Kemikal na istraktura ng aluminyo. Mga kemikal at pisikal na katangian ng aluminyo

Layunin ng Aralin: isaalang-alang ang pamamahagi ng aluminyo sa kalikasan, ang pisikal at kemikal na mga katangian nito, pati na rin ang mga katangian ng mga compound na nabuo nito.

Pag-unlad

2. Pag-aaral ng bagong materyal. aluminyo

Ang pangunahing subgroup ng pangkat III panaka-nakang sistema ay boron (B), aluminyo (Al), gallium (Ga), indium (In) at thallium (Tl).

Tulad ng makikita mula sa data sa itaas, ang lahat ng mga elementong ito ay natuklasan noong ika-19 na siglo.

Pagtuklas ng mga metal ng pangunahing subgroup III mga pangkat


1806	1825	1875	1863	1861
G. Lussac,	G.H. Oersted	L. de Boisbaudran	F. Reich,	W. Crooks
L. Tenard	(Denmark)	(France)	I. Richter	(Inglatera)
(France)			(Germany)

Ang boron ay isang nonmetal. Ang aluminyo ay isang transition metal, habang ang gallium, indium at thallium ay mga full metal. Kaya, sa isang pagtaas sa atomic radii ng mga elemento ng bawat pangkat ng periodic system, ang mga metal na katangian ng mga simpleng sangkap ay tumataas.

Sa panayam na ito, susuriin natin ang mga katangian ng aluminyo.

I-download:

Preview:

MUNICIPAL BUDGET EDUCATIONAL INSTITUTION

GENERAL EDUCATIONAL SCHOOL № 81

aluminyo. Ang posisyon ng aluminyo sa periodic system at ang istraktura ng atom nito. Paghahanap sa kalikasan. Pisikal at kemikal na katangian ng aluminyo.

guro ng kimika

sekondaryang paaralan ng MBOU №81

2013

Paksa ng aralin: Aluminum. Ang posisyon ng aluminyo sa periodic system at ang istraktura ng atom nito. Paghahanap sa kalikasan. Pisikal at kemikal na katangian ng aluminyo.

Layunin ng Aralin: isaalang-alang ang pamamahagi ng aluminyo sa kalikasan, ang pisikal at kemikal na mga katangian nito, pati na rin ang mga katangian ng mga compound na nabuo nito.

Pag-unlad

1. Organisasyong sandali ng aralin.

2. Pag-aaral ng bagong materyal. aluminyo

Ang pangunahing subgroup ng pangkat III ng periodic system ay boron (B),aluminyo (Al), gallium (Ga), indium (In) at thallium (Tl).

Tulad ng makikita mula sa data sa itaas, ang lahat ng mga elementong ito ay natuklasan noong ika-19 na siglo.

Pagtuklas ng mga metal ng pangunahing subgroup ng pangkat III


1806	1825	1875	1863	1861
G. Lussac,	G.H. Oersted	L. de Boisbaudran	F. Reich,	W. Crooks
L. Tenard	(Denmark)	(France)	I. Richter	(Inglatera)
(France)			(Germany)

Sa panayam na ito, susuriin natin ang mga katangian ng aluminyo.

1. Ang posisyon ng aluminyo sa talahanayan ng D. I. Mendeleev. Ang istraktura ng atom, ang mga estado ng oksihenasyon na ipinakita.

Ang elementong aluminyo ay matatagpuan sa pangkat III, pangunahing "A" subgroup, ika-3 panahon ng periodic system, serial number No. 13, kamag-anak na atomic mass Ar (Al) \u003d 27. Ang kapitbahay nito sa kaliwa sa talahanayan ay magnesium - isang tipikal na metal, at sa kanan - silikon - isa nang di-metal . Samakatuwid, ang aluminyo ay dapat magpakita ng mga katangian ng ilang intermediate na kalikasan at ang mga compound nito ay amphoteric.

Al +13) 2 ) 8 ) 3 , ang p ay isang elemento,

Pangunahing estado

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1

nasasabik na estado

1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 2

Ang aluminyo ay nagpapakita ng estado ng oksihenasyon ng +3 sa mga compound:

Al 0 - 3 e - → Al +3

2. Mga katangiang pisikal

Ang free form na aluminyo ay isang silvery-white metal na may mataas na thermal at electrical conductivity. Punto ng pagkatunaw 650 tungkol sa C. Ang aluminyo ay may mababang density (2.7 g/cm 3 ) - halos tatlong beses na mas mababa kaysa sa bakal o tanso, at sa parehong oras ito ay isang matibay na metal.

3. Ang pagiging likas

Sa mga tuntunin ng pagkalat sa kalikasan, ito ay sumasakopUna sa mga metal at pangatlo sa mga elementopangalawa lamang sa oxygen at silicon. Ang porsyento ng aluminyo sa crust ng lupa ayon sa iba't ibang mananaliksik, ito ay mula 7.45 hanggang 8.14% ng masa ng crust ng lupa.

Sa likas na katangian, ang aluminyo ay nangyayari lamang sa mga compound(mineral).

Iba sa kanila:

Mga Bauxites - Al 2 O 3 H 2 O (may mga impurities SiO 2, Fe 2 O 3, CaCO 3)

Nephelines - KNa 3 4

Alunites - KAl(SO 4 ) 2 2Al(OH) 3

Alumina (mga halo ng mga kaolin na may buhangin SiO 2 , limestone CaCO 3 , magnesite MgCO 3 )

Corundum - Al 2 O 3

Feldspar (orthoclase) - K 2 O × Al 2 O 3 × 6 SiO 2

Kaolinit - Al 2 O 3 ×2SiO 2 × 2H 2 O

Alunite - (Na,K) 2 SO 4 × Al 2 (SO 4 ) 3 × 4Al (OH) 3

Beryl - 3BeO Al 2 O 3 6SiO 2

Bauxite
Al2O3	Corundum
	Ruby
	Sapiro

4. Mga kemikal na katangian ng aluminyo at mga compound nito

Ang aluminyo ay madaling nakikipag-ugnayan sa oxygen sa ilalim ng normal na mga kondisyon at natatakpan ng isang oxide film (ito ay nagbibigay ng matte na hitsura).

Ang kapal nito ay 0.00001 mm, ngunit salamat dito, ang aluminyo ay hindi nabubulok. Upang pag-aralan ang mga kemikal na katangian ng aluminyo, ang oxide film ay tinanggal. (Paggamit ng papel de liha, o chemically: unang pagbaba sa isang alkali solution upang alisin ang oxide film, at pagkatapos ay sa isang solusyon ng mercury salts upang bumuo ng isang aluminyo haluang metal na may mercury - amalgam).

I. Pakikipag-ugnayan sa mga simpleng sangkap

Ang aluminyo na nasa temperatura ng silid ay aktibong tumutugon sa lahat ng mga halogen, na bumubuo ng mga halides. Kapag pinainit, nakikipag-ugnayan ito sa asupre (200 °C), nitrogen (800 °C), posporus (500 °C) at carbon (2000 °C), na may iodine sa pagkakaroon ng isang katalista - tubig:

2Al + 3S \u003d Al 2 S 3 (aluminyo sulfide),

2Al + N 2 = 2AlN (aluminum nitride),

Al + P = AlP (aluminum phosphide),

4Al + 3C \u003d Al 4 C 3 (aluminyo karbid).

2 Al + 3 I 2 = 2 AlI 3 (aluminyo iodide)

Ang lahat ng mga compound na ito ay ganap na hydrolyzed sa pagbuo ng aluminum hydroxide at, nang naaayon, hydrogen sulfide, ammonia, phosphine at methane:

Al 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2 S

Al 4 C 3 + 12H 2 O \u003d 4Al (OH) 3 + 3CH 4

Sa anyo ng mga shavings o pulbos, ito ay nasusunog nang maliwanag sa hangin, na naglalabas ng malaking halaga ng init:

4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3 + 1676 kJ.

II. Pakikipag-ugnayan sa mga kumplikadong sangkap

Pakikipag-ugnayan sa tubig:

2 Al + 6 H 2 O \u003d 2 Al (OH) 3 + 3 H 2

walang oxide film

Pakikipag-ugnayan sa mga metal oxide:

Ang aluminyo ay isang mahusay na ahente ng pagbabawas, dahil ito ay isa sa mga aktibong metal. Ito ay nasa serye ng aktibidad pagkatapos ng alkaline earth metals. kaya langnagpapanumbalik ng mga metal mula sa kanilang mga oxide. Ang ganitong reaksyon - aluminothermy - ay ginagamit upang makakuha ng purong bihirang mga metal, tulad ng tungsten, vanadium, atbp.

3 Fe 3 O 4 + 8 Al \u003d 4 Al 2 O 3 + 9 Fe + Q

Thermite mixture Fe 3 O 4 at Al (pulbos) - ginagamit din sa thermite welding.

Cr 2 O 3 + 2Al \u003d 2Cr + Al 2 O 3

Pakikipag-ugnayan sa mga acid:

Sa solusyon ng sulfuric acid: 2 Al + 3 H 2 SO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3 H 2

Hindi ito tumutugon sa malamig na puro sulfuric at nitrogenous (passivates). Samakatuwid, ang nitric acid ay dinadala sa mga tangke ng aluminyo. Kapag pinainit, nababawasan ng aluminyo ang mga acid na ito nang hindi naglalabas ng hydrogen:

2Al + 6H 2 SO 4 (conc) \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O,

Al + 6HNO 3 (conc) \u003d Al (NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O.

Pakikipag-ugnayan sa alkalis.

2 Al + 2 NaOH + 6 H 2 O \u003d 2 NaAl (OH) 4 + 3 H 2

Na [Al (OH) 4] - sodium tetrahydroxoaluminate

Sa mungkahi ng chemist na si Gorbov, sa panahon ng Russo-Japanese War, ang reaksyong ito ay ginamit upang makagawa ng hydrogen para sa mga lobo.

Sa mga solusyon sa asin:

2Al + 3CuSO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3Cu

Kung ang ibabaw ng aluminyo ay pinahiran ng mercury salt, kung gayon ang sumusunod na reaksyon ay nangyayari:

2Al + 3HgCl 2 = 2AlCl 3 + 3Hg

Ang inilabas na mercury ay natutunaw ang aluminyo, na bumubuo ng isang amalgam.

5. Paglalapat ng aluminyo at mga compound nito

Ang pisikal at kemikal na mga katangian ng aluminyo ay humantong sa malawakang paggamit nito sa teknolohiya.Ang industriya ng abyasyon ay isang pangunahing mamimili ng aluminyo.: Ang 2/3 na sasakyang panghimpapawid ay gawa sa aluminyo at mga haluang metal nito. Ang isang sasakyang panghimpapawid na gawa sa bakal ay magiging masyadong mabigat at maaaring magdala ng mas kaunting mga pasahero.Samakatuwid, ang aluminyo ay tinatawag na may pakpak na metal.Ang mga cable at wire ay gawa sa aluminyo: na may parehong electrical conductivity, ang kanilang mass ay 2 beses na mas mababa kaysa sa kaukulang mga produktong tanso.

Isinasaalang-alang ang paglaban ng kaagnasan ng aluminyo, itopaggawa ng mga bahagi ng mga apparatus at lalagyan para sa nitric acid. Ang pulbos ng aluminyo ay ang batayan sa paggawa ng pilak na pintura upang maprotektahan ang mga produktong bakal mula sa kaagnasan, gayundin upang ipakita ang mga sinag ng init, ang naturang pintura ay ginagamit upang takpan ang mga pasilidad ng pag-iimbak ng langis at mga demanda ng mga bumbero.

Ang aluminyo oksido ay ginagamit upang makabuo ng aluminyo at gayundin bilang isang refractory na materyal.

Ang aluminyo hydroxide ay ang pangunahing bahagi ng mga kilalang gamot na Maalox, Almagel, na nagpapababa ng kaasiman ng gastric juice.

Ang mga aluminyo na asing-gamot ay lubos na na-hydrolyzed. Ang ari-arian na ito ay ginagamit sa proseso ng paglilinis ng tubig. Ang aluminyo sulfate at isang maliit na halaga ng slaked lime ay idinagdag sa tubig upang dalisayin upang neutralisahin ang nagresultang acid. Bilang isang resulta, ang isang volumetric na precipitate ng aluminum hydroxide ay inilabas, na kung saan, pag-aayos, ay tumatagal ng mga nasuspinde na mga particle ng labo at bakterya.

Kaya, ang aluminum sulfate ay isang coagulant.

6. Pagkuha ng aluminyo

1) Ang modernong cost-effective na paraan para sa paggawa ng aluminyo ay naimbento ng American Hall at ng Frenchman na si Héroux noong 1886. Binubuo ito sa electrolysis ng isang solusyon ng aluminum oxide sa molten cryolite. Natunaw na cryolite Na 3 AlF 6 dissolves Al 2 O 3, kung paano natutunaw ng tubig ang asukal. Ang electrolysis ng isang "solusyon" ng aluminum oxide sa molten cryolite ay nagpapatuloy na parang ang cryolite ay isang solvent lamang, at ang aluminum oxide ay isang electrolyte.

2Al 2 O 3 electric current → 4Al + 3O 2

Sa English Encyclopedia for Boys and Girls, isang artikulo tungkol sa aluminyo ay nagsisimula sa mga sumusunod na salita: "Noong Pebrero 23, 1886, nagsimula ang isang bagong edad ng metal sa kasaysayan ng sibilisasyon - ang edad ng aluminyo. Sa araw na ito, si Charles Hall, isang 22-taong-gulang na chemist, ay nagpakita sa kanyang unang laboratoryo ng guro na may dalang isang dosenang maliliit na bola ng kulay-pilak-puting aluminyo sa kanyang kamay, at kasama ang balita na nakahanap siya ng isang paraan upang gawin ang metal na ito. mura at sa maraming dami. Kaya si Hall ay naging tagapagtatag ng industriya ng aluminyo ng Amerika at isang pambansang bayani ng Anglo-Saxon, bilang isang taong gumawa ng isang mahusay na negosyo mula sa agham.

2) 2Al 2 O 3 + 3 C \u003d 4 Al + 3 CO 2

ITO AY NAKAKAinteres:

Ang metalikong aluminyo ay unang nahiwalay noong 1825 ng Danish physicist na si Hans Christian Oersted. Sa pamamagitan ng pagpasa ng gaseous chlorine sa isang layer ng mainit na alumina na hinaluan ng karbon, Oersted ang nakahiwalay na aluminum chloride na walang kahit kaunting bakas ng moisture. Upang maibalik ang metal na aluminyo, kailangan ni Oersted na gamutin ang aluminyo klorido na may potassium amalgam. Pagkatapos ng 2 taon, ang German chemist na si Friedrich Wöller. Pinahusay niya ang pamamaraan sa pamamagitan ng pagpapalit ng potassium amalgam ng purong potassium.
Noong ika-18 at ika-19 na siglo, ang aluminyo ang pangunahing metal na alahas. Noong 1889, sa London, si D.I. Mendeleev ay iginawad ng isang mahalagang regalo para sa kanyang mga serbisyo sa pagbuo ng kimika - mga kaliskis na gawa sa ginto at aluminyo.
Noong 1855, ang Pranses na siyentipiko na si Saint-Clair Deville ay nakabuo ng isang proseso para sa paggawa ng aluminum metal sa isang pang-industriyang sukat. Ngunit ang pamamaraan ay napakamahal. Nasiyahan si Deville sa espesyal na pagtangkilik ni Napoleon III, Emperador ng France. Bilang tanda ng kanyang debosyon at pasasalamat, ginawa ni Deville para sa anak ni Napoleon, ang bagong panganak na prinsipe, ang isang eleganteng nakaukit na kalansing - ang unang "produkto ng mamimili" na gawa sa aluminyo. Inilaan pa ni Napoleon na bigyan ang kanyang mga tanod ng mga aluminum cuirasses, ngunit ang presyo ay humahadlang. Sa oras na iyon, ang 1 kg ng aluminyo ay nagkakahalaga ng 1000 marka, i.e. 5 beses na mas mahal kaysa sa pilak. Ito ay hindi hanggang sa pag-imbento ng electrolytic na proseso na ang aluminyo ay naging kasinghalaga ng mga maginoo na metal.
Alam mo ba na ang aluminyo, na pumapasok sa katawan ng tao, ay nagdudulot ng disorder ng nervous system. Sa labis nito, ang metabolismo ay nabalisa. At ang mga ahente ng proteksiyon ay bitamina C, calcium, zinc compound.
Kapag nasusunog ang aluminyo sa oxygen at fluorine, maraming init ang inilalabas. Samakatuwid, ito ay ginagamit bilang isang additive sa rocket fuel. Ang Saturn rocket ay sumunog ng 36 tonelada ng aluminum powder habang lumilipad ito. Ang ideya ng paggamit ng mga metal bilang bahagi ng rocket fuel ay unang iminungkahi ni F.A. Zander.

