Алюминием называют пластичный металл, который имеет серебристую пленку. Он распространен в природе, поэтому является лидером среди металлов и занимает более 8% от массы всей земной коры. Благодаря ряду свойств он имеет широкий спектр применения и в промышленных целях используется также часто, как железо.
Основные параметры
Одним из самых распространенных материал он стал благодаря своим качествам:
- Электропроводность. По этому показателю материал уступает только золоту и меди. Он используется для производства кабелей и проводов из-за маленького веса и высокой электропроводности. Примесь в виде хрома, марганца или титана повлияет на этот показатель.
- Устойчивость к коррозии. Активное вещество используется в алюмотермии, поэтому при наличии воздуха образуется пленка, обеспечивающая прочность. Алюминий высокой чистоты производится без пор, а значит, имеет хорошее сопротивление и защищает всю поверхность материала. Элемент становится устойчивым к воде, воздуху и неорганическим кислотам. Защитный слой повреждается только при наличии примесей.
- Токсичность. Алюминий не найден в метаболизме живых существ. Он имеет легкий токсический эффект, но растворяясь в воде, может надолго задерживаться в организме и сказывать на нем. В питьевой воде иногда содержится элемент, но не более, чем 0,5 мг на литр.
- Теплопроводность. В зависимости от чистоты получаемого металла этот коэффициент увеличивается. Материал используют для создания радиаторов, теплообменников.
- Взаимодействие. Металл растворяет водород. Также он неустойчив к щелочи, соляной, серной кислоте. К аммиаку, пресной, морской воде он устойчив.
Физические и химические свойства
Серебристый металл быстро окисляется на воздухе, поэтому покрывается оксидной пленкой через некоторое время. От длительного воздействия концентрированной кислотой происходит то же самое. Уникальность алюминия — прочность, мягкость и легкость, эти качества редко встречаются вместе. Пластичность, высокая температура плавления позволяют делать из него тонкую фольгу или добавлять для создания проволоки.
Активный амфотерный металл обладает оксидной пленкой, от которой и зависит прочность. При ее разрушении алюминий выполнит функции восстановителя. В раздробленном виде начнется взаимодействие с кислородом.
Способы получения
По распространенности алюминий занимает третье место среди всех элементов. Им покрыто около 8% земной коры. Микроэлемент содержится в незначительных количествах в тканях растений, животных. В естественной среде он встречается только связанным с другими породами.
Алюминий обычно добывают из бокситов. Эта руда встречается в тропическом поясе. В Кемеровой области добывается нефелиновая руда. Во время этого процесса помимо алюминия получают цемент, поташ, удобрения и пр.
Бокситы содержат около 60% глинозема (окиси алюминия). Для его выделения прибегают к методу Брайера. Для этого руду помещают в автоклаву вместе с натром. После охлаждения отделяют образовавшийся осадок. Полученную смесь прокалывают для получения глинозема. После извлечения его превращают в алюминий. Для этого используется процесс Холла-Эру.
Температура плавления
Перед плавкой металла обычно выполняется ряд действий, который позволяет снизить показатель. Например, для расплава часто берется алюминиевый порошок, потому что он быстрее плавится. Однако, этот способ используется только на предприятиях, поскольку взаимодействие с кислородом провоцирует окисление и выделение тепла. А при контакте материала с водой происходит мгновенный взрыв.
Тепловая энергия для расплава проводится снаружи материала или внутри него. В зависимости от уровня чистоты алюминия, плавка начнется при 643–660 °C.
Сплавы обычно содержат легирующие вещества. При их большом количестве снижается температура плавления. А если в материале содержится кремний, то плавление начинается уже при 500 °C. Этот показатель всегда варьируется в определенном диапазоне, поскольку не имеет постоянной величины.
В домашних условиях расплавить алюминий тоже возможно, но для этого используется только нарезанная проволока или чушки. Работать с порошком слишком опасно, поэтому лучше не рисковать. Для плавления подходит любая емкость, изготовленная из алюминия. Довольно легко сделать самодельный горн и выполнить весь процесс на открытом огне.
Не имеет значения даже наличие краски на материале, поскольку во время плавления все посторонние вещества выйдут вместе со шлаком. Для получения качественного сырья используются флюсы, они удаляют из сплава посторонние примеси и связывают материал.
Область применения
Сплавы с алюминием используются при строительстве. Благодаря ему строения становятся надежными, долговечными, уменьшается металлоемкость. Основной областью применения сплавов является именно стройка, поскольку добавление материала позволяет эксплуатировать конструкции в экстремальных условиях и не беспокоиться за результат.
Кровельные материалы с алюминием дешево стоят, не требуют профилактического ремонта, дольше используются. Такая кровля еще и не уступает остальным материалам по декоративным особенностям.
Для внешней отделки конструкции используются стеновые панели с добавлением алюминия. Они состоят из листов, облицовки и утеплителя. Материал легкий, поэтому не дает сильную нагрузку на фундамент, хорошо удерживает тепло, но всегда дешево стоит.
Соединения с алюминием используются в фармацевтике для лечения тяжелых форм болезней. Они усиливают выработку антител и не имеют побочных эффектов.
При контакте с пищей алюминий не разрушает витамины, поэтому его часто используют в пищевой промышленности. Материал используют для производства посуды, бытовой химии и косметических средств. В разных отраслях промышленности с добавлением этого металла создают аппаратуру, которая помогает перерабатывать пищу. Фольга, столовые приборы, посуда, кухонная техника — все это делают с добавлением алюминия, поскольку он не влияет на вкус продуктов, но при этом защищает их от внешних факторов.
Как вам статья?
