Температура плавления алюминия

Температура плавления алюминия.

Температура плавления алюминия относится к разделу о плавкости металлов, так как данный химический элемент является металлом.

Температура плавления (обычно совпадает с температурой кристаллизации) — температура, при которой твёрдое кристаллическое тело совершает переход в жидкое состояние и наоборот.

Температура — физическая величина, характеризующая термодинамическую систему и количественно выражающая интуитивное понятие о различной степени нагретости тел.

Жидкое состояние вещества является промежуточным между твердым (кристаллическим) и газообразным состоянием.

Удельная теплота плавления — количество теплоты, которое необходимо сообщить одной единице массы кристаллического вещества в равновесном изобарно-изотермическом процессе, чтобы перевести его из твёрдого (кристаллического) состояния в жидкое (то же количество теплоты выделяется при кристаллизации вещества).

Температура плавления алюминия при нормальных условиях:

Температуру плавления обозначают Тпл

Температура плавления алюминия (Тпл) составляет 660,32 °C (933,47 К).

Температура плавления алюминия приведена при нормальных условиях (согласно ИЮПАК), т.е. при  давлении 105 (100 000) Па.

Для сведения: 101 325 Па = 1 атм = 760 мм рт. ст.

Необходимо иметь в виду, что температура плавления металлов может изменяться в зависимости от условий окружающей среды (давления). Точное значение температуры плавления металлов в зависимости от условий окружающей среды (давления) необходимо смотреть в справочниках.

Зависимость температуры фазового перехода (в том числе и плавления, и кипения) от давления для однокомпонентной системы даётся уравнением Клапейрона-Клаузиуса.

Источник: https://ru.wikipedia.org

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

Найти что-нибудь еще?

карта сайта

Алюминий – легкий металл белого цвета с серебристым оттенком, мягкий (можно согнуть руками), хорошо обрабатывается, в то же время достаточно прочный. Является отличным проводником тепла и электричества. В чистом виде алюминий почти не используется, применение его практикуется в виде сплавов с медью, углеродом, оловом, титаном, марганцем и цинком. По электро- и теплопроводности алюминий уступает только серебру и меди. В то же время примеси ванадия, хрома и марганца снижают эти показатели.

Алюминий активно реагирует с кислотами и щелочами, образуя хлориды, сульфаты, алюминаты и прочие соединения. На воздухе металл моментально покрывается оксидной пленкой, которая защищает его от последующего окисления. Температура плавления алюминия находится в пределах 660,1 градусов, металл в расплавленном виде обладает хорошей жидкотекучестью. Для этого металла характерны высокая пластичность, морозостойкость, коррозионная стойкость при взаимодействии с дистиллированной и пресной водой.

Специалисты отмечают, что коррозионная стойкость зависит от чистоты алюминия — чем выше она, тем больше стойкость. Причиной коррозии могут стать поверхностные нарушения окисной пленки. Доказано, что температура плавления алюминия повышается по мере роста его чистоты. Обладая прекрасными литейными качествами, металл при кристаллизации дает большую усадку, этот показатель важен при изготовлении ответственного литья из этого металла.

Температура плавления алюминия может колебаться в зависимости от применяемого в качестве примеси материала. Лидерами производства алюминия в настоящее время в мире являются Россия, США, Канада, Австралия. Диапазон использования алюминия достаточно большой, наши предки алюминий в виде соединений (квасцы) применяли как вяжущее средство в медицине, для дубления кож, для продления срока хранения красок.

Достаточно низкая температура плавления алюминия позволяла расплавлять его в примитивных условиях.

В природе встречается оксид алюминия (корунд), он применяется как абразивный материал, а разновидности его — сапфир и рубин — относятся к категории драгоценных камней. Так как в чистом виде алюминий малопригоден для технического применения, чаще всего его применяют как сырье для изготовления различных сплавов. Спектр алюминиевых сплавов довольно обширный, он постоянно пополняется (с применением разных технологий).

