Aluminiu este un element din tabelul periodic care este cunoscut de la cursul de chimie școală. În majoritatea compușilor, acesta prezintă temperaturi trivalente, dar la temperaturi ridicate atinge un anumit grad de oxidare. Unul dintre cei mai importanți compuși este alumina .
Principalele caracteristici ale aluminiului
Aluminiu este un metal argintiu cu o greutate specifică de 2, 7 x 103 kg / m3 și o densitate de 2, 7 g / cm3. Lumină și plastic, bună ca conductor de electricitate, datorită faptului că conductivitatea termică a aluminiului este destul de ridicată - grindina de 180 kcal / m * h * (este indicat coeficientul de conductivitate termică). Conductivitatea termică a aluminiului este de cinci ori mai mare decât cea a fontei și fierului de trei ori.
Datorită compoziției sale, acest metal poate fi rulat cu ușurință într-o foaie subțire sau tras într-un fir. În contact cu aerul, pe suprafața sa se formează o peliculă de oxid (oxid de aluminiu), care este o protecție împotriva oxidării și asigură proprietățile sale anticorozive ridicate . Aluminiu subțire, de exemplu, folia sau pulberea din acest metal arde instantaneu dacă sunt încălzite la temperaturi ridicate și devin oxid de aluminiu.
Metalul nu este deosebit de rezistent la acizii agresivi. De exemplu, poate fi