Ulat sa aluminyo sa kimika. Mga kemikal na katangian ng aluminyo

Seksyon 1. Ang pangalan at kasaysayan ng pagkatuklas ng aluminyo.

Seksyon 2. Pangkalahatang katangian aluminyo, mga katangiang pisikal at kemikal.

Seksyon 3. Produksyon ng mga casting mula sa mga aluminyo na haluang metal.

Seksyon 4. Aplikasyon aluminyo.

aluminyo ay isang elemento ng pangunahing subgroup ng ikatlong pangkat, ang ikatlong yugto ng periodic system ng mga elemento ng kemikal ng D.I. Mendeleev, na may atomic number na 13. Tinutukoy ng simbolong Al. Nabibilang sa pangkat ng mga magaan na metal. Pinaka-karaniwan metal at ang pangatlo sa pinakamaraming elemento ng kemikal sa crust ng lupa (pagkatapos ng oxygen at silicon).

Simple substance aluminum (CAS number: 7429-90-5) - liwanag, paramagnetic metal kulay pilak-puting, madaling hulmahin, cast, at makina. Ang aluminyo ay may mataas na thermal at electrical conductivity at paglaban sa kaagnasan dahil sa mabilis na pagbuo ng malalakas na oxide film na nagpoprotekta sa ibabaw mula sa karagdagang pakikipag-ugnayan.

Ang mga tagumpay na pang-industriya sa anumang binuo na lipunan ay palaging nauugnay sa mga pag-unlad sa teknolohiya ng mga istrukturang materyales at haluang metal. Ang kalidad ng pagproseso at ang pagiging produktibo ng mga kalakal ng pagmamanupaktura ay ang pinakamahalagang tagapagpahiwatig ng antas ng pag-unlad ng estado.

Ang mga materyales na ginagamit sa mga modernong istruktura, bilang karagdagan sa mga katangian ng mataas na lakas, ay dapat magkaroon ng isang hanay ng mga katangian tulad ng mas mataas na resistensya ng kaagnasan, paglaban sa init, thermal at electrical conductivity, refractoriness, pati na rin ang kakayahang mapanatili ang mga katangiang ito sa ilalim ng mga kondisyon ng pangmatagalang operasyon sa ilalim ng pagkarga.

Ang mga pang-agham na pag-unlad at mga proseso ng produksyon sa larangan ng paggawa ng pandayan ng mga non-ferrous na metal sa ating bansa ay tumutugma sa mga advanced na tagumpay ng pang-agham at teknolohikal na pag-unlad. Ang kanilang resulta, sa partikular, ay ang paglikha ng mga modernong die casting at injection molding shop sa Volzhsky Automobile Plant at isang bilang ng iba pang mga negosyo. Sa Zavolzhsky Motor Plant, matagumpay na nagpapatakbo ang malalaking injection molding machine na may mold locking force na 35 MN, na gumagawa ng mga cylinder block na gawa sa aluminum alloys para sa Volga car.

Ang Altai Motor Plant ay pinagkadalubhasaan ang isang automated na linya para sa paggawa ng injection molded castings. Sa Union of Soviet Socialist Republics (), sa unang pagkakataon sa mundo, ito ay binuo at pinagkadalubhasaan proseso tuloy-tuloy na paghahagis ng mga ingot ng aluminyo haluang metal sa isang electromagnetic crystallizer. Ang pamamaraang ito ay makabuluhang nagpapabuti sa kalidad ng mga ingot at binabawasan ang dami ng basura sa anyo ng mga chips sa panahon ng pag-ikot.

Ang pangalan at kasaysayan ng pagtuklas ng aluminyo

Ang Latin na aluminyo ay nagmula sa Latin na alumen, na nangangahulugang alum (aluminum at potassium sulfate (K) KAl(SO4)2·12H2O), na matagal nang ginagamit sa pag-taning ng balat at bilang isang astringent. Al, isang kemikal na elemento ng pangkat III ng periodic table, atomic number 13, atomic mass 26, 98154. Dahil sa mataas na aktibidad ng kemikal nito, ang pagtuklas at paghihiwalay ng purong aluminyo ay tumagal ng halos 100 taon. Ang konklusyon na "" (isang refractory substance, sa modernong termino - aluminum oxide) ay maaaring makuha mula sa tawas ay ginawa noong 1754. German chemist na si A. Markgraf. Nang maglaon, lumabas na ang parehong "lupa" ay maaaring ihiwalay sa luwad, at nagsimula itong tawaging alumina. Noong 1825 lamang ginawa ang metalikong aluminyo. Danish physicist na si H. K. Ørsted. Ginamot niya ang aluminum chloride na AlCl3, na maaaring makuha mula sa alumina, na may potassium amalgam (isang haluang metal ng potassium (K) na may mercury (Hg)), at pagkatapos i-distill ang mercury (Hg), ibinukod niya ang gray na aluminum powder.

Pagkalipas lamang ng isang-kapat ng isang siglo ang pamamaraang ito ay bahagyang na-moderno. Noong 1854, iminungkahi ng French chemist na si A.E. Sainte-Claire Deville ang paggamit ng sodium metal (Na) upang makagawa ng aluminyo, at nakuha ang mga unang ingots ng bagong metal. Ang halaga ng aluminyo ay napakataas noong panahong iyon, at ang mga alahas ay ginawa mula rito.

Ang isang pang-industriya na pamamaraan para sa paggawa ng aluminyo sa pamamagitan ng electrolysis ng pagtunaw ng mga kumplikadong mixtures, kabilang ang aluminum oxide, fluoride at iba pang mga sangkap, ay independiyenteng binuo noong 1886 ng P. Héroux () at C. Hall (USA). Ang produksyon ng aluminyo ay nauugnay sa mataas na pagkonsumo ng kuryente, kaya ipinatupad ito sa isang malaking sukat lamang noong ika-20 siglo. SA Union of Soviet Socialist Republics (CCCP) Ang unang pang-industriya na aluminyo ay ginawa noong Mayo 14, 1932 sa Volkhov aluminum plant, na itinayo sa tabi ng Volkhov hydroelectric power station.

Ang aluminyo na may kadalisayan na higit sa 99.99% ay unang nakuha sa pamamagitan ng electrolysis noong 1920. Noong 1925 sa trabaho Inilathala ni Edwards ang ilang impormasyon tungkol sa pisikal at mekanikal na mga katangian ng naturang aluminyo. Noong 1938 Taylor, Wheeler, Smith at Edwards ay naglathala ng isang artikulo na nagpapakita ng ilang mga katangian ng aluminyo na may kadalisayan ng 99.996%, na nakuha din sa France sa pamamagitan ng electrolysis. Ang unang edisyon ng monograph sa mga katangian ng aluminyo ay nai-publish noong 1967.

Sa mga susunod na taon, dahil sa comparative na kadalian ng paghahanda at kaakit-akit na mga katangian, marami gumagana tungkol sa mga katangian ng aluminyo. Ang purong aluminyo ay natagpuan ang malawak na aplikasyon pangunahin sa electronics - mula sa mga electrolytic capacitor hanggang sa tuktok ng electronic engineering - microprocessors; sa cryoelectronics, cryomagnetics.

Ang mga mas bagong paraan para sa pagkuha ng purong aluminyo ay ang paraan ng pagdalisay ng zone, pagkikristal mula sa mga amalgam (mga haluang metal na aluminyo na may mercury) at paghihiwalay mula sa mga solusyon sa alkalina. Ang antas ng kadalisayan ng aluminyo ay kinokontrol ng halaga ng electrical resistance sa mababang temperatura.

Pangkalahatang katangian ng aluminyo

Ang natural na aluminyo ay binubuo ng isang solong nuclide, 27Al. Ang pagsasaayos ng panlabas na layer ng elektron ay 3s2p1. Sa halos lahat ng mga compound, ang estado ng oksihenasyon ng aluminyo ay +3 (valency III). Ang radius ng neutral na aluminyo atom ay 0.143 nm, ang radius ng Al3+ ion ay 0.057 nm. Ang mga energies ng sequential ionization ng isang neutral na aluminum atom ay, ayon sa pagkakabanggit, 5, 984, 18, 828, 28, 44 at 120 eV. Ayon sa Pauling scale, ang electronegativity ng aluminyo ay 1.5.

Ang aluminyo ay malambot, magaan, kulay-pilak na puti, ang kristal na sala-sala na kung saan ay nakasentro sa mukha kubiko, parameter a = 0.40403 nm. Ang punto ng pagkatunaw ng purong metal ay 660°C, ang kumukulo na punto ay humigit-kumulang 2450°C, ang density ay 2.6989 g/cm3. Ang koepisyent ng temperatura ng linear expansion ng aluminum ay humigit-kumulang 2.5·10-5 K-1.

Ang kemikal na aluminyo ay isang medyo aktibong metal. Sa hangin, ang ibabaw nito ay agad na natatakpan ng isang siksik na pelikula ng Al2O3 oxide, na pumipigil sa karagdagang pag-access ng oxygen (O) sa metal at humahantong sa pagtigil ng reaksyon, na tumutukoy sa mataas na anti-corrosion properties ng aluminyo. Ang isang proteksiyon na ibabaw na pelikula sa aluminyo ay nabubuo din kung ito ay inilagay sa puro nitric acid.

Ang aluminyo ay aktibong tumutugon sa iba pang mga acid:

6HCl + 2Al = 2AlCl3 + 3H2,

3H2SO4 + 2Al = Al2(SO4)3 + 3H2.

Kapansin-pansin, ang reaksyon sa pagitan ng mga pulbos ng aluminyo at yodo (I) ay nagsisimula sa temperatura ng silid kung ang ilang patak ng tubig ay idinagdag sa paunang timpla, na sa kasong ito ay gumaganap ng papel ng isang katalista:

2Al + 3I2 = 2AlI3.

Ang pakikipag-ugnayan ng aluminyo sa asupre (S) kapag pinainit ay humahantong sa pagbuo ng aluminyo sulfide:

2Al + 3S = Al2S3,

na madaling mabulok ng tubig:

Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S.

Ang aluminyo ay hindi direktang nakikipag-ugnayan sa hydrogen (H), gayunpaman, sa mga hindi direktang paraan, halimbawa, gamit ang mga organoaluminum compound, posibleng mag-synthesize ng solid polymer aluminum hydride (AlH3)x, isang malakas na ahente ng pagbabawas.

Sa anyo ng pulbos, ang aluminyo ay maaaring masunog sa hangin, at ang isang puti, matigas na pulbos ng aluminum oxide Al2O3 ay nabuo.

Ang mataas na lakas ng bono sa Al2O3 ay tumutukoy sa mataas na init ng pagbuo nito mula sa mga simpleng sangkap at ang kakayahan ng aluminyo na bawasan ang maraming mga metal mula sa kanilang mga oxide, halimbawa:

3Fe3O4 + 8Al = 4Al2O3 + 9Fe at kahit na

3CaO + 2Al = Al2O3 + 3Ca.

Ang pamamaraang ito ng paggawa ng mga metal ay tinatawag na aluminothermy.

Ang pagiging likas

Sa mga tuntunin ng kasaganaan sa crust ng lupa, ang aluminyo ay nangunguna sa mga metal at pangatlo sa lahat ng elemento (pagkatapos ng oxygen (O) at silicon (Si)), na nagkakahalaga ng humigit-kumulang 8.8% ng masa ng crust ng lupa. Ang aluminyo ay matatagpuan sa isang malaking bilang ng mga mineral, higit sa lahat aluminosilicates, at mga bato. Ang mga compound ng aluminyo ay naglalaman ng mga granite, basalt, clay, feldspar, atbp. Ngunit narito ang kabalintunaan: na may malaking bilang mineral at mga bato na naglalaman ng aluminyo, mga deposito ng bauxite - ang pangunahing hilaw na materyal para sa pang-industriyang produksyon ng aluminyo - ay medyo bihira. Sa Russian Federation, mayroong mga deposito ng bauxite sa Siberia at Urals. Ang mga alunites at nepheline ay may kahalagahan din sa industriya. Bilang isang elemento ng bakas, ang aluminyo ay naroroon sa mga tisyu ng mga halaman at hayop. Mayroong mga organismo - mga concentrator na nag-iipon ng aluminyo sa kanilang mga organo - ilang mga club mosses at mollusk.

Pang-industriya na produksyon: sa pang-industriyang index ng produksyon, ang bauxite ay unang sumasailalim sa pagproseso ng kemikal, pag-alis ng mga impurities ng oxides ng silikon (Si), iron (Fe) at iba pang mga elemento. Bilang resulta ng naturang pagproseso, ang purong aluminyo oksido Al2O3 ay nakuha - ang pangunahing isa sa paggawa ng metal sa pamamagitan ng electrolysis. Gayunpaman, dahil sa katotohanan na ang punto ng pagkatunaw ng Al2O3 ay napakataas (higit sa 2000°C), hindi posibleng gamitin ang pagkatunaw nito para sa electrolysis.

Nakahanap ng solusyon ang mga siyentipiko at inhinyero gaya ng mga sumusunod. Sa isang electrolysis bath, ang Na3AlF6 cryolite ay unang natunaw (ang temperatura ng pagkatunaw ay bahagyang mas mababa sa 1000°C). Maaaring makuha ang cryolite, halimbawa, sa pamamagitan ng pagproseso ng mga nepheline mula sa Kola Peninsula. Susunod, ang isang maliit na Al2O3 (hanggang sa 10% ng timbang) at ilang iba pang mga sangkap ay idinagdag sa pagtunaw na ito upang mapabuti ang mga kondisyon para sa kasunod na proseso. Sa panahon ng electrolysis ng pagkatunaw na ito, ang aluminum oxide ay nabubulok, ang cryolite ay nananatili sa pagkatunaw, at ang tinunaw na aluminyo ay nabuo sa katod:

2Al2O3 = 4Al + 3O2.

Mga haluang metal

Karamihan sa mga elemento ng metal ay pinaghalo na may aluminyo, ngunit iilan lamang sa kanila ang gumaganap ng papel na ginagampanan ng mga pangunahing bahagi ng haluang metal sa mga industriyal na aluminyo na haluang metal. Gayunpaman, ang isang makabuluhang bilang ng mga elemento ay ginagamit bilang mga additives upang mapabuti ang mga katangian ng mga haluang metal. Ang pinaka-malawak na ginagamit:

Ang Beryllium ay idinagdag upang mabawasan ang oksihenasyon sa mataas na temperatura. Ang mga maliliit na karagdagan ng beryllium (0.01 - 0.05%) ay ginagamit sa mga aluminum casting alloy upang mapabuti ang pagkalikido sa paggawa ng mga internal combustion engine parts (pistons at cylinder heads).

Ang Boron ay ipinakilala upang mapataas ang electrical conductivity at bilang isang refining additive. Ang Boron ay ipinakilala sa mga aluminyo na haluang metal na ginagamit sa nuclear energy (maliban sa mga bahagi ng reactor), dahil sumisipsip ito ng mga neutron, na pumipigil sa pagkalat ng radiation. Ang Boron ay ipinakilala sa isang average na halaga ng 0.095 - 0.1%.

Bismuth. Ang mga metal na may mababang mga punto ng pagkatunaw, tulad ng bismuth at cadmium, ay ipinakilala sa mga aluminyo na haluang metal upang mapabuti ang kakayahang makina. Ang mga elementong ito ay bumubuo ng malambot, fusible phase na nag-aambag sa chip brittleness at cutter lubrication.

Ang Gallium ay idinagdag sa halagang 0.01 - 0.1% sa mga haluang metal kung saan ginawa ang mga consumable anodes.

bakal. Ito ay ipinakilala sa maliliit na dami (»0.04%) sa paggawa ng mga wire upang mapataas ang lakas at mapabuti ang mga katangian ng creep. Gayundin bakal binabawasan ang pagdikit sa mga dingding ng mga amag kapag inihahagis sa isang malamig na amag.

Indium. Ang additive 0.05 - 0.2% ay nagpapalakas ng mga aluminyo na haluang metal sa panahon ng pagtanda, lalo na sa mababang nilalaman ng cuprum. Ang mga indium additives ay ginagamit sa aluminum-cadmium bearing alloys.

Humigit-kumulang 0.3% cadmium ang ipinakilala upang mapataas ang lakas at mapabuti ang mga katangian ng kaagnasan ng mga haluang metal.

Ang kaltsyum ay nagbibigay ng plasticity. Sa nilalaman ng calcium na 5%, ang haluang metal ay may epekto ng superplasticity.

Ang silikon ay ang pinaka ginagamit na additive sa foundry alloys. Sa halagang 0.5 - 4% binabawasan nito ang pagkahilig sa pag-crack. Ang kumbinasyon ng silikon at magnesiyo ay ginagawang posible na init seal ang haluang metal.

Magnesium. Ang pagdaragdag ng magnesium ay makabuluhang nagpapataas ng lakas nang hindi binabawasan ang ductility, pinatataas ang weldability at pinatataas ang corrosion resistance ng haluang metal.

tanso nagpapalakas ng mga haluang metal, ang maximum na hardening ay nakakamit kapag naglalaman cupruma 4 - 6%. Ang mga haluang metal na may cuprum ay ginagamit sa paggawa ng mga piston para sa mga internal combustion engine at mga de-kalidad na bahagi ng cast para sa sasakyang panghimpapawid.

Tin nagpapabuti ng pagproseso ng pagputol.

Titanium. Ang pangunahing gawain ng titanium sa mga haluang metal ay upang pinuhin ang butil sa mga casting at ingots, na lubos na nagpapataas ng lakas at pagkakapareho ng mga katangian sa buong volume.

Bagama't ang aluminyo ay itinuturing na isa sa pinakamababang marangal na mga metal na pang-industriya, ito ay medyo matatag sa maraming mga kapaligiran sa pag-oxidizing. Ang dahilan para sa pag-uugali na ito ay ang pagkakaroon ng tuluy-tuloy na oxide film sa ibabaw ng aluminyo, na agad na nabubuo muli sa mga nalinis na lugar kapag nalantad sa oxygen, tubig at iba pang mga oxidizing agent.

Sa karamihan ng mga kaso, ang pagtunaw ay isinasagawa sa hangin. Kung ang pakikipag-ugnayan sa hangin ay limitado sa pagbuo ng mga compound na hindi matutunaw sa pagkatunaw sa ibabaw at ang nagresultang pelikula ng mga compound na ito ay makabuluhang nagpapabagal sa karagdagang pakikipag-ugnayan, kung gayon kadalasan ay walang mga hakbang na ginagawa upang sugpuin ang gayong pakikipag-ugnayan. Sa kasong ito, ang smelting ay isinasagawa sa direktang pakikipag-ugnay sa matunaw sa kapaligiran. Ginagawa ito sa paghahanda ng karamihan sa mga aluminyo, sink, mga haluang metal na tin-lead.

Ang espasyo kung saan natutunaw ang haluang metal ay nalilimitahan ng isang refractory lining na may kakayahang makatiis sa mga temperatura na 1500 - 1800 ˚C. Ang lahat ng mga proseso ng smelting ay nagsasangkot ng isang gas phase, na nabuo sa panahon ng pagkasunog ng gasolina, nakikipag-ugnayan sa kapaligiran at ang lining ng melting unit, atbp.