В настоящее время из таких сплавов изготавливают пищевые баллоны, бидоны, кухонную посуду и различные предметы домашнего быта. Важными потребителями алюминиевых сплавов являются автомобильная, электротехническая, приборостроительная, химическая, оборонная, металлургическая промышленности. При какой температуре плавится алюминий, учитывается при изготовлении комплектующих частей для оборонной, космической и ядерной промышленностей.

Одним из самых распространенных цветных сплавов является дюралюминий, разработан он в прошлом веке немецким инженером А. Вильмом. Температура плавления дюралюминия составила примерно 650 градусов. Сущность его изобретения заключается в том, что сплав на основе алюминия после термической обработки приобретает большую прочность и твердость. Этим незамедлительно воспользовались специалисты и его пустили на нужды воздухоплавания. Новый сплав стал одним из главных конструкционных материалов в авиастроении.

В настоящее время под понятием дюралюминий подразумевается большой выбор алюминиевых сплавов, отличающихся высокой прочностью. Современные сплавы кроме меди содержат марганец, кремний, магний и т.д., по прочности они приблизились к низкоуглеродистой стали. Сегодня эти сплавы имеют широкое применение в авиационной промышленности, при изготовлении скоростных поездов и в ряде других случаев.

Зачем знать обычному автолюбителю такую тонкость, как температура плавления алюминия в градусах Цельсия (Кельвина)?   Иногда, как ни странно, нужно. Машина и гаражное хозяйство порой хлопот доставляют немало. И порой перед владельцем гаража встает вопрос: а как соединить лопнувшую алюминиевую деталь? Попробуем на него ответить.

Для начала нужно запомнить, что такое понятие, как «температура плавления» применимо только к чистым металлам или иным веществам с кристаллической структурой. Но если в металле имеются примеси, т.е. дело приходится иметь со сплавом, то плавление такого сплава будет происходить уже не при определенной температуре, а в некотором диапазоне температур.

В общем же случае температура плавления такого металла, как алюминий напрямую зависит от его чистоты.

Таблица температур плавления алюминия в градусах в зависимости от чистоты

image

Имея перед глазами табличку, продолжим разговор о сплавах алюминия, с ними чаще всего приходится иметь дело. Существуют два термина, которые желательно знать.

  1. Точка солидус — это температура начала процесса плавления.
  2. Точка ликвидус — это температура конца процесса плавления.

Соответственно алюминиевый сплав в точке солидус будет находиться в твердом состоянии, в точке ликвидус — в жидком, а между этими значениями в полутвердом — полужидком.

Как работать с серебристым металлом в домашних условиях? Здесь существуют некоторые тонкости. Дело в том, что обычная газовая печь температуру плавления в 660 градусов не даст. Как быть? Как получить припой (расплавленный алюминий)?

Для этого понадобиться паяльная лампа или газовая горелка (портативная). Эти устройства при правильной работе с ними могут дать температуру в диапазоне 1000-1300 °С. Лучше все это делать вне дома, на улице.

Этот процесс в принципе не представляет собой ничего сложного, нужно только знать некоторые чисто технические детали и температуру плавления алюминия в градусах. Плюс к этому нужно иметь некоторые агрегаты и приспособления.

Алюминий – один из самых распространенных металлов на земле. Он присутствует даже в человеческом организме, так что уж говорить об окружающей действительности. В каждом доме или личном автомобиле есть алюминиевые функциональные элементы, детали или узлы, которые, увы, достаточно часто ломаются. Это мебельная и оконная фурнитура, направляющие для дверей и ставен, защелки замков и другие нужные мелочи.

Их можно заменить покупными новыми изделиями, отремонтировать или изготовить самостоятельно. В последних двух случаях и может понадобиться плавка алюминия в домашних условиях.

Характеристики алюминия

Все характеристики металла для домашних самоделок знать необязательно. Но есть несколько моментов, которые могут стать значительными или даже опасными в работе.

Алюминий хорошо поддается литью, плавится при относительно невысокой температуре в 660 °С. Для справки: чугун начинает плавиться при температуре 1100°С, а сталь – 1300 °С.

Поэтому плавка алюминия в домашних условиях на газовой плите трудно осуществима, так как домашние газовые приборы такую температуру обеспечить не могут. Правда, отечественные «кулибины» могут все, но об этом позже.