3. Pagsasama-sama ng pinag-aralan na materyal

No. 1. Upang makakuha ng aluminyo mula sa aluminyo klorido, ang calcium metal ay maaaring gamitin bilang isang pampababa. Gumawa ng equation para sa kemikal na reaksyong ito, kilalanin ang prosesong ito gamit ang electronic balance.
Isipin mo! Bakit hindi maisagawa ang reaksyong ito sa isang may tubig na solusyon?

No. 2. Kumpletuhin ang mga equation ng mga reaksiyong kemikal:
Al+H 2 KAYA 4 (solusyon) ->
Al + CuCl 2 ->
Al + HNO 3 (conc) - t ->
Al + NaOH + H 2 O ->

Numero 3. Lutasin ang problema:
Ang isang aluminyo-tanso na haluang metal ay nalantad sa labis na concentrated sodium hydroxide solution habang pinainit. 2.24 liters ng gas (no.s.) ang pinakawalan. Kalkulahin ang porsyento ng komposisyon ng haluang metal kung ito kabuuang timbang ay 10 g?

4. Takdang-Aralin slide 2

AL Element III (A) ng pangkat ng talahanayan D.I. Mendeleev Element na may serial number 13, ang Elemento nito ng 3rd period Ang ikatlong pinakakaraniwan sa crust ng mundo, ang pangalan ay nagmula sa lat. "Aluminis" - tawas

Danish physicist Hans Oersted (1777-1851) Sa unang pagkakataon, ang aluminyo ay nakuha niya noong 1825 sa pamamagitan ng pagkilos ng potassium amalgam sa aluminum chloride, na sinundan ng distillation ng mercury.

Modernong produksyon ng aluminyo Makabagong pamamaraan Ang resibo ay independiyenteng binuo ng American Charles Hall at ng Frenchman na si Paul Héroux noong 1886. Binubuo ito sa pagtunaw ng alumina sa isang cryolite melt na sinusundan ng electrolysis gamit ang consumable coke o graphite electrodes.

Bilang isang mag-aaral sa Oberlin College, natutunan niya na maaari kang yumaman at makatanggap ng pasasalamat ng sangkatauhan kung mag-imbento ka ng isang paraan para sa paggawa ng aluminyo sa isang pang-industriya na sukat. Tulad ng isang taong nagmamay-ari, nagsagawa si Charles ng mga eksperimento sa paggawa ng aluminyo sa pamamagitan ng electrolysis ng isang cryolite-alumina melt. Noong Pebrero 23, 1886, isang taon pagkatapos ng pagtatapos sa kolehiyo, ginawa ni Charles ang unang aluminyo sa pamamagitan ng electrolysis. Hall Charles (1863 - 1914) Amerikanong inhinyero ng kemikal

Paul Héroux (1863-1914) - French chemical engineer Noong 1889 binuksan niya ang isang planta ng aluminyo sa Fron (France), na naging direktor nito, nagdisenyo siya ng electric arc furnace para sa pagtunaw ng bakal, na pinangalanan sa kanya; nakabuo din siya ng electrolytic method para sa paggawa ng aluminum alloys

8 Aluminum 1. Mula sa kasaysayan ng pagtuklas Pangunahing Susunod Sa panahon ng pagtuklas ng aluminyo, ang metal ay mas mahal kaysa sa ginto. Nais ng British na parangalan ang mahusay na chemist ng Russia na si D.I. Mendeleev ng isang mayamang regalo, binigyan nila siya ng balanse ng kemikal, kung saan ang isang tasa ay gawa sa ginto, ang isa pa - ng aluminyo. Ang isang tasa na gawa sa aluminyo ay naging mas mahal kaysa sa ginto. Ang nagresultang "pilak mula sa luad" ay interesado hindi lamang sa mga siyentipiko, kundi pati na rin sa mga industriyalista at maging sa emperador ng France. Dagdag pa

9 Aluminum 7. Nilalaman sa crust ng lupa pangunahing Susunod

Paghahanap sa kalikasan Ang pinakamahalagang aluminyo mineral ngayon ay bauxite.Ang pangunahing sangkap ng kemikal ng bauxite ay alumina (Al 2 O 3) (28 - 80%).

11 Aluminum 4. Mga katangiang pisikal Kulay - pilak-puti t pl. = 660 °C. t b.p. ≈ 2450 °C. Electrically conductive, thermally conductive Magaan, density ρ = 2.6989 g/cm 3 Malambot, ductile. tahanan Susunod

12 Aluminum 7. Natagpuan sa kalikasan Bauxite – Al 2 O 3 Alumina – Al 2 O 3 pangunahing Susunod

13 Aluminum pangunahing Ipasok ang mga nawawalang salita Ang aluminyo ay isang elemento ng pangkat III, ang pangunahing subgroup. Ang singil ng nucleus ng isang aluminyo atom ay +13. Mayroong 13 proton sa nucleus ng isang aluminyo atom. Mayroong 14 na neutron sa nucleus ng isang aluminum atom. Mayroong 13 mga electron sa isang aluminyo atom. Ang aluminyo atom ay may 3 antas ng enerhiya. Ang shell ng elektron ay may istraktura ng 2e, 8e, 3e. Sa panlabas na antas, mayroong 3 electron sa isang atom. Ang estado ng oksihenasyon ng isang atom sa mga compound ay +3. Ang simpleng sangkap na aluminyo ay isang metal. Ang aluminyo oxide at hydroxide ay amphoteric sa kalikasan. Dagdag pa

14 Aluminyo 3 . Ang istraktura ng isang simpleng substance Metal Bond - metallic Crystal lattice - metallic, cubic face-centered main Higit pa

15 Aluminum 2. Elektronikong istruktura 27 A l +13 0 2e 8e 3e P + = 13 n 0 = 14 e - = 13 1 s 2 2 s 2 2p 6 3s 2 3p 1 Maikling elektronikong rekord 1 s 2 2 s 2 2p 6 3s 2 3p 1

Alu003d 2AlCl 3 4Al + 3C \u003d Al 4 C 3 C non-metal (na may mga halogens, na may carbon) (Alisin ang oxide film) 2 Al + 6 H 2 O \u003d 2Al (OH) 2 + H 2 C na may tubig 2 Al + 6 HCl \u003d 2AlCl 3 + H 2 2Al + 3H 2 SO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + H 2 C acid at 2 Al + 6NaOH + 6H 2 O \u003d 2Na 3 [Al (OH ) 6] + 3H 2 2Al + 2NaOH + 2H 2 O \u003d 2NaAlO 2 + 3H 2 C na may alkalis at 8Al + 3Fe 3 O 4 \u003d 4Al 2 O 3 + 9Fe 2Al + WO 3 \u003d + W C2 O oxi d a m e t a l l

17 Aluminum 8. Pagkuha ng 1825 H. Oersted: AlCl 3 + 3K = 3KCl + Al: Electrolysis (t pl. = 2050 ° C): 2Al 2 O 3 = 4 Al + 3O 2 Electrolysis (sa natutunaw na cryolite Na 3 AlF 6, t pl ≈ 1000 ° С): 2Al 2 O 3 \u003d 4 Al + 3O 2 pangunahing Susunod

Ang magaan na metal na ito na may kulay-pilak na puting kulay modernong buhay matatagpuan halos lahat ng dako. Ang pisikal at kemikal na mga katangian ng aluminyo ay nagbibigay-daan sa malawakang paggamit nito sa industriya. Ang pinakasikat na mga deposito ay nasa Africa, South America, sa rehiyon ng Caribbean. Sa Russia, ang mga bauxite mining site ay matatagpuan sa Urals. Ang mga pinuno ng mundo sa paggawa ng aluminyo ay ang China, Russia, Canada, at USA.

Al mining

Sa kalikasan, ang kulay-pilak na metal na ito, dahil sa mataas na aktibidad ng kemikal nito, ay matatagpuan lamang sa anyo ng mga compound. Ang pinakakilalang mga geological na bato na naglalaman ng aluminyo ay bauxite, alumina, corundum, at feldspars. Ang bauxite at alumina ay may kahalagahan sa industriya, ito ay ang mga deposito ng mga ores na ito na ginagawang posible na kunin ang aluminyo sa dalisay nitong anyo.

Ari-arian

Ang mga pisikal na katangian ng aluminyo ay nagpapadali sa pagguhit ng mga blangko ng metal na ito sa wire at gumulong sa manipis na mga sheet. Ang metal na ito ay hindi matibay; upang madagdagan ang tagapagpahiwatig na ito sa panahon ng smelting, ito ay pinagsama sa iba't ibang mga additives: tanso, silikon, magnesiyo, mangganeso, sink. Para sa mga layuning pang-industriya, ang isa pang pisikal na pag-aari ng aluminyo ay mahalaga - ito ang kakayahang mabilis na mag-oxidize sa hangin. Ang ibabaw ng isang produktong aluminyo sa natural na mga kondisyon ay karaniwang natatakpan ng isang manipis na oxide film, na epektibong pinoprotektahan ang metal at pinipigilan ang kaagnasan nito. Kapag nawasak ang pelikulang ito, ang malapilak na metal ay mabilis na na-oxidized, habang ang temperatura nito ay kapansin-pansing tumataas.

Ang panloob na istraktura ng aluminyo

Ang pisikal at kemikal na mga katangian ng aluminyo ay higit na nakasalalay sa panloob na istraktura nito. Ang kristal na sala-sala ng elementong ito ay isang uri ng kubo na nakasentro sa mukha.

Ang ganitong uri ng sala-sala ay likas sa maraming mga metal, tulad ng tanso, bromine, pilak, ginto, kobalt at iba pa. Ang mataas na thermal conductivity at ang kakayahang magsagawa ng koryente ay ginawa ang metal na ito na isa sa pinaka hinahangad sa mundo. Ang natitirang mga pisikal na katangian ng aluminyo, ang talahanayan kung saan ay ipinakita sa ibaba, ay ganap na nagpapakita ng mga katangian nito at nagpapakita ng saklaw ng kanilang aplikasyon.

Alloying ng aluminyo

Ang mga pisikal na katangian ng tanso at aluminyo ay tulad na kapag ang isang tiyak na halaga ng tanso ay idinagdag sa isang aluminyo na haluang metal, ang kristal na sala-sala nito ay baluktot, at ang lakas ng haluang metal mismo ay tumataas. Ang paghahalo ng mga magaan na haluang metal ay batay sa katangiang ito ng Al upang mapataas ang kanilang lakas at paglaban sa mga agresibong kapaligiran.

Ang paliwanag ng proseso ng hardening ay nakasalalay sa pag-uugali ng mga atomo ng tanso sa aluminyo na kristal na sala-sala. Ang mga particle ng Cu ay may posibilidad na mahulog sa Al crystal lattice at pinagsama-sama sa mga espesyal na lugar nito.

Kung saan ang mga copper atoms ay bumubuo ng mga kumpol, isang CuAl 2 mixed-type na kristal na sala-sala ay nabuo, kung saan ang mga pilak na metal na particle ay sabay-sabay na bahagi ng parehong pangkalahatang aluminyo na kristal na sala-sala at ang komposisyon ng CuAl 2 mixed-type na sala-sala. Ang mga puwersa ng panloob na mga bono sa ang isang distorted na sala-sala ay mas malaki kaysa sa karaniwan. Nangangahulugan ito na ang lakas ng bagong nabuo na sangkap ay mas mataas.

Mga katangian ng kemikal

Ang pakikipag-ugnayan ng aluminyo sa dilute sulfuric at hydrochloric acid ay kilala. Kapag pinainit, ang metal na ito ay madaling natutunaw sa kanila. Ang malamig na concentrated o mataas na dilute na nitric acid ay hindi natutunaw ang elementong ito. Ang mga may tubig na solusyon ng alkalis ay aktibong nakakaapekto sa sangkap, sa panahon ng reaksyon na bumubuo ng mga aluminate - mga asing-gamot, na naglalaman ng mga ion ng aluminyo. Halimbawa:

Al 2 O 3 + 3H2O + 2NaOH \u003d 2Na

Ang resultang tambalan ay tinatawag na sodium tetrahydroxoaluminate.

Ang isang manipis na pelikula sa ibabaw ng mga produktong aluminyo ay nagpoprotekta sa metal na ito hindi lamang mula sa hangin, kundi pati na rin sa tubig. Kung aalisin ang manipis na hadlang na ito, ang elemento ay marahas na makikipag-ugnayan sa tubig, na maglalabas ng hydrogen mula dito.

2AL + 6H 2 O \u003d 2 AL (OH) 3 + 3H 2

Ang nagresultang sangkap ay tinatawag na aluminum hydroxide.

Ang AL (OH) 3 ay tumutugon sa alkali, na bumubuo ng mga kristal na hydroxoaluminate:

Al(OH) 2 +NaOH=2Na

Kung ang kemikal na equation na ito ay idinagdag sa nauna, makukuha natin ang formula para sa pagtunaw ng isang elemento sa isang alkaline na solusyon.

Al (OH) 3 + 2NaOH + 6H 2 O \u003d 2Na + 3H 2

Nasusunog na aluminyo

Ang mga pisikal na katangian ng aluminyo ay nagpapahintulot sa ito na tumugon sa oxygen. Kung ang pulbos ng metal o aluminum foil na ito ay pinainit, ito ay sumiklab at masusunog na may nakabulag na puting apoy. Sa pagtatapos ng reaksyon, nabuo ang aluminum oxide Al 2 O 3.

Alumina

Ang nagresultang aluminum oxide ay may geological name na alumina. Sa ilalim ng natural na mga kondisyon, ito ay nangyayari sa anyo ng corundum - solid transparent crystals. Ang Corundum ay may mataas na tigas, ang index nito ay 9 sa solids scale. Ang Corundum mismo ay walang kulay, ngunit ang iba't ibang mga dumi ay maaaring kulayan ito ng pula at asul, kaya ang mga mahalagang bato ay nakuha, na tinatawag na mga rubi at sapphires sa alahas.

Ang mga pisikal na katangian ng aluminum oxide ay ginagawang posible na palaguin ang mga gemstones na ito sa ilalim ng mga artipisyal na kondisyon. Ang mga teknikal na gemstones ay ginagamit hindi lamang para sa alahas, ginagamit ang mga ito sa precision instrumentation, para sa paggawa ng mga relo at iba pang bagay. Ang mga artipisyal na ruby crystal ay malawakang ginagamit sa mga aparatong laser.

