Энциклопедия техники

Алюминий

Алюминий
алюми́ний
al, серебристо-белый металл, химический элемент III группы периодической системы (ат. н. 13, ат. масса 26.98). По распространённости занимает первое место среди металлов. В свободном виде в природе не встречается. Чистый алюминий впервые выделил в 1825 г. датский учёный К. Эрстед. Способ промышленного производства алюминия впервые предложил французский химик А. Сент-Клер Девиль (1856). Получают Al электролизом растворов глинозёма Al₂О₃ в расплавленном криолите Nа₃AlF6 при 950 °C (катод – под электролизной ванной, анод – угольные блоки, погружённые в электролит).
Плотность Al 2699 кг/мі; температура плавления 660 °C, температура кипения ок. 2452 °C. Относится к химически активным металлам. На воздухе покрывается тонкой прочной плёнкой оксида, препятствующей дальнейшему окислению. При повышенных температурах реагирует со многими химическими элементами. Отличается высокой коррозионной стойкостью в пресной и морской воде, не взаимодействует с органическими кислотами (уксусной, лимонной, винной) и пищевыми продуктами. При нагревании восстанавливает оксиды других металлов до металлов (алюмотермия). Легко поддаётся ковке, прокатке, штамповке. Отличается высокой электропроводностью, уступая лишь серебру, меди и золоту; его удельное электрическое сопротивление 0.0265 мкОм·м.; теплопроводность 1.24 · 10–3 Вт/(м·К). Слабо парамагнитен. При охлаждении ниже 120 К его прочность, в отличие от большинства металлов, возрастает, а пластичность не меняется. Сплавы Al отличаются малой плотностью (до 3000 кг/мі), хорошей электро – и теплопроводностью, жаропрочностью, стойкостью к коррозии, хорошо поддаются механической обработке. Подразделяются на деформируемые и литейные сплавы. Из деформируемых сплавов низкой прочности, [Al-Mg (магналии), Al-Mg-Si (авиали), Al-Mn] изготовляют листы, проволоку, рамы, окантовки, фольгу, пищевые контейнеры; сплавы средней прочности [Al-Cu-Mg (дуралюмины), жаропрочные Al-Cu-Mg-Si, Al-Cu-Mg-Fe-Ni, Al-Li-Mg] используются как конструкционные материалы, работающие при низких температурах, и для изготовления элементов двигателей; из высокопрочных сплавов [Al-Cu-Mg-Zn, Al-Cu-Mg-Si-Mn-Zr, Al-Cu-Li] изготовляют детали машин и конструкций, работающих при высоких температурах и под большой нагрузкой (винты вертолётов и самолётов, крылья самолётов). Среди литейных сплавов выделяют жаропрочные (Al-Cu-Si-Mg-Ni) для работы при температурах до 400 °C, коррозионностойкие (Al-Mg), работающие в морской воде, высокопрочные [Al-Si (силумины) и Al-Si-Cu-Mg-Mn] малопроницаемые для жидкостей и газов и выдерживающие давление до 25 МПа. Широкое применение находят также порошковые сплавы, которые получают распылением жидкого алюминия в воздухе или инертной среде при высокой скорости охлаждения.
Схема электролизёра для получения металлического алюминия
Схема электролизёра для получения металлического алюминия
Энциклопедия «Техника». — М.: Росмэн 2006