Снизить температуру плавления алюминия можно, растерев его в порошок или используя в качестве сырья готовый порошковый продукт. Но здесь важным становится еще одно свойство алюминия. Он достаточно активный металл, который при соединении с кислородом воздуха может воспламениться или просто окислиться. А температура плавления оксида алюминия — больше 2000 °С. При плавлении оксид все равно образуется, но в небольших количествах, именно он формирует окалину.

Та же активность может сыграть плохую шутку, если в расплавленный металл попадет вода. При этом происходит взрыв. Поэтому если в процессе плавки нужно сырье добавлять, то нужно следить, чтобы оно было сухим.

Сырье для плавки

Если предстоит плавка алюминия в домашних условиях, из-за сложности работы с порошковым металлом его в качестве сырья не используют.

Можно приобрести алюминиевую чушку или использовать обычную алюминиевую же проволоку, которую нарезать ножницами на небольшие кусочки и для уменьшения площади контакта с воздухом плотно спрессовать пассатижами.

Если не предполагается особо высокое качество изделия, то можно в качестве сырья использовать любые бытовые предметы, консервные банки без нижнего шва или обрезки профиля.image

Вторичное сырье может быть окрашено или испачкано, это не страшно, лишние составляющие отойдут в виде шлаков. Только нужно помнить, что вдыхать пары сгоревшей краски нельзя.

Чтобы из вторичного сырья получилась качественная плавка алюминия в домашних условиях, флюсы, задача которых состоит в том, чтобы связывать и выводить на поверхность расплавленного металла все примеси и загрязнения, лучше приобрести готовые. Но можно сделать самостоятельно из технических солей.

Покровный флюс готовится из 10 % криолита и по 45 % хлорида натрия и хлорида калия.

В рафинирующий флюс для получения алюминия без пористости добавляют еще 25 % от общей массы фтористого натрия.

Средства индивидуальной защиты при плавке

Плавка алюминия в домашних условиях – процесс небезопасный. Поэтому нужно пользоваться средствами индивидуальной защиты (СИЗ). Даже если такая плавка нужна один раз на минимальном оборудовании, то по меньшей мере нужно защитить руки, например специальными перчатками сварщика, отлично предохраняющими от ожогов, ведь температура жидкого алюминия — больше 600 °С.

Глаза тоже желательно защищать, особенно если плавка происходит достаточно часто, очками или маской. И совсем в идеале работать нужно в специальном костюме металлурга с повышенной стойкостью к огню и высоким температурам.

Если нужен очень чистый алюминий с использованием рафинирующего флюса, то работать следует в химическом респираторе.

Литейная форма

Если требуется только отлить чистый алюминий для припоя, то литейная форма не нужна. Достаточно использовать стальной лист, на котором расплавленный металл остынет. Но если нужно отлить хотя бы простенькую деталь, то понадобится литейная форма.

Литейную форму можно сделать из скульптурного гипса, именно гипса, а не алебастра. Жидкий гипс заливается в смазанную маслом форму, ему дают немного застыть, периодически встряхивая, чтобы вышли пузырьки воздуха, вставляют в него модель и накрывают второй емкостью с гипсом. В удобном месте нужно в гипс вставить цилиндрический предмет, чтобы в итоге в форме появилось отверстие, так называемый канал, в который будет заливаться расплавленный алюминий. Когда гипс окончательно застынет, две части формы разъединяются, вынимается модель, и форма с готовым слепком соединяется опять.

Изготовить литейную форму можно и из смеси 75 % формовочного песка, 20 % глины и 5 % каменноугольного песка, которая засыпается в специальный ящик из досок и трамбуется. В утрамбованную землю отжимается модель, получившийся отпечаток присыпается тальком и графитом (угольной пылью), чтобы остывшую алюминиевую деталь можно было легко отделить от формы.

Тигель для плавки

Плавка алюминия в домашних условиях требует наличия специальной емкости с носиком из тугоплавкого материала. Это так называемый тигель. Тигли могут быть фарфоровые, кварцевые, стальные, чугунные, изготовленные из корунда или графита. В домашних условиях можно использовать покупной тигель или изготовить его, например, из отрезка стальной трубы достаточно большого диаметра. Правда, для этого нужна болгарка, сварочный аппарат и навыки владения этими инструментами.