Isang fine-grained na uri ng corundum na may malaking halaga ng mga impurities na nadeposito espesyal na ibabaw, kilala ng lahat bilang emery. Ang mga pisikal na katangian ng aluminum oxide ay nagpapaliwanag sa mataas na abrasive na katangian ng corundum, pati na rin ang katigasan at paglaban nito sa alitan.

aluminyo haydroksayd

Ang Al 2 (OH) 3 ay isang tipikal na amphoteric hydroxide. Sa kumbinasyon ng isang acid, ang sangkap na ito ay bumubuo ng isang asin na naglalaman ng positibong sisingilin na mga ion ng aluminyo; sa alkalis, ito ay bumubuo ng mga aluminate. Ang amphotericity ng isang sangkap ay ipinahayag sa katotohanan na maaari itong kumilos kapwa bilang isang acid at bilang isang alkali. Ang tambalang ito ay maaaring umiral sa parehong halaya at solidong anyo.

Ito ay halos hindi natutunaw sa tubig, ngunit tumutugon sa karamihan sa mga aktibong acid at alkalis. Ang mga pisikal na katangian ng aluminyo hydroxide ay ginagamit sa gamot, ito ay isang popular at ligtas na paraan ng pagbabawas ng kaasiman sa katawan, ginagamit ito para sa gastritis, duodenitis, ulcers. Sa industriya, ang Al 2 (OH) 3 ay ginagamit bilang isang adsorbent, perpektong nililinis nito ang tubig at nagpapalabas ng mga nakakapinsalang elemento na natunaw dito.

Pang-industriya na gamit

Natuklasan ang aluminyo noong 1825. Sa una, ang metal na ito ay pinahahalagahan kaysa sa ginto at pilak. Ito ay dahil sa kahirapan sa pagkuha nito mula sa mineral. Ang mga pisikal na katangian ng aluminyo at ang kakayahang mabilis na bumuo ng isang proteksiyon na pelikula sa ibabaw nito ay naging mahirap na pag-aralan ang elementong ito. Ito ay hindi hanggang sa katapusan ng ika-19 na siglo na ang maginhawang paraan smelting isang purong elemento, na angkop para sa pang-industriya na paggamit.

Ang liwanag at kakayahang labanan ang kaagnasan ay ang natatanging pisikal na katangian ng aluminyo. Ang mga haluang metal ng kulay-pilak na metal na ito ay ginagamit sa teknolohiya ng rocket, sa sasakyan, barko, sasakyang panghimpapawid at paggawa ng instrumento, sa paggawa ng mga kubyertos at kagamitan.

Bilang isang purong metal, ang Al ay ginagamit sa paggawa ng mga bahagi para sa mga kagamitang kemikal, mga kable ng kuryente at mga capacitor. Ang mga pisikal na katangian ng aluminyo ay tulad na ang electrical conductivity nito ay hindi kasing taas ng tanso, ngunit ang kawalan na ito ay nabayaran ng liwanag ng metal na pinag-uusapan, na ginagawang posible na gawing mas makapal ang mga wire ng aluminyo. Kaya, na may parehong electrical conductivity, ang isang aluminum wire ay tumitimbang ng kalahati ng isang tansong wire.

Ang parehong mahalaga ay ang paggamit ng Al sa proseso ng aluminizing. Ito ang pangalan ng reaksyon ng saturation ng ibabaw ng isang cast-iron o bakal na produkto na may aluminyo upang maprotektahan ang base metal mula sa kaagnasan kapag pinainit.

Sa kasalukuyan, ang mga ginalugad na reserba ng mga aluminyo ores ay lubos na maihahambing sa mga pangangailangan ng mga tao sa kulay-pilak na metal na ito. Ang mga pisikal na katangian ng aluminyo ay maaaring magpakita ng higit pang mga sorpresa sa mga mananaliksik nito, at ang saklaw ng metal na ito ay mas malawak kaysa sa maaaring isipin ng isa.

aluminyo

aluminyo- isang kemikal na elemento ng pangkat III ng periodic system ng Mendeleev (atomic number 13, atomic mass 26.98154). Sa karamihan ng mga compound, ang aluminyo ay trivalent, ngunit sa mataas na temperatura maaari rin itong magpakita ng estado ng oksihenasyon na +1. Sa mga compound ng metal na ito, ang pinakamahalaga ay Al 2 O 3 oxide.

aluminyo- silver-white metal, light (density 2.7 g / cm 3), ductile, magandang conductor ng kuryente at init, melting point 660 ° C. Ito ay madaling iguguhit sa wire at pinagsama sa manipis na mga sheet. Ang aluminyo ay chemically active (sa hangin ito ay natatakpan ng protective oxide film - aluminum oxide.) Mapagkakatiwalaang pinoprotektahan ang metal mula sa karagdagang oksihenasyon. Ngunit kung ang aluminum powder o aluminum foil ay malakas na pinainit, ang metal ay nasusunog sa isang nakasisilaw na apoy, na nagiging aluminum oxide. Ang aluminyo ay natutunaw kahit sa dilute na hydrochloric at sulfuric acid, lalo na kapag pinainit. Ngunit sa mataas na dilute at puro malamig na nitric acid, ang aluminyo ay hindi natutunaw. Kapag ang mga may tubig na solusyon ng alkalis ay kumikilos sa aluminyo, ang layer ng oxide ay natutunaw, at ang mga aluminate ay nabuo - mga asing-gamot na naglalaman ng aluminyo sa komposisyon ng anion:

Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O \u003d 2Na.

Ang aluminyo, na walang proteksiyon na pelikula, ay nakikipag-ugnayan sa tubig, inilipat ang hydrogen mula dito:

2Al + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2

Ang nagreresultang aluminum hydroxide ay tumutugon sa labis na alkali, na bumubuo ng hydroxoaluminate:

Al (OH) 3 + NaOH \u003d Na.

Ang pangkalahatang equation para sa paglusaw ng aluminyo sa isang may tubig na solusyon ng alkali ay may sumusunod na anyo:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O \u003d 2Na + 3H 2.

Ang aluminyo ay aktibong nakikipag-ugnayan sa mga halogens. Ang aluminyo hydroxide Al(OH) 3 ay isang puti, translucent, gelatinous substance.

Ang crust ng lupa ay naglalaman ng 8.8% na aluminyo. Ito ang pangatlo sa pinakamaraming elemento sa kalikasan pagkatapos ng oxygen at silikon, at ang una sa mga metal. Ito ay bahagi ng clays, feldspars, micas. Ilang daang Al mineral ang kilala (aluminosilicates, bauxite, alunites, at iba pa). Ang pinakamahalagang mineral ng aluminum - bauxite ay naglalaman ng 28-60% ng alumina - aluminum oxide Al 2 O 3 .

Sa dalisay nitong anyo, ang aluminyo ay unang nakuha ng Danish physicist na si H. Oersted noong 1825, bagaman ito ang pinakakaraniwang metal sa kalikasan.

Ang paggawa ng aluminyo ay isinasagawa sa pamamagitan ng electrolysis ng alumina Al 2 O 3 sa NaAlF 4 cryolite na natutunaw sa temperatura na 950 °C.

Ginagamit ang aluminyo sa paglipad, konstruksyon, pangunahin sa anyo ng mga aluminyo na haluang metal kasama ang iba pang mga metal, electrical engineering (kapalit ng tanso sa paggawa ng mga cable, atbp.), Industriya ng Pagkain(foil), metalurhiya (alloying additive), aluminothermy, atbp.

Aluminum density, tiyak na gravity at iba pang mga katangian.

Densidad - 2,7*10 3 kg/m 3 ;
Specific gravity - 2,7 G/ cm 3;
Tukoy na init sa 20°C - 0.21 cal/deg;
Temperaturang pantunaw - 658.7°C;
Tiyak na kapasidad ng init ng pagkatunaw - 76.8 cal/deg;
Temperatura ng kumukulo - 2000°C ;
Kamag-anak na pagbabago ng volume habang natutunaw (ΔV/V) - 6,6%;
Linear expansion coefficient(sa humigit-kumulang 20°C) : - 22.9 * 10 6 (1 / deg);
Thermal conductivity coefficient ng aluminyo - 180 kcal / m * oras * granizo;

Moduli ng pagkalastiko ng aluminyo at ratio ng Poisson

Reflection ng liwanag sa pamamagitan ng aluminyo

Ang mga numerong ibinigay sa talahanayan ay nagpapakita kung anong porsyento ng liwanag na insidente na patayo sa ibabaw ang makikita mula rito.

ALUMINIUM OXIDE Al 2 O 3

Aluminum oxide Al 2 O 3, tinatawag ding alumina, ay natural na nangyayari sa mala-kristal na anyo, na bumubuo ng mineral na corundum. Ang corundum ay may napakataas na tigas. Ang mga transparent na kristal nito, na may kulay na pula o asul, ay mga mahalagang bato - ruby at sapphire. Sa kasalukuyan, ang mga rubi ay nakuha nang artipisyal sa pamamagitan ng pagsasama sa alumina sa isang electric furnace. Hindi gaanong ginagamit ang mga ito para sa alahas kundi para sa mga teknikal na layunin, halimbawa, para sa paggawa ng mga bahagi para sa mga instrumento ng katumpakan, mga bato sa mga relo, atbp. Ang mga ruby crystal na naglalaman ng maliit na karumihan ng Cr 2 O 3 ay ginagamit bilang mga quantum generator - mga laser na lumilikha ng direktang sinag ng monochromatic radiation.

Ang Corundum at ang mga pinong butil nito, na naglalaman ng isang malaking halaga ng mga impurities - emery, ay ginagamit bilang mga nakasasakit na materyales.

ALUMINIUM PRODUCTION

Ang pangunahing hilaw na materyal para sa produksyon ng aluminyo ay mga bauxite na naglalaman ng 32-60% alumina Al 2 O 3 . Kasama rin sa pinakamahalagang aluminyo ores ang alunite at nepheline. Ang Russia ay may malaking reserba ng mga aluminyo ores. Bilang karagdagan sa mga bauxite, ang malalaking deposito na kung saan ay matatagpuan sa Urals at Bashkiria, nepheline, na minahan sa Kola Peninsula, ay isang mayamang mapagkukunan ng aluminyo. Ang maraming aluminyo ay matatagpuan din sa mga deposito ng Siberia.

Ang aluminyo ay nakuha mula sa aluminum oxide Al 2 O 3 sa pamamagitan ng electrolytic method. Ang aluminyo oksido na ginamit para dito ay dapat na sapat na dalisay, dahil ang mga dumi ay tinanggal mula sa tinunaw na aluminyo na may na may matinding kahirapan. Ang purified Al 2 O 3 ay nakukuha sa pamamagitan ng pagproseso ng natural na bauxite.

Ang pangunahing panimulang materyal para sa paggawa ng aluminyo ay aluminyo oksido. Hindi ito nagsasagawa ng kuryente at may napakataas na punto ng pagkatunaw (mga 2050 °C), kaya nangangailangan ito ng masyadong maraming enerhiya.

Kinakailangan na bawasan ang punto ng pagkatunaw ng aluminyo oksido sa hindi bababa sa 1000 o C. Ang pamamaraang ito ay natagpuan sa parallel ng Pranses na P. Eru at ng American C. Hall. Natagpuan nila na ang alumina ay mahusay na natutunaw sa molten cryolite, isang mineral ng komposisyon ng AlF 3. 3NaF. Ang pagkatunaw na ito ay sumasailalim sa electrolysis sa temperatura na halos 950 ° C lamang sa paggawa ng aluminyo. Ang mga reserba ng cryolite sa kalikasan ay hindi gaanong mahalaga, kaya ang synthetic cryolite ay nilikha, na makabuluhang nabawasan ang gastos ng produksyon ng aluminyo.

Ang hydrolysis ay sumasailalim sa isang molten mixture ng cryolite Na 3 at aluminum oxide. Ang isang halo na naglalaman ng humigit-kumulang 10 porsiyento ng timbang Al 2 O 3 ay natutunaw sa 960 °C at may electrical conductivity, density at lagkit na pinaka-kanais-nais sa proseso. Upang higit pang mapabuti ang mga katangiang ito, ang mga additives na AlF 3 , CaF 2 at MgF 2 ay ipinakilala sa komposisyon ng pinaghalong. Ginagawa nitong posible ang electrolysis sa 950 °C.

Ang electrolyser para sa aluminyo smelting ay isang bakal na pambalot na may linya na may refractory brick mula sa loob. Ang ilalim nito (sa ilalim), na binuo mula sa mga bloke ng naka-compress na karbon, ay nagsisilbing isang katod. Ang mga anod (isa o higit pa) ay matatagpuan sa itaas: ito ay mga aluminum frame na puno ng mga briquette ng karbon. Sa modernong mga halaman, ang mga electrolyzer ay naka-install sa serye; bawat serye ay binubuo ng 150 at higit pa mga electrolyzer.

Sa panahon ng electrolysis, ang aluminyo ay inilabas sa katod, at ang oxygen ay inilabas sa anode. Ang aluminyo, na may mas mataas na density kaysa sa orihinal na natutunaw, ay kinokolekta sa ilalim ng electrolyzer, mula sa kung saan ito ay pana-panahong pinalabas. Habang inilalabas ang metal, ang mga bagong bahagi ng aluminyo oksido ay idinagdag sa matunaw. Ang oxygen na inilabas sa panahon ng electrolysis ay nakikipag-ugnayan sa carbon ng anode, na nasusunog, na bumubuo ng CO at CO 2 .

Ang unang planta ng aluminyo sa Russia ay itinayo noong 1932 sa Volkhov.

ALUMINIUM ALLOYS

Mga haluang metal, na nagpapataas ng lakas at iba pang mga katangian ng aluminyo, ay nakukuha sa pamamagitan ng paglalagay ng mga haluang additives dito, tulad ng tanso, silikon, magnesiyo, sink, at mangganeso.

Duralumin(duralumin, duralumin, mula sa pangalan ng lungsod ng Aleman kung saan industriyal na produksyon haluang metal). Aluminum haluang metal (base) na may tanso (Cu: 2.2-5.2%), magnesiyo (Mg: 0.2-2.7%) mangganeso (Mn: 0.2-1%). Ito ay napapailalim sa hardening at pag-iipon, kadalasang nilagyan ng aluminyo. Ito ay isang istrukturang materyal para sa aviation at transport engineering.

Silumin- light cast aluminum alloys (base) na may silikon (Si: 4-13%), minsan hanggang 23% at ilang iba pang elemento: Cu, Mn, Mg, Zn, Ti, Be). Gumagawa sila ng mga bahagi ng kumplikadong pagsasaayos, pangunahin sa mga industriya ng sasakyan at sasakyang panghimpapawid.

magnalia- aluminyo haluang metal (base) na may magnesiyo (Mg: 1-13%) at iba pang mga elemento na may mataas na kaagnasan pagtutol, mahusay na weldability, mataas na kalagkitan. Gumagawa sila ng mga hugis na casting (casting magnals), mga sheet, wire, rivets, atbp. (nababagong magnalia).

Ang pangunahing bentahe ng lahat ng mga aluminyo na haluang metal ay ang kanilang mababang density (2.5-2.8 g / cm 3), mataas na lakas (bawat timbang ng yunit), kasiya-siyang paglaban sa kaagnasan sa atmospera, paghahambing ng mababang gastos at kadalian ng paggawa at pagproseso.

Ang mga aluminyo na haluang metal ay ginagamit sa teknolohiya ng rocket, sa sasakyang panghimpapawid, sasakyan, barko at paggawa ng instrumento, sa paggawa ng mga kagamitan, gamit sa palakasan, muwebles, advertising at iba pang industriya.