Karamihan sa mga aluminyo na haluang metal ay may mataas na resistensya sa kaagnasan sa natural na kapaligiran, tubig sa dagat, mga solusyon ng maraming asin at kemikal, at sa karamihan ng mga pagkain. Ang mga istraktura ng aluminyo na haluang metal ay kadalasang ginagamit sa tubig-dagat. Ang mga marine buoy, lifeboat, barko, barge ay itinayo mula sa mga aluminyo na haluang metal mula noong 1930. Sa kasalukuyan, ang haba ng mga barkong gawa sa mga haluang metal na aluminyo ay umabot sa 61 m. May karanasan sa mga aluminyo sa ilalim ng lupa na mga pipeline, ang mga aluminyo na haluang metal ay lubos na lumalaban sa kaagnasan ng lupa. Noong 1951, isang 2.9 km pipeline ang itinayo sa Alaska. Pagkatapos ng 30 taon ng operasyon, wala ni isang tumagas o malubhang pinsala dahil sa kaagnasan ang nakita.

Ang aluminyo ay ginagamit sa malalaking dami sa pagtatayo sa anyo ng mga cladding panel, pinto, window frame, at mga kable ng kuryente. Ang mga aluminyo na haluang metal ay hindi napapailalim sa matinding kaagnasan sa loob ng mahabang panahon kapag nakikipag-ugnayan sa kongkreto, mortar, o plaster, lalo na kung ang mga istraktura ay hindi madalas na basa. Sa kaso ng madalas na basa, kung ang ibabaw ng aluminyo mga bagay sa pangangalakal ay hindi pa naproseso, maaari itong magdilim, kahit na umitim sa mga pang-industriyang lungsod na may mataas na nilalaman ng mga ahente ng oxidizing sa hangin. Upang maiwasan ito, ang mga espesyal na haluang metal ay ginawa upang makakuha ng makintab na mga ibabaw sa pamamagitan ng makintab na anodizing - paglalagay ng isang oxide film sa ibabaw ng metal. Sa kasong ito, ang ibabaw ay maaaring bigyan ng maraming kulay at lilim. Halimbawa, ginagawang posible ng mga haluang metal ng aluminyo at silikon na makakuha ng isang hanay ng mga shade, mula sa kulay abo hanggang itim. Ang mga haluang metal ng aluminyo at kromo ay may ginintuang kulay.

Ang pang-industriya na aluminyo ay ginawa sa anyo ng dalawang uri ng mga haluang metal - mga haluang metal ng paghahagis, mga bahagi mula sa kung saan ginawa sa pamamagitan ng paghahagis, at mga haluang metal ng pagpapapangit, na ginawa sa anyo ng mga deformable na semi-tapos na mga produkto - mga sheet, foil, plates, profile, wire. Ang mga casting mula sa mga aluminyo na haluang metal ay ginawa gamit ang lahat ng posibleng paraan ng paghahagis. Pinaka-karaniwan sa ilalim ng presyon, sa malamig na mga hulma at sa mga anyo ng buhangin-clay. Sa produksyon ng maliliit na partidong pampulitika ito ay ginagamit paghahagis sa plaster pinagsamang anyo at paghahagis sa pamamagitan ng mga nawawalang modelo ng waks. Ang mga cast alloy ay ginagamit para gumawa ng cast electric motor rotors, cast aircraft parts, atbp. Ang mga wrought alloy ay ginagamit sa automotive production para sa interior trim, bumpers, body panels at interior parts; sa pagtatayo bilang isang materyal sa pagtatapos; sa sasakyang panghimpapawid, atbp.

SA industriya Ginagamit din ang mga pulbos na aluminyo. Ginamit sa metalurhiko industriya: sa aluminothermy, bilang alloying additives, para sa produksyon ng mga semi-finished na produkto sa pamamagitan ng pagpindot at sintering. Ang pamamaraang ito ay gumagawa ng napakatibay na mga bahagi (mga gear, bushings, atbp.). Ginagamit din ang mga pulbos sa kimika upang makagawa ng mga aluminyo na compound at bilang katalista(halimbawa, sa paggawa ng ethylene at acetone). Dahil sa mataas na reaktibiti ng aluminyo, lalo na sa anyo ng pulbos, ginagamit ito sa mga pampasabog at solidong propellant para sa mga rocket, sinasamantala ang kakayahang mabilis na mag-apoy.

Dahil sa mataas na resistensya ng aluminyo sa oksihenasyon, ginagamit ang pulbos bilang pigment sa mga coatings para sa kagamitan sa pagpipinta, mga bubong, papel sa pag-print, at makintab na ibabaw ng mga panel ng kotse. Ang bakal at cast iron ay pinahiran din ng isang layer ng aluminyo. aytem ng kalakalan upang maiwasan ang kanilang kaagnasan.

Sa mga tuntunin ng sukat ng aplikasyon, ang aluminyo at ang mga haluang metal nito ay sumasakop sa pangalawang lugar pagkatapos ng bakal (Fe) at mga haluang metal nito. Ang malawakang paggamit ng aluminyo sa iba't ibang larangan ng teknolohiya at pang-araw-araw na buhay ay nauugnay sa isang kumbinasyon ng mga katangiang pisikal, mekanikal at kemikal nito: mababang density, resistensya ng kaagnasan sa hangin sa atmospera, mataas na thermal at electrical conductivity, ductility at medyo mataas na lakas. Ang aluminyo ay madaling iproseso sa iba't ibang paraan - forging, stamping, rolling, atbp. Ang purong aluminyo ay ginagamit upang gumawa ng wire (ang electrical conductivity ng aluminum ay 65.5% ng electrical conductivity ng cuprum, ngunit ang aluminum ay higit sa tatlong beses na mas magaan kaysa sa cuprum, kaya ang aluminyo ay madalas na pinapalitan sa electrical engineering) at foil na ginagamit bilang packaging material. Ang pangunahing bahagi ng natunaw na aluminyo ay ginugol sa paggawa ng iba't ibang mga haluang metal. Ang mga proteksiyon at pandekorasyon na patong ay madaling inilapat sa mga ibabaw ng mga haluang metal na aluminyo.

Ang iba't ibang mga katangian ng mga haluang metal na aluminyo ay dahil sa pagpapakilala ng iba't ibang mga additives sa aluminyo na bumubuo ng mga solidong solusyon o intermetallic compound kasama nito. Ang karamihan ng aluminyo ay ginagamit upang makabuo ng mga magaan na haluang metal - duralumin (94% aluminyo, 4% tanso (Cu), 0.5% bawat magnesiyo (Mg), mangganeso (Mn), (Fe) at silikon (Si)), silumin (85). -90% - aluminyo, 10-14% silikon (Si), 0.1% sodium (Na)), atbp. Sa metalurhiya, ang aluminyo ay ginagamit hindi lamang bilang batayan para sa mga haluang metal, kundi pati na rin bilang isa sa malawakang ginagamit na mga additives ng haluang metal sa mga haluang metal batay sa cuprum (Cu), magnesium (Mg), iron (Fe), >nickel (Ni), atbp.

Ang mga aluminyo na haluang metal ay malawakang ginagamit sa pang-araw-araw na buhay, sa konstruksyon at arkitektura, sa industriya ng automotive, paggawa ng mga barko, aviation at teknolohiya sa espasyo. Sa partikular, ang unang artipisyal na Earth satellite ay ginawa mula sa aluminyo na haluang metal. Isang haluang metal ng aluminyo at zirconium (Zr) - malawakang ginagamit sa pagtatayo ng nuclear reactor. Ang aluminyo ay ginagamit sa paggawa ng mga pampasabog.

Kapag humahawak ng aluminyo sa pang-araw-araw na buhay, kailangan mong tandaan na ang mga neutral (acidity) na likido lamang ang maaaring painitin at iimbak sa mga lalagyan ng aluminyo (halimbawa, kumukulo ng tubig). Kung, halimbawa, nagluluto ka ng maasim na sopas ng repolyo sa isang kawali ng aluminyo, ang aluminyo ay pumasa sa pagkain at nakakakuha ito ng hindi kanais-nais na "metal" na lasa. Dahil ang oxide film ay napakadaling masira sa pang-araw-araw na buhay, ang paggamit ng aluminum cookware ay hindi pa rin kanais-nais.

Pilak-puting metal, magaan ang timbang

density - 2.7 g/cm³

Ang punto ng pagkatunaw ng teknikal na aluminyo ay 658 °C, para sa mataas na kadalisayan ng aluminyo ito ay 660 °C

tiyak na init ng pagsasanib - 390 kJ/kg

punto ng kumukulo - 2500 °C

tiyak na init ng pagsingaw - 10.53 MJ/kg

tensile strength ng cast aluminum - 10-12 kg/mmI, deformable - 18-25 kg/mmI, alloys - 38-42 kg/mmI

Katigasan ng Brinell - 24...32 kgf/mm²

mataas na kalagkitan: teknikal - 35%, dalisay - 50%, pinagsama sa manipis na mga sheet at kahit na foil

Modulus ng Young - 70 GPa

Ang aluminyo ay may mataas na electrical conductivity (0.0265 µOhm m) at thermal conductivity (203.5 W/(m K)), 65% ng electrical conductivity ng cuprum, at may mataas na light reflectivity.

Mahinang paramagnetic.

Temperature coefficient ng linear expansion 24.58·10−6 K−1 (20…200 °C).

Ang koepisyent ng temperatura ng electrical resistance ay 2.7·10−8K−1.

Ang aluminyo ay bumubuo ng mga haluang metal na may halos lahat ng mga metal. Ang pinakakilalang mga haluang metal ay cuprum at magnesium (duralumin) at silicon (silumin).

Ang natural na aluminyo ay halos ganap na binubuo ng isang matatag na isotope, 27Al, na may mga bakas ng 26Al, isang radioactive isotope na may panahon kalahating buhay ng 720 libong taon, na nabuo sa kapaligiran kapag ang argon nuclei ay binomba ng mga proton ng cosmic ray.

Sa mga tuntunin ng paglaganap sa crust ng Earth, ito ay nagraranggo sa ika-1 sa mga metal at ika-3 sa mga elemento, pangalawa lamang sa oxygen at silicon. nilalaman ng aluminyo sa crust ng lupa ayon sa datos iba't ibang mananaliksik ay mula sa 7.45 hanggang 8.14% ng masa ng crust ng lupa.

Sa kalikasan, ang aluminyo, dahil sa mataas na aktibidad ng kemikal nito, ay nangyayari halos eksklusibo sa anyo ng mga compound. Iba sa kanila:

Bauxite – Al2O3 H2O (na may mga admixture ng SiO2, Fe2O3, CaCO3)

Alunites - (Na,K)2SO4 Al2(SO4)3 4Al(OH)3

Alumina (mga halo ng kaolin na may buhangin SiO2, limestone CaCO3, magnesite MgCO3)

Corundum (sapphire, ruby, emery) – Al2O3

Kaolinit - Al2O3 2SiO2 2H2O

Beryl (emerald, aquamarine) - 3BeO Al2O3 6SiO2

Chrysoberyl (Alexandrite) - BeAl2O4.

Gayunpaman, sa ilalim ng ilang partikular na pagbabawas ng mga kondisyon, ang pagbuo ng katutubong aluminyo ay posible.

Ang mga likas na tubig ay naglalaman ng aluminyo sa anyo ng mga low-toxic na kemikal na compound, halimbawa, aluminum fluoride. Ang uri ng cation o anion ay nakasalalay, una sa lahat, sa kaasiman ng may tubig na daluyan. Mga konsentrasyon ng aluminyo sa mga katawan ng tubig sa ibabaw Pederasyon ng Russia saklaw mula 0.001 hanggang 10 mg/l, sa tubig dagat 0.01 mg/l.

Ang aluminyo ay

Produksyon ng mga casting mula sa mga haluang metal na aluminyo

Ang pangunahing gawain na kinakaharap ng produksyon ng pandayan sa aming bansa, ay binubuo ng isang makabuluhang pangkalahatang pagpapabuti sa kalidad ng mga casting, na dapat na maipakita sa isang pagbawas sa kapal ng pader, isang pagbawas sa mga allowance para sa machining at para sa gating-feeding system habang pinapanatili ang tamang operational properties ng mga trade item. Ang huling resulta ng gawaing ito ay dapat na matugunan ang tumaas na mga pangangailangan ng mechanical engineering na may kinakailangang dami ng mga casting nang walang makabuluhang pagtaas sa kabuuang monetary emission ng mga casting ayon sa timbang.

Paghahagis ng buhangin

Sa mga pamamaraan sa itaas ng paghahagis sa isang beses na mga hulma, ang pinaka-tinatanggap na ginagamit sa paggawa ng mga paghahagis mula sa mga haluang metal na aluminyo ay ang paghahagis sa mga wet sand molds. Ito ay dahil sa mababang density ng mga haluang metal, ang maliit na epekto ng puwersa ng metal sa amag at mababang temperatura ng paghahagis (680-800C).

Para sa paggawa ng mga hulma ng buhangin, ginagamit ang paghubog at mga core mixture, na inihanda mula sa kuwarts at clay sands (GOST 2138-74), mga molding clay (GOST 3226-76), mga binder at mga pantulong na materyales.

Ang uri ng gating system ay pinili na isinasaalang-alang ang mga sukat ng paghahagis, ang pagiging kumplikado ng pagsasaayos at lokasyon nito sa amag. Ang pagbuhos ng mga hulma para sa mga paghahagis ng mga kumplikadong pagsasaayos ng maliit na taas ay isinasagawa, bilang panuntunan, gamit ang mas mababang mga sistema ng gating. Para sa malalaking casting heights at manipis na pader, mas mainam na gumamit ng vertical slot o pinagsamang gating system. Ang mga hulma para sa maliliit na laki ng mga casting ay maaaring punan sa pamamagitan ng mga upper gating system. Sa kasong ito, ang taas ng pagkahulog ng metal scab sa lukab ng amag ay hindi dapat lumagpas sa 80 mm.

Upang mabawasan ang bilis ng paggalaw ng matunaw sa pagpasok sa lukab ng amag at upang mas mahusay na paghiwalayin ang mga oxide film at slag inclusions na nasuspinde dito, ang karagdagang hydraulic resistance ay ipinakilala sa mga gating system - ang mga meshes ay naka-install (metal o fiberglass) o ibinuhos sa pamamagitan ng butil-butil. mga filter.

Ang mga sprues (feeders), bilang panuntunan, ay dinadala sa manipis na mga seksyon (pader) ng mga castings na ipinamamahagi sa paligid ng perimeter, na isinasaalang-alang ang kaginhawahan ng kanilang kasunod na paghihiwalay sa panahon ng pagproseso. Ang supply ng metal sa napakalaking mga yunit ay hindi katanggap-tanggap, dahil ito ay nagiging sanhi ng pagbuo ng mga pag-urong cavity sa kanila, nadagdagan ang pagkamagaspang at pag-urong "dips" sa ibabaw ng castings. Sa cross-section, ang mga gating channel ay kadalasang may hugis-parihaba na hugis na may malawak na gilid na may sukat na 15-20 mm at ang makitid na bahagi ay 5-7 mm.

Ang mga haluang metal na may makitid na hanay ng pagkikristal (AL2, AL4, AL), AL34, AK9, AL25, ALZO) ay madaling kapitan ng pagbuo ng mga concentrated shrinkage cavity sa mga thermal unit ng castings. Upang dalhin ang mga shell na ito sa kabila ng mga casting, ang pag-install ng napakalaking kita ay malawakang ginagamit. Para sa manipis na pader (4-5 mm) at maliliit na casting, ang mass ng kita ay 2-3 beses ang mass ng castings, para sa makapal na pader ay hanggang sa 1.5 beses. taas dumating pinili depende sa taas ng paghahagis. Para sa taas na mas mababa sa 150 mm taas dumating H-tinatayang. kinuha katumbas ng taas ng Notl casting. Para sa mas mataas na casting, ang ratio na Nprib/Notl ay kinuha katumbas ng 0.3 0.5.

Ang pinakadakilang aplikasyon sa paghahagis ng mga aluminyo na haluang metal ay matatagpuan sa itaas na bukas na kita ng bilog o hugis-itlog na cross-section; Sa karamihan ng mga kaso, ang mga side profit ay sarado. Upang mapabuti ang kahusayan sa trabaho kita sila ay insulated, puno ng mainit na metal, at topped up. Ang pagkakabukod ay karaniwang isinasagawa sa pamamagitan ng pagdidikit ng mga asbestos sheet sa ibabaw ng amag, na sinusundan ng pagpapatuyo gamit ang apoy ng gas. Ang mga haluang metal na may malawak na hanay ng pagkikristal (AL1, AL7, AL8, AL19, ALZZ) ay madaling kapitan ng pagbuo ng nakakalat na shrinkage porosity. Impregnation ng pag-urong ng mga pores na may kita hindi epektibo. Samakatuwid, kapag gumagawa ng mga casting mula sa nakalistang mga haluang metal, hindi inirerekomenda na gamitin ang pag-install ng napakalaking kita. Upang makakuha ng mataas na kalidad na mga paghahagis, ang itinuro na pagkikristal ay isinasagawa, malawakang ginagamit para sa layuning ito ang pag-install ng mga refrigerator na gawa sa cast iron at aluminum alloys. Ang mga pinakamainam na kondisyon para sa pagkikristal ng direksyon ay nilikha ng isang vertical-slot gating system. Upang maiwasan ang ebolusyon ng gas sa panahon ng pagkikristal at maiwasan ang pagbuo ng gas-shrinkage porosity sa makapal na pader na casting, ang pagkikristal sa ilalim ng presyon ng 0.4-0.5 MPa ay malawakang ginagamit. Upang gawin ito, ang paghahagis ng mga hulma ay inilalagay sa mga autoclave bago ibuhos, sila ay puno ng metal at ang mga paghahagis ay na-kristal sa ilalim ng presyon ng hangin. Upang makabuo ng malalaking sukat (hanggang sa 2-3 m ang taas) na mga casting na may manipis na pader, ginagamit ang isang paraan ng paghahagis na may sunud-sunod na nakadirekta na solidification. Ang kakanyahan ng pamamaraan ay ang sunud-sunod na pagkikristal ng paghahagis mula sa ibaba hanggang sa itaas. Upang gawin ito, ang paghahagis ng amag ay inilalagay sa mesa ng isang hydraulic lift at metal tubes na may diameter na 12-20 mm, na pinainit sa 500-700 ° C, ay ibinaba dito, na gumaganap ng function ng risers. Ang mga tubo ay nakapirming naayos sa sprue bowl at ang mga butas sa mga ito ay sarado na may mga stopper. Matapos punan ang sprue bowl ng matunaw, ang mga stopper ay itataas, at ang haluang metal ay dumadaloy sa mga tubo sa gating well na konektado sa mold cavity sa pamamagitan ng slotted sprues (feeders). Matapos ang antas ng pagkatunaw sa mga balon ay tumaas ng 20-30 mm sa itaas ng ibabang dulo ng mga tubo, ang mekanismo ng pagbaba ng haydroliko na talahanayan ay naka-on. Ang pagpapababa ng bilis ay kinuha upang ang amag ay napuno sa ibaba ng baha at ang mainit na metal ay patuloy na dumadaloy sa itaas na bahagi ng amag. Tinitiyak nito ang direksyon na solidification at pinapayagan ang mga kumplikadong casting na magawa nang walang mga depekto sa pag-urong.

Ang mga hulma ng buhangin ay ibinubuhos ng metal mula sa mga sandok na nilagyan ng refractory na materyal. Bago ang pagpuno ng metal, ang mga sandok na may sariwang lining ay tuyo at calcined sa 780-800°C upang alisin ang kahalumigmigan. Bago ibuhos, pinapanatili ko ang temperatura ng pagkatunaw sa 720–780 °C. Ang mga hulma para sa mga casting na may manipis na pader ay pinupuno ng mga natutunaw na pinainit hanggang 730–750 °C, at para sa mga makapal na pader hanggang 700–720 °C.