Размеры тигля зависят от необходимого количества алюминия, который нужно расплавить. Этот ковш должен равномерно прогреваться, а его тепло — передаваться к сырью.

Печи для плавки

Технология плавки алюминия в домашних условиях достаточно проста. В специальном ковше нагревается лом алюминия до температуры, превышающей температуру плавления этого металла, расплав некоторое время выдерживается в разогретом состоянии, с его поверхности снимается шлак, затем чистый металл разливается в форму для остывания. Время плавки зависит от конструкции печи, то есть той температуры, которую она способна обеспечить.

Если используется паяльная лампа или газовая горелка, то они нагревают алюминий сверху. Правда, печь при этом все равно складывается из кирпичей колодцем без связующего раствора, внутри которого будут прогорать угли для нагревания емкости снизу и поддержания ее в нагретом состоянии.

Примерно так же выглядит конструкция печи, если тигель прогревается снизу с помощью обычных дров и фена для сушки волос. Только в этом случае дрова укладываются в кирпичном колодце не на дно, а на решетку, расположенную на первом ряду кирпичей, а в этом ряду оставляется отверстие для металлической трубы, надетой на горловину фена и закрепленной на ней изолентой. Тиглем в этом случае служит консервная банка, естественно, не алюминиевая, в которой на небольшом расстоянии от верха проделываются диаметрально противоположные сквозные отверстия. В эти отверстия продевается стальной прут, за который банка должна подвешиваться в печи. Фен нужен для нагнетания горячего воздуха в пространство между кирпичами и тиглем. Иногда вместо кирпичей используют металлическую бочку.

Если плавка должна происходить достаточно часто, то можно своими руками изготовить муфельную печь с вертикальной загрузкой тигля или купить готовую.

Плавка с помощью паяльной лампы

Плавка алюминия в домашних условиях паяльной лампой должна происходить не в помещении. Кроме сырья, паяльной лампы, тиглей и кирпичей, нужно подготовить дрова, пассатижи и стальной прут.

Итак, из кирпичей изготовлен небольшой колодец так, чтобы сверху можно было установить ковш с алюминием и стальной небольшой лист. В колодце разжигается костер, который должен немного прогореть, чтобы образовались угли. Дальше и происходит, собственно, плавка алюминия в домашних условиях. Пошаговая инструкция процесса:

— На кирпичи устанавливается емкость с сырьем. Ее нужно греть примерно 15 минут.

— После этого на полную мощность включается горелка паяльной лампы и алюминий прогревается сверху.

— В течение нескольких секунд начинается процесс, но для того чтобы прогрев был равномерным, металл в емкости нужно аккуратно перемешивать стальным прутом, придерживая ее пассатижами (не забыв при этом надеть рукавицы). Можно обойтись и без прута, периодически встряхивая ковш с помощью тех же плоскогубцев, но очень осторожно.

— Когда жидкость становится однородной, нужно пассатижами взять емкость и вылить содержимое на прокаленный стальной лист таким образом, чтобы вся образовавшаяся окалина осталась в ковше, а на лист для застывания попал только чистый металл.

Так обычно из вторичного сырья получают чистый алюминий, если с его помощью нужно запаять алюминиевые детали.

Плавка на дровах или газе

Плавка алюминия в домашних условиях на дровах происходит в легких разборных печах. Минусом такого способа является неконтролируемость процесса. Увеличить или уменьшить температуру нагрева невозможно. Вмешаться в процесс возможно, только сняв емкость с алюминием с огня.

Плавка алюминия в домашних условиях на газу — это единственно возможный вариант для квартиры. Греть емкость нужно долго, периодически сливая расплавленный металл. В таком случае отливка выполняется слоями. Для работы понадобятся две металлические емкости таких диаметров, чтобы одна надевалась на другую. Меньшая служит тиглем. Она с ломом, например нарезанной алюминиевой проволокой, ставится на конфорку, с которой нужно снять рассекатель пламени, бытовой газовой плиты. Над большей емкостью придется предварительно поработать. В ее днище выполняются около десятка небольших отверстий. В два или три из них вкручиваются болты, которые исполняют роль рукояток, за которые пассатижами раскаленную емкость можно поднять.