Sa mga tuntunin ng lawak ng aplikasyon, ang mga aluminyo na haluang metal ay pumapangalawa pagkatapos ng bakal at cast iron.

Ang aluminyo ay isa sa mga pinakakaraniwang additives sa mga haluang metal batay sa tanso, magnesiyo, titanium, nikel, sink, at bakal.

Ginagamit din ang aluminyo para sa aluminizing (aluminizing)- saturation ng ibabaw ng bakal o cast iron na mga produkto na may aluminyo upang maprotektahan ang base na materyal mula sa oksihenasyon sa panahon ng malakas na pag-init, i.e. pataasin ang paglaban sa init (hanggang 1100 °C) at paglaban sa kaagnasan sa atmospera.

Seksyon 1. Pangalan at kasaysayan ng pagkatuklas ng aluminyo.

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

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

Seksyon 4 Aplikasyon aluminyo.

aluminyo- ito ay isang elemento ng pangunahing subgroup ng ikatlong pangkat, ang ikatlong yugto ng pana-panahong sistema ng mga elemento ng kemikal ng D. I. Mendeleev, na may atomic number 13. Ito ay itinalaga ng simbolo na Al. Nabibilang sa pangkat ng mga magaan na metal. Ang pinakakaraniwan 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 pilak- kulay puti, madaling hinulma, pinalayas, makina. Ang aluminyo ay may mataas na thermal at electrical conductivity, paglaban sa kaagnasan dahil sa mabilis na pagbuo ng mga malakas na oxide film na nagpoprotekta sa ibabaw mula sa karagdagang pakikipag-ugnayan.

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

Ang mga materyales na ginamit sa mga modernong disenyo, bilang karagdagan sa mga katangian ng mataas na lakas, ay dapat magkaroon ng isang hanay ng mga katangian tulad ng pagtaas ng resistensya ng kaagnasan, paglaban sa init, thermal at electrical conductivity, refractoriness, pati na rin ang kakayahang mapanatili ang mga katangiang ito sa ilalim ng pangmatagalang trabaho. sa ilalim ng load.

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 chill casting at pressure casting workshop sa Volga Automobile Plant at maraming iba pang mga negosyo. Ang malalaking injection molding machine na may mold locking force na 35 MN ay matagumpay na nagpapatakbo sa Zavolzhsky Motor Plant, na gumagawa ng aluminum alloy cylinder blocks para sa Volga car.

Sa Altai Motor Plant, isang automated na linya para sa produksyon ng mga castings sa pamamagitan ng injection molding ay pinagkadalubhasaan. Sa Union of Soviet Socialist Republics (), sa unang pagkakataon sa mundo, binuo at pinagkadalubhasaan proseso tuloy-tuloy na paghahagis ng mga ingot mula sa mga aluminyo na haluang metal sa isang electromagnetic na amag. 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 kanilang 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 pagbibihis ng katad at bilang astringent. Al, isang kemikal na elemento ng pangkat III ng periodic system, atomic number 13, atomic mass 26, 98154. Dahil sa mataas na aktibidad ng kemikal, ang pagtuklas at paghihiwalay ng purong aluminyo ay nag-drag sa 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 ay lumabas na ang parehong "lupa" ay maaaring ihiwalay mula sa luad, at ito ay tinatawag na alumina. Noong 1825 lamang siya nakakuha ng metal na aluminyo. Danish physicist H. K. Oersted. 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), naghiwalay ng isang kulay abong pulbos ng aluminyo.

Pagkalipas lamang ng isang-kapat ng isang siglo, ang pamamaraang ito ay bahagyang na-moderno. Ang French chemist na si A. E. St. Clair Deville noong 1854 ay nagmungkahi ng paggamit ng metallic sodium (Na) upang makagawa ng aluminyo, at nakuha ang mga unang ingot ng bagong metal. Ang halaga ng aluminyo noon ay napakataas, at ang mga alahas ay ginawa mula rito.

Ang isang pang-industriya na paraan para sa paggawa ng aluminyo sa pamamagitan ng electrolysis ng isang matunaw ng mga kumplikadong mixtures, kabilang ang oxide, aluminum fluoride at iba pang mga sangkap, ay independiyenteng binuo noong 1886 ng P. Eru () at C. Hall (USA). Ang produksyon ng aluminyo ay nauugnay sa isang mataas na halaga ng kuryente, kaya ito ay natanto sa isang malaking sukat lamang sa ika-20 siglo. AT Union of Soviet Socialist Republics (CCCP) ang unang pang-industriya na aluminyo ay nakuha 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 Inilathala nina Taylor, Wheeler, Smith, at Edwards ang isang artikulo na nagbibigay ng ilan sa mga katangian ng 99.996% purity aluminum, na nakuha rin 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 kamag-anak na kadalian ng paghahanda at kaakit-akit na mga katangian, marami gumagana 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 pamamaraan para sa pagkuha ng purong aluminyo ay ang paraan ng paglilinis ng zone, pagkikristal mula sa mga amalgam (mga haluang metal 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 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 sunud-sunod na ionization energies ng isang neutral na aluminum atom ay 5, 984, 18, 828, 28, 44, at 120 eV, ayon sa pagkakabanggit. Sa sukat ng Pauling, 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 660°C, punto ng kumukulo na humigit-kumulang 2450°C, density 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 pagwawakas ng reaksyon, na humahantong sa mataas na anti-corrosion properties ng aluminyo. Ang isang proteksiyon na ibabaw na pelikula sa aluminyo ay nabuo din kung ito ay inilagay sa puro nitric acid.

Ang aluminyo ay aktibong tumutugon sa iba pang mga acid:

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

3Н2SO4 + 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 pinaghalong, 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, hindi direkta, halimbawa, gamit ang mga organoaluminum compound, posibleng mag-synthesize ng solid polymeric aluminum hydride (AlH3)x - ang pinakamalakas na ahente ng pagbabawas.

Sa anyo ng isang pulbos, ang aluminyo ay maaaring masunog sa hangin, at isang puting refractory powder 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

3СаО + 2Al = Al2О3 + 3Са.

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

Ang pagiging likas

Sa mga tuntunin ng paglaganap sa crust ng lupa, ang aluminyo ay nangunguna sa mga metal at pangatlo sa lahat ng elemento (pagkatapos ng oxygen (O) at silicon (Si)), ito ay bumubuo ng halos 8.8% ng masa ng crust ng lupa. Ang aluminyo ay kasama 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 isang kabalintunaan: kapag 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, mollusks.

Pang-industriya na produksyon: sa index ng pang-industriya na produksyon, ang mga bauxite ay unang sumailalim sa pagproseso ng kemikal, inaalis mula sa kanila ang 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 paraan ang mga siyentipiko at inhinyero sa mga sumusunod. Ang Cryolite Na3AlF6 ay unang natunaw sa isang electrolysis bath (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. Dagdag pa, ang isang maliit na Al2O3 (hanggang sa 10% ng masa) at ilang iba pang mga sangkap ay idinagdag sa pagtunaw na ito, na nagpapabuti sa mga kondisyon para sa kasunod na proseso. Sa panahon ng electrolysis ng pagtunaw na ito, ang aluminyo oksido ay nabubulok, ang cryolite ay nananatili sa pagkatunaw, at ang tinunaw na aluminyo ay nabuo sa katod:

2Al2O3 = 4Al + 3O2.

Mga haluang metal

Karamihan mga elemento ng metal ay haluang metal na may aluminyo, ngunit ang ilan lamang sa kanila ay gumaganap ng papel na ginagampanan ng mga pangunahing bahagi ng haluang metal sa mga haluang metal na pang-industriya. 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 power engineering (maliban sa mga bahagi ng reactor), dahil sumisipsip ito ng mga neutron, na pumipigil sa pagkalat ng radiation. Ang Boron ay ipinakilala sa average sa halagang 0.095 - 0.1%.

Bismuth. Ang mga low melting point na metal tulad ng bismuth, cadmium ay idinaragdag sa mga aluminyo na haluang metal upang mapabuti ang machinability. Ang mga elementong ito ay bumubuo ng malambot na fusible phase na nag-aambag sa pagkasira ng chip at pagpapadulas ng cutter.

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

bakal. Sa maliit na dami (>0.04%) ito ay ipinakilala sa panahon ng paggawa ng mga wire upang mapataas ang lakas at mapabuti ang mga katangian ng creep. Parehong paraan bakal binabawasan ang pagdikit sa mga dingding ng mga amag kapag inihahagis sa isang amag.

Indium. Ang pagdaragdag ng 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 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, nagpapabuti ng weldability at pinatataas ang corrosion resistance ng haluang metal.

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

Tin nagpapabuti ng pagganap ng pagputol.

Titanium. Ang pangunahing gawain ng titan sa mga haluang metal ay ang pagpipino ng 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 isang tuluy-tuloy na oxide film sa ibabaw ng aluminyo, na agad na muling nabubuo 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. Ang pagtunaw sa kasong ito ay isinasagawa na may 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 nagaganap ang pagkatunaw ng mga haluang metal ay limitado ng isang refractory lining na may kakayahang makatiis sa mga temperatura na 1500 - 1800 ˚С. Sa lahat ng mga proseso ng pagtunaw, ang bahagi ng gas ay kasangkot, na nabuo sa panahon ng pagkasunog ng gasolina, nakikipag-ugnayan sa kapaligiran at ang lining ng yunit ng pagtunaw, atbp.

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

Ang aluminyo ay ginagamit sa malalaking volume sa konstruksiyon sa anyo ng mga cladding panel, pinto, window frame, mga de-koryenteng cable. Ang mga haluang metal ng aluminyo ay hindi napapailalim sa matinding kaagnasan sa loob ng mahabang panahon sa pakikipag-ugnay sa kongkreto, mortar, plaster, lalo na kung ang mga istraktura ay hindi madalas na basa. Kapag basa madalas, kung ang ibabaw ng aluminyo mga bagay sa pangangalakal ay hindi pa naproseso, maaari itong magdilim, hanggang sa pagdidilim 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 makinang na anodizing - paglalagay ng isang oxide film sa ibabaw ng metal. Sa kasong ito, ang ibabaw ay maaaring bigyan ng iba't ibang mga kulay at lilim. Halimbawa, ang mga haluang metal ng aluminyo na may silikon ay nagbibigay-daan sa iyo upang makakuha ng isang hanay ng mga shade, mula sa kulay abo hanggang itim. Ang mga aluminyo na haluang metal na may kromo ay may ginintuang kulay.

Ang pang-industriya na aluminyo ay ginawa sa anyo ng dalawang uri ng mga haluang metal - paghahagis, ang mga bahagi nito ay ginawa sa pamamagitan ng paghahagis, at pagpapapangit - mga haluang metal 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 nakuha sa lahat ng posibleng paraan ng paghahagis. Ito ay pinaka-karaniwan sa ilalim ng presyon, sa malamig na amag at sa sandy-clay molds. Sa paggawa ng maliliit na partidong pampulitika, ginagamit ito paghahagis sa dyipsum pinagsamang anyo at paghahagis para sa mga modelo ng pamumuhunan. Ang mga cast alloy ay ginagamit upang gumawa ng mga cast rotor para sa mga de-koryenteng motor, mga bahagi ng cast para sa sasakyang panghimpapawid, atbp. Ang mga wrought alloy ay ginagamit sa produksyon ng sasakyan para sa interior trim, bumper, body panel at interior parts; sa pagtatayo bilang isang materyal sa pagtatapos; sa sasakyang panghimpapawid, atbp.

AT industriya ginagamit din ang mga aluminum powder. Ginamit sa metalurhiko industriya: sa aluminothermy, bilang alloying additives, para sa paggawa ng mga semi-tapos 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 makakuha ng mga compound ng aluminyo at bilang katalista(halimbawa, sa paggawa ng ethylene at acetone). Dahil sa mataas na reaktibiti ng aluminyo, lalo na sa anyo ng isang pulbos, ginagamit ito sa mga paputok at solidong propellant para sa mga rocket, gamit ang kakayahang mabilis na mag-apoy.

Dahil sa mataas na pagtutol ng aluminyo sa oksihenasyon, ang pulbos ay ginagamit bilang isang pigment sa mga coatings para sa mga kagamitan sa pagpipinta, mga bubong, papel sa pag-print, makintab na ibabaw ng mga panel ng kotse. Gayundin, ang isang layer ng aluminyo ay natatakpan ng bakal at cast iron kalakal na bagay upang maiwasan ang kanilang kaagnasan.

Sa mga tuntunin ng aplikasyon, ang aluminyo at ang mga haluang metal nito ay pangalawa lamang sa 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 gamitin iba't ibang paraan- forging, stamping, rolling, atbp. Ang purong aluminum ay ginagamit para sa paggawa 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 aluminum ay madalas na pinapalitan sa electrical engineering) at foil na ginamit bilang packaging material. Ang pangunahing bahagi ng smelted aluminyo ay ginugol sa pagkuha ng iba't ibang mga haluang metal. Ang mga proteksiyon at pandekorasyon na patong ay madaling inilapat sa 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 bulk ng aluminyo ay ginagamit upang makabuo ng mga magaan na haluang metal - duralumin (94% aluminum, 4% copper (Cu), 0.5% magnesium (Mg), manganese (Mn), (Fe) at silicon (Si)), silumin ( 85- 90% - aluminyo, 10-14% silikon (Si), 0.1% sodium (Na)) at iba pa. Sa metalurhiya, ang aluminyo ay ginagamit hindi lamang bilang isang base 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 konstruksiyon at arkitektura, sa industriya ng automotive, sa paggawa ng mga barko, aviation at teknolohiya sa espasyo. Sa partikular, ang unang artipisyal na Earth satellite ay gawa sa aluminyo na haluang metal. Ang isang haluang metal ng aluminyo at zirconium (Zr) ay malawakang ginagamit sa nuclear reactor building. 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 lamang (sa acidity) na mga likido (halimbawa, kumukulong tubig) ang maaaring painitin at maimbak sa mga pagkaing aluminyo. Kung, halimbawa, ang maasim na sopas ng repolyo ay pinakuluan sa mga pagkaing aluminyo, kung gayon ang aluminyo ay pumasa sa pagkain, at nakakakuha ito ng hindi kasiya-siyang lasa na "metal". 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

density - 2.7 g / cm

punto ng pagkatunaw para sa teknikal na aluminyo - 658 °C, para sa mataas na kadalisayan ng aluminyo - 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 / mm², deformable - 18-25 kg / mm², alloys - 38-42 kg / mm²

Katigasan ng Brinell — 24…32 kgf/mm²

mataas na plasticity: para sa teknikal - 35%, para sa malinis - 50%, pinagsama sa isang manipis na 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 paramagnet.

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 pinakakilala ay ang mga haluang metal na may cuprum at magnesium (duralumin) at silikon (silumin).

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

Sa mga tuntunin ng paglaganap sa crust ng lupa, ang Earth ay sumasakop sa unang lugar sa mga metal at pangatlong lugar sa mga elemento, pangalawa lamang sa oxygen at silicon. nilalaman ng aluminyo sa crust ng lupa datos iba't ibang mananaliksik ay mula 7.45 hanggang 8.14% ng masa ng crust ng daigdig.

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

Bauxites - 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.