Paghahagis sa plaster molds

Ang paghahagis sa mga molde na plaster ay ginagamit sa mga kaso kung saan ang mga mas mataas na pangangailangan ay inilalagay sa mga casting sa mga tuntunin ng katumpakan, kalinisan sa ibabaw at pagpaparami ng pinakamaliit na detalye ng relief. Kung ikukumpara sa mga hulma ng buhangin, ang mga hulma ng dyipsum ay may mas mataas na lakas, katumpakan ng sukat, mas mahusay na paglaban sa mataas na temperatura, at ginagawang posible na makagawa ng mga casting ng mga kumplikadong pagsasaayos na may kapal ng pader na 1.5 mm sa ika-5-6 na klase ng katumpakan. Ang mga amag ay ginawa gamit ang wax o metal (brass,) chrome-plated na mga modelo. Ang mga plato ng modelo ay gawa sa mga haluang metal na aluminyo. Upang mapadali ang pag-alis ng mga modelo mula sa mga hulma, ang kanilang ibabaw ay pinahiran ng isang manipis na layer ng kerosene-stearine grease.

Ang mga maliliit at katamtamang laki ng mga hulma para sa mga kumplikadong thin-walled castings ay ginawa mula sa isang halo na binubuo ng 80% gypsum, 20% quartz buhangin o asbestos at 60-70% na tubig (ayon sa bigat ng tuyong pinaghalong). Komposisyon ng halo para sa daluyan at malalaking anyo: 30% dyipsum, 60% buhangin, 10% asbestos, 40-50% tubig. Upang pabagalin ang setting, 1-2% slaked lime ay idinagdag sa pinaghalong. Ang kinakailangang lakas ng mga form ay nakakamit sa pamamagitan ng hydrating anhydrous o semi-aqueous gypsum. Upang mabawasan ang lakas at madagdagan ang pagkamatagusin ng gas, ang mga hilaw na dyipsum form ay sumasailalim sa hydrothermal treatment - pinananatili sa isang autoclave sa loob ng 6-10 oras sa ilalim ng presyon ng singaw ng tubig na 0.13-0.14 MPa, at pagkatapos ay sa hangin sa loob ng 24 na oras. Pagkatapos nito, ang mga form ay sasailalim sa stepwise drying sa 350-500 °C.

Ang isang tampok ng dyipsum molds ay ang kanilang mababang thermal conductivity. Ang sitwasyong ito ay nagpapahirap sa pagkuha ng mga siksik na casting mula sa mga aluminyo na haluang metal na may malawak na hanay ng pagkikristal. Samakatuwid, ang pangunahing gawain kapag ang pagbuo ng isang gating system para sa dyipsum molds ay upang maiwasan ang pagbuo ng pag-urong cavities, looseness, oxide films, mainit na bitak at underfilling ng manipis na mga pader. Ito ay nakakamit sa pamamagitan ng paggamit ng mga lumalawak na sistema ng gating na nagsisiguro ng mababang bilis ng paggalaw ng mga natutunaw sa lukab ng amag, nakadirekta sa solidification ng mga thermal unit patungo sa mga kita gamit ang mga refrigerator, at pagtaas ng pagsunod sa amag sa pamamagitan ng pagtaas ng nilalaman ng quartz sand sa pinaghalong. Ang mga casting na may manipis na pader ay ibinubuhos sa mga hulma na pinainit hanggang 100-200°C gamit ang vacuum suction, na nagpapahintulot sa pagpuno ng mga cavity hanggang sa 0.2 mm ang kapal. Ang mga casting na may makapal na pader (higit sa 10 mm) ay ginagawa sa pamamagitan ng pagbuhos ng mga hulma sa mga autoclave. Ang pagkikristal ng metal sa kasong ito ay isinasagawa sa ilalim ng presyon ng 0.4-0.5 MPa.

Paghahagis ng shell

Maipapayo na gumamit ng shell casting para sa serial at malakihang produksyon ng mga casting na may limitadong laki na may mas mataas na kalinisan sa ibabaw, mas katumpakan ng dimensional at mas kaunting machining kaysa sa sand casting.

Ginagawa ang shell molds gamit ang mainit (250-300 °C) na metal (bakal, ) na kagamitan gamit ang bunker method. Ang mga kagamitan sa pagmomodelo ay ginawa ayon sa ika-4-5 na mga klase ng katumpakan na may mga slope ng paghubog mula 0.5 hanggang 1.5%. Ang mga shell ay gawa sa dalawang layer: ang unang layer ay mula sa isang halo na may 6-10% thermosetting resin, ang pangalawa ay mula sa isang halo na may 2% na dagta. Para sa mas mahusay na pag-alis ng shell, bago punan ang molding mixture, ang modelong plato ay natatakpan ng isang manipis na layer ng release emulsion (5% silicone liquid No. 5; 3% laundry soap; 92% water).

Para sa paggawa ng mga shell molds, pinong butil na quartz sands na naglalaman ng hindi bababa sa 96% silica ay ginagamit. Ang koneksyon ng mga halves ay isinasagawa sa pamamagitan ng gluing sa mga espesyal na pin press. Komposisyon ng pandikit: 40% MF17 resin; 60% marshalite at 1.5% aluminum chloride (hardening). Ang mga pinagsama-samang hulma ay ibinubuhos sa mga lalagyan. Kapag naghahagis sa mga hulma ng shell, ang parehong gating system at mga kondisyon ng temperatura ay ginagamit tulad ng kapag naghahagis sa mga hulma ng buhangin.

Ang mababang rate ng pagkikristal ng metal sa mga hulma ng shell at ang mas maliliit na posibilidad para sa paglikha ng direksyong pagkikristal ay humahantong sa paggawa ng mga casting na may mas mababang mga katangian kaysa sa paghahagis sa mga hilaw na hulma ng buhangin.

Nawala ang wax casting

Ang nawalang paghahagis ng waks ay ginagamit upang makagawa ng mga paghahagis ng mas mataas na katumpakan (3-5th class) at kalinisan sa ibabaw (4-6th roughness class), kung saan ang pamamaraang ito ay ang tanging posible o pinakamainam.

Ang mga modelo sa karamihan ng mga kaso ay ginawa mula sa mala-paste na paraffinostearin (1: 1) na mga komposisyon sa pamamagitan ng pagpindot sa mga metal na hulma (cast at prefabricated) sa mga nakatigil o rotary installation. Kapag gumagawa ng mga kumplikadong casting na mas malaki sa 200 mm ang laki, upang maiwasan ang pagpapapangit ng modelo, ang mga sangkap ay ipinapasok sa mass ng modelo na nagpapataas ng temperatura ng paglambot (pagkatunaw).

Ang isang suspensyon ng hydrolyzed ethyl silicate (30-40%) at dusted quartz (70-60%) ay ginagamit bilang isang refractory coating sa paggawa ng mga ceramic molds. Ang mga bloke ng modelo ay natatakpan ng calcined sand 1KO16A o 1K025A. Ang bawat layer ng coating ay pinatuyo sa hangin sa loob ng 10-12 oras o sa isang kapaligiran na naglalaman ng ammonia vapor. Ang kinakailangang lakas ng ceramic form ay nakamit na may kapal ng shell na 4-6 mm (4-6 na layer ng refractory coating). Upang matiyak ang maayos na pagpuno ng amag, ang pagpapalawak ng mga sistema ng gating ay ginagamit upang magbigay ng metal sa makapal na mga seksyon at malalaking yunit. Ang mga casting ay karaniwang pinapakain mula sa isang napakalaking riser sa pamamagitan ng makapal na sprues (feeders). Para sa mga kumplikadong paghahagis, pinapayagan na gumamit ng napakalaking kita upang pakainin ang itaas na napakalaking yunit na may sapilitan na pagpuno ng mga ito mula sa riser.

Ang aluminyo ay

Ang pagtunaw ng mga modelo mula sa mga hulma ay isinasagawa sa mainit (85-90°C) na tubig, na inaasido ng hydrochloric acid (0.5-1 cm3 bawat litro ng tubig) upang maiwasan ang saponification ng stearin. Pagkatapos matunaw ang mga modelo, ang mga ceramic molds ay tuyo sa 150-170 °C sa loob ng 1-2 oras, inilagay sa mga lalagyan, na natatakpan ng dry filler at na-calcine sa 600-700 °C sa loob ng 5-8 na oras. Ang pagbuhos ay isinasagawa sa malamig at pinainit na mga anyo. Ang temperatura ng pag-init (50-300 °C) ng mga hulma ay tinutukoy ng kapal ng mga pader ng paghahagis. Ang pagpuno ng mga hulma na may metal ay isinasagawa sa karaniwang paraan, pati na rin ang paggamit ng vacuum o centrifugal force. Karamihan sa mga aluminyo na haluang metal ay pinainit sa 720–750 °C bago ibuhos.

Chill casting

Ang chill casting ay ang pangunahing paraan ng serial at mass production ng castings mula sa aluminum alloys, na ginagawang posible na makakuha ng castings ng 4-6 na mga klase ng katumpakan na may ibabaw na pagkamagaspang Rz = 50-20 at isang minimum na kapal ng pader na 3-4 mm. Kapag naghahagis sa isang malamig na amag, kasama ang mga depekto na dulot ng mataas na bilis ng paggalaw ng matunaw sa lukab ng amag at hindi pagsunod sa mga kinakailangan ng direksyon ng solidification (gas porosity, oxide films, shrinkage looseness), ang mga pangunahing uri ng mga depekto at ang mga casting ay kulang sa pagpuno at mga bitak. Ang hitsura ng mga bitak ay sanhi ng mahirap na pag-urong. Ang mga bitak ay madalas na nangyayari sa mga casting na gawa sa mga haluang metal na may malawak na hanay ng crystallization at pagkakaroon ng malaking linear shrinkage (1.25-1.35%). Ang pag-iwas sa pagbuo ng mga depekto na ito ay nakamit ng iba't ibang mga teknolohikal na pamamaraan.

Sa kaso ng pagbibigay ng metal sa makapal na mga seksyon, ang muling pagdadagdag ng supply site ay dapat ibigay sa pamamagitan ng pag-install ng isang supply boss (profit). Ang lahat ng mga elemento ng gating system ay matatagpuan sa kahabaan ng die connector. Ang mga sumusunod na ratios ng cross-sectional area ng gating channels ay inirerekomenda: para sa maliliit na casting EFst: EFshl: EFpit = 1: 2: 3; para sa malalaking casting EFst: EFsh: EFpit = 1: 3: 6.

Upang bawasan ang bilis ng daloy ng pagkatunaw sa lukab ng amag, ginagamit ang mga curved risers, fiberglass o metal meshes, at mga butil na filter. Ang kalidad ng mga castings ng aluminyo haluang metal ay depende sa rate ng pagtaas ng matunaw sa lukab ng paghahagis ng amag. Ang bilis na ito ay dapat sapat upang masiguro ang pagpuno ng mga manipis na seksyon ng mga casting sa ilalim ng mga kondisyon ng tumaas na pag-aalis ng init at sa parehong oras ay hindi maging sanhi ng underfilling dahil sa hindi kumpletong paglabas ng hangin at mga gas sa pamamagitan ng mga duct ng bentilasyon at kita, kaguluhan at bumubulusok ng pagkatunaw sa panahon ng ang paglipat mula sa makitid na mga seksyon hanggang sa malalawak. Ang rate ng pagtaas ng metal sa lukab ng amag kapag inihahagis sa isang malamig na amag ay ipinapalagay na bahagyang mas mataas kaysa sa paghahagis sa mga amag ng buhangin. Ang pinakamababang pinahihintulutang bilis ng pag-aangat ay kinakalkula gamit ang mga formula ng A. A. Lebedev at N. M. Galdin (tingnan ang seksyon 5.1, "Paghahagis ng buhangin").

Upang makakuha ng mga siksik na paghahagis, ang direktang solidification ay nilikha, tulad ng sa paghahagis ng buhangin, sa pamamagitan ng maayos na pagpoposisyon ng paghahagis sa amag at pagsasaayos ng pagwawaldas ng init. Bilang isang patakaran, ang napakalaking (makapal) na mga yunit ng paghahagis ay matatagpuan sa itaas na bahagi ng amag. Ginagawa nitong posible na mabayaran ang pagbawas sa kanilang dami sa panahon ng solidification nang direkta mula sa mga kita na naka-install sa itaas ng mga ito. Ang pag-regulate ng intensity ng pag-alis ng init upang lumikha ng direksyon na solidification ay isinasagawa sa pamamagitan ng paglamig o pag-insulate ng iba't ibang mga seksyon ng casting mold. Upang lokal na madagdagan ang pag-alis ng init, ang mga insert na gawa sa heat-conducting cuprum ay malawakang ginagamit, nagbibigay sila ng pagtaas sa cooling surface ng chill mold dahil sa mga palikpik, at isinasagawa ang lokal na paglamig ng mga chill molds na may naka-compress na hangin o tubig. Upang mabawasan ang intensity ng pag-alis ng init, isang layer ng pintura na 0.1-0.5 mm ang kapal ay inilapat sa gumaganang ibabaw ng chill mold. Para sa layuning ito, ang isang layer ng pintura na 1-1.5 mm ang kapal ay inilalapat sa ibabaw ng mga gating channel at kita. Ang pagpapabagal sa paglamig ng metal sa amag ay maaari ding makamit sa pamamagitan ng lokal na pampalapot ng mga dingding ng mamatay, ang paggamit ng iba't ibang mga coatings na may mababang thermal conductivity, at pagkakabukod ng amag na may mga sticker ng asbestos. Ang pagpinta sa gumaganang ibabaw ng chill mold ay nagpapabuti sa hitsura ng mga casting, nakakatulong na alisin ang mga gas pocket sa kanilang ibabaw at pinatataas ang tibay ng mga chill molds. Bago magpinta, ang mga chill molds ay pinainit sa 100-120 °C. Ang sobrang mataas na temperatura ng pag-init ay hindi kanais-nais, dahil binabawasan nito ang rate ng solidification ng mga casting at ang tagal deadline chill na serbisyo. Binabawasan ng pag-init ang pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng paghahagis at ng amag at sa pagpapalawak ng amag dahil sa pag-init nito sa pamamagitan ng paghahagis ng metal. Bilang resulta, ang mga tensile stress sa casting, na nagiging sanhi ng mga bitak, ay nabawasan. Gayunpaman, ang pag-init ng amag lamang ay hindi sapat upang maalis ang posibilidad ng mga bitak. Ang napapanahong pag-alis ng paghahagis mula sa amag ay kinakailangan. Ang paghahagis ay dapat alisin mula sa die bago ang sandali kapag ang temperatura nito ay naging katumbas ng temperatura ng die at ang pag-urong ng stress ay umabot sa pinakamalaking halaga nito. Karaniwan ang paghahagis ay tinanggal sa sandaling ito ay napakalakas na maaari itong ilipat nang walang pagkasira (450-500 ° C). Sa puntong ito, ang sistema ng gating ay hindi pa nakakakuha ng sapat na lakas at nawasak ng mga magaan na epekto. Ang tagal ng paghawak ng paghahagis sa amag ay tinutukoy ng solidification rate at depende sa temperatura ng metal, ang temperatura ng amag at ang bilis ng pagbuhos.

Upang alisin ang pagdirikit ng metal, dagdagan ang buhay ng serbisyo at mapadali ang pag-alis, ang mga metal rod ay lubricated sa panahon ng operasyon. Ang pinakakaraniwang pampadulas ay isang water-graphite suspension (3-5% graphite).

Ang mga bahagi ng mga hulma na gumagawa ng mga panlabas na balangkas ng mga casting ay gawa sa kulay abo cast iron. Ang kapal ng pader ng mga hulma ay tinutukoy depende sa kapal ng pader ng mga casting alinsunod sa mga rekomendasyon ng GOST 16237-70. Ang mga panloob na cavity sa castings ay ginawa gamit ang metal (bakal) at sand rods. Ang mga sand rod ay ginagamit upang bumuo ng mga kumplikadong cavity na hindi maaaring gawin gamit ang mga metal rod. Upang mapadali ang pag-alis ng mga casting mula sa mga hulma, ang mga panlabas na ibabaw ng mga casting ay dapat na may slope ng casting na 30" hanggang 3° patungo sa connector. Ang mga panloob na ibabaw ng mga castings na ginawa gamit ang mga metal rod ay dapat na may slope na hindi bababa sa 6°. Ang mga matalim na paglipat mula sa makapal na mga seksyon patungo sa manipis na mga seksyon ay hindi pinapayagan sa mga casting. Ang radii ng mga curvature ay dapat na hindi bababa sa 3 mm. Ang mga butas na may diameter na higit sa 8 mm para sa maliliit na casting, 10 mm para sa medium at 12 mm para sa malalaking mga butas. na may mga tungkod Ang pinakamainam na ratio ng lalim ng butas sa diameter nito ay 0.7-1.

Ang hangin at mga gas ay inaalis mula sa die cavity gamit ang mga channel ng bentilasyon na inilagay sa parting plane at mga plug na inilagay sa mga dingding malapit sa malalim na mga cavity.

Sa modernong foundries, ang mga chill molds ay naka-install sa single-position o multi-position na semi-automatic casting machine, kung saan ang pagsasara at pagbubukas ng chill mold, pag-install at pag-alis ng mga core, ejection at pagtanggal ng casting mula sa mold ay awtomatiko. . Mayroon ding awtomatikong kontrol sa temperatura ng pag-init ng chill mold. Ang pagpuno ng mga chill molds sa mga makina ay isinasagawa gamit ang mga dispenser.

Upang mapabuti ang pagpuno ng mga manipis na lukab ng mga hulma at alisin ang hangin at mga gas na inilabas sa panahon ng pagkasira ng mga binder, ang mga hulma ay inilikas at pinupuno sa ilalim ng mababang presyon o gamit ang puwersa ng sentripugal.

Pisilin ang paghahagis

Ang squeeze casting ay isang uri ng chill casting. Ito ay inilaan para sa paggawa ng malalaking laki ng panel-type na casting (2500x1400 mm) na may kapal ng pader na 2-3 mm. Para sa layuning ito, ginagamit ang mga kalahating anyo ng metal, na naka-mount sa mga dalubhasang paghahagis at pagpindot sa mga makina na may isang panig o dalawang panig na diskarte ng mga kalahating anyo. Ang isang natatanging tampok ng pamamaraang ito ng paghahagis ay ang sapilitang pagpuno ng lukab ng amag na may malawak na daloy ng matunaw habang ang mga halves ng amag ay lumalapit sa isa't isa. Ang casting mold ay hindi naglalaman ng mga elemento ng isang conventional gating system. Data Ang pamamaraang ito ay gumagawa ng mga casting mula sa mga haluang metal na AL2, AL4, AL9, AL34, na may makitid na hanay ng pagkikristal.

Ang melt cooling rate ay kinokontrol sa pamamagitan ng paglalagay ng heat-insulating coating na may iba't ibang kapal (0.05-1 mm) sa gumaganang ibabaw ng mold cavity. Ang sobrang pag-init ng mga haluang metal bago ibuhos ay hindi dapat lumagpas sa 15-20°C sa itaas ng temperatura ng liquidus. Ang tagal ng diskarte ng mga kalahating anyo ay 5-3 s.