Эта емкость кверху дном надевается на тигель. Такая конструкция и позволяет прогревать алюминий. Периодически верхнюю емкость нужно снимать и металлическим прутом или ножом перемешивать лом. Перед тем как слить расплавленный металл, с его поверхности нужно снять шлак.

Плавка алюминия в муфельной печи

Муфельная печь – это уже достаточно серьезное оборудование для получения качественного расплавленного металла. Поэтому при плавке используют флюс для очистки алюминия от примесей. И это уже почти производственный процесс, а не плавка алюминия в домашних условиях. Пошаговая инструкция включает еще и несколько пунктов по подготовке сырья:

  • Сначала в тигле расплавляется флюс, которого нужно взять в количестве от 2 до 5 % от веса алюминия, а затем в него добавляется лом.
  • Насколько флюс активен, можно определить по поверхности расплава – она должна быть зеркальной. Если это не так, в расплав добавляется еще немного флюса, затем нужно будет добавить его перед окончанием плавки, чтобы шлак было легче удалять с поверхности металла стальной ложкой.
  • Плавку нужно вести примерно при 700-750 °С. Это температура красного свечения.
  • В процессе плавки может потребоваться добавлять сырье в тигель, так как расплавленный металл сильно уменьшается в объеме.
  • Рафинирующий флюс добавляют при необходимости в конце плавки в количестве 0,25 % от веса расплавленного металла. Выдерживание такой пропорции в домашних условиях – задача непростая. После добавления флюса расплав нужно перемешать ложкой, дать постоять около 5 минут, затем снять шлак.
  • Когда в результате нагрева алюминий превратился в однородную блестящую каплю, тигель нужно еще некоторое время подержать в печи, чтобы металл стал более текучим.
  • Затем алюминий из тигля через носик (в этот момент становится понятно, зачем нужен именно такой ковш) заливается тонкой непрерывной струйкой в форму.
  • После полного остывания форма аккуратно разделяется на половинки, из нее извлекается готовая деталь, которую еще нужно окончательно обработать: просверлить отверстия, если нужно, зачистить и наждачной бумагой отшлифовать поверхность. Вот и все. Процесс завершен.

Так что не стоит заранее пугаться, если предстоит в домашних условиях расплавить алюминиевый лом, чтобы получить чистый металл или изготовить деталь взамен поломавшейся. Серьезные профессиональные навыки для организации такого литейного производства совсем не нужны. Желание и умелые руки обычного мастера-любителя способны творить чудеса.

Алюминий — химический элемент III группы периодической системыМенделеева (атомный номер 13, атомная масса 26,98154). В большинствесоединений алюминий трехвалентен, но при высоких температурах онспособен проявлять и степень окисления +1. Из соединений этого металласамое важное — оксид Al2O3.

Алюминий — серебристый-белый металл, легкий (плотность 2,7 г/см3), пластичный, хороший проводник электричества и тепла, температура плавления 660oC.Он легко вытягивается в проволоку и прокатывается в тонкие листы.Алюминий химически активен (на воздухе покрывается защитной оксиднойпленкой — оксидом алюминия. Оксид алюминия (Al2O3)надежно предохраняет металл от дальнейшего окисления. Но если порошокалюминия или алюминиевую фольгу сильно нагреть, то металл сгораетослепительным пламенем, превращаясь в оксид алюминия. Алюминийрастворяется даже в разбавленных соляной и серной кислотах, особеннопри нагревании. А вот в сильно разбавленной и концентрированнойхолодной азотной кислоте алюминий не растворяется. При действии наалюминий водных растворов щелочей слой оксида растворяется, причемобразуются алюминаты — соли, содержащие алюминий в составе аниона:

Al2O3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na[Al(OH)4].

Алюминий, лишенный защитной пленки, взаимодействуют с водой, вытесняя из нее водород:

2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2

Образующийся гидроксид алюминия реагирует с избытком щелочи, образуя гидроксоалюминат:

Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4].