Sa natural na tubig, ang aluminyo ay matatagpuan sa anyo ng mga low-toxic na kemikal na compound, tulad ng aluminum fluoride. Ang uri ng cation o anion ay pangunahing nakasalalay sa kaasiman kapaligirang pantubig. 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 (Aluminum) ay

Pagkuha ng mga casting mula sa mga aluminyo na haluang metal

Ang pangunahing hamon na kinakaharap ng pandayan sa ating bansa, namamalagi sa mahalaga pangkalahatang pagtaas ang kalidad ng mga casting, na dapat makita ang expression sa isang pagbaba sa kapal ng pader, isang pagbaba sa machining allowance at gating system habang pinapanatili ang wastong mga katangian ng pagpapatakbo ng mga item sa kalakalan. Ang huling resulta ng gawaing ito ay dapat na matugunan ang tumaas na mga pangangailangan ng mechanical engineering na may kinakailangang bilang ng mga cast billet 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 mga disposable molds, ang pinaka-tinatanggap na ginagamit sa paggawa ng mga castings mula sa mga aluminyo na haluang metal 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 kumplikadong pagsasaayos ng maliit na taas ay isinasagawa, bilang isang panuntunan, sa tulong ng mas mababang mga sistema ng gating. Sa mataas na altitude castings at manipis na mga pader, ito ay lalong kanais-nais na gumamit ng patayo slotted o pinagsama gating system. Ang mga hulma para sa mga paghahagis ng maliliit na sukat ay maaaring ibuhos sa mga nangungunang sistema ng gating. Sa kasong ito, ang taas ng metal scab na bumabagsak sa lukab ng amag ay hindi dapat lumagpas sa 80 mm.

Upang mabawasan ang bilis ng pagkatunaw sa pasukan sa lukab ng amag at upang mas mahusay na paghiwalayin ang mga oxide film at slag inclusions na nasuspinde dito, ang mga karagdagang hydraulic resistance ay ipinakilala sa mga gating system - ang mga meshes (metal o fiberglass) ay naka-install 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 nakakalat 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 "pagkabigo" sa ibabaw ng castings. Sa cross section, ang mga channel ng sprue ay kadalasang may isang hugis-parihaba na hugis na may malawak na gilid na 15-20 mm, at isang makitid na bahagi na 5-7 mm.

Ang mga haluang metal na may makitid na agwat 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 mailabas ang mga shell na ito mula sa mga casting, ang pag-install ng napakalaking kita ay malawakang ginagamit. Para sa thin-walled (4-5 mm) at maliliit na castings, ang mass ng kita ay 2-3 beses ang mass ng castings, para sa thick-walled castings, hanggang 1.5 times. taas dumating pinili depende sa taas ng paghahagis. Kapag ang taas ay mas mababa sa 150 mm, ang taas dumating H-adj. tumagal ng katumbas ng taas ng casting Notl. Para sa mas mataas na castings, ang ratio 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 isang bilog o hugis-itlog na seksyon; Ang mga lateral na kita sa karamihan ng mga kaso ay ginagawang sarado. Upang mapabuti ang kahusayan sa trabaho kita sila ay insulated, puno ng mainit na metal, topped up. Ang pag-init ay karaniwang isinasagawa sa pamamagitan ng isang sticker sa ibabaw ng anyo ng sheet na asbestos, na sinusundan ng pagpapatayo gamit ang isang 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, sa paggawa ng mga castings mula sa nakalistang mga haluang metal, hindi inirerekomenda na gamitin ang pag-install ng napakalaking kita. Upang makakuha ng mga de-kalidad na casting, isinasagawa ang directional solidification, malawakang ginagamit ang pag-install ng mga refrigerator na gawa sa cast iron at aluminum alloys para sa layuning ito. Ang pinakamabuting kalagayan para sa pagkikristal ng direksyon ay nilikha ng isang vertical slot gate system. Upang maiwasan ang ebolusyon ng gas sa panahon ng pagkikristal at upang maiwasan ang pagbuo ng gas-shrinkage porosity sa mga casting na may makapal na pader, ang crystallization sa ilalim ng presyon na 0.4-0.5 MPa ay malawakang ginagamit. Upang gawin ito, ang mga hulma ng paghahagis 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. Para sa paggawa ng malalaking sukat (hanggang sa 2-3 m ang taas) na manipis na pader na mga casting, 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 pataas. Upang gawin ito, ang paghahagis ng amag ay inilalagay sa mesa ng isang hydraulic lift at metal tubes na 12-20 mm ang lapad, na pinainit hanggang 500-700 ° C, ay ibinaba sa loob nito, na gumaganap ng function ng risers. Ang mga tubo ay nakapirming naayos sa gating cup at ang mga butas sa mga ito ay sarado na may mga stopper. Matapos mapuno ng matunaw ang tasa ng gating, ang mga takip ay itinataas, at ang haluang metal ay dumadaloy sa mga tubo patungo sa mga balon ng gating na konektado sa lukab ng amag sa pamamagitan ng mga slotted sprues (feeders). Matapos ang antas ng pagkatunaw sa mga balon ay tumaas ng 20-30 mm sa itaas ng mas mababang dulo ng mga tubo, ang mekanismo para sa pagbaba ng haydroliko na talahanayan ay naka-on. Ang pagpapababa ng bilis ay kinuha upang ang pagpuno ng amag ay isinasagawa sa ilalim ng antas ng baha at ang mainit na metal ay patuloy na dumadaloy sa itaas na bahagi ng amag. Nagbibigay ito ng direksyon na solidification at ginagawang posible na makakuha ng mga kumplikadong casting na walang mga depekto sa pag-urong.

Ang pagpuno ng mga hulma ng buhangin na may metal ay isinasagawa mula sa mga ladle na may linya na may refractory na materyal. Bago punan ng metal, ang mga bagong sandok na may linya ay tuyo at i-calcine sa 780–800°C upang alisin ang moisture. Ang temperatura ng pagkatunaw bago ibuhos ay pinananatili sa antas ng 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 casting na may makapal na pader hanggang 700-720°C.

Paghahagis sa plaster molds

Ang paghahagis sa mga dyipsum molds ay ginagamit sa mga kaso kung saan ang mga mas mataas na kinakailangan ay inilalagay sa mga casting sa mga tuntunin ng katumpakan, kalinisan sa ibabaw at pagpaparami ng pinakamaliit na detalye ng kaluwagan. Kung ikukumpara sa mga hulma ng buhangin, ang mga hulma ng dyipsum ay may mas mataas na lakas, katumpakan ng dimensyon, mas mahusay na paglaban sa mataas na temperatura, at ginagawang posible na makakuha ng mga casting ng kumplikadong pagsasaayos na may kapal ng pader na 1.5 mm ayon sa ika-5-6 na klase ng katumpakan. Ang mga form ay ginawa ayon sa 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 natatakpan ng isang manipis na layer ng kerosene-stearin lubricant.

Ang mga maliliit at katamtamang 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). Ang komposisyon ng pinaghalong para sa daluyan at malalaking anyo: 30% plaster, 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 nakamit sa pamamagitan ng hydration ng anhydrous o semi-aqueous dyipsum. Upang mabawasan ang lakas at madagdagan ang pagkamatagusin ng gas, ang mga hilaw na dyipsum na hulma ay sumasailalim sa paggamot sa hydrothermal - sila ay 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 para sa isang araw sa hangin. 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 crystallization. Samakatuwid, ang pangunahing gawain sa pagbuo ng isang sprue-profitable system para sa dyipsum molds ay upang maiwasan ang pagbuo ng mga shrinkage cavity, friability, oxide films, mainit na bitak at underfilling ng manipis na mga pader. Nakamit ito sa pamamagitan ng paggamit ng pagpapalawak ng mga sistema ng gating na nagbibigay ng mababang bilis ng paggalaw ng mga natutunaw sa lukab ng amag, nakadirekta sa solidification ng mga thermal unit patungo sa mga risers sa tulong ng mga refrigerator, at isang pagtaas sa pagsunod ng mga hulma sa pamamagitan ng pagtaas ng nilalaman ng quartz buhangin sa pinaghalong. Ang mga casting na may manipis na pader ay ibinubuhos sa mga hulma na pinainit hanggang 100-200°C sa pamamagitan ng vacuum suction method, na ginagawang posible na punan ang mga cavity hanggang sa 0.2 mm ang kapal. Ang mga casting na may makapal na pader (higit sa 10 mm) ay nakukuha 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

Mainam na gumamit ng shell mold casting sa serial at malakihang produksyon ng mga casting ng limitadong dimensyon na may mas mataas na surface finish, higit na dimensional na katumpakan at mas kaunting machining kaysa sa sand casting.

Ginagawa ang shell molds gamit ang mainit (250–300 °C) na metal (bakal,) tooling sa paraang bunker. Ang mga kagamitan sa modelo ay isinasagawa 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 ginawang dalawang-layer: ang unang layer ay mula sa isang halo na may 6-10% thermosetting resin, ang pangalawa mula sa isang halo na may 2% na dagta. Para sa mas mahusay na pag-alis ng shell, ang modelong slab ay natatakpan ng manipis na layer ng separating emulsion (5% silicone fluid No. 5; 3% sabong panlaba; 92% tubig).

Para sa paggawa ng mga shell molds, pinong butil na quartz sands na naglalaman ng hindi bababa sa 96% silica ay ginagamit. Ang mga half-molds ay konektado 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 pagpuno ng mga nabuong form ay isinasagawa sa mga lalagyan. Kapag naghahagis sa mga hulma ng shell, ang parehong gating system ay ginagamit at mga kondisyon ng temperatura tulad ng sa sand casting.

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

Paghahagis ng pamumuhunan

Ang Lost-wax casting ay ginagamit para sa paggawa ng mga castings ng mas mataas na katumpakan (grado 3-5) at surface finish (mga grado ng pagkamagaspang 4-6), kung saan ang pamamaraang ito ay ang tanging posible o pinakamainam.

Ang mga modelo sa karamihan ng mga kaso ay ginawa mula sa pasty paraffin stearin (1: 1) na mga komposisyon sa pamamagitan ng pagpindot sa mga metal na hulma (cast at prefabricated) sa mga nakatigil o carousel installation. Sa paggawa ng mga kumplikadong castings na may sukat na higit sa 200 mm, upang maiwasan ang pagpapapangit ng mga modelo, ang mga sangkap ay ipinakilala sa komposisyon ng mass ng modelo na nagpapataas ng temperatura ng kanilang paglambot (pagtunaw).

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

Ang aluminyo (Aluminum) ay

Ang mga modelo ay natutunaw mula sa mga amag 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 na hulma ay tuyo sa 150-170°C sa loob ng 1-2 oras, inilalagay sa mga lalagyan, pinupuno ng dry filler, at na-calcine sa 600-700°C sa loob ng 5-8 na oras. Ang pagpuno ay isinasagawa sa malamig at pinainit na mga hulma. Ang temperatura ng pag-init (50-300 °C) ng mga hulma ay tinutukoy ng kapal ng mga dingding 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.

Die casting

Ang chill casting ay ang pangunahing paraan ng serial at mass production ng mga castings mula sa mga aluminyo na haluang metal, na ginagawang posible na makakuha ng mga casting ng ika-4-6 na mga klase ng katumpakan na may pagkamagaspang sa ibabaw Rz = 50-20 at isang minimum na kapal ng pader na 3-4 mm . Kapag ang paghahagis sa isang malamig na amag, kasama ang mga depekto na dulot ng mataas na bilis ng pagkatunaw sa lukab ng amag at hindi pagsunod sa mga kinakailangan ng directional solidification (gas porosity, oxide films, shrinkage looseness), ang mga pangunahing uri ng rejects at castings ay underfills at 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 agwat ng pagkikristal, na may malaking linear na pag-urong (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 probisyon ay dapat gawin para sa pagpapakain sa supply point sa pamamagitan ng pag-install ng isang supply boss (profit). Ang lahat ng mga elemento ng gating system ay matatagpuan sa kahabaan ng chill mold connector. Ang mga sumusunod na cross-sectional area ratios ng mga gate channel ay inirerekomenda: para sa maliliit na casting EFst: EFsl: EFpit = 1: 2: 3; para sa malalaking casting EFst: EFsl: EFpit = 1: 3: 6.

Upang bawasan ang rate ng matunaw na pagpasok sa lukab ng amag, ginagamit ang mga curved risers, fiberglass o metal meshes, at butil na mga filter. Ang kalidad ng mga casting mula sa mga aluminyo na haluang metal ay nakasalalay sa rate ng pagtaas ng pagkatunaw sa lukab ng amag. Ang bilis na ito ay dapat sapat upang magarantiya ang pagpuno ng mga manipis na seksyon ng mga casting sa ilalim ng mga kondisyon ng tumaas na pag-alis 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, pag-ikot at pag-agos ng natutunaw habang 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 amag ay kinukuha nang medyo mas mataas kaysa sa paghahagis sa mga hulma ng buhangin. Ang pinakamababang pinahihintulutang bilis ng pag-aangat ay kinakalkula ayon sa 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, tulad ng sa paghahagis ng buhangin, ang itinuro na solidification ay nilikha sa pamamagitan ng wastong pagpoposisyon ng paghahagis sa amag at kontrol 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 hardening nang direkta mula sa mga kita na naka-install sa itaas ng mga ito. Ang regulasyon ng intensity ng pag-alis ng init upang lumikha ng itinuro na solidification ay isinasagawa sa pamamagitan ng paglamig o insulating iba't ibang mga seksyon ng amag. Upang lokal na madagdagan ang pag-alis ng init, ang mga pagsingit mula sa heat-conducting cuprum ay malawakang ginagamit, nagbibigay sila ng pagtaas sa paglamig na ibabaw ng amag dahil sa mga palikpik, ang lokal na paglamig ng mga hulma na may naka-compress na hangin o tubig ay isinasagawa. Upang mabawasan ang intensity ng pag-alis ng init, ang isang layer ng pintura na 0.1-0.5 mm ang kapal ay inilalapat sa gumaganang ibabaw ng amag. Para sa layuning ito, ang isang layer ng pintura na 1-1.5 mm ang kapal ay inilapat sa ibabaw ng mga channel ng sprue at kita. Ang pagbagal sa paglamig ng metal sa mga kita ay maaari ding makamit sa pamamagitan ng lokal na pampalapot ng mga dingding ng amag, ang paggamit ng iba't ibang mga coatings na mababa ang init-conductive at ang pagkakabukod ng mga kita na may sticker ng asbestos. Ang pangkulay ng gumaganang ibabaw ng amag ay nagpapabuti hitsura castings, nag-aambag sa pag-aalis ng mga shell ng gas sa kanilang ibabaw at pinatataas ang paglaban ng mga hulma. Bago magpinta, ang mga hulma ay pinainit sa 100-120 °C. Ang isang labis na mataas na temperatura ng pag-init ay hindi kanais-nais, dahil binabawasan nito ang rate ng solidification ng mga casting at ang tagal. termino serbisyo ng amag. 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 pag-crack. Ito ay kinakailangan upang napapanahong alisin ang paghahagis mula sa amag. Ang paghahagis ay dapat na alisin mula sa amag bago ang sandali kapag ang temperatura nito ay katumbas ng temperatura ng amag, at ang pag-urong ng mga stress ay umabot sa pinakamataas na halaga. Karaniwan, ang paghahagis ay tinanggal sa sandaling ito ay sapat na malakas na maaari itong ilipat nang walang pagkasira (450-500 ° C). Sa oras na ito, ang sistema ng gating ay hindi pa nakakakuha ng sapat na lakas at nawasak ng mga magaan na epekto. Ang oras ng paghawak ng paghahagis sa amag ay tinutukoy ng rate ng solidification at depende sa temperatura ng metal, ang temperatura ng amag, at ang rate ng pagbuhos.

Upang maalis ang metal sticking, dagdagan ang buhay ng serbisyo at mapadali ang pagkuha, 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 nagsasagawa ng mga panlabas na balangkas ng mga casting ay gawa sa kulay abo cast iron. Ang kapal ng pader ng mga hulma ay itinalaga 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 palamutihan ang mga kumplikadong cavity na hindi maaaring gawin gamit ang mga metal rod. Upang mapadali ang pagkuha ng mga casting mula sa mga hulma, ang mga panlabas na ibabaw ng mga casting ay dapat magkaroon ng isang slope ng paghahagis mula 30 "hanggang 3 ° patungo sa paghihiwalay. Ang mga panloob na ibabaw ng mga castings na ginawa gamit ang mga metal rod ay dapat na may slope ng hindi bababa sa 6 °. Matalim Ang mga transition mula sa makapal hanggang sa manipis na mga seksyon ay hindi pinapayagan sa mga casting. Ang radius ng curvature ay dapat na hindi bababa sa 3 mm. Ang mga butas na may diameter na higit sa 8 mm para sa maliliit na castings, 10 mm para sa medium at 12 mm para sa malalaking castings ay ginawa gamit ang mga rod . Ang pinakamainam na ratio ng lalim ng butas sa diameter nito ay 0.7-1.

Ang hangin at mga gas ay inalis mula sa lukab ng amag sa tulong ng mga duct ng bentilasyon na inilagay sa parting plane at mga plug na inilagay sa mga dingding malapit sa malalim na mga cavity.

Sa mga modernong foundry, ang mga hulma ay naka-install sa single-station o multi-station na semi-automatic casting machine, kung saan ang pagsasara at pagbubukas ng amag, pagpasok at pag-alis ng mga core, pagbuga at pag-alis ng paghahagis mula sa amag ay awtomatiko. Ang awtomatikong kontrol ng temperatura ng pag-init ng amag ay ibinibigay din. Ang pagpuno ng mga hulma sa mga makina ay isinasagawa gamit ang mga dispenser.

Upang mapabuti ang pagpuno ng manipis na mga lukab ng amag at alisin ang hangin at mga gas na inilabas sa panahon ng pagkasira ng mga binder, ang mga amag ay inilikas, ibinuhos sa ilalim ng mababang presyon o gumagamit ng puwersang sentripugal.

Pisilin ang paghahagis

Ang squeeze casting ay isang uri ng die casting. Ito ay inilaan para sa paggawa ng malalaking sukat na castings (2500x1400 mm) ng panel type na may kapal ng pader na 2-3 mm. Para sa layuning ito, ginagamit ang mga metal na half-moulds, na naka-mount sa mga dalubhasang casting-squeezing machine na may one-sided o two-sided convergence ng half-moulds. Ang isang natatanging tampok ng pamamaraang ito ng paghahagis ay ang sapilitang pagpuno ng lukab ng amag na may malawak na daloy ng pagkatunaw kapag ang mga halves ng amag ay lumalapit sa isa't isa. Walang mga elemento ng isang conventional gating system sa casting mold. Data Ang pamamaraang ito ay ginagamit upang gumawa ng mga casting mula sa AL2, AL4, AL9, AL34 na mga haluang metal, na may makitid na hanay ng pagkikristal.

Ang natutunaw na rate ng paglamig ay kinokontrol sa pamamagitan ng paglalagay ng heat-insulating coating ng 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 convergence ng mga half-form ay 5-3 s.

Mababang presyon ng paghahagis

Ang low pressure casting ay isa pang anyo ng die casting. Ito ay ginamit sa paggawa ng malalaking sukat na manipis na pader na mga casting mula sa mga aluminyo na haluang metal na may makitid na agwat ng pagkikristal (AL2, AL4, AL9, AL34). Tulad ng sa kaso ng paghahagis ng amag, ang mga panlabas na ibabaw ng mga casting ay ginawa gamit ang isang metal na amag, at ang mga panloob na lukab ay ginawa gamit ang mga metal o buhangin na mga core.

Para sa paggawa ng mga rod, isang halo na binubuo ng 55% quartz sand 1K016A ay ginagamit; 13.5% bold sand P01; 27% pulbos na kuwarts; 0.8% pectin glue; 3.2% resin M at 0.5% kerosene. Ang ganitong halo ay hindi bumubuo ng isang mekanikal na paso. Ang mga form ay puno ng metal sa pamamagitan ng presyon ng pinatuyong naka-compress na hangin (18–80 kPa) na ibinibigay sa ibabaw ng natunaw sa isang tunawan na pinainit hanggang 720–750°C. Sa ilalim ng pagkilos ng presyur na ito, ang matunaw ay pinipilit palabas ng tunawan papunta sa metal wire, at mula dito sa sistema ng gating at higit pa sa lukab ng amag. Ang bentahe ng low-pressure casting ay ang kakayahang awtomatikong kontrolin ang rate ng pagtaas ng metal sa mold cavity, na ginagawang posible na makakuha ng thin-walled castings na mas mahusay ang kalidad kaysa sa gravity casting.

Ang pagkikristal ng mga haluang metal sa amag ay isinasagawa sa ilalim ng presyon na 10-30 kPa hanggang sa mabuo ang 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 casting na may back pressure. Ang pagpuno ng lukab ng amag sa panahon ng paghahagis na may presyon sa likod ay isinasagawa dahil sa pagkakaiba ng presyon sa tunawan at sa amag (10-60 kPa). Ang pagkikristal ng metal sa anyo 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. Nag-aambag ang mataas na presyon ng dugo mas mahusay na nutrisyon napakalaking casting units. Sa ibang aspeto, 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

Paghahagis sa ilalim ng presyon mula sa mga aluminyo na haluang metal AL2, ALZ, AL1, ALO, AL11, AL13, AL22, AL28, AL32, AL34, mga paghahagis ng kumplikadong pagsasaayos ng mga klase ng 1st-3rd accuracy na may kapal ng pader na 1 mm at higit pa, mga butas ng cast na may isang diameter ng hanggang sa 1, 2 mm, cast panlabas at panloob na 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 5-8 na mga klase ng pagkamagaspang. 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 pahalang na bale chamber.

Ang mga sukat at bigat ng mga casting ay limitado sa pamamagitan ng mga kakayahan ng Injection Molding Machines: ang dami ng pressing chamber, ang tiyak na pressure pressure (p) at ang locking force (0). Ang lugar ng projection (F) ng casting, ang mga gate channel at ang pressing chamber sa movable mold plate ay hindi dapat lumampas sa mga halaga 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 curvature 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 mula 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 ZKh2V8, 4Kh8V2, 4KhV2S; mga bakal 35, 45, 50, mga pin, bushing at mga haligi ng gabay - mula sa U8A na bakal.

Ang supply ng metal sa lukab ng mga hulma ay isinasagawa gamit ang panlabas at panloob na mga sistema ng gating. Ang mga feeder ay dinadala sa mga bahagi ng paghahagis na sumasailalim sa machining. Ang kanilang kapal ay itinalaga depende sa kapal ng pader ng paghahagis sa punto ng supply at ang ibinigay na likas na katangian ng pagpuno ng amag. Ang pag-asa na ito ay tinutukoy ng ratio ng kapal ng Feeder sa kapal ng pader ng paghahagis. Makinis, walang turbulence at air entrapment, ang pagpuno ng mga amag ay nagaganap kung ang ratio ay malapit sa isa. 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 pagsasama ng hangin, ang mga espesyal na tangke ng paghuhugas ay matatagpuan malapit sa lukab ng amag, ang dami nito ay maaaring umabot sa 20-40% ng dami ng paghahagis. Ang mga washer ay konektado sa lukab ng amag sa pamamagitan ng mga channel, ang kapal nito ay katumbas ng kapal ng mga feeder. Ang pag-alis ng hangin at gas mula sa lukab ng mga hulma ay isinasagawa sa pamamagitan ng mga espesyal na channel ng bentilasyon at mga puwang sa pagitan ng mga tungkod (pushers) at ang mold matrix. Ang mga channel ng bentilasyon ay ginawa sa split plane sa nakapirming bahagi ng amag, pati na rin sa kahabaan ng mga movable rod at ejector. Ang lalim ng mga duct ng bentilasyon kapag naghahagis ng mga aluminyo na haluang metal ay ipinapalagay na 0.05-0.15 mm, at ang lapad ay 10-30 mm, upang mapabuti ang bentilasyon, ang lukab ng mga washer ay konektado sa kapaligiran na may manipis na mga channel (0.2- 0.5 mm) .

Ang mga pangunahing depekto ng injection molded castings ay air (gas) subcrustal porosity, sanhi ng air entrapment sa mataas na bilis ng metal inlet sa mold cavity, at shrinkage porosity (o shells) sa thermal nodes. Ang pagbuo ng mga depekto na ito ay lubos na naiimpluwensyahan ng mga parameter ng teknolohiya ng paghahagis, ang bilis ng pagpindot, ang presyon ng pagpindot, at ang thermal na rehimen ng amag.

Tinutukoy ng bilis ng pagpindot ang mode ng pagpuno ng amag. Kung mas mataas ang bilis ng pagpindot, mas mabilis na gumagalaw ang matunaw sa mga gating channel, mas malaki ang bilis ng matunaw na pumapasok 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, sila ang sanhi ng pagkuha ng hangin sa pamamagitan ng metal at ang pagbuo ng subcrustal porosity. Kapag naghahagis ng mga aluminyo na haluang metal, ang mataas na bilis ng pagpindot ay ginagamit lamang sa paggawa ng mga kumplikadong paghahagis ng manipis na pader. Ang pagpindot sa presyon ay may malaking impluwensya sa kalidad ng mga castings. Habang tumataas ito, tumataas ang density ng castings.

Ang halaga ng presyur ng pagpindot ay kadalasang nililimitahan ng halaga ng puwersa ng pagsasara ng makina, na dapat lumampas sa presyon na ibinibigay ng metal sa movable matrix (pF). Samakatuwid, ang lokal na pre-pressing ng makapal na pader na castings, na kilala bilang proseso ng Ashigai, ay nakakakuha ng malaking interes. Ang mababang rate ng pagpasok ng metal sa lukab ng amag sa pamamagitan ng malalaking cross-section feeder at ang epektibong pre-pressure ng crystallizing melt sa tulong ng double plunger ay ginagawang posible na makakuha ng mga siksik na casting.

Ang kalidad ng mga castings ay makabuluhang apektado din ng mga temperatura ng haluang metal at ang amag. Sa paggawa ng makapal na pader na paghahagis ng isang 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. Inirerekomenda sumusunod na temperatura pagpainit:

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

Temperatura ng pag-init

molds, °С 250—280 200—250 160—200 120—160

Ang katatagan ng thermal regime ay ibinibigay ng heating (electric) o cooling (water) molds.

Upang maprotektahan ang gumaganang ibabaw ng mga amag mula sa pagdikit at erosive na mga epekto ng pagkatunaw, upang mabawasan ang alitan sa panahon ng pagkuha ng mga core at upang mapadali ang pagkuha ng mga casting, ang mga molds 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 mga casting mula sa mga aluminyo na haluang metal 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 subcrustal porosity ay hindi nabuo sa mga casting, dahil ang lahat ng nakulong na oxygen ay ginugol sa pagbuo ng mga pinong aluminum oxide, 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 kinakailangan ng mga teknikal na pagtutukoy, ang mga casting ng aluminyo na haluang metal ay maaaring sumailalim sa iba't ibang uri ng kontrol: X-ray, gamma-ray flaw detection o ultrasonic detection mga panloob na depekto; mga marka para sa pagtukoy ng mga dimensional deviations; luminescent upang makita ang mga bitak sa ibabaw; hydro- o pneumocontrol upang masuri ang higpit. Ang dalas ng mga nakalistang uri ng kontrol ay tinukoy sa mga teknikal na kondisyon o tinutukoy ng departamento ng punong metalurgist ng halaman. Ang mga natukoy na depekto, kung pinahihintulutan ng mga teknikal na pagtutukoy, ay inaalis sa pamamagitan ng hinang o impregnation. Ang argon-arc welding ay ginagamit para sa welding ng underfills, shells, looseness of cracks. Bago ang hinang, ang may sira na lugar ay pinutol sa paraang ang mga dingding ng mga recesses ay may slope na 30 - 42 °. Ang mga cast ay sumasailalim sa lokal o pangkalahatang pag-init hanggang sa 300-350C. Ang lokal na pagpainit ay isinasagawa ng isang apoy ng oxy-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 gastos argon 5-12 l/min. Ang lakas ng 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 paghawak 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 casting ay napapailalim sa pagpapatayo sa 65-200 ° C, kung saan ang impregnating na likido ay tumigas, at paulit-ulit na kontrol.

Ang aluminyo (Aluminum) ay

Paglalapat ng aluminyo

Malawakang ginagamit bilang isang istrukturang materyal. Ang pangunahing bentahe ng aluminyo sa kapasidad na ito ay magaan, kalagkitan para sa panlililak, paglaban sa kaagnasan (sa hangin, ang aluminyo ay agad na natatakpan ng isang malakas na pelikulang Al2O3, na pumipigil sa karagdagang oksihenasyon nito), mataas na thermal conductivity, non-toxicity ng mga compound nito. Sa partikular, ang mga pag-aari na ito ay gumawa ng aluminyo na lubhang popular sa paggawa ng cookware, 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, samakatuwid, upang palakasin ito, kadalasang pinaghalo ito ng 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, ito ay nangangailangan ng humigit-kumulang 2 beses na mas kaunting timbang upang makakuha ng pantay na pagtutol . 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 binabayaran ng pagtaas sa 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, malawak itong ginagamit sa mga thermal equipment.

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 deposition ay gumagawa ng aluminyo perpektong materyal para sa paggawa ng mga salamin.

Sa produksyon mga materyales sa gusali bilang isang gas generating agent.

Ang aluminizing ay nagbibigay ng corrosion at scale resistance sa bakal at iba pang alloys, halimbawa, piston internal combustion engine valves, turbine blades, oil 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 mga tansong aluminyo, 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 heater, 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="(!LANG:21. Classic Italian aluminum coffee producer" width="376" />!}

Noong napakamahal ng aluminyo, sari-saring mga kalakal 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 (pag-unlad) para sa produksyon nito, na binawasan ang gastos nang maraming beses. Ngayon ang aluminyo ay minsan ginagamit sa paggawa ng alahas.

Sa Japan, ang aluminyo ay ginagamit sa paggawa ng tradisyonal na alahas, na pinapalitan ang .

Ang aluminyo at ang mga compound nito ay ginagamit bilang isang mataas na pagganap na propellant sa bipropellant propellant at bilang isang propellant sa solid propellant. Ang mga sumusunod na aluminyo compound ay ang pinakadakilang 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.

aluminyo hydride.

aluminyo borane.

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 ito ay kusang nag-aapoy 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 mga aluminum compound (mg/kg ng timbang sa katawan) ay may nakakalason na epekto kapag natutunaw:

aluminyo acetate - 0.2-0.4;

aluminyo haydroksayd - 3.7-7.3;

aluminyo tawas - 2.9.

Una sa lahat, ito ay kumikilos sa nervous system (naiipon sa nervous tissue, na humahantong sa mga malubhang karamdaman ng central nervous system function). Gayunpaman, ang neurotoxic na ari-arian ng aluminyo ay pinag-aralan mula noong kalagitnaan ng 1960s, dahil ang akumulasyon ng metal sa katawan ng tao ay nahahadlangan ng mekanismo ng paglabas nito. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, hanggang 15 mg ng isang 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.

Para sa ilang biyolohikal na pananaliksik 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 ng isa sa isa ay pinabulaanan.

Ang mga kemikal 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), mahinang 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 aluminyo ay isang mahinang migrante; ito ay mahirap makuha sa mga organismo at sa hydrosphere. Sa isang mahalumigmig na klima, kung saan ang nabubulok na mga labi ng masaganang mga halaman ay bumubuo ng marami 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 namuo sa ibabang bahagi ng mga lupa. Ang koneksyon ng aluminyo na may silikon ay bahagyang nasira at sa ilang mga lugar sa tropiko ay nabuo ang mga mineral - aluminum hydroxides - boehmite, diaspore, 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 mga eluvial bauxite. Sa mga nakalipas na panahon ng geological, ang mga bauxite ay naipon din sa mga lawa at ang coastal zone ng mga dagat ng 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 pinakamalakas sa mga lugar ng bulkan, kung saan malakas ang acidic na ilog at Ang tubig sa lupa mayaman sa aluminyo. Sa mga lugar ng pag-aalis ng acidic na tubig na may alkalina - dagat (sa mga bibig ng mga ilog at iba pa), ang aluminyo ay idineposito 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% ng aluminyo (bawat krudo na substansiya) 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 dry matter (patatas) hanggang 46 mg (dilaw na singkamas), sa mga produktong hayop - mula 4 mg (honey) hanggang 72 mg bawat 1 kg ng dry matter (). Sa pang-araw-araw na diyeta ng tao, ang nilalaman ng aluminyo ay umabot sa 35-40 mg. Ang mga kilalang organismo ay mga concentrator ng aluminyo, halimbawa, mga club mosses (Lycopodiaceae), na naglalaman ng hanggang 5.3% na aluminyo sa abo, mga mollusk (Helix at Lithorina), sa mga abo kung saan 0.2-0.8% aluminyo. Ang pagbuo ng mga hindi matutunaw na compound na may mga pospeyt, ang aluminyo ay nakakagambala sa nutrisyon ng mga halaman (pagsipsip ng pospeyt ng mga ugat) at mga hayop (pagsipsip ng pospeyt sa mga bituka).

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

Ang mga haluang metal ng aluminum-manganese at aluminum-magnesium system (AMts at AMg) ay ang pangunahing materyal para sa mga hull ng high-speed "rockets" 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 sumasakop sa isang malakas na posisyon sa transportasyon sa lupa. Ang sumusunod na data ay nagsasalita 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 Russkaya Troika superexpress ay higit sa 50% na gawa sa mga haluang metal na aluminyo.

Ang aluminyo ay ginagamit nang higit pa at higit pa sa konstruksiyon. Sa mga bagong gusali, ang mga malakas at magaan na beam, kisame, haligi, rehas, bakod, mga elemento ng mga sistema ng bentilasyon na gawa sa mga haluang metal na nakabase sa aluminyo ay kadalasang ginagamit. Sa mga nagdaang taon, ang mga aluminyo na haluang metal ay pumasok sa pagtatayo ng marami mga pampublikong gusali, mga sports complex. May mga pagtatangka na gamitin ang aluminyo bilang isang materyales sa bubong. Ang nasabing bubong ay hindi natatakot sa mga impurities ng carbon dioxide, sulfur compound, nitrogen compound at iba pang nakakapinsalang impurities, na lubos na nagpapahusay sa atmospheric corrosion ng roofing iron.

Bilang paghahagis ng mga haluang metal, ang mga silumin ay ginagamit - mga haluang metal ng aluminyo-silikon na sistema. Ang ganitong mga haluang metal ay may mahusay na pagkalikido, nagbibigay ng mababang pag-urong at paghihiwalay (heterogeneity) sa mga casting, na ginagawang posible na makuha sa pamamagitan ng paghahagis ng mga pinaka-kumplikadong bahagi ng pagsasaayos, halimbawa, mga kaso ng engine, mga pump impeller, mga kaso ng instrumento, mga bloke ng panloob na combustion engine, piston, mga cylinder head at jacket na piston engine.

Labanan para sa pagtanggi gastos Ang mga aluminyo na haluang metal ay nagtagumpay din. Halimbawa, ang silumin ay 2 beses na mas mura kaysa sa aluminyo. Karaniwan, sa kabaligtaran, ang mga haluang metal ay mas mahal (upang makakuha ng isang haluang metal, kinakailangan upang makakuha ng isang purong base, at pagkatapos ay sa pamamagitan ng alloying - isang haluang metal). Ang mga metallurgist ng Sobyet sa Dnepropetrovsk Aluminum Plant noong 1976 ay pinagkadalubhasaan ang smelting ng mga silumin nang direkta mula sa aluminosilicates.

Matagal nang kilala ang aluminyo sa electrical engineering. Gayunpaman, hanggang kamakailan lamang, ang saklaw 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 tingga. Sa loob ng maraming dekada (sa unang pagkakataon, iminungkahi ang mga lead sheath para sa pagprotekta sa mga core ng cable noong 1851) ang tanging metal na materyal para sa mga cable sheath. Siya ay mahusay sa papel na ito, ngunit hindi walang mga bahid - mataas na density, mababang lakas at kakulangan; ito lamang ang mga pangunahing dahilan kung bakit ang isang tao ay maghanap ng iba pang mga metal na sapat na maaaring palitan ang tingga.

Sila 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 mga pag-aaral ng mga materyales na maaaring palitan ang tanso ay nagpakita na ang aluminyo ay dapat at maaaring maging tulad ng isang metal. Kaya, sa halip na dalawang metal, mahalagang magkaibang mga layunin, ang aluminyo ay pumasok sa teknolohiya ng cable.

Ang pagpapalit na ito ay may isang bilang ng mga pakinabang. Una, ang posibilidad ng paggamit ng isang aluminyo na shell bilang isang neutral na konduktor ay isang makabuluhang pagtitipid sa metal at pagbabawas ng timbang. Pangalawa, mas mataas na lakas. Pangatlo, pagpapadali sa pag-install, pagbabawas ng mga gastos sa transportasyon, pagbabawas ng gastos ng 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 paghalo ng magnesium hanggang 0.5%, silikon hanggang 0.5%, iron hanggang 0.45%, pagpapatigas at pagtanda. Ginagamit ang mga wire na bakal-aluminyo, lalo na para sa pagsasagawa ng malalaking span na kinakailangan sa intersection ng iba't ibang mga hadlang na may mga linya ng kuryente. Mayroong mga span ng higit sa 1500 m, halimbawa, kapag tumatawid sa mga ilog.

Aluminyo sa teknolohiya ng paglipat 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 power transmission tower. Sila ay unang itinayo sa aming bansa sa Caucasus. Ang mga ito ay halos 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 gayon o halos ganoon din sa ibang mga lugar ng teknolohiya. 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 sa industriya ng langis, gas at kemikal. Pinalitan nila ang maraming metal at materyales na lumalaban sa kaagnasan, tulad ng mga lalagyan ng iron-carbon alloy, na na-enamel sa loob para sa pag-iimbak ng mga agresibong likido (ang isang bitak sa enamel layer ng mamahaling disenyo na ito ay maaaring humantong sa mga pagkalugi o kahit isang aksidente).

Mahigit sa 1 milyong tonelada ng aluminyo ang ginugugol 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 lubhang iba-iba. Ginagamit ito para sa pag-iimpake ng iba't ibang mga produktong pagkain at pang-industriya - tsokolate, matamis, gamot, kosmetiko, produktong photographic, atbp.

Ginagamit din ang foil bilang isang materyal na pang-istruktura. 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) chem. zn. AL; sa. sa. = 27.12; beats sa. = 2.6; m.p. mga 700°. Pilak-pilak na puti, malambot, matunog na metal; ay kasama ng silicic acid ang pangunahing bahagi ng clays, feldspar, micas; matatagpuan sa lahat ng lupa. Pumupunta sa…… Diksyunaryo ng mga banyagang salita ng wikang Ruso

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

ALUMINIUM- ALUMINIUM, Aluminum (chemical sign A1, sa. timbang 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); ... ... Malaking Medical Encyclopedia

aluminyo- ay isang mala-bughaw-puting metal, na nailalarawan sa pamamagitan ng partikular na liwanag. 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 ng sarili nito sa ... ... Opisyal na terminolohiya

aluminyo- (Aluminium), Al, isang kemikal na elemento ng pangkat III ng periodic system, atomic number 13, atomic mass 26.98154; magaan na metal, mp660 °С. Ang nilalaman sa crust ng lupa ay 8.8% sa timbang. Ang aluminyo at ang mga haluang metal nito ay ginagamit bilang mga materyales sa istruktura sa ... ... Illustrated Encyclopedic Dictionary

ALUMINIUM- ALUMINIUM, aluminum male., chem. alkali metal clays, alumina base, clays; pati na rin ang batayan ng kalawang, bakal; at yari na tanso. Lalaking aluminyo. isang fossil na parang tawas, hydrous alumina sulphate. Alunit asawa. fossil, napakalapit sa ...... Diksyunaryo Dalia

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

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

aluminyo- Al (mula sa lat. alumen ang pangalan ng alum, na ginamit noong sinaunang panahon bilang mordant sa pagtitina at pangungulti * a. aluminyo; n. Aluminium; f. aluminyo; at. aluminio), chem. pangkat III elemento periodic. Mga sistema ng Mendeleev, sa. n. 13, sa. m. 26.9815 ... Geological Encyclopedia

ALUMINIUM- ALUMINIUM, aluminyo, pl. hindi, asawa. (mula sa lat. alumen alum). Pilak na puting malleable na light metal. Paliwanag na Diksyunaryo ng Ushakov. D.N. Ushakov. 1935 1940 ... Paliwanag na Diksyunaryo ng Ushakov

Ang bawat elemento ng kemikal ay maaaring isaalang-alang mula sa punto ng view ng tatlong agham: pisika, kimika at biology. At sa artikulong ito susubukan naming makilala ang aluminyo nang tumpak hangga't maaari. Ito ay isang kemikal na elemento na nasa ikatlong pangkat at ikatlong yugto, ayon sa periodic table. Ang aluminyo ay isang metal na may katamtamang aktibidad ng kemikal. Gayundin sa mga compound nito, maaaring maobserbahan ang mga katangian ng amphoteric. Ang atomic mass ng aluminyo ay dalawampu't anim na gramo bawat nunal.

Pisikal na katangian ng aluminyo

Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ito ay isang solid. Ang formula para sa aluminyo ay napaka-simple. Binubuo ito ng mga atomo (huwag magkaisa sa mga molekula), na itinayo sa tulong ng isang kristal na sala-sala sa isang tuluy-tuloy na sangkap. Kulay ng aluminyo - pilak-puti. Bilang karagdagan, mayroon itong metal na kinang, tulad ng lahat ng iba pang mga sangkap ng pangkat na ito. Ang kulay ng aluminyo na ginagamit sa industriya ay maaaring mag-iba dahil sa pagkakaroon ng mga impurities sa haluang metal. Ito ay isang medyo magaan na metal.

Ang density nito ay 2.7 g / cm3, iyon ay, ito ay humigit-kumulang tatlong beses na mas magaan kaysa sa bakal. Sa ito, maaari lamang itong magbunga sa magnesiyo, na mas magaan kaysa sa metal na pinag-uusapan. Ang tigas ng aluminyo ay medyo mababa. Sa loob nito, ito ay mas mababa sa karamihan sa mga metal. Ang tigas ng aluminyo ay dalawa lamang. Samakatuwid, upang palakasin ito, ang mga mas mahirap ay idinagdag sa mga haluang metal batay sa metal na ito.

Ang pagkatunaw ng aluminyo ay nangyayari sa temperatura na 660 degrees Celsius lamang. At ito ay kumukulo kapag pinainit sa temperatura na dalawang libo apat na raan at limampu't dalawang digri Celsius. Ito ay isang napaka-ductile at fusible na metal. Ang mga pisikal na katangian ng aluminyo ay hindi nagtatapos doon. Gusto ko ring tandaan na ang metal na ito ay may pinakamahusay na electrical conductivity pagkatapos ng tanso at pilak.

Prevalence sa kalikasan

Ang aluminyo, ang mga teknikal na katangian na kakasuri pa lamang natin, ay karaniwan sa kapaligiran. Maaari itong maobserbahan sa komposisyon ng maraming mineral. Ang elementong aluminyo ay ang ikaapat na pinakakaraniwang elemento sa kalikasan. Ito ay halos siyam na porsyento sa crust ng lupa. Ang mga pangunahing mineral kung saan naroroon ang mga atom nito ay bauxite, corundum, cryolite. Ang una ay bato, na binubuo ng mga oxide ng bakal, silikon at ang metal na pinag-uusapan, ang mga molekula ng tubig ay naroroon din sa istraktura. Mayroon itong magkakaiba na kulay: mga fragment ng kulay abo, mapula-pula-kayumanggi at iba pang mga kulay, na nakasalalay sa pagkakaroon ng iba't ibang mga impurities. Mula sa tatlumpu hanggang animnapung porsyento ng lahi na ito ay aluminyo, ang larawan kung saan makikita sa itaas. Bilang karagdagan, ang corundum ay isang pangkaraniwang mineral sa kalikasan.

Ito ay aluminum oxide. Ang chemical formula nito ay Al2O3. Maaari itong pula, dilaw, asul o kayumanggi. Ang tigas nito sa sukat ng Mohs ay siyam na yunit. Ang mga uri ng corundum ay kinabibilangan ng mga kilalang sapphires at rubi, leucosapphires, pati na rin ang padparadscha (dilaw na sapiro).

Ang cryolite ay isang mineral na may mas kumplikadong pormula ng kemikal. Binubuo ito ng aluminyo at sodium fluoride - AlF3.3NaF. Mukhang walang kulay o kulay-abo na bato na may mababang tigas - tatlo lamang sa Mohs scale. AT modernong mundo ito ay ginawang artipisyal mga kondisyon sa laboratoryo. Ginagamit ito sa metalurhiya.

Ang aluminyo ay matatagpuan din sa kalikasan sa komposisyon ng mga luad, ang mga pangunahing bahagi nito ay mga oxide ng silikon at ang metal na pinag-uusapan, na nauugnay sa mga molekula ng tubig. Bilang karagdagan, ang elementong kemikal na ito ay maaaring maobserbahan sa komposisyon ng mga nepheline, ang pormula ng kemikal na kung saan ay ang mga sumusunod: KNa34.

Resibo

Ang katangian ng aluminyo ay nagsasangkot ng pagsasaalang-alang ng mga pamamaraan para sa synthesis nito. Mayroong ilang mga pamamaraan. Ang produksyon ng aluminyo sa pamamagitan ng unang paraan ay nangyayari sa tatlong yugto. Ang huli sa mga ito ay ang electrolysis procedure sa cathode at carbon anode. Upang maisagawa ang naturang proseso, kinakailangan ang aluminyo oksido, pati na rin ang mga pantulong na sangkap tulad ng cryolite (formula - Na3AlF6) at calcium fluoride (CaF2). Upang maganap ang proseso ng agnas ng aluminum oxide na natunaw sa tubig, dapat itong painitin kasama ng molten cryolite at calcium fluoride sa temperatura na hindi bababa sa siyam na raan at limampung degrees Celsius, at pagkatapos ay isang agos ng walumpung libong amperes at isang boltahe ng limang-walong volts. Kaya, bilang isang resulta ng prosesong ito, ang aluminyo ay tumira sa katod, at ang mga molekula ng oxygen ay mangolekta sa anode, na, naman, ay nag-oxidize sa anode at nagiging carbon dioxide. Bago isagawa ang pamamaraang ito, ang bauxite, sa anyo kung saan ang aluminyo oksido ay mina, ay paunang nalinis ng mga impurities, at dumaan din sa proseso ng pag-aalis ng tubig nito.

Ang paggawa ng aluminyo sa paraang inilarawan sa itaas ay karaniwan sa metalurhiya. Mayroon ding paraan na naimbento noong 1827 ni F. Wehler. Ito ay nakasalalay sa katotohanan na ang aluminyo ay maaaring minahan gamit ang isang kemikal na reaksyon sa pagitan ng klorido at potasa nito. Posible na isagawa ang gayong proseso lamang sa pamamagitan ng paglikha ng mga espesyal na kondisyon sa anyo ng napakataas na temperatura at vacuum. Kaya, mula sa isang nunal ng klorido at ang parehong dami ng potasa, maaaring makuha ang isang nunal ng aluminyo at tatlong moles bilang isang by-product. Ang reaksyong ito ay maaaring isulat bilang sumusunod na equation: АІСІ3 + 3К = АІ + 3КІ. Ang pamamaraang ito ay hindi nakakuha ng maraming katanyagan sa metalurhiya.

Mga katangian ng aluminyo sa mga tuntunin ng kimika

Tulad ng nabanggit sa itaas, ito ay isang simpleng sangkap na binubuo ng mga atomo na hindi pinagsama sa mga molekula. Ang mga katulad na istruktura ay bumubuo ng halos lahat ng mga metal. Ang aluminyo ay may medyo mataas na aktibidad ng kemikal at malakas na pagbabawas ng mga katangian. Pagkilala sa kemikal Magsisimula ang aluminyo sa isang paglalarawan ng mga reaksyon nito sa iba pang mga simpleng sangkap, at pagkatapos ay ilalarawan ang mga pakikipag-ugnayan sa mga kumplikadong inorganic na compound.

Aluminyo at simpleng mga sangkap

Kabilang dito, una sa lahat, ang oxygen - ang pinakakaraniwang tambalan sa planeta. Dalawampu't isang porsyento ng atmospera ng Earth ang binubuo nito. Mga reaksyon ibinigay na sangkap sa alinmang iba ay tinatawag na oksihenasyon, o pagkasunog. Karaniwan itong nangyayari sa mataas na temperatura. Ngunit sa kaso ng aluminyo, ang oksihenasyon ay posible sa ilalim ng normal na mga kondisyon - ito ay kung paano nabuo ang isang oxide film. Kung ang metal na ito ay durog, ito ay masusunog, habang naglalabas ng malaking halaga ng enerhiya sa anyo ng init. Upang maisagawa ang reaksyon sa pagitan ng aluminyo at oxygen, ang mga sangkap na ito ay kinakailangan sa isang molar ratio na 4:3, na nagreresulta sa dalawang bahagi ng oksido.

Ang pakikipag-ugnayang kemikal na ito ay ipinahayag bilang sumusunod na equation: 4АІ + 3О2 = 2АІО3. Posible rin ang mga reaksyon ng aluminyo na may mga halogens, na kinabibilangan ng fluorine, iodine, bromine at chlorine. Ang mga pangalan ng mga prosesong ito ay nagmula sa mga pangalan ng kaukulang halogens: fluorination, iodination, bromination at chlorination. Ito ay karaniwang mga reaksyon sa karagdagan.

Halimbawa, binibigyan namin ang pakikipag-ugnayan ng aluminyo sa murang luntian. Ang ganitong uri ng proseso ay maaari lamang mangyari sa malamig.

Kaya, ang pagkuha ng dalawang moles ng aluminyo at tatlong moles ng chlorine, makakakuha tayo bilang isang resulta ng dalawang moles ng chloride ng metal na pinag-uusapan. Ang equation para sa reaksyong ito ay ang mga sumusunod: 2АІ + 3СІ = 2АІСІ3. Sa parehong paraan, ang aluminum fluoride, ang bromide at iodide nito ay maaaring makuha.

Sa asupre, ang pinag-uusapang sangkap ay tumutugon lamang kapag pinainit. Upang maisagawa ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng dalawang compound na ito, kailangan mong dalhin ang mga ito sa mga proporsyon ng molar ng dalawa hanggang tatlo, at isang bahagi ng aluminyo sulfide ay nabuo. Ang equation ng reaksyon ay may sumusunod na anyo: 2Al + 3S = Al2S3.

Bilang karagdagan, sa mataas na temperatura, ang aluminyo ay nakikipag-ugnayan sa carbon, na bumubuo ng isang karbida, at sa nitrogen, na bumubuo ng isang nitride. Ang mga sumusunod na equation ng mga reaksiyong kemikal ay maaaring banggitin bilang isang halimbawa: 4AI + 3C = AI4C3; 2Al + N2 = 2AlN.

Pakikipag-ugnayan sa mga kumplikadong sangkap

Kabilang dito ang tubig, asin, acid, base, oxide. Sa lahat ng mga kemikal na compound na ito, ang aluminyo ay tumutugon sa iba't ibang paraan. Tingnan natin ang bawat kaso.

Reaksyon sa tubig

Nakikipag-ugnayan ang aluminyo sa pinakakaraniwang kumplikadong sangkap sa Earth kapag pinainit. Nangyayari lamang ito sa kaso ng paunang pag-alis ng oxide film. Bilang resulta ng pakikipag-ugnayan, nabuo ang amphoteric hydroxide, at ang hydrogen ay inilabas din sa hangin. Ang pagkuha ng dalawang bahagi ng aluminyo at anim na bahagi ng tubig, nakakakuha tayo ng hydroxide at hydrogen sa mga proporsyon ng molar na dalawa hanggang tatlo. Ang equation ng reaksyong ito ay nakasulat tulad ng sumusunod: 2АІ + 6Н2О = 2АІ (ОН) 3 + 3Н2.

Pakikipag-ugnayan sa mga acid, base at oxide

Tulad ng iba pang mga aktibong metal, ang aluminyo ay maaaring pumasok sa isang reaksyon ng pagpapalit. Sa paggawa nito, maaari nitong palitan ang hydrogen mula sa isang acid o isang cation ng isang mas passive na metal mula sa asin nito. Bilang resulta ng gayong mga pakikipag-ugnayan, ang isang aluminyo na asin ay nabuo, at ang hydrogen ay inilabas (sa kaso ng isang acid) o isang purong metal na namuo (isa na hindi gaanong aktibo kaysa sa isa na isinasaalang-alang). Sa pangalawang kaso, ang mga pag-aari ng pagpapanumbalik na nabanggit sa itaas ay ipinakita. Ang isang halimbawa ay ang pakikipag-ugnayan ng aluminyo kung saan ang aluminyo klorido ay nabuo at ang hydrogen ay inilabas sa hangin. Ang ganitong uri ng reaksyon ay ipinahayag bilang ang sumusunod na equation: 2AI + 6HCI = 2AICI3 + 3H2.

Ang isang halimbawa ng pakikipag-ugnayan ng aluminyo sa asin ay ang reaksyon nito sa.Pagkuha ng dalawang sangkap na ito, sa kalaunan ay makakakuha tayo ng purong tanso, na mamumuo. Sa mga acid tulad ng sulfuric at nitric, ang aluminyo ay tumutugon sa isang kakaibang paraan. Halimbawa, kapag ang aluminyo ay idinagdag sa isang dilute na solusyon ng nitrate acid sa isang molar ratio ng walong bahagi hanggang tatlumpu, walong bahagi ng nitrate ng metal na pinag-uusapan, tatlong bahagi ng nitric oxide at labinlimang bahagi ng tubig ang nabuo. Ang equation para sa reaksyong ito ay nakasulat tulad ng sumusunod: 8Al + 30HNO3 = 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O. Ang prosesong ito ay nangyayari lamang sa pagkakaroon ng mataas na temperatura.

Kung paghaluin natin ang aluminyo at isang mahinang solusyon ng sulfate acid sa mga proporsyon ng molar na dalawa hanggang tatlo, nakukuha natin ang sulfate ng metal na pinag-uusapan at hydrogen sa isang ratio ng isa hanggang tatlo. Iyon ay, ang isang ordinaryong reaksyon ng pagpapalit ay magaganap, tulad ng kaso sa iba pang mga acid. Para sa kalinawan, ipinakita namin ang equation: 2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2. Gayunpaman, sa isang puro solusyon ng parehong acid, ang lahat ay mas kumplikado. Dito, tulad ng sa kaso ng nitrate, isang by-product ay nabuo, ngunit hindi sa anyo ng oksido, ngunit sa anyo ng asupre, at tubig. Kung kukuha tayo ng dalawang sangkap na kailangan natin sa isang molar ratio na dalawa hanggang apat, pagkatapos ay bilang isang resulta ay nakakakuha tayo ng isang bahagi ng asin ng metal na pinag-uusapan at asupre, pati na rin ang apat na tubig. Ang interaksyon ng kemikal na ito ay maaaring ipahayag gamit ang sumusunod na equation: 2Al + 4H2SO4 = Al2(SO4)3 + S + 4H2O.

Bilang karagdagan, ang aluminyo ay maaaring tumugon sa mga solusyon sa alkali. Upang maisagawa ang gayong pakikipag-ugnayan ng kemikal, kailangan mong kumuha ng dalawang moles ng metal na pinag-uusapan, ang parehong halaga o potasa, pati na rin ang anim na moles ng tubig. Bilang isang resulta, ang mga sangkap tulad ng sodium o potassium tetrahydroxoaluminate ay nabuo, pati na rin ang hydrogen, na inilabas bilang isang gas na may masangsang na amoy sa molar na proporsyon ng dalawa hanggang tatlo. Ito kemikal na reaksyon ay maaaring katawanin bilang sumusunod na equation: 2AI + 2KOH + 6H2O = 2K[AI(OH)4] + 3H2.

At ang huling bagay na dapat isaalang-alang ay ang mga pattern ng pakikipag-ugnayan ng aluminyo sa ilang mga oxide. Ang pinakakaraniwan at ginagamit na kaso ay ang Beketov reaction. Ito, tulad ng marami pang iba na tinalakay sa itaas, ay nangyayari lamang sa mataas na temperatura. Kaya, para sa pagpapatupad nito, kinakailangan na kumuha ng dalawang moles ng aluminyo at isang nunal ng ferrum oxide. Bilang resulta ng pakikipag-ugnayan ng dalawang sangkap na ito, nakakakuha kami ng aluminyo oksido at libreng bakal sa dami ng isa at dalawang moles, ayon sa pagkakabanggit.

Ang paggamit ng metal na pinag-uusapan sa industriya

Tandaan na ang paggamit ng aluminyo ay isang pangkaraniwang pangyayari. Una sa lahat, kailangan ito ng industriya ng abyasyon. Kasabay nito, ginagamit din ang mga haluang metal batay sa pinag-uusapang metal. Masasabi nating ang average na sasakyang panghimpapawid ay 50% aluminyo na haluang metal, at ang makina nito ay 25%. Gayundin, ang paggamit ng aluminyo ay isinasagawa sa proseso ng pagmamanupaktura ng mga wire at cable dahil sa mahusay na electrical conductivity nito. Bilang karagdagan, ang metal na ito at ang mga haluang metal nito ay malawakang ginagamit sa industriya ng sasakyan. Ang mga katawan ng mga kotse, bus, trolleybus, ilang mga tram, pati na rin ang mga ordinaryong at de-kuryenteng mga kotse ng tren ay gawa sa mga materyales na ito.

Ginagamit din ito para sa mas maliliit na layunin, halimbawa, para sa produksyon ng packaging para sa pagkain at iba pang mga produkto, mga pinggan. Upang makagawa ng pinturang pilak, kailangan ang isang pulbos ng metal na pinag-uusapan. Ang ganitong pintura ay kinakailangan upang maprotektahan ang bakal mula sa kaagnasan. Masasabi nating ang aluminyo ay ang pangalawang pinakakaraniwang ginagamit na metal sa industriya pagkatapos ng ferrum. Ang mga compound nito at ang sarili nito ay kadalasang ginagamit sa industriya ng kemikal. Ito ay dahil sa mga espesyal na katangian ng kemikal ng aluminyo, kabilang ang mga katangian ng pagbabawas nito at ang amphoteric na katangian ng mga compound nito. Ang hydroxide ng itinuturing na elemento ng kemikal ay kinakailangan para sa paglilinis ng tubig. Bilang karagdagan, ginagamit ito sa gamot sa panahon ng paggawa ng mga bakuna. Matatagpuan din ito sa ilang mga plastik at iba pang materyales.

Papel sa kalikasan

Tulad ng nabanggit sa itaas, aluminyo sa malaking bilang matatagpuan sa crust ng lupa. Ito ay lalong mahalaga para sa mga buhay na organismo. Ang aluminyo ay kasangkot sa regulasyon ng mga proseso ng paglago, mga form connective tissues, tulad ng buto, ligament, at iba pa. Salamat sa microelement na ito, ang mga proseso ng pagbabagong-buhay ng mga tisyu ng katawan ay isinasagawa nang mas mabilis. Ang kakulangan nito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga sumusunod na sintomas: mga karamdaman sa pag-unlad at paglago sa mga bata, sa mga matatanda - talamak na pagkapagod, nabawasan ang pagganap, may kapansanan sa koordinasyon ng mga paggalaw, nabawasan ang mga rate ng pagbabagong-buhay ng tissue, pagpapahina ng mga kalamnan, lalo na sa mga limbs. Maaaring mangyari ang hindi pangkaraniwang bagay na ito kung kumain ka ng napakakaunting pagkain na naglalaman ng trace element na ito.

Gayunpaman, ang isang mas karaniwang problema ay ang labis na aluminyo sa katawan. Sa kasong ito, ang mga sumusunod na sintomas ay madalas na sinusunod: nerbiyos, depresyon, pagkagambala sa pagtulog, pagkawala ng memorya, paglaban sa stress, paglambot ng musculoskeletal system, na maaaring humantong sa madalas na mga bali at sprains. Sa isang matagal na labis na aluminyo sa katawan, ang mga problema ay madalas na lumitaw sa gawain ng halos bawat organ system.

Ang isang bilang ng mga kadahilanan ay maaaring humantong sa hindi pangkaraniwang bagay na ito. Una sa lahat, matagal nang napatunayan ng mga siyentipiko na ang mga pagkaing gawa sa metal na pinag-uusapan ay hindi angkop para sa pagluluto ng pagkain dito, mula noong mataas na temperatura ang ilan sa mga aluminyo ay napupunta sa pagkain, at bilang isang resulta, mas marami kang kinakain ang trace element na ito kaysa sa kailangan ng katawan.

Ang pangalawang dahilan ay ang regular na paggamit ng mga pampaganda na naglalaman ng metal na pinag-uusapan o mga asin nito. Bago gamitin ang anumang produkto, kailangan mong maingat na basahin ang komposisyon nito. Ang mga kosmetiko ay walang pagbubukod.

Ang pangatlong dahilan ay ang pag-inom ng mga gamot na naglalaman ng maraming aluminyo sa mahabang panahon. Pati na rin ang hindi wastong paggamit ng mga bitamina at nutritional supplement, na kinabibilangan ng microelement na ito.

Ngayon, alamin natin kung aling mga produkto ang naglalaman ng aluminyo upang makontrol ang iyong diyeta at maayos ang menu. Una sa lahat, ito ay mga karot, naprosesong keso, trigo, tawas, patatas. Mula sa mga prutas, inirerekomenda ang mga avocado at peach. Bilang karagdagan, puting repolyo, bigas, marami nakapagpapagaling na halamang gamot. Gayundin, ang mga kasyon ng metal na pinag-uusapan ay maaaring mapaloob sa inuming tubig. Upang maiwasan ang pagtaas o pagbaba ng nilalaman ng aluminyo sa katawan (gayunpaman, tulad ng anumang iba pang elemento ng bakas), kailangan mong maingat na subaybayan ang iyong diyeta at subukang gawin itong balanse hangga't maaari.