобудуванні, при виробництві посуди та в багатьох інших галузях промисловості. За частотою використання сплави алюмінію займають друге місце після сталі та чавуна.

Алюміній — одна з найбільш розповсюджених добавок до сплавів на основі міді, магнію, титану, нікелю, цинку, заліза.

У вигляді чистого металу алюміній використовується для виготовлення хімічної апаратури, електричних дротів, конденсаторів. Хоча електропровідність алюмінію складає лише 60 % електропровідності міді, але це компенсується легкістю алюмінію, що дозволяє виробляти товстіші дроти: при однаковій електропровідності алюмінієвий дріт важить вдвічі менше мідного.

Важливим є використання алюмінію для алітування — насичення поверхні сталевих або чавунних виробів алюмінієм з метою захисту основного матеріалу від окислення при сильному нагріванні. В металургії алюміній використовується для отримання кальцію, барію, літію та деяких інших металів методом алюмінотермії.

[ред.] Біологічна роль

[ред.] Дивись також

• Оксид алюмінію
• Гідроксид алюмінію

[ред.] Джерела

• Ф. А. Деркач «Хімія» Л. 1968
• Мала гірнича енциклопедія: В 3-х т. / За ред. В. С. Білецького. — Донецьк: Донбас, 2004. ISBN 966-7804-14-3

BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 TEL:+886 4 24710048 / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan

Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.