Суммарное уравнение растворения алюминия в водном растворе щелочи имеет следующий вид:

2Al + 2NaOH +6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2.

Алюминий активно взаимодействует и с галогенами. Гидроксид алюминия Al(OH)3 — белое, полупрозрачное, студенистое вещество.

В земной коре содержится 8,8% алюминия. Это третий пораспространенности в природе элемент после кислорода и кремния и первый- среди металлов. Он входит в состав глин, полевых шпатов, слюд.Известно несколько сотен минералов Al (алюмосиликаты, бокситы, алунитыи другие). Важнейший минерал алюминия — боксит содержит 28-60%глинозема — оксида алюминия Al2O3.

В чистом виде алюминий впервые был получен датским физиком Х.Эрстедом в 1825 году, хотя и является самым распространенным металлом вприроде.

Производство алюминия осуществляется электролизом глинозема Al2O3 в расплаве криолита NaAlF4 при температуре 950oC.

Алюминий применяется в авиации, строительстве, преимущественно ввиде сплавов алюминия с другими металлами, электротехнике (заменительмеди при изготовлении кабелей и т.д.), пищевой промышленности (фольга),металлургии (легирующая добавка), алюмотермии и т.д.

Характеристики алюминия

  • Плотность алюминия — 2,7*103 кг/м3;
  • Удельный вес алюминия — 2,7 г/cм3;
  • Удельная теплоемкость алюминия при 20oC — 0,21 кал/град;
  • Температура плавления алюминия — 658,7oC ;
  • Удельная теплоемкость плавления алюминия — 76,8 кал/град;
  • Температура кипения алюминия — 2000oC ;
  • Относительное изменение объема при плавлении (дельтаV/V) — 6,6%;
  • Коэффициент линейного расширения алюминия (при температуре около 20oC) : — 22,9 *106(1/град);
  • Коэффициент теплопроводности алюминия — 180ккал/м*час*град;
Модули упругости алюминия и коэффициент Пуассона
Наименование материала Модуль Юнга, кГ/мм2 Модуль сдвига, кГ/мм2 Коэффициент Пуассона
Алюминиевая бронза, литье 10500 4200  
7000  
Алюминий катаный 6900 2600-2700 0,32-0,36
Наименование волн Длина волны Отражение света, %
Ультрафиолетовые 1880 25
2000 31
2510 53
3050 64
3570 70
Видимые 5000
6000
7000
Инфракрасные 8000
10000 74
50000 94
100000 97

Оксид алюминия Al2O3

Оксид алюминия Al2O3, называемый такжеглиноземом, встречается в природе в кристаллическом виде, образуяминерал корунд. Корунд обладает очень высокой твердостью. Егопрозрачные кристаллы, окрашенные в красный или синий цвет, представляютсобой драгоценные камни — рубин и сапфир. В настоящее время рубиныполучают искусственно, сплавляя с глиноземом в электрической печи. Онииспользуются не столько для украшений, сколько для технических целей,например, для изготовления деталей точных приборов, камней в часах ит.п. Кристаллы рубинов, содержащих малую примесь Cr2O3, применяют а качестве квантовых генераторов — лазеров, создающих направленный пучек монохроматического излучения.

Корунд и его мелкозернистая разновидность, содержащая большоеколичество примесей — наждак, применяются как абразивные материалы.

Производство алюминия

Основным сырьем для производства алюминия служат бокситы, содержащие 32-60% глинозема Al2O3. К важнейшим алюминиевым рудам относятся также алунит и нефелин.Россия располагает значительными запасами алюминиевых руд. Кромебокситов, большие месторождения которых находятся на Урале и вБашкирии, богатым источником алюминия является нефелин, добываемый наКольском полуострове. Много алюминия находится и в месторожденияхСибири.

Алюминий получают из оксида алюминия Al2O3электролитическим методом. Используемый для этого оксид алюминия долженбыть достаточно чистым, поскольку из выплавленного алюминия примесиудаляются с большим трудом. Очищенный Al2O3 получают переработкой природного боксита.