Mababang presyon ng paghahagis

Ang low pressure casting ay isa pang variation ng die casting. Ginagamit ito sa paggawa ng malalaking sukat na manipis na pader na mga casting mula sa mga aluminyo na haluang metal na may makitid na hanay ng pagkikristal (AL2, AL4, AL9, AL34). Tulad ng chill casting, ang mga panlabas na ibabaw ng castings ay ginawa gamit ang isang metal na amag, at ang mga panloob na cavity ay ginawa gamit ang metal o sand rods.

Upang gawin ang mga tungkod, gumamit ng halo na binubuo ng 55% 1K016A quartz sand; 13.5% semi-fat na buhangin P01; 27% durog na kuwarts; 0.8% pectin glue; 3.2% resin M at 0.5% kerosene. Ang halo na ito ay hindi bumubuo ng isang mekanikal na paso. Ang pagpuno ng mga hulma na may metal ay isinasagawa sa pamamagitan ng presyon ng naka-compress, pinatuyong hangin (18-80 kPa), na ibinibigay sa ibabaw ng matunaw sa isang tunawan, pinainit sa 720-750 °C. Sa ilalim ng impluwensya ng presyur na ito, ang pagkatunaw ay pinipilit palabas ng tunawan papunta sa metal wire, at mula dito sa gating system at higit pa sa lukab ng casting mold. Ang bentahe ng mababang presyon ng paghahagis ay ang kakayahang awtomatikong kontrolin ang rate ng pagtaas ng metal sa lukab ng amag, na ginagawang posible na makakuha ng mga casting na may manipis na pader na mas mataas ang kalidad kaysa sa paghahagis sa ilalim ng impluwensya ng grabidad.

Ang pagkikristal ng mga haluang metal sa isang amag ay isinasagawa sa ilalim ng presyon ng 10-30 kPa bago ang pagbuo ng isang solidong metal na crust at 50-80 kPa pagkatapos ng pagbuo ng isang crust.

Ang mas siksik na aluminum alloy castings ay ginawa ng low-pressure backpressure casting. Ang pagpuno sa lukab ng amag sa panahon ng paghahagis ng backpressure ay isinasagawa dahil sa pagkakaiba sa presyon sa crucible at sa amag (10-60 kPa). Ang pagkikristal ng metal sa amag ay isinasagawa sa ilalim ng presyon ng 0.4-0.5 MPa. Pinipigilan nito ang paglabas ng hydrogen na natunaw sa metal at ang pagbuo ng mga gas pores. Ang pagtaas ng presyon ay nag-aambag sa mas mahusay na nutrisyon ng napakalaking mga yunit ng paghahagis. Kung hindi, ang back pressure casting technology ay hindi naiiba sa low pressure casting technology.

Matagumpay na pinagsama ng back pressure casting ang mga pakinabang ng low pressure casting at pressure crystallization.

Paghubog ng iniksyon

Sa pamamagitan ng paghuhulma ng iniksyon mula sa mga aluminyo na haluang metal AL2, ALZ, AL1, ALO, AL11, AL13, AL22, AL28, AL32, AL34, ang mga kumplikadong paghahagis ng pagsasaayos ng 1-3 mga klase ng katumpakan ay ginawa na may mga kapal ng pader mula sa 1 mm pataas, mga butas ng cast na may isang diameter ng hanggang sa 1.2 mm, cast panlabas at panloob na mga thread na may isang minimum na pitch ng 1 mm at isang diameter ng 6 mm. Ang kalinisan sa ibabaw ng naturang mga casting ay tumutugma sa mga klase ng pagkamagaspang 5–8. Ang paggawa ng naturang mga paghahagis ay isinasagawa sa mga makina na may malamig na pahalang o patayong mga silid ng pagpindot, na may isang tiyak na presyon ng pagpindot na 30-70 MPa. Ang kagustuhan ay ibinibigay sa mga makina na may horizontal pressing chamber.

Ang mga sukat at bigat ng mga casting ay limitado sa pamamagitan ng mga kakayahan ng mga injection molding machine: ang dami ng pressing chamber, ang tiyak na pressure pressure (p) at ang locking force (0). Ang projection area (F) ng casting, sprue channels at pressing chamber papunta sa movable mold plate ay hindi dapat lumampas sa mga value na tinutukoy ng formula F = 0.85 0/r.

Ang pinakamainam na halaga ng slope para sa mga panlabas na ibabaw ay 45°; para sa panloob na 1°. Ang pinakamababang radius ng mga kurba ay 0.5-1mm. Ang mga butas na mas malaki sa 2.5 mm ang lapad ay ginawa sa pamamagitan ng paghahagis. Ang mga paghahagis na gawa sa mga haluang metal na aluminyo, bilang panuntunan, ay ginagawa lamang sa kahabaan ng mga ibabaw ng upuan. Ang allowance sa pagproseso ay itinalaga na isinasaalang-alang ang mga sukat ng paghahagis at mga saklaw mula 0.3 hanggang 1 mm.

Iba't ibang materyales ang ginagamit sa paggawa ng mga hulma. Ang mga bahagi ng mga hulma na nakikipag-ugnay sa likidong metal ay gawa sa bakal na 3Х2В8, 4Х8В2, 4ХВ2С, ang mga fastening plate at matrix cages ay gawa sa mga bakal 35, 45, 50, mga pin, bushing at mga haligi ng gabay - gawa sa bakal na U8A.

Ang supply ng metal sa lukab ng amag ay isinasagawa gamit ang panlabas at panloob na mga sistema ng gating. Ang mga feeder ay dinadala sa mga lugar ng paghahagis na napapailalim sa machining. Ang kanilang kapal ay tinutukoy depende sa kapal ng casting wall sa punto ng supply at ang tinukoy na katangian ng pagpuno ng amag. Ang pag-asa na ito ay tinutukoy ng ratio ng kapal ng Feeder sa kapal ng casting wall. Ang makinis na pagpuno ng mga amag, nang walang turbulence o air entrapment, ay nangyayari kung ang ratio ay malapit sa pagkakaisa. Para sa mga casting na may kapal ng pader hanggang sa 2 mm. ang mga feeder ay may kapal na 0.8 mm; na may kapal ng pader na 3mm. ang kapal ng mga feeder ay 1.2 mm; na may kapal ng pader na 4-6 mm-2 mm.

Upang matanggap ang unang bahagi ng matunaw, na pinayaman ng mga inklusyon ng hangin, ang mga espesyal na tangke ng paghuhugas ay inilalagay malapit sa lukab ng amag, ang dami nito ay maaaring umabot sa 20 - 40% ng dami ng paghahagis. Ang mga tagapaghugas ay konektado sa lukab ng amag sa pamamagitan ng mga channel na ang kapal ay katumbas ng kapal ng mga feeder. Ang hangin at gas ay tinanggal mula sa lukab ng amag sa pamamagitan ng mga espesyal na channel ng bentilasyon at mga puwang sa pagitan ng mga rod (ejectors) at ng mold matrix. Ang mga channel ng bentilasyon ay ginawa sa eroplano ng connector sa nakatigil na bahagi ng amag, pati na rin sa kahabaan ng mga movable rod at ejector. Ang lalim ng mga channel ng bentilasyon kapag naghahagis ng mga aluminyo na haluang metal ay kinuha na 0.05-0.15 mm, at ang lapad ay 10-30 mm upang mapabuti ang bentilasyon, ang mga hulma ng mga washer cavity ay konektado sa kapaligiran na may manipis na mga channel (0.2- 0.5 mm).

Ang mga pangunahing depekto ng mga castings na nakuha sa pamamagitan ng injection molding ay ang air (gas) subcortical porosity, sanhi ng air entrapment sa mataas na bilis ng metal inlet sa mold cavity, at shrinkage porosity (o cavities) sa thermal units. Ang pagbuo ng mga depekto na ito ay lubos na naiimpluwensyahan ng mga parameter ng teknolohiya ng paghahagis, bilis ng pagpindot, presyon ng pagpindot, at mga kondisyon ng thermal ng amag.

Tinutukoy ng bilis ng pagpindot ang mode ng pagpuno ng amag. Kung mas mataas ang bilis ng pagpindot, mas mataas ang bilis ng pagtunaw ng paggalaw sa mga gating channel, mas mataas ang bilis ng pumapasok ng matunaw sa lukab ng amag. Ang mataas na bilis ng pagpindot ay nag-aambag sa mas mahusay na pagpuno ng manipis at pahabang mga cavity. Kasabay nito, nagiging sanhi sila ng metal sa bitag ng hangin at bumubuo ng subcortical porosity. Kapag naghahagis ng mga aluminyo na haluang metal, ang mataas na bilis ng pagpindot ay ginagamit lamang para sa paggawa ng mga kumplikadong paghahagis ng manipis na pader. Ang presyon ay may malaking impluwensya sa kalidad ng mga paghahagis. Habang tumataas ito, tumataas ang density ng mga casting.

Ang magnitude ng pressing pressure ay kadalasang nililimitahan ng magnitude ng locking force ng makina, na dapat lumampas sa pressure na ibinibigay ng metal sa movable matrix (pF). Samakatuwid, ang lokal na pre-pressing ng mga casting na may makapal na pader, na kilala bilang "proseso ng Ashigai," ay nakakakuha ng malaking interes. Ang mababang bilis ng pagpasok ng metal sa lukab ng mga hulma sa pamamagitan ng malalaking seksyon na mga feeder at ang epektibong pre-pressing ng crystallizing melt gamit ang double plunger ay ginagawang posible na makakuha ng mga siksik na casting.

Ang kalidad ng mga castings ay malaki rin ang naiimpluwensyahan ng temperatura ng haluang metal at amag. Kapag gumagawa ng makapal na pader na mga casting ng simpleng pagsasaayos, ang pagkatunaw ay ibinubuhos sa temperatura na 20-30 °C sa ibaba ng temperatura ng liquidus. Ang mga casting na may manipis na pader ay nangangailangan ng paggamit ng isang natutunaw na superheated sa itaas ng temperatura ng liquidus ng 10-15°C. Upang mabawasan ang magnitude ng mga stress sa pag-urong at maiwasan ang pagbuo ng mga bitak sa mga casting, ang mga hulma ay pinainit bago ibuhos. Ang mga sumusunod na temperatura ng pag-init ay inirerekomenda:

Kapal ng paghahagis ng pader, mm 1—2 2—3 3—5 5—8

Temperatura ng pag-init

mga hulma, °C 250—280 200—250 160—200 120—160

Ang katatagan ng thermal regime ay sinisiguro sa pamamagitan ng pagpainit (electric) o paglamig (tubig) ng mga hulma.

Upang maprotektahan ang gumaganang ibabaw ng mga amag mula sa pagdikit at erosive na mga epekto ng pagkatunaw, upang mabawasan ang alitan kapag inaalis ang mga core at upang mapadali ang pag-alis ng mga casting, ang mga amag ay lubricated. Para sa layuning ito, ginagamit ang mataba (langis na may grapayt o aluminyo na pulbos) o may tubig (mga solusyon sa asin, may tubig na paghahanda batay sa colloidal graphite).

Ang density ng aluminum alloy castings ay tumataas nang malaki kapag naghahagis gamit ang mga vacuum molds. Upang gawin ito, ang amag ay inilalagay sa isang selyadong pambalot, kung saan nilikha ang kinakailangang vacuum. Maaaring makuha ang magagandang resulta gamit ang "proseso ng oxygen". Upang gawin ito, ang hangin sa lukab ng amag ay pinalitan ng oxygen. Sa mataas na rate ng pagpasok ng metal sa lukab ng amag, na nagiging sanhi ng pagkuha ng oxygen sa pamamagitan ng pagkatunaw, ang subcortical porosity ay hindi nabubuo sa mga casting, dahil ang lahat ng nakulong na oxygen ay ginugugol sa pagbuo ng makinis na dispersed aluminum oxides, na hindi kapansin-pansing nakakaapekto. ang mga mekanikal na katangian ng mga casting. Ang mga naturang castings ay maaaring sumailalim sa heat treatment.

Depende sa mga teknikal na kinakailangan, ang mga casting na gawa sa mga aluminyo na haluang metal ay maaaring sumailalim sa iba't ibang uri ng inspeksyon: X-ray, gamma flaw detection o ultrasound upang makita ang mga panloob na depekto; mga marka upang matukoy ang mga dimensional na paglihis; luminescent para sa pag-detect ng mga bitak sa ibabaw; hydro- o pneumatic control upang masuri ang higpit. Ang dalas ng mga nakalistang uri ng kontrol ay itinakda ng mga teknikal na kondisyon o tinutukoy ng departamento ng punong metalurgist ng halaman. Ang mga natukoy na depekto, kung pinahihintulutan ng mga teknikal na detalye, ay inaalis sa pamamagitan ng hinang o impregnation. Ang argon-arc welding ay ginagamit para sa welding underfills, cavities, at loose cracks. Bago ang hinang, ang may sira na lugar ay pinutol upang ang mga dingding ng mga recesses ay may slope na 30 - 42 °. Ang mga paghahagis ay sumasailalim sa lokal o pangkalahatang pag-init sa 300-350C. Ang lokal na pagpainit ay isinasagawa gamit ang isang apoy ng oxygen-acetylene, ang pangkalahatang pagpainit ay isinasagawa sa mga hurno ng silid. Ang welding ay isinasagawa gamit ang parehong mga haluang metal kung saan ginawa ang mga casting, gamit ang isang non-consumable tungsten electrode na may diameter na 2-6 mm sa pagkonsumo argon 5-12 l/min. Ang kasalukuyang hinang ay karaniwang 25-40 A bawat 1 mm ng diameter ng elektrod.

Ang porosity sa castings ay inalis sa pamamagitan ng impregnation na may bakelite varnish, asphalt varnish, drying oil o liquid glass. Ang impregnation ay isinasagawa sa mga espesyal na boiler sa ilalim ng presyon ng 490-590 kPa na may paunang pagkakalantad ng mga casting sa isang rarefied na kapaligiran (1.3-6.5 kPa). Ang temperatura ng impregnating liquid ay pinananatili sa 100°C. Pagkatapos ng impregnation, ang mga castings ay tuyo sa 65-200 ° C, kung saan ang impregnating liquid ay tumigas, at muling siniyasat.

Ang aluminyo ay

Paglalapat ng aluminyo

Malawakang ginagamit bilang isang materyales sa pagtatayo. Ang pangunahing bentahe ng aluminyo sa kalidad na ito ay magaan, malleability para sa panlililak, paglaban sa kaagnasan (sa hangin, ang aluminyo ay agad na natatakpan ng isang matibay na Al2O3 film, na pumipigil sa karagdagang oksihenasyon nito), mataas na thermal conductivity, at non-toxicity ng mga compound nito. Sa partikular, ang mga pag-aari na ito ay gumawa ng aluminyo na napakapopular sa paggawa ng mga kagamitan sa pagluluto, aluminum foil sa industriya ng pagkain at para sa packaging.

Ang pangunahing kawalan ng aluminyo bilang isang materyal na istruktura ay ang mababang lakas nito, kaya upang palakasin ito ay karaniwang pinaghalo na may isang maliit na halaga ng cuprum at magnesium (ang haluang metal ay tinatawag na duralumin).

Ang electrical conductivity ng aluminyo ay 1.7 beses na mas mababa kaysa sa cuprum, habang ang aluminyo ay humigit-kumulang 4 na beses na mas mura bawat kilo, ngunit dahil sa 3.3 beses na mas mababang density nito, upang makakuha ng pantay na resistensya kailangan nito ng humigit-kumulang 2 beses na mas mababa ang timbang . Samakatuwid, ito ay malawakang ginagamit sa electrical engineering para sa paggawa ng mga wire, kanilang shielding, at maging sa microelectronics para sa paggawa ng mga conductor sa chips. Ang mas mababang electrical conductivity ng aluminum (37 1/ohm) kumpara sa cuprum (63 1/ohm) ay nabayaran sa pamamagitan ng pagtaas ng cross-section ng aluminum conductors. Ang kawalan ng aluminyo bilang isang de-koryenteng materyal ay ang pagkakaroon ng isang malakas na oxide film, na nagpapahirap sa paghihinang.

Dahil sa kumplikadong mga katangian nito, malawak itong ginagamit sa mga kagamitan sa pag-init.

Ang aluminyo at ang mga haluang metal nito ay nagpapanatili ng lakas sa napakababang temperatura. Dahil dito, malawak itong ginagamit sa teknolohiyang cryogenic.

Ang mataas na reflectivity, na sinamahan ng mababang gastos at kadalian ng pag-deposition, ay gumagawa ng aluminyo na isang perpektong materyal para sa paggawa ng mga salamin.

Sa paggawa ng mga materyales sa gusali bilang isang ahente na bumubuo ng gas.

Ang aluminizing ay nagbibigay ng corrosion at scale resistance sa bakal at iba pang mga haluang metal, halimbawa, mga balbula ng piston internal combustion engine, turbine blades, oil production rigs, heat exchange equipment, at pinapalitan din ang galvanizing.

Ang aluminyo sulfide ay ginagamit upang makagawa ng hydrogen sulfide.

Ang pananaliksik ay isinasagawa upang bumuo ng foamed aluminum bilang isang partikular na malakas at magaan na materyal.

Bilang bahagi ng thermite, mga mixtures para sa aluminothermy

Ang aluminyo ay ginagamit upang mabawi ang mga bihirang metal mula sa kanilang mga oxide o halides.

Ang aluminyo ay isang mahalagang bahagi ng maraming haluang metal. Halimbawa, sa aluminum bronzes ang mga pangunahing bahagi ay tanso at aluminyo. Sa mga haluang metal ng magnesiyo, ang aluminyo ay kadalasang ginagamit bilang isang additive. Para sa paggawa ng mga spiral sa mga electric heating device, ginagamit ang fechral (Fe, Cr, Al) (kasama ang iba pang mga haluang metal).

aluminum coffee" height="449" src="/pictures/investments/img920791_21_Klassicheskiy_italyanskiy_proizvoditel_kofe_iz_alyuminiya.jpg" title="21. Classic Italian aluminum coffee producer" width="376" />!}

Noong napakamahal ng aluminyo, iba't ibang uri ng alahas ang ginawa mula rito. Kaya, iniutos ni Napoleon III ang mga pindutan ng aluminyo, at noong 1889 si Dmitry Ivanovich Mendeleev ay ipinakita ng mga kaliskis na may mga mangkok na gawa sa ginto at aluminyo. Ang fashion para sa kanila ay agad na lumipas nang lumitaw ang mga bagong teknolohiya (development) para sa produksyon nito, na binawasan ang gastos ng maraming beses. Sa ngayon, minsan ginagamit ang aluminyo sa paggawa ng alahas ng kasuutan.

.

Ang aluminyo at ang mga compound nito ay ginagamit bilang isang napakahusay na propellant sa two-propellant rocket propellants at bilang isang combustible component sa solid rocket propellants. Ang mga sumusunod na aluminum compound ay may pinakamalaking praktikal na interes bilang rocket fuel:

May pulbos na aluminyo bilang panggatong sa mga solidong rocket propellant. Ginagamit din ito sa anyo ng pulbos at mga suspensyon sa hydrocarbons.

Aluminum hydride.

Aluminum boranate.

Trimethylaluminum.

Triethylaluminum.

Tripropylaluminum.

Ang triethylaluminum (kadalasan kasama ang triethylboron) ay ginagamit din para sa kemikal na pag-aapoy (iyon ay, bilang panimulang gasolina) sa mga rocket engine, dahil kusang nag-aapoy ito sa oxygen gas.

Ito ay may bahagyang nakakalason na epekto, ngunit maraming natutunaw sa tubig na mga inorganic na aluminyo compound ay nananatili sa isang dissolved na estado sa loob ng mahabang panahon at maaaring magkaroon ng nakakapinsalang epekto sa mga tao at mga hayop na may mainit na dugo sa pamamagitan ng inuming tubig. Ang pinakanakakalason ay mga chlorides, nitrates, acetates, sulfates, atbp. Para sa mga tao, ang mga sumusunod na dosis ng aluminum compounds (mg/kg body weight) ay may nakakalason na epekto kapag natutunaw:

aluminyo acetate - 0.2-0.4;

aluminyo haydroksayd - 3.7-7.3;

aluminyo tawas - 2.9.

Pangunahing nakakaapekto sa sistema ng nerbiyos (naiipon sa nervous tissue, na humahantong sa malubhang karamdaman ng central nervous system). Gayunpaman, ang neurotoxicity ng aluminyo ay pinag-aralan mula noong kalagitnaan ng 1960s, dahil ang akumulasyon ng metal sa katawan ng tao ay pinipigilan ng mekanismo ng pag-aalis nito. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, hanggang sa 15 mg ng elemento bawat araw ay maaaring mailabas sa ihi. Alinsunod dito, ang pinakamalaking negatibong epekto ay sinusunod sa mga taong may kapansanan sa pag-andar ng excretory ng bato.

Ayon sa ilang mga biological na pag-aaral, ang paggamit ng aluminyo sa katawan ng tao ay itinuturing na isang kadahilanan sa pag-unlad ng sakit na Alzheimer, ngunit ang mga pag-aaral na ito ay binatikos kalaunan at ang konklusyon tungkol sa koneksyon sa pagitan ng isa at ng isa ay pinabulaanan.

Ang mga geochemical na katangian ng aluminyo ay tinutukoy ng mataas na pagkakaugnay nito para sa oxygen (in mineral ang aluminyo ay kasama sa oxygen octahedra at tetrahedra), pare-pareho ang valence (3), mababang solubility ng karamihan sa mga natural na compound. Sa mga endogenous na proseso sa panahon ng solidification ng magma at pagbuo ng mga igneous na bato, ang aluminyo ay pumapasok sa kristal na sala-sala ng feldspars, micas at iba pang mineral - aluminosilicates. Sa biosphere, ang Aluminum ay isang mahinang migrante; ito ay mahirap makuha sa mga organismo at sa hydrosphere. Sa isang mahalumigmig na klima, kung saan ang nabubulok na labi ng masaganang mga halaman ay bumubuo ng maraming mga organikong asido, ang aluminyo ay lumilipat sa mga lupa at tubig sa anyo ng mga organomineral colloidal compound; ang aluminyo ay na-adsorbed ng mga colloid at idineposito sa ibabang bahagi ng mga lupa. Ang bono sa pagitan ng aluminyo at silikon ay bahagyang nasira at sa ilang mga lugar sa tropiko ay nabuo ang mga mineral - aluminum hydroxides - boehmite, diaspores, hydrargillite. Karamihan sa aluminyo ay bahagi ng aluminosilicates - kaolinit, beidellite at iba pang mineral na luad. Tinutukoy ng mahinang mobility ang natitirang akumulasyon ng aluminum sa weathering crust ng mahalumigmig na tropiko. Bilang resulta, nabuo ang eluvial bauxite. Sa mga nakaraang panahon ng geological, ang bauxite ay naipon din sa mga lawa at coastal zone ng mga dagat sa mga tropikal na rehiyon (halimbawa, sedimentary bauxite ng Kazakhstan). Sa mga steppes at disyerto, kung saan mayroong maliit na bagay na nabubuhay at ang tubig ay neutral at alkalina, ang aluminyo ay halos hindi lumilipat. Ang paglipat ng aluminyo ay pinaka-energetic sa mga lugar ng bulkan, kung saan ang mataas na acidic na ilog at tubig sa lupa na mayaman sa aluminyo ay sinusunod. Sa mga lugar kung saan ang acidic na tubig ay nahahalo sa alkaline na tubig dagat (sa bukana ng mga ilog at iba pa), ang aluminyo ay namuo sa pagbuo ng mga deposito ng bauxite.

Ang aluminyo ay bahagi ng mga tisyu ng mga hayop at halaman; Sa mga organo ng mga mammal, mula 10-3 hanggang 10-5% aluminyo (sa isang krudo na batayan) ay natagpuan. Naiipon ang aluminyo sa atay, pancreas at thyroid gland. Sa mga produktong halaman, ang nilalaman ng aluminyo ay mula sa 4 mg bawat 1 kg ng tuyong bagay (patatas) hanggang 46 mg (dilaw na singkamas), sa mga produktong pinagmulan ng hayop - mula sa 4 mg (honey) hanggang 72 mg bawat 1 kg ng tuyong bagay ( ). Sa pang-araw-araw na diyeta ng tao, ang nilalaman ng aluminyo ay umabot sa 35-40 mg. Ang mga organismo na nagko-concentrate ng aluminyo ay kilala, halimbawa, mga lumot (Lycopodiaceae), na naglalaman ng hanggang 5.3% na aluminyo sa kanilang abo, at mga mollusk (Helix at Lithorina), na naglalaman ng 0.2-0.8% na aluminyo sa kanilang abo. Sa pamamagitan ng pagbuo ng mga hindi matutunaw na compound na may mga pospeyt, ang aluminyo ay nakakagambala sa nutrisyon ng mga halaman (pagsipsip ng mga pospeyt sa pamamagitan ng mga ugat) at mga hayop (pagsipsip ng mga pospeyt sa mga bituka).

Ang pangunahing mamimili ay aviation. Ang pinaka-mabigat na load na mga elemento ng sasakyang panghimpapawid (balat, power reinforcement) ay gawa sa duralumin. At ang haluang ito ay dinala sa kalawakan. At pumunta pa siya sa Buwan at bumalik sa Earth. At ang mga istasyon ng Luna, Venus, at Mars, na nilikha ng mga taga-disenyo ng bureau, na sa loob ng maraming taon ay pinamumunuan ni Georgy Nikolaevich Babakin (1914-1971), ay hindi magagawa nang walang mga haluang metal.

Ang mga haluang metal ng aluminyo - manganese at aluminyo - magnesium (AMts at AMg) na mga sistema ay ang pangunahing materyal para sa mga hull ng high-speed "missiles" at "meteors" - hydrofoils.

Ngunit ang mga aluminyo na haluang metal ay ginagamit hindi lamang sa kalawakan, paglipad, dagat at transportasyon ng ilog. Ang aluminyo ay mayroon ding isang malakas na posisyon sa transportasyon sa lupa. Ang sumusunod na data ay nagpapahiwatig ng malawakang paggamit ng aluminyo sa industriya ng automotive. Noong 1948, 3.2 kg ng aluminyo ang ginamit bawat isa, noong 1958 - 23.6, noong 1968 - 71.4, at ngayon ang figure na ito ay lumampas sa 100 kg. Lumitaw din ang aluminyo sa transportasyon ng riles. At ang super express na "Russian Troika" ay higit sa 50% na gawa sa mga aluminyo na haluang metal.

Ang aluminyo ay lalong ginagamit sa konstruksyon. Ang mga bagong gusali ay kadalasang gumagamit ng malalakas at magaan na beam, sahig, haligi, rehas, bakod, at mga elemento ng sistema ng bentilasyon na gawa sa mga haluang metal na nakabase sa aluminyo. Sa mga nagdaang taon, ginamit ang mga aluminyo na haluang metal sa pagtatayo ng maraming pampublikong gusali at mga sports complex. May mga pagtatangka na gamitin ang aluminyo bilang isang materyales sa bubong. Ang nasabing bubong ay hindi natatakot sa mga dumi ng carbon dioxide, sulfur compound, nitrogen compound at iba pang nakakapinsalang impurities na lubhang nagpapataas ng atmospheric corrosion ng roofing iron.

Ang mga silumin, mga haluang metal ng aluminum-silicon system, ay ginagamit bilang mga casting alloy. Ang ganitong mga haluang metal ay may mahusay na pagkalikido, nagbibigay ng mababang pag-urong at paghihiwalay (heterogeneity) sa mga paghahagis, na ginagawang posible upang makabuo ng mga bahagi ng pinaka kumplikadong pagsasaayos sa pamamagitan ng paghahagis, halimbawa, mga housing ng makina, mga impeller ng bomba, mga pabahay ng instrumento, mga bloke ng makina ng panloob na pagkasunog, mga piston , mga cylinder head at jacket na piston engine.

Labanan para sa pagtanggi gastos Ang mga aluminyo na haluang metal ay naging matagumpay din. Halimbawa, ang silumin ay 2 beses na mas mura kaysa sa aluminyo. Kadalasan ito ay kabaligtaran - ang mga haluang metal ay mas mahal (upang makakuha ng isang haluang metal, kailangan mong makakuha ng isang purong base, at pagkatapos ay haluang metal ito upang makuha ang haluang metal). Noong 1976, ang mga metallurgist ng Sobyet sa Dnepropetrovsk Aluminum Plant ay pinagkadalubhasaan ang pagtunaw ng mga silumin nang direkta mula sa aluminosilicates.

Matagal nang kilala ang aluminyo sa electrical engineering. Gayunpaman, hanggang kamakailan lamang, ang paggamit ng aluminyo ay limitado sa mga linya ng kuryente at, sa mga bihirang kaso, mga kable ng kuryente. Ang industriya ng cable ay pinangungunahan ng tanso at nangunguna. Ang mga conductive na elemento ng cable structure ay gawa sa cuprum, at ang metal sheath ay gawa sa nangunguna o mga haluang metal na batay sa lead. Sa loob ng maraming dekada (ang mga lead sheath para sa pagprotekta sa mga core ng cable ay unang iminungkahi noong 1851) ang tanging metal na materyal para sa mga cable sheath. Siya ay mahusay sa papel na ito, ngunit hindi walang mga pagkukulang - mataas na density, mababang lakas at kakulangan; Ito lamang ang mga pangunahing nagpipilit sa mga tao na maghanap ng iba pang mga metal na sapat na maaaring palitan ang tingga.

Ito pala ay aluminyo. Ang simula ng kanyang serbisyo sa papel na ito ay maaaring isaalang-alang noong 1939, at nagsimula ang trabaho noong 1928. Gayunpaman, ang isang seryosong pagbabago sa paggamit ng aluminyo sa teknolohiya ng cable ay naganap noong 1948, nang ang teknolohiya para sa paggawa ng mga aluminyo na kaluban ay binuo at pinagkadalubhasaan.

Ang tanso, din, sa loob ng maraming dekada ay ang tanging metal para sa paggawa ng mga kasalukuyang nagdadala ng conductor. Ang pananaliksik sa mga materyales na maaaring palitan ang tanso ay nagpakita na ang naturang metal ay dapat at maaaring aluminyo. Kaya, sa halip na dalawang metal na may mahalagang magkaibang layunin, ang aluminyo ay pumasok sa teknolohiya ng cable.

Ang kapalit na ito ay may isang bilang ng mga pakinabang. Una, ang posibilidad ng paggamit ng aluminum shell bilang neutral conductor ay nangangahulugan ng makabuluhang pagtitipid sa metal at pagbabawas ng timbang. Pangalawa, mas mataas na lakas. Pangatlo, pinapadali nito ang pag-install, binabawasan ang mga gastos sa transportasyon, binabawasan ang mga gastos sa cable, atbp.

Ginagamit din ang mga wire na aluminyo para sa mga linya ng kuryente sa itaas. Ngunit kinailangan ng maraming pagsisikap at oras upang makagawa ng katumbas na kapalit. Maraming mga opsyon ang binuo, at ginagamit ang mga ito batay sa partikular na sitwasyon. [Ang mga aluminyo na wire na may tumaas na lakas at tumaas na creep resistance ay ginawa, na nakakamit sa pamamagitan ng alloying na may magnesium hanggang 0.5%, silikon hanggang 0.5%, iron hanggang 0.45%, hardening at pagtanda. Ginagamit ang mga wire na steel-aluminum, lalo na para sa pagsasagawa ng malalaking span na kinakailangan kung saan tumatawid ang mga linya ng kuryente sa iba't ibang mga hadlang. Mayroong mga span na higit sa 1500 m, halimbawa kapag tumatawid sa mga ilog.

Aluminyo sa teknolohiya ng paghahatid kuryente sa mahabang distansya ginagamit ang mga ito hindi lamang bilang isang materyal na konduktor. Isang dekada at kalahati na ang nakalipas, nagsimulang gamitin ang mga haluang metal na nakabase sa aluminyo para sa paggawa ng mga suporta sa linya ng paghahatid ng kuryente. Sila ay unang itinayo sa aming bansa sa Caucasus. Ang mga ito ay humigit-kumulang 2.5 beses na mas magaan kaysa sa bakal at hindi nangangailangan ng proteksyon ng kaagnasan. Kaya, pinalitan ng parehong metal ang bakal, tanso at tingga sa electrical engineering at teknolohiya ng paghahatid ng kuryente.

At ito, o halos ito, ang nangyari sa ibang mga lugar ng teknolohiya. Sa industriya ng langis, gas at kemikal, ang mga tangke, pipeline at iba pang mga yunit ng pagpupulong na gawa sa mga aluminyo na haluang metal ay napatunayang mabuti ang kanilang mga sarili. Pinalitan nila ang maraming mga metal at materyales na lumalaban sa kaagnasan, tulad ng mga lalagyan na gawa sa mga haluang metal na bakal-carbon, na may enamel sa loob para sa pag-iimbak ng mga corrosive na likido (ang isang bitak sa enamel layer ng mamahaling istraktura na ito ay maaaring humantong sa mga pagkalugi o kahit na mga aksidente).

Mahigit sa 1 milyong tonelada ng aluminyo ang natupok taun-taon sa mundo para sa paggawa ng foil. Ang kapal ng foil, depende sa layunin nito, ay nasa hanay na 0.004-0.15 mm. Ang aplikasyon nito ay lubos na magkakaibang. Ginagamit ito para sa pag-iimpake ng iba't ibang mga produktong pagkain at pang-industriya - tsokolate, kendi, gamot, kosmetiko, produktong photographic, atbp.

Ang foil ay ginagamit din bilang isang materyales sa pagtatayo. Mayroong isang pangkat ng mga plastik na puno ng gas - mga plastik na pulot-pukyutan - mga cellular na materyales na may sistema ng regular na paulit-ulit na mga cell ng regular na geometric na hugis, ang mga dingding nito ay gawa sa aluminum foil.

Encyclopedia ng Brockhaus at Efron

ALUMINIUM- (clay) kemikal zn. AL; sa. V. = 27.12; matalo V. = 2.6; m.p. mga 700°. Pilak na puti, malambot, tunog na metal; sa kumbinasyon ng silicic acid, ito ang pangunahing bahagi ng clays, feldspar, at mika; matatagpuan sa lahat ng lupa. Pumupunta sa... ... Diksyunaryo ng mga banyagang salita ng wikang Ruso

ALUMINIUM- (simbolo Al), isang kulay-pilak-puting metal, isang elemento ng ikatlong pangkat ng periodic table. Ito ay unang nakuha sa dalisay nitong anyo noong 1827. Ang pinakakaraniwang metal sa crust ng lupa; Ang pangunahing pinagmumulan nito ay bauxite ore. Proseso…… Pang-agham at teknikal na encyclopedic na diksyunaryo

ALUMINIUM- ALUMINIUM, Aluminum (simbulo ng kemikal A1, sa timbang na 27.1), ang pinakakaraniwang metal sa ibabaw ng lupa at, pagkatapos ng O at silicon, ang pinakamahalagang bahagi ng crust ng lupa. A. nangyayari sa kalikasan, pangunahin sa anyo ng mga silicic acid salts (silicates);... ... Great Medical Encyclopedia

aluminyo- ay isang mala-bughaw na puting metal na partikular na magaan. Ito ay napaka-ductile at madaling i-roll, iguguhit, i-forged, i-stamp, at i-cast, atbp. Tulad ng iba pang malambot na metal, ang aluminyo ay nagpapahiram din sa sarili nito nang napakahusay... ... Opisyal na terminolohiya

aluminyo- (Aluminium), Al, elemento ng kemikal ng pangkat III ng periodic table, atomic number 13, atomic mass 26.98154; magaan na metal, punto ng pagkatunaw 660 °C. Ang nilalaman sa crust ng lupa ay 8.8% ayon sa timbang. Ang aluminyo at ang mga haluang metal nito ay ginagamit bilang mga materyales sa istruktura sa... ... Illustrated Encyclopedic Dictionary

ALUMINIUM- ALUMINIUM, aluminum man., kemikal. alkali metal clay, alumina base, clay; pati na rin ang batayan ng kalawang, bakal; at magsunog ng tanso. Lalaking aluminyo isang fossil na katulad ng alum, hydrous sulphate ng alumina. Alunit asawa. isang fossil na malapit sa...... Diksyunaryo ng Paliwanag ni Dahl

aluminyo- (pilak, ilaw, may pakpak) metal na Diksyunaryo ng mga kasingkahulugan ng Ruso. aluminyo na pangngalan, bilang ng mga kasingkahulugan: 8 clay (2) ... diksyunaryo ng kasingkahulugan

ALUMINIUM- (Latin Aluminum mula sa alumen alum), Al, elemento ng kemikal ng pangkat III ng periodic system, atomic number 13, atomic mass 26.98154. Pilak-puting metal, magaan (2.7 g/cm³), ductile, na may mataas na electrical conductivity, melting point 660.C.... ... Malaking Encyclopedic Dictionary

aluminyo- Al (mula sa Latin na alumen ang pangalan ng alum, na ginamit noong sinaunang panahon bilang isang mordant para sa pagtitina at pangungulti * a. aluminyo; n. Aluminum; f. aluminyo; i. aluminio), kemikal. elemento ng pangkat III periodic. Mendeleev system, sa. n. 13, sa. m. 26.9815 ... Geological encyclopedia

ALUMINIUM- ALUMINIUM, aluminyo, marami pang iba. hindi, asawa (mula sa Latin na alumen alum). Silver-white malleable light metal. Ang paliwanag na diksyunaryo ni Ushakov. D.N. Ushakov. 1935 1940 ... Ushakov's Explanatory Dictionary

1. Hindi nakikipag-ugnayan sa H2.

2. Paano tumutugon ang isang aktibong metal sa halos lahat ng hindi metal nang hindi umiinit kung ang oxide film ay aalisin.

4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3

2Al + 3Cl 2 → 2AlCl 3

Al + P → AlP

3. Tumutugon sa H2O:

Ang aluminyo ay isang reaktibong metal na may mataas na pagkakaugnay para sa oxygen. Sa hangin ito ay natatakpan ng isang proteksiyon na pelikula ng oksido. Kung ang pelikula ay nawasak, ang aluminyo ay aktibong nakikipag-ugnayan sa tubig.

2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2

4. Sa dilute acids:

2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2

2Al + 3H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2

Hindi ito tumutugon sa puro HNO 3 at H 2 SO 4 sa ilalim ng normal na kondisyon, ngunit kapag pinainit lamang.

5. May alkalis:

2Al + 2NaOH 2NaAlO 2 + 3H 2

Ang aluminyo ay bumubuo ng mga kumplikadong may tubig na solusyon ng alkalis:

2Al + 2NaOH + 10 H 2 O = 2Na + - + 3H 2

o Na,

Na3, Na2– hydroxoaluminates. Ang produkto ay nakasalalay sa konsentrasyon ng alkali.

4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3

Ang Al 2 O 3 (alumina) ay nangyayari sa kalikasan sa anyo ng mineral corundum (malapit sa brilyante sa tigas). Ang mga mamahaling bato na ruby ​​​​at sapphire ay Al 2 O 3 din, na may kulay na mga dumi ng bakal at kromo

Aluminyo oksido– amphoteric. Kapag ito ay pinagsama sa alkalis, ang mga asing-gamot ng meta-aluminum acid HAlO 2 ay nakuha. Halimbawa:

Tumutugon din sa mga acid

Puting gelatinous sediment aluminyo haydroksayd natutunaw sa mga acid

Al(OH) 3 + 3HCl = AlCl 3 + 3 H 2 O,

at sa labis na mga solusyon sa alkali, ay nagpapakita ng amphotericity

Al(OH) 3 + NaOH + 2H 2 O = Na

Kapag pinagsama sa alkalis, ang aluminum hydroxide ay bumubuo ng mga asing-gamot ng meta-aluminum o ortho-aluminum acids

Al(OH) 3 Al 2 O 3 + H 2 O

Ang mga aluminyo na asing-gamot ay lubos na na-hydrolyzed. Ang mga aluminyo na asing-gamot at mahinang asido ay binago sa mga pangunahing asing-gamot o sumasailalim sa kumpletong hydrolysis:

AlCl 3 + HOH ↔ AlOHCl 2 + HCl

Al +3 + HOH ↔ AlOH +2 + H + Ang pH>7 ay nangyayari sa yugto I, ngunit kapag pinainit maaari rin itong mangyari sa yugto II.

AlOHCl 2 + HOH ↔ Al(OH) 2 Cl + HCl

AlOH +2 + HOH ↔ Al(OH) 2 + + H +

Sa panahon ng pagkulo, ang yugto III ay maaari ding mangyari

Al(OH) 2 Cl + HOH ↔ Al(OH) 3 + HCl

Al(OH) 2 + + HOH ↔ Al(OH) 3 + H +

Ang mga aluminyo na asing-gamot ay lubos na natutunaw.

Ang AlCl 3 - aluminyo klorido ay isang katalista sa pagdadalisay ng langis at iba't ibang mga organikong synthesis.

Al 2 (SO 4) 3 ×18H 2 O - aluminum sulfate ay ginagamit upang linisin ang tubig mula sa mga colloidal particle na nakuha ng Al (OH) 3 na nabuo sa panahon ng hydrolysis at pagbabawas ng katigasan

Al 2 (SO 4) 3 + Ca(HCO 3) 2 = Al(OH) 3 + CO 2 + CaSO 4 ↓

Sa industriya ng katad, ito ay nagsisilbing isang mordant para sa crumbling cotton fabric - KAl(SO 4) 2 × 12H 2 O - potassium aluminum sulfate (potassium alum).

Ang pangunahing paggamit ng aluminyo ay ang paggawa ng mga haluang metal batay dito. Ang Duralumin ay isang haluang metal ng aluminyo, tanso, magnesiyo at mangganeso.

Silumin - aluminyo at silikon.

Ang kanilang pangunahing bentahe ay mababang density at kasiya-siyang paglaban sa kaagnasan sa atmospera. Ang mga katawan ng artipisyal na Earth satellite at spacecraft ay ginawa mula sa aluminum alloys.

Ang aluminyo ay ginagamit bilang pampababa ng ahente sa pagtunaw ng metal (aluminothermy)

Cr 2 O 3 + 2 Al t = 2Cr + Al 2 O 3.

Ginagamit din para sa thermite welding ng mga produktong metal (isang pinaghalong aluminyo at iron oxide Fe 3 O 4) na tinatawag na thermite ay nagbibigay ng temperatura na humigit-kumulang 3000 ° C.

Mga pisikal na katangian ng aluminyo

Ang aluminyo ay isang malambot, magaan, pilak-puting metal na may mataas na thermal at electrical conductivity. Natutunaw na punto 660°C.

Sa mga tuntunin ng kasaganaan sa crust ng lupa, ang aluminyo ay nasa ika-3 puwesto pagkatapos ng oxygen at silicon sa lahat ng mga atomo at ika-1 sa mga metal.

Ang mga bentahe ng aluminyo at mga haluang metal nito ay kinabibilangan ng mababang density nito (2.7 g/cm3), medyo mataas na mga katangian ng lakas, magandang thermal at electrical conductivity, manufacturability, at mataas na corrosion resistance. Ang kumbinasyon ng mga katangiang ito ay nagpapahintulot sa amin na uriin ang aluminyo bilang isa sa pinakamahalagang teknikal na materyales.

Ang aluminyo at ang mga haluang metal nito ay nahahati ayon sa paraan ng produksyon sa wrought, napapailalim sa pagproseso ng presyon at pandayan, na ginagamit sa anyo ng mga hugis na castings; sa paggamit ng heat treatment - sa mga hindi thermally hardened at sa mga thermally hardened, pati na rin sa alloying system.

Resibo

Ang aluminyo ay unang ginawa ni Hans Oersted noong 1825. Ang modernong paraan ng produksyon ay binuo nang nakapag-iisa ng American Charles Hall at ng Frenchman na si Paul Héroux. Binubuo ito ng dissolving aluminum oxide Al2O3 sa isang melt ng cryolite Na3AlF6, na sinusundan ng electrolysis gamit ang graphite electrodes. Ang pamamaraang ito ng produksyon ay nangangailangan ng maraming kuryente, at samakatuwid ay naging tanyag lamang noong ika-20 siglo.

Aplikasyon

Ang aluminyo ay malawakang ginagamit bilang materyales sa pagtatayo. Ang pangunahing bentahe ng aluminyo sa kalidad na ito ay magaan, malleability para sa panlililak, paglaban sa kaagnasan (sa hangin, ang aluminyo ay agad na natatakpan ng isang matibay na Al2O3 film, na pumipigil sa karagdagang oksihenasyon nito), mataas na thermal conductivity, at non-toxicity ng mga compound nito. Sa partikular, ang mga pag-aari na ito ay gumawa ng aluminyo na napakapopular sa paggawa ng mga kagamitan sa pagluluto, aluminum foil sa industriya ng pagkain at para sa packaging.

Ang pangunahing kawalan ng aluminyo bilang isang materyal na istruktura ay ang mababang lakas nito, kaya kadalasan ay pinagsama ito ng isang maliit na halaga ng tanso at magnesiyo (ang haluang metal ay tinatawag na duralumin).

Ang electrical conductivity ng aluminyo ay maihahambing sa tanso, habang ang aluminyo ay mas mura. Samakatuwid, ito ay malawakang ginagamit sa electrical engineering para sa paggawa ng mga wire, kanilang shielding, at maging sa microelectronics para sa paggawa ng mga conductor sa chips. Totoo, ang aluminyo bilang isang de-koryenteng materyal ay may hindi kasiya-siyang ari-arian - dahil sa malakas na oxide film nito, mahirap maghinang.

Dahil sa mga kumplikadong katangian nito, malawak itong ginagamit sa mga thermal equipment.

Ang pagpapakilala ng mga aluminyo na haluang metal sa konstruksiyon ay binabawasan ang pagkonsumo ng metal, pinatataas ang tibay at pagiging maaasahan ng mga istraktura kapag nagpapatakbo sa ilalim ng matinding mga kondisyon (mababang temperatura, lindol, atbp.).

Ang aluminyo ay malawakang ginagamit sa iba't ibang uri ng transportasyon. Sa kasalukuyang yugto ng pag-unlad ng aviation, ang mga aluminyo na haluang metal ay ang pangunahing mga materyales sa istruktura sa paggawa ng sasakyang panghimpapawid. Ang aluminyo at ang mga haluang metal nito ay lalong ginagamit sa paggawa ng mga barko. Ang mga aluminyo na haluang metal ay ginagamit upang gumawa ng mga barko ng barko, mga superstructure ng deck, mga komunikasyon at iba't ibang uri ng kagamitan sa barko.

Ang pananaliksik ay isinasagawa upang bumuo ng foamed aluminum bilang isang partikular na malakas at magaan na materyal.

Mahalagang aluminyo

Sa kasalukuyan, ang aluminyo ay isa sa pinakasikat at malawakang ginagamit na mga metal. Mula noong natuklasan ito noong kalagitnaan ng ika-19 na siglo, ito ay itinuturing na isa sa pinakamahalaga dahil sa mga kamangha-manghang katangian nito: puti bilang pilak, magaan ang timbang at hindi apektado ng kapaligiran. Ang halaga nito ay mas mataas kaysa sa presyo ng ginto. Hindi nakakagulat na ang aluminyo ay pangunahing ginagamit sa paglikha ng mga alahas at mamahaling elemento ng dekorasyon.

Sa 1855 Universal Exhibition sa Paris, ang aluminyo ang pangunahing atraksyon. Ang mga produktong aluminyo ay inilagay sa isang display case sa tabi ng French crown diamante. Unti-unti, lumitaw ang isang tiyak na fashion para sa aluminyo. Ito ay itinuturing na isang marangal, maliit na pinag-aralan na metal, na eksklusibong ginamit upang lumikha ng mga gawa ng sining.

Ang aluminyo ay kadalasang ginagamit ng mga alahas. Gamit ang espesyal na paggamot sa ibabaw, nakamit ng mga alahas ang pinakamaliwanag na kulay ng metal, kaya naman madalas itong tinutumbasan ng pilak. Ngunit kung ihahambing sa pilak, ang aluminyo ay may mas malambot na kinang, na ginawang mas gusto ito ng mga alahas.

kasi kemikal at pisikal na katangian ng aluminyo Sa una, sila ay hindi gaanong pinag-aralan; ang mga alahas ay nag-imbento ng mga bagong pamamaraan para sa pagproseso nito. Ang aluminyo ay teknikal na madaling iproseso; ang malambot na metal na ito ay nagpapahintulot sa iyo na lumikha ng mga kopya ng anumang mga pattern, maglapat ng mga disenyo at lumikha ng nais na hugis ng produkto. Ang aluminyo ay nilagyan ng ginto, pinakintab at natapos sa matte shades.

Ngunit sa paglipas ng panahon, nagsimulang bumagsak ang presyo ng aluminyo. Kung noong 1854-1856 ang halaga ng isang kilo ng aluminyo ay 3 libong lumang franc, pagkatapos noong kalagitnaan ng 1860s, halos isang daang lumang franc ang ibinigay sa bawat kilo ng metal na ito. Kasunod nito, dahil sa mababang halaga nito, ang aluminyo ay nawala sa uso.

Sa kasalukuyan, ang pinakaunang mga produktong aluminyo ay napakabihirang. Karamihan sa kanila ay hindi nakaligtas sa pagbaba ng halaga ng metal at pinalitan ng pilak, ginto at iba pang mahahalagang metal at haluang metal. Kamakailan, nagkaroon muli ng mas mataas na interes sa aluminyo sa mga espesyalista. Ang metal na ito ay paksa ng isang hiwalay na eksibisyon na inorganisa noong 2000 ng Carnegie Museum sa Pittsburgh. Matatagpuan sa France Institute of Aluminum History, na partikular na nagsasaliksik sa unang alahas na ginawa mula sa metal na ito.

Sa Unyong Sobyet, ang mga kagamitan sa pagtutustos ng pagkain, mga kettle, atbp. ay ginawa mula sa aluminyo. At hindi lang. Ang unang satellite ng Sobyet ay gawa sa aluminyo na haluang metal. Ang isa pang mamimili ng aluminyo ay ang industriya ng kuryente: ginagamit ito upang gumawa ng mga wire para sa mataas na boltahe na mga linya ng paghahatid, paikot-ikot ng mga motor at mga transformer, mga cable, mga base ng lampara, mga capacitor at marami pang ibang produkto. Bilang karagdagan, ang aluminyo na pulbos ay ginagamit sa mga pampasabog at solidong gasolina para sa mga rocket, gamit ang kakayahang mabilis na mag-apoy: kung ang aluminyo ay hindi natatakpan ng isang manipis na oxide film, maaari itong sumabog sa apoy sa hangin.

Ang pinakabagong imbensyon ay aluminyo foam, ang tinatawag na. "metal foam", na hinuhulaan na magkakaroon ng magandang kinabukasan.

Ang aluminyo ay isang silvery-white metal na may mataas na electrical at thermal conductivity. (Ang thermal conductivity ng aluminyo ay 1.8 beses na mas malaki kaysa sa tanso at 9 na beses na mas malaki kaysa sa hindi kinakalawang na asero.) Ito ay may mababang density - humigit-kumulang tatlong beses na mas mababa kaysa sa bakal, tanso at sink. At gayon pa man ito ay isang napakatibay na metal.

Tatlong electron mula sa panlabas na shell ng isang aluminyo atom ay delocalize sa buong kristal sala-sala ng aluminyo metal. Ang sala-sala na ito ay may nakasentro sa mukha na kubiko na istraktura, katulad ng sala-sala ng lata at ginto (tingnan ang Seksyon 3.2). Samakatuwid, ang aluminyo ay may mahusay na malleability.

Mga katangian ng kemikal

Ang aluminyo ay bumubuo ng mga ionic at covalent compound. Ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na enerhiya ng ionization (Talahanayan 15.1). Ang density ng singil (ratio ng singil sa radius) para sa ion ay napakataas kumpara sa mga kasyon ng iba pang mga metal ng parehong panahon (tingnan ang Talahanayan 15.2).

kanin. 15.2. Hydrated aluminum ion.

Talahanayan 15.2. Ratio ng singil sa radius ng mga cation

Dahil ang ion ay may mataas na density ng singil, mayroon itong mahusay na polarizing power. Ipinapaliwanag nito kung bakit ang nakahiwalay na ion ay matatagpuan lamang sa napakakaunting mga compound, tulad ng anhydrous aluminum fluoride at aluminum oxide, at maging ang mga compound na ito ay nagpapakita ng kapansin-pansing covalent character. Sa isang may tubig na solusyon, ang ion ay nagpo-polarize ng mga molekula ng tubig, na dahil dito ay nag-hydrate ng cation (tingnan ang Fig. 15.2). Ang hydration na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mahusay na exothermicity:

Ang karaniwang potensyal na redox ng aluminyo ay - 1.66 V:

Samakatuwid, ang aluminyo ay matatagpuan medyo mataas sa electrochemical serye ng mga elemento (tingnan ang Seksyon 10.5). Iminumungkahi nito na ang aluminyo ay dapat na madaling tumugon sa oxygen at maghalo ng mga mineral na acid. Gayunpaman, kapag ang aluminyo ay tumutugon sa oxygen, isang manipis, hindi buhaghag na layer ng oksido ang nabubuo sa ibabaw nito. Pinoprotektahan ng layer na ito ang aluminyo mula sa karagdagang pakikipag-ugnayan sa kapaligiran. Maaaring alisin ang layer ng oxide mula sa ibabaw ng aluminyo sa pamamagitan ng pagkuskos nito ng mercury. Ang aluminyo ay maaaring direktang pagsamahin sa oxygen at iba pang hindi metal tulad ng sulfur at nitrogen. Ang pakikipag-ugnayan sa oxygen ay humahantong sa isang reaksyon

Anodizing. Ang mga aluminyo at magaan na aluminyo na haluang metal ay maaaring higit pang maprotektahan sa pamamagitan ng pagpapalapot ng natural na layer ng oksido sa pamamagitan ng prosesong tinatawag na anodizing. Sa prosesong ito, inilalagay ang isang bagay na aluminyo bilang anode sa isang electrolytic cell, kung saan ginagamit ang chromic acid o sulfuric acid bilang electrolyte.

Ang aluminyo ay tumutugon sa mainit na dilute na hydrochloric at sulfuric acid upang bumuo ng hydrogen:

Ang reaksyong ito ay mabagal sa una dahil sa pagkakaroon ng isang layer ng oxide. Gayunpaman, habang inalis ito, ang reaksyon ay nagiging mas matindi.

Ang puro at dilute na nitric acid, pati na rin ang concentrated sulfuric acid, ay gumagawa ng aluminum passive. Nangangahulugan ito na hindi ito tumutugon sa mga nasabing acid. Ang passivity na ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagbuo ng isang manipis na layer ng oksido sa ibabaw ng aluminyo.

Ang mga solusyon ng sodium hydroxide at iba pang alkali ay tumutugon sa aluminyo, na bumubuo ng tetrahydroxoaluminate(III) ions at hydrogen:

Kung ang layer ng oxide ay tinanggal mula sa ibabaw, ang aluminyo ay maaaring kumilos bilang isang ahente ng pagbabawas sa mga reaksyon ng redox (tingnan ang Seksyon 10.2). Inililipat nito ang mga metal na matatagpuan sa ibaba nito sa serye ng electrochemical mula sa kanilang mga solusyon. Halimbawa

Ang isang malinaw na halimbawa ng pagbabawas ng kakayahan ng aluminyo ay ang aluminothermic reaction. Ito ang pangalan ng reaksyon sa pagitan ng pulbos na aluminyo at

oxide Sa mga kondisyon ng laboratoryo, kadalasang sinisimulan ito gamit ang magnesium strip bilang igniter. Ang reaksyong ito ay nagpapatuloy nang napakarahas, at naglalabas ito ng dami ng enerhiya na sapat upang matunaw ang nagreresultang bakal:

Ang aluminothermic reaction ay ginagamit upang magsagawa ng aluminothermic welding; halimbawa, ang mga riles ay konektado sa ganitong paraan.

Aluminum Oxide Ang aluminyo oksido, o alumina gaya ng madalas na tawag dito, ay isang tambalang may parehong ionic at covalent na katangian. Ito ay may punto ng pagkatunaw at, kapag natunaw, ay isang electrolyte. Para sa kadahilanang ito, madalas itong itinuturing na isang ionic compound. Gayunpaman, sa solidong estado, ang aluminyo oksido ay may balangkas na mala-kristal na istraktura.

Corundum. Ang mga anhydrous form ng aluminum oxide ay nabuo sa ilalim ng mga natural na kondisyon ng mga mineral ng corundum group. Ang Corundum ay isang napakatigas na mala-kristal na anyo ng aluminum oxide. Ito ay ginagamit bilang isang nakasasakit na materyal, dahil ang katigasan nito ay pangalawa lamang sa brilyante. Malaki at transparent, kadalasang may kulay, corundum crystals ay pinahahalagahan bilang mga mahalagang bato. Ang purong corundum ay walang kulay, ngunit ang pagkakaroon ng maliit na halaga ng mga impurities ng metal oxide ay nagbibigay sa mahalagang corundum ng katangian nitong kulay. Halimbawa, ang kulay ng ruby ​​​​ay dahil sa pagkakaroon ng mga ions sa corundum, at ang kulay ng mga sapphires ay dahil sa pagkakaroon ng mga cobalt ions. Ang lilang kulay ng amethyst ay dahil sa pagkakaroon ng mga manganese impurities sa loob nito. Sa pamamagitan ng pagsasama ng alumina sa mga oxide ng iba't ibang -metal, maaaring makuha ang mga artipisyal na gemstones (tingnan din ang Tables 14.6 at 14.7).

Ang aluminyo oksido ay hindi matutunaw sa tubig at may mga katangiang amphoteric, na tumutugon sa parehong dilute acids at dilute alkalis. Ang reaksyon sa mga acid ay inilalarawan ng pangkalahatang equation:

Ang reaksyon sa alkalis ay humahantong sa pagbuo ng -ion:

Aluminum halides. Ang istraktura at kemikal na pagbubuklod sa aluminum halides ay inilarawan sa Seksyon. 16.2.

Ang aluminyo klorido ay maaaring gawin sa pamamagitan ng pagpasa ng dry chlorine o dry hydrogen chloride sa pinainit na aluminyo. Halimbawa

Maliban sa aluminum fluoride, ang lahat ng iba pang aluminum halides ay na-hydrolyzed ng tubig:

Para sa kadahilanang ito, ang mga aluminyo halides ay "usok" sa pakikipag-ugnay sa basa-basa na hangin.

Mga ion ng aluminyo. Naipahiwatig na namin sa itaas na ang ion ay hydrated sa tubig. Kapag ang mga aluminyo na asing-gamot ay natunaw sa tubig, ang sumusunod na ekwilibriyo ay naitatag:

Sa reaksyong ito, ang tubig ay nagsisilbing base dahil tumatanggap ito ng proton, at ang hydrated aluminum ion ay nagsisilbing acid dahil nag-donate ito ng proton. Para sa kadahilanang ito, ang mga aluminyo na asing-gamot ay may mga acidic na katangian. Kung nasa

Mayroong maraming aluminyo sa crust ng lupa: 8.6% sa timbang. Nangunguna ito sa lahat ng mga metal at pangatlo sa iba pang mga elemento (pagkatapos ng oxygen at silikon). Mayroong dalawang beses na mas maraming aluminyo kaysa sa bakal, at 350 beses na higit pa kaysa sa tanso, sink, kromo, lata at tingga na pinagsama! Tulad ng isinulat niya higit sa 100 taon na ang nakalilipas sa kanyang klasikong aklat-aralin Mga Pangunahing Kaalaman sa Chemistry D.I. Mendeleev, sa lahat ng metal, “ang aluminyo ang pinakakaraniwan sa kalikasan; Ito ay sapat na upang ituro na ito ay bahagi ng luad upang gawing malinaw ang unibersal na pamamahagi ng aluminyo sa crust ng lupa. Ang aluminyo, o alum na metal (alumen), ay tinatawag ding luwad dahil ito ay matatagpuan sa luwad.”

Ang pinakamahalagang aluminyo mineral ay bauxite, isang pinaghalong pangunahing oxide AlO(OH) at hydroxide Al(OH) 3. Ang pinakamalaking deposito ng bauxite ay matatagpuan sa Australia, Brazil, Guinea at Jamaica; ang industriyal na produksyon ay isinasagawa din sa ibang mga bansa. Ang Alunite (alum na bato) (Na,K) 2 SO 4 ·Al 2 (SO 4) 3 ·4Al(OH) 3 at nepheline (Na,K) 2 O·Al 2 O 3 ·2SiO 2 ay mayaman din sa aluminyo. Sa kabuuan, higit sa 250 mineral ang kilala na naglalaman ng aluminyo; karamihan sa mga ito ay aluminosilicates, kung saan pangunahing nabuo ang crust ng lupa. Kapag sila ay naglagay ng panahon, ang luad ay nabuo, ang batayan nito ay ang mineral na kaolinite Al 2 O 3 · 2SiO 2 · 2H 2 O. Ang mga dumi ng bakal ay kadalasang nagpapakulay ng kayumanggi sa luad, ngunit mayroon ding puting luad - kaolin, na ginagamit sa paggawa porselana at mga produktong luwad.

Paminsan-minsan, ang isang kakaibang matigas (pangalawa lamang sa brilyante) na mineral na corundum ay matatagpuan - crystalline oxide Al 2 O 3, na kadalasang kinulayan ng mga impurities sa iba't ibang kulay. Ang asul na iba't nito (isang paghahalo ng titanium at bakal) ay tinatawag na sapiro, ang pula (isang paghahalo ng kromo) ay tinatawag na ruby. Ang iba't ibang mga impurities ay maaari ding kulayan ang tinatawag na noble corundum green, yellow, orange, purple at iba pang mga kulay at shade.

Hanggang kamakailan, pinaniniwalaan na ang aluminyo, bilang isang napaka-aktibong metal, ay hindi maaaring mangyari sa kalikasan sa isang libreng estado, ngunit noong 1978, ang katutubong aluminyo ay natuklasan sa mga bato ng Siberian Platform - sa anyo ng mga kristal na tulad ng sinulid lamang. 0.5 mm ang haba (na may kapal ng thread na ilang micrometers). Natuklasan din ang katutubong aluminyo sa lunar na lupa na dinala sa Earth mula sa mga rehiyon ng Seas of Crisis and Abundance. Ito ay pinaniniwalaan na ang aluminum metal ay maaaring mabuo sa pamamagitan ng condensation mula sa gas. Ito ay kilala na kapag ang aluminum halides - chloride, bromide, fluoride - ay pinainit, maaari silang mag-evaporate nang mas malaki o mas madali (halimbawa, AlCl 3 sublimes na sa 180 ° C). Sa isang malakas na pagtaas sa temperatura, ang mga aluminum halides ay nabubulok, na nagiging isang estado na may mas mababang metal valency, halimbawa, AlCl. Kapag ang naturang tambalan ay nag-condenses na may pagbaba sa temperatura at kawalan ng oxygen, ang isang disproportionation reaction ay nangyayari sa solid phase: ang ilan sa mga aluminum atoms ay na-oxidized at pumasa sa karaniwang trivalent state, at ang ilan ay nabawasan. Ang Monivalent aluminum ay maaari lamang gawing metal: 3AlCl ® 2Al + AlCl 3 . Ang pagpapalagay na ito ay sinusuportahan din ng parang thread na hugis ng mga native na kristal na aluminyo. Karaniwan, ang mga kristal ng istraktura na ito ay nabuo dahil sa mabilis na paglaki mula sa yugto ng gas. Malamang na ang mga microscopic aluminum nuggets sa lunar na lupa ay nabuo sa katulad na paraan.

Ang pangalang aluminyo ay nagmula sa Latin na alumen (genus aluminis). Ito ang pangalan ng alum, double potassium-aluminum sulfate KAl(SO 4) 2 · 12H 2 O), na ginamit bilang mordant para sa pagtitina ng mga tela. Ang Latin na pangalan ay malamang na bumalik sa Griyego na "halme" - brine, solusyon ng asin. Nagtataka na sa England ang aluminyo ay aluminyo, at sa USA ito ay aluminyo.

Maraming tanyag na aklat sa kimika ang naglalaman ng isang alamat na ang isang tiyak na imbentor, na ang pangalan ay hindi napanatili ng kasaysayan, ay dinala kay Emperador Tiberius, na namuno sa Roma noong 14–27 AD, isang mangkok na gawa sa metal na kahawig ng kulay ng pilak, ngunit mas magaan. Ang regalong ito ay nagbuwis ng buhay ng panginoon: Inutusan siya ni Tiberius na ipapatay at sirain ang pagawaan, dahil natatakot siya na baka mapababa ng bagong metal ang halaga ng pilak sa kabang-yaman ng imperyal.

Ang alamat na ito ay batay sa isang kuwento ni Pliny the Elder, isang Romanong manunulat at iskolar, may-akda Likas na kasaysayan– encyclopedia ng natural science na kaalaman noong sinaunang panahon. Ayon kay Pliny, ang bagong metal ay nakuha mula sa "clayey earth." Ngunit ang luad ay naglalaman ng aluminyo.

Ang mga modernong may-akda ay halos palaging gumagawa ng isang reserbasyon na ang buong kuwentong ito ay walang iba kundi isang magandang fairy tale. At hindi ito nakakagulat: ang aluminyo sa mga bato ay lubos na mahigpit na nakagapos sa oxygen, at maraming enerhiya ang dapat gugulin upang palabasin ito. Gayunpaman, kamakailan lamang ay lumitaw ang bagong data sa pangunahing posibilidad ng pagkuha ng metal na aluminyo noong sinaunang panahon. Tulad ng ipinakita ng spectral analysis, ang mga dekorasyon sa libingan ng Chinese commander na si Zhou-Zhu, na namatay sa simula ng ika-3 siglo. AD, ay gawa sa isang haluang metal na binubuo ng 85% aluminyo. Nakuha kaya ng mga sinaunang tao ang libreng aluminyo? Ang lahat ng kilalang pamamaraan (electrolysis, reduction na may metallic sodium o potassium) ay awtomatikong inaalis. Matatagpuan ba ang katutubong aluminyo noong sinaunang panahon, tulad ng, halimbawa, mga nugget ng ginto, pilak, at tanso? Ito ay hindi rin kasama: ang katutubong aluminyo ay isang bihirang mineral na matatagpuan sa hindi gaanong halaga, kaya ang mga sinaunang manggagawa ay hindi mahanap at mangolekta ng mga naturang nuggets sa kinakailangang dami.

Gayunpaman, posible ang isa pang paliwanag para sa kuwento ni Pliny. Ang aluminyo ay maaaring makuha mula sa mga ores hindi lamang sa tulong ng kuryente at alkali na mga metal. Mayroong magagamit na ahente ng pagbabawas at malawakang ginagamit mula noong sinaunang panahon - karbon, sa tulong kung saan ang mga oxide ng maraming mga metal ay nabawasan sa mga libreng metal kapag pinainit. Noong huling bahagi ng 1970s, nagpasya ang mga German chemist na subukan kung ang aluminyo ay maaaring ginawa noong sinaunang panahon sa pamamagitan ng pagbawas sa karbon. Pinainit nila ang pinaghalong luad na may pulbos ng karbon at table salt o potash (potassium carbonate) sa isang clay crucible hanggang sa pulang init. Ang asin ay nakuha mula sa tubig dagat, at potash mula sa abo ng halaman, upang magamit lamang ang mga sangkap at pamamaraan na magagamit noong sinaunang panahon. Pagkaraan ng ilang oras, lumutang ang slag na may mga aluminum ball sa ibabaw ng crucible! Maliit ang ani ng metal, ngunit posible na sa ganitong paraan makukuha ng mga sinaunang metallurgist ang “metal ng ika-20 siglo.”

Mga katangian ng aluminyo.

Ang kulay ng purong aluminyo ay kahawig ng pilak; ito ay isang napakagaan na metal: ang density nito ay 2.7 g/cm 3 lamang. Ang tanging mga metal na mas magaan kaysa aluminyo ay alkali at alkaline earth metals (maliban sa barium), beryllium at magnesium. Madaling natutunaw ang aluminyo - sa 600 ° C (maaaring matunaw ang manipis na aluminum wire sa isang regular na burner ng kusina), ngunit kumukulo lamang ito sa 2452 ° C. Sa mga tuntunin ng electrical conductivity, ang aluminyo ay nasa ika-4 na lugar, pangalawa lamang sa pilak (ito ay nasa unang lugar), tanso at ginto, na, dahil sa mura ng aluminyo, ay may malaking praktikal na kahalagahan. Ang thermal conductivity ng mga metal ay nagbabago sa parehong pagkakasunud-sunod. Madaling i-verify ang mataas na thermal conductivity ng aluminum sa pamamagitan ng paglubog ng aluminum na kutsara sa mainit na tsaa. At isa pang kapansin-pansing katangian ng metal na ito: ang makinis, makintab na ibabaw nito ay perpektong sumasalamin sa liwanag: mula 80 hanggang 93% sa nakikitang rehiyon ng spectrum, depende sa haba ng daluyong. Sa rehiyon ng ultraviolet, ang aluminyo ay walang katumbas sa bagay na ito, at sa pulang rehiyon lamang ito ay bahagyang mas mababa sa pilak (sa ultraviolet, ang pilak ay may napakababang pagpapakita).

Ang purong aluminyo ay isang medyo malambot na metal - halos tatlong beses na mas malambot kaysa sa tanso, kaya kahit na medyo makapal na mga plato ng aluminyo at mga baras ay madaling yumuko, ngunit kapag ang aluminyo ay bumubuo ng mga haluang metal (mayroong isang malaking bilang ng mga ito), ang katigasan nito ay maaaring tumaas ng sampung beses.

Ang katangian ng estado ng oksihenasyon ng aluminyo ay +3, ngunit dahil sa pagkakaroon ng hindi napuno na 3 R- at 3 d-orbitals, aluminum atoms ay maaaring bumuo ng karagdagang donor-acceptor bonds. Samakatuwid, ang Al 3+ ion na may maliit na radius ay napakahilig sa kumplikadong pagbuo, na bumubuo ng iba't ibang mga cationic at anionic complex: AlCl 4 –, AlF 6 3–, 3+, Al(OH) 4 –, Al(OH) 6 3–, AlH 4 – at marami pang iba. Ang mga complex na may mga organikong compound ay kilala rin.

Ang aktibidad ng kemikal ng aluminyo ay napakataas; sa serye ng mga potensyal na elektrod ito ay nakatayo kaagad sa likod ng magnesiyo. Sa unang sulyap, ang gayong pahayag ay maaaring mukhang kakaiba: pagkatapos ng lahat, ang isang aluminum pan o kutsara ay medyo matatag sa hangin at hindi bumagsak sa tubig na kumukulo. Ang aluminyo, hindi katulad ng bakal, ay hindi kinakalawang. Ito ay lumalabas na kapag nakalantad sa hangin, ang metal ay natatakpan ng walang kulay, manipis ngunit matibay na "baluti" ng oksido, na nagpoprotekta sa metal mula sa oksihenasyon. Kaya, kung ipasok mo ang isang makapal na aluminyo wire o plate na 0.5-1 mm ang kapal sa apoy ng burner, ang metal ay natutunaw, ngunit ang aluminyo ay hindi dumadaloy, dahil nananatili ito sa isang bag ng oksido nito. Kung aalisin mo ang aluminyo ng proteksiyon na pelikula nito o gagawin itong maluwag (halimbawa, sa pamamagitan ng paglubog nito sa isang solusyon ng mga mercury salts), ang aluminyo ay agad na magbubunyag ng tunay na kakanyahan nito: nasa temperatura ng silid na ito ay magsisimulang tumugon nang masigla sa tubig, na naglalabas ng hydrogen. : 2Al + 6H 2 O ® 2Al(OH) 3 + 3H 2 . Sa hangin, ang aluminyo, na inalis ang protective film nito, ay nagiging loose oxide powder sa harap mismo ng ating mga mata: 2Al + 3O 2 ® 2Al 2 O 3 . Ang aluminyo ay lalong aktibo sa isang pinong durog na estado; Kapag hinipan sa apoy, ang alikabok ng aluminyo ay agad na nasusunog. Kung paghaluin mo ang aluminyo na alikabok sa sodium peroxide sa isang ceramic na plato at bumagsak ng tubig sa pinaghalong, ang aluminyo ay sumiklab din at nasusunog na may puting apoy.

Ang napakataas na pagkakaugnay ng aluminyo para sa oxygen ay nagpapahintulot na ito ay "mag-alis" ng oxygen mula sa mga oxide ng isang bilang ng iba pang mga metal, na binabawasan ang mga ito (aluminothermy method). Ang pinakatanyag na halimbawa ay ang thermite mixture, na, kapag sinunog, ay naglalabas ng napakaraming init na ang resultang bakal ay natutunaw: 8Al + 3Fe 3 O 4 ® 4Al 2 O 3 + 9Fe. Ang reaksyong ito ay natuklasan noong 1856 ni N.N. Beketov. Sa ganitong paraan, ang Fe 2 O 3, CoO, NiO, MoO 3, V 2 O 5, SnO 2, CuO, at ilang iba pang mga oxide ay maaaring gawing metal. Kapag binabawasan ang Cr 2 O 3, Nb 2 O 5, Ta 2 O 5, SiO 2, TiO 2, ZrO 2, B 2 O 3 na may aluminyo, ang init ng reaksyon ay hindi sapat upang mapainit ang mga produkto ng reaksyon sa itaas ng kanilang natutunaw na punto.

Ang aluminyo ay madaling natutunaw sa mga dilute na mineral acid upang bumuo ng mga asin. Ang puro nitric acid, na nag-oxidize sa ibabaw ng aluminyo, ay nagtataguyod ng pampalapot at pagpapalakas ng oxide film (ang tinatawag na passivation ng metal). Ang aluminyo na ginagamot sa ganitong paraan ay hindi tumutugon kahit na may hydrochloric acid. Gamit ang electrochemical anodic oxidation (anodizing), ang isang makapal na pelikula ay maaaring malikha sa ibabaw ng aluminyo, na madaling maipinta sa iba't ibang kulay.

Ang pag-alis ng hindi gaanong aktibong mga metal sa pamamagitan ng aluminyo mula sa mga solusyon ng mga asing-gamot ay kadalasang nahahadlangan ng isang proteksiyon na pelikula sa ibabaw ng aluminyo. Ang pelikulang ito ay mabilis na nawasak ng tansong klorido, kaya ang reaksyong 3CuCl 2 + 2Al ® 2AlCl 3 + 3Cu ay madaling nangyayari, na sinamahan ng malakas na pag-init. Sa malakas na mga solusyon sa alkali, ang aluminyo ay madaling natutunaw sa paglabas ng hydrogen: 2Al + 6NaOH + 6H 2 O ® 2Na 3 + 3H 2 (nabubuo din ang iba pang anionic hydroxo complex). Ang amphoteric na kalikasan ng mga compound ng aluminyo ay makikita din sa madaling pagkatunaw ng sariwang precipitated oxide at hydroxide nito sa alkalis. Ang crystalline oxide (corundum) ay napaka-lumalaban sa mga acid at alkalis. Kapag pinagsama sa alkalis, ang mga anhydrous aluminate ay nabuo: Al 2 O 3 + 2NaOH ® 2NaAlO 2 + H 2 O. Magnesium aluminate Mg(AlO 2) 2 ay isang semi-mahalagang spinel stone, kadalasang may kulay na may mga impurities sa iba't ibang kulay. .

Ang reaksyon ng aluminyo na may mga halogens ay nangyayari nang mabilis. Kung ang isang manipis na aluminyo wire ay ipinakilala sa isang test tube na may 1 ml ng bromine, pagkatapos ng maikling panahon ang aluminyo ay nagniningas at nasusunog na may maliwanag na apoy. Ang reaksyon ng isang halo ng aluminyo at yodo powders ay pinasimulan ng isang patak ng tubig (ang tubig na may yodo ay bumubuo ng isang acid na sumisira sa oxide film), pagkatapos ay lumilitaw ang isang maliwanag na apoy na may mga ulap ng violet iodine vapor. Ang mga aluminyo halides sa mga may tubig na solusyon ay may acidic na reaksyon dahil sa hydrolysis: AlCl 3 + H 2 O Al(OH)Cl 2 + HCl.

Ang reaksyon ng aluminyo na may nitrogen ay nangyayari lamang sa itaas 800 ° C na may pagbuo ng nitride AlN, na may asupre - sa 200 ° C (sulfide Al 2 S 3 ay nabuo), na may posporus - sa 500 ° C (phosphide AlP ay nabuo). Kapag ang boron ay idinagdag sa tinunaw na aluminyo, ang mga boride ng komposisyon na AlB 2 at AlB 12 ay nabuo - mga refractory compound na lumalaban sa mga acid. Ang hydride (AlH) x (x = 1.2) ay nabuo lamang sa vacuum sa mababang temperatura sa reaksyon ng atomic hydrogen na may aluminum vapor. Ang AlH 3 hydride, na matatag sa kawalan ng kahalumigmigan sa temperatura ng silid, ay nakuha sa isang solusyon ng anhydrous ether: AlCl 3 + LiH ® AlH 3 + 3LiCl. Sa labis na LiH, nabubuo ang tulad ng asin na lithium aluminum hydride LiAlH 4 - isang napakalakas na ahente ng pagbabawas na ginagamit sa mga organic syntheses. Agad itong nabubulok sa tubig: LiAlH 4 + 4H 2 O ® LiOH + Al(OH) 3 + 4H 2.

Produksyon ng aluminyo.

Ang dokumentadong pagtuklas ng aluminyo ay naganap noong 1825. Ang metal na ito ay unang nakuha ng Danish physicist na si Hans Christian Oersted, nang ihiwalay niya ito sa pamamagitan ng pagkilos ng potassium amalgam sa anhydrous aluminum chloride (nakuha sa pamamagitan ng pagpasa ng chlorine sa mainit na pinaghalong aluminum oxide at karbon. ). Ang pagkakaroon ng distilled off ang mercury, si Oersted ay nakakuha ng aluminyo, bagaman ito ay nahawahan ng mga impurities. Noong 1827, nakuha ng German chemist na si Friedrich Wöhler ang aluminyo sa anyo ng pulbos sa pamamagitan ng pagbabawas ng hexafluoroaluminate na may potasa:

Na 3 AlF 6 + 3K ® Al + 3NaF + 3KF. Nang maglaon ay nakuha niya ang aluminyo sa anyo ng makintab na mga bolang metal. Noong 1854, binuo ng French chemist na si Henri Etienne Saint-Clair Deville ang unang pang-industriya na paraan para sa paggawa ng aluminyo - sa pamamagitan ng pagbabawas ng pagkatunaw ng tetrachloroaluminate na may sodium: NaAlCl 4 + 3Na ® Al + 4NaCl. Gayunpaman, ang aluminyo ay patuloy na isang napakabihirang at mamahaling metal; ito ay hindi gaanong mas mura kaysa sa ginto at 1500 beses na mas mahal kaysa sa bakal (ngayon ay tatlong beses na lamang). Ang isang kalansing ay ginawa mula sa ginto, aluminyo at mahalagang bato noong 1850s para sa anak ng French Emperor Napoleon III. Nang ang isang malaking ingot ng aluminyo na ginawa ng isang bagong paraan ay ipinakita sa World Exhibition sa Paris noong 1855, ito ay tiningnan na parang ito ay isang hiyas. Ang itaas na bahagi (sa anyo ng isang pyramid) ng Washington Monument sa kabisera ng US ay ginawa mula sa mahalagang aluminyo. Sa oras na iyon, ang aluminyo ay hindi gaanong mas mura kaysa sa pilak: sa USA, halimbawa, noong 1856 ito ay naibenta sa presyong 12 dolyar bawat pound (454 g), at pilak para sa 15 dolyar. Sa 1st volume ng sikat na Brockhaus Encyclopedic Dictionary na inilathala noong 1890, sinabi ni Efron na "ang aluminyo ay pangunahing ginagamit pa rin para sa paggawa ng... mga luxury goods." Sa oras na iyon, 2.5 tonelada lamang ng metal ang minahan taun-taon sa buong mundo. Sa pagtatapos lamang ng ika-19 na siglo, nang ang isang electrolytic na pamamaraan para sa paggawa ng aluminyo ay binuo, ang taunang produksyon nito ay nagsimulang umabot sa libu-libong tonelada, at noong ika-20 siglo. – milyong tonelada. Binago nito ang aluminyo mula sa isang semi-mahalagang metal tungo sa isang malawak na magagamit na metal.

Ang modernong paraan ng paggawa ng aluminyo ay natuklasan noong 1886 ng isang batang Amerikanong mananaliksik, si Charles Martin Hall. Siya ay naging interesado sa kimika bilang isang bata. Nang matagpuan ang lumang aklat-aralin sa kimika ng kanyang ama, sinimulan niyang masigasig na pag-aralan ito at magsagawa ng mga eksperimento, minsan ay nakatanggap pa ng pagsaway mula sa kanyang ina dahil sa pagkasira ng tablecloth ng hapunan. At makalipas ang 10 taon ay nakagawa siya ng isang pambihirang pagtuklas na nagpatanyag sa kanya sa buong mundo.

Bilang isang mag-aaral sa edad na 16, narinig ni Hall mula sa kanyang guro, si F. F. Jewett, na kung ang isang tao ay makakagawa ng murang paraan upang makagawa ng aluminyo, ang taong iyon ay hindi lamang gagawa ng isang mahusay na serbisyo sa sangkatauhan, ngunit gagawa din ng malaking kapalaran. Alam ni Jewett ang kanyang sinasabi: dati siyang nagsanay sa Alemanya, nagtrabaho kasama si Wöhler, at tinalakay sa kanya ang mga problema sa paggawa ng aluminyo. Nagdala rin si Jewett ng sample ng rare metal sa America, na ipinakita niya sa kanyang mga estudyante. Biglang nagpahayag si Hall sa publiko: "Kukunin ko ang metal na ito!"

Nagpatuloy ang anim na taong pagsusumikap. Sinubukan ni Hall na makakuha ng aluminyo gamit ang iba't ibang mga pamamaraan, ngunit walang tagumpay. Sa wakas, sinubukan niyang kunin ang metal na ito sa pamamagitan ng electrolysis. Noong panahong iyon, walang mga power plant; kailangang gumawa ng kasalukuyang gamit ang malalaking gawang bahay na baterya mula sa coal, zinc, nitric at sulfuric acid. Nagtrabaho si Hall sa isang kamalig kung saan nagtayo siya ng isang maliit na laboratoryo. Tinulungan siya ng kanyang kapatid na si Julia, na interesado sa mga eksperimento ng kanyang kapatid. Iningatan niya ang lahat ng kanyang mga sulat at journal sa trabaho, na ginagawang posible na literal na masubaybayan ang kasaysayan ng pagtuklas araw-araw. Narito ang isang sipi mula sa kanyang mga memoir:

"Si Charles ay palaging nasa mabuting kalooban, at kahit na sa pinakamasamang araw ay nagawa niyang pagtawanan ang kapalaran ng mga malas na imbentor. Sa mga oras ng kabiguan, nakahanap siya ng aliw sa aming lumang piano. Sa kanyang laboratoryo sa bahay nagtrabaho siya nang mahabang oras nang walang pahinga; at nang makaalis siya saglit sa set up, dadagsa siya sa mahabang bahay namin para maglaro ng konti... Alam ko, sa paglalaro ng alindog at pakiramdam, palagi niyang iniisip ang kanyang trabaho. At nakatulong sa kanya ang musika sa bagay na ito."

Ang pinakamahirap na bagay ay ang pumili ng isang electrolyte at protektahan ang aluminyo mula sa oksihenasyon. Matapos ang anim na buwang nakakapagod na paggawa, ilang maliliit na bolang pilak ang sa wakas ay lumitaw sa tunawan. Agad na tumakbo si Hall sa kanyang dating guro para sabihin sa kanya ang kanyang tagumpay. "Propesor, nakuha ko ito!" bulalas niya, na iniabot ang kanyang kamay: sa kanyang palad ay may isang dosenang maliliit na bola ng aluminyo. Nangyari ito noong Pebrero 23, 1886. At eksaktong dalawang buwan mamaya, noong Abril 23 ng parehong taon, ang Pranses na si Paul Héroux ay kumuha ng isang patent para sa isang katulad na imbensyon, na ginawa niya nang nakapag-iisa at halos sabay-sabay (dalawang iba pang mga pagkakataon ay kapansin-pansin din: parehong isinilang sina Hall at Héroux noong 1863 at namatay noong 1914).

Ngayon ang mga unang bola ng aluminyo na ginawa ng Hall ay itinatago sa American Aluminum Company sa Pittsburgh bilang isang pambansang relic, at sa kanyang kolehiyo ay mayroong isang monumento sa Hall, na ginawa mula sa aluminyo. Kasunod na isinulat ni Jewett: “Ang pinakamahalagang natuklasan ko ay ang pagtuklas sa tao. Si Charles M. Hall na, sa edad na 21, ay nakatuklas ng isang paraan ng pagbabawas ng aluminyo mula sa ore, at sa gayon ay ginawa ang aluminyo na napakagandang metal na ngayon ay malawakang ginagamit sa buong mundo.” Ang hula ni Jewett ay nagkatotoo: Si Hall ay tumanggap ng malawak na pagkilala at naging isang honorary member ng maraming mga siyentipikong lipunan. Ngunit ang kanyang personal na buhay ay hindi matagumpay: ang nobya ay hindi nais na tanggapin ang katotohanan na ang kanyang kasintahan ay gumugol ng lahat ng kanyang oras sa laboratoryo, at sinira ang pakikipag-ugnayan. Natagpuan ni Hall ang aliw sa kanyang katutubong kolehiyo, kung saan siya nagtrabaho sa natitirang bahagi ng kanyang buhay. Tulad ng isinulat ng kapatid ni Charles, "Ang kolehiyo ay ang kanyang asawa, ang kanyang mga anak, at lahat ng iba pa - ang kanyang buong buhay." Ipinamana ni Hall ang karamihan sa kanyang mana sa kolehiyo - $5 milyon. Namatay si Hall sa leukemia sa edad na 51.

Ang pamamaraan ng Hall ay naging posible upang makagawa ng medyo murang aluminyo sa isang malaking sukat gamit ang kuryente. Kung mula 1855 hanggang 1890 ay 200 tonelada lamang ng aluminyo ang nakuha, kung gayon sa susunod na dekada, gamit ang pamamaraan ni Hall, 28,000 tonelada ng metal na ito ang nakuha na sa buong mundo! Noong 1930, ang pandaigdigang taunang produksyon ng aluminyo ay umabot sa 300 libong tonelada. Ngayon higit sa 15 milyong tonelada ng aluminyo ay ginawa taun-taon. Sa mga espesyal na paliguan sa temperatura na 960-970 ° C, ang isang solusyon ng alumina (teknikal na Al 2 O 3) sa tinunaw na cryolite Na 3 AlF 6, na bahagyang mina sa anyo ng isang mineral, at bahagyang espesyal na synthesize, ay napapailalim. sa electrolysis. Ang likidong aluminyo ay naipon sa ilalim ng paliguan (katode), ang oxygen ay inilabas sa mga anod ng carbon, na unti-unting nasusunog. Sa mababang boltahe (mga 4.5 V), ang mga electrolyser ay kumonsumo ng malalaking alon - hanggang 250,000 A! Ang isang electrolyzer ay gumagawa ng halos isang toneladang aluminyo bawat araw. Ang produksyon ay nangangailangan ng maraming kuryente: nangangailangan ng 15,000 kilowatt-hours ng kuryente upang makagawa ng 1 toneladang metal. Ang halagang ito ng kuryente ay natupok ng isang malaking 150-apartment na gusali sa isang buong buwan. Ang paggawa ng aluminyo ay mapanganib sa kapaligiran, dahil ang hangin sa atmospera ay nadudumihan ng mga pabagu-bagong fluorine compound.

Paglalapat ng aluminyo.

Kahit na si D.I. Mendeleev ay sumulat na "ang metal na aluminyo, na may mahusay na liwanag at lakas at mababang pagkakaiba-iba sa hangin, ay napaka-angkop para sa ilang mga produkto." Ang aluminyo ay isa sa pinakakaraniwan at pinakamurang mga metal. Mahirap isipin ang modernong buhay kung wala ito. Hindi nakakagulat na ang aluminyo ay tinatawag na metal ng ika-20 siglo. Ito ay nagpapahiram ng mabuti sa pagproseso: forging, stamping, rolling, drawing, pressing. Ang purong aluminyo ay isang medyo malambot na metal; Ito ay ginagamit upang gumawa ng mga kable ng kuryente, mga bahagi ng istruktura, foil ng pagkain, mga kagamitan sa kusina at pintura na "pilak". Ang maganda at magaan na metal na ito ay malawakang ginagamit sa teknolohiya ng konstruksiyon at abyasyon. Ang aluminyo ay sumasalamin sa liwanag nang napakahusay. Samakatuwid, ito ay ginagamit upang gumawa ng mga salamin gamit ang paraan ng metal deposition sa isang vacuum.

Sa sasakyang panghimpapawid at mekanikal na inhinyero, sa paggawa ng mga istruktura ng gusali, mas mahirap na mga aluminyo na haluang metal ang ginagamit. Ang isa sa pinakatanyag ay isang haluang metal na aluminyo na may tanso at magnesiyo (duralumin, o simpleng "duralumin"; ang pangalan ay nagmula sa Aleman na lungsod ng Duren). Pagkatapos ng hardening, ang haluang ito ay nakakakuha ng espesyal na tigas at nagiging humigit-kumulang 7 beses na mas malakas kaysa sa purong aluminyo. Kasabay nito, ito ay halos tatlong beses na mas magaan kaysa sa bakal. Ito ay nakuha sa pamamagitan ng alloying aluminyo na may maliit na mga karagdagan ng tanso, magnesiyo, mangganeso, silikon at bakal. Ang mga silumin ay malawakang ginagamit - paghahagis ng mga haluang metal ng aluminyo at silikon. Ang mga high-strength, cryogenic (frost-resistant) at heat-resistant alloys ay ginawa din. Ang mga proteksiyon at pandekorasyon na patong ay madaling inilapat sa mga produktong gawa sa mga aluminyo na haluang metal. Ang liwanag at lakas ng mga aluminyo na haluang metal ay lalong kapaki-pakinabang sa teknolohiya ng aviation. Halimbawa, ang mga rotor ng helicopter ay ginawa mula sa isang haluang metal ng aluminyo, magnesiyo at silikon. Ang medyo murang aluminyo na tanso (hanggang sa 11% Al) ay may mataas na mga katangian ng mekanikal, ito ay matatag sa tubig ng dagat at kahit na sa dilute hydrochloric acid. Mula 1926 hanggang 1957, ang mga barya sa mga denominasyon ng 1, 2, 3 at 5 kopecks ay ginawa mula sa aluminyo na tanso sa USSR.

Sa kasalukuyan, ang isang-kapat ng lahat ng aluminyo ay ginagamit para sa mga pangangailangan sa konstruksiyon, ang parehong halaga ay natupok ng transport engineering, humigit-kumulang 17% ay ginugol sa mga materyales sa packaging at mga lata, at 10% sa electrical engineering.

Maraming nasusunog at sumasabog na mixtures ay naglalaman din ng aluminum. Ang Alumotol, isang pinaghalong cast ng trinitrotoluene at aluminum powder, ay isa sa pinakamalakas na pang-industriyang pampasabog. Ang ammonal ay isang paputok na sangkap na binubuo ng ammonium nitrate, trinitrotoluene at aluminum powder. Ang mga incendiary na komposisyon ay naglalaman ng aluminyo at isang oxidizing agent - nitrate, perchlorate. Ang mga komposisyon ng Zvezdochka pyrotechnic ay naglalaman din ng pulbos na aluminyo.

Ang isang pinaghalong aluminum powder na may metal oxides (thermite) ay ginagamit upang makagawa ng ilang mga metal at haluang metal, para sa mga welding rails, at sa incendiary ammunition.

Ang aluminyo ay nakahanap din ng praktikal na gamit bilang rocket fuel. Upang ganap na masunog ang 1 kg ng aluminyo, halos apat na beses na mas kaunting oxygen ang kinakailangan kaysa sa 1 kg ng kerosene. Bilang karagdagan, ang aluminyo ay maaaring ma-oxidized hindi lamang sa pamamagitan ng libreng oxygen, kundi pati na rin ng nakatali na oxygen, na bahagi ng tubig o carbon dioxide. Kapag ang aluminyo ay "nasusunog" sa tubig, 8800 kJ ay inilabas bawat 1 kg ng mga produkto; ito ay 1.8 beses na mas mababa kaysa sa panahon ng pagkasunog ng metal sa purong oxygen, ngunit 1.3 beses na higit pa kaysa sa panahon ng pagkasunog sa hangin. Nangangahulugan ito na sa halip na mapanganib at mamahaling mga compound, ang simpleng tubig ay maaaring gamitin bilang isang oxidizer para sa naturang gasolina. Ang ideya ng paggamit ng aluminyo bilang gasolina ay iminungkahi noong 1924 ng domestic scientist at imbentor na si F.A. Tsander. Ayon sa kanyang plano, posible na gumamit ng mga elemento ng aluminyo ng isang spacecraft bilang karagdagang gasolina. Ang matapang na proyektong ito ay hindi pa praktikal na naipatupad, ngunit karamihan sa kasalukuyang kilalang solidong rocket fuel ay naglalaman ng metal na aluminyo sa anyo ng pinong pulbos. Ang pagdaragdag ng 15% na aluminyo sa gasolina ay maaaring tumaas ang temperatura ng mga produkto ng pagkasunog ng isang libong degree (mula 2200 hanggang 3200 K); Ang rate ng daloy ng mga produkto ng pagkasunog mula sa nozzle ng engine ay tumataas din - ang pangunahing tagapagpahiwatig ng enerhiya na tumutukoy sa kahusayan ng rocket fuel. Kaugnay nito, ang lithium, beryllium at magnesium lamang ang maaaring makipagkumpitensya sa aluminyo, ngunit lahat ng mga ito ay mas mahal kaysa sa aluminyo.

Ang mga compound ng aluminyo ay malawakang ginagamit din. Ang aluminyo oksido ay isang refractory at abrasive (emery) na materyal, isang hilaw na materyal para sa paggawa ng mga keramika. Ginagamit din ito sa paggawa ng mga materyales sa laser, mga bearings ng relo, at mga bato ng alahas (artificial rubies). Ang calcined aluminum oxide ay isang adsorbent para sa paglilinis ng mga gas at likido at isang katalista para sa isang bilang ng mga organikong reaksyon. Ang anhydrous aluminum chloride ay isang katalista sa organic synthesis (reaksyon ng Friedel-Crafts), ang panimulang materyal para sa produksyon ng high-purity na aluminyo. Ang aluminyo sulpate ay ginagamit para sa paglilinis ng tubig; tumutugon sa calcium bikarbonate na naglalaman ng:

Al 2 (SO 4) 3 + 3Ca(HCO 3) 2 ® 2AlO(OH) + 3CaSO 4 + 6CO 2 + 2H 2 O, ito ay bumubuo ng oxide-hydroxide flakes, na, naninirahan, kumukuha at sumisipsip din sa ibabaw ng mga nasa suspendido impurities at kahit microorganisms sa tubig. Bilang karagdagan, ang aluminum sulfate ay ginagamit bilang mordant para sa pagtitina ng mga tela, tanning leather, pag-iingat ng kahoy, at sizing paper. Ang calcium aluminate ay isang bahagi ng mga cementitious na materyales, kabilang ang Portland cement. Ang Yttrium aluminum garnet (YAG) YAlO 3 ay isang laser material. Ang aluminyo nitride ay isang refractory na materyal para sa mga electric furnace. Ang mga sintetikong zeolite (ang mga ito ay nabibilang sa aluminosilicates) ay mga adsorbents sa chromatography at catalysts. Ang mga organoaluminum compound (halimbawa, triethylaluminum) ay mga bahagi ng Ziegler-Natta catalysts, na ginagamit para sa synthesis ng polymers, kabilang ang mataas na kalidad na sintetikong goma.

Ilya Leenson

Panitikan:

Tikhonov V.N. Analytical chemistry ng aluminyo. M., "Science", 1971
Mga sikat na aklatan ng mga elemento ng kemikal. M., "Science", 1983
Craig N.C. Charles Martin Hall at ang kanyang Metal. J.Chem.Educ. 1986, vol. 63, blg. 7
Kumar V., Milewski L. Charles Martin Hall at ang Great Aluminum Revolution. J.Chem.Educ., 1987, vol. 64, blg. 8