Основное исходное вещество для производства алюминия — оксидалюминия. Он не проводит электрический ток и имеет очень высокуютемпературу плавления (около 2050oC), поэтому требуется слишком много энергии.

Необходимо снизить температуру плавления оксида алюминия хотя бы до 1000oC.Такой способ параллельно нашли француз П. Эру и американец Ч. Холл. Ониобнаружили, что глинозем хорошо растворяется в раплавленном криолите -минерале состава AlF3 .3NaF. Этот расплав и подвергают элктролизу при температуре всего около 950oCна алюминиевых производствах. Запасы криолита в природе незначительны,поэтому был создан синтетический криолит, что существенно удешевилопроизводство алюминия.

Гидролизу подвергают расплавленную смесь криолита Na3 [AlF6 ] и оксида алюминия. Смесь, содержащая около 10 весовых процентов Al2O3 , плавится при 960oCи обладает электропроводностью, плотностью и вязкостью, наиболееблагоприятствующими проведению процесса. Для дополнительного улучшенияэтих характеристик в состав смеси вводят добавки AlF3, CaF2 и MgF2. Благодаря этому проведение электролиза оказывается возможным при 950oC.

Эликтролизер для выплавки алюминия представляет собой железныйкожух, выложенный изнутри огнеупорным кирпичем. Его дно (под),собранное из блоков спресованного угля, служит катодом. Аноды (один илинесколько) располагаются сверху: это — алюминиевые каркасы, заполненныеугольными брикетами. На современных заводах электролизерыустанавливаются сериями; каждая серия состоит из 150 и большего числаэлектролизеров.

При электролизе на катоде выделяется алюминий, а на аноде -кислород. Алюминий, обладающий большей плотностью, чем исходныйрасплав, собирается на дне эликтролизера, откуда его периодическивыпускают. По мере выделения металла, в расплав добавляют новые порцииоксида алюминия. Выделяющийся при электролизе кислород взаимодействуетс углеродом анода, который выгорает, образуя CO и CO2.

Первый алюминиевый завод в России был построен в 1932 году в Волхове.

Сплавы алюминия

Сплавы, повышающие прочность и другие свойства алюминия, получаютвведением в него легирующих добавок, таких, как медь, кремний, магний,цинк, марганец.

Дуралюмин (дюраль, дюралюминий, от названиянемецкого города, где было начато промышленное производство сплава).Сплав алюминия (основа) с медью (Cu: 2,2-5,2%), магнием (Mg: 0,2-2,7%)марганцем(Mn: 0,2-1%). Подвергается закалке и старению, частоплакируется алюминием. Является конструкционным материалом длаавиационного и транспортного машиностроения.

Силумин — легкие литейные сплавы алюминия (основа)с кремнием (Si: 4-13%), иногда до 23% и некоторыми другими элементами:Cu, Mn, Mg, Zn, Ti, Be). Изготавливают детали сложной конфигурации,главным образом в авто- и авиастроении.

Магналии — сплавы алюминия (основа) с магнием (Mg:1-13%) и другими элементами, обладающие высокой коррозийной стойкостью,хорошей свариаемостью, высокой пластичностью. Изготавливают фасонныеотливки (литейные магналии), листы, проволоку, заклепки и т.д.(деформируемые магналии).

Основные достоинства всех сплавов алюминия состоит в их малойплотностью (2,5-2,8 г/см3), высокая прочность (в расчете на единицувеса), удовлетворительная стойкость против атмосферной коррозии,сравнительная дешевизна и простота получения и обработка.

Алюминиевые сплавы применяются в ракетной технике, в авиа-, авто-,судо- и приборостроении, в производстве посуды, спорттоваров, мебели,рекламе и других отраслях промышленности.

По широте применения сплавы алюминия занимают второе место послестали и чугуна. Алюминий — одна из наиболее распространенных добавок всплавах на основе меди, магния, титана, никеля, цинка, железа. Алюминийприменяется и для алитирования (алюминирования) — насыщения поверхностистальных или чугунных изделий алюминием с целью защиты основногоматериала от окисления при сильном нагревании, т.е. повышенияжароупорности (до 1100 oC) и сопротивления атмосферной коррозии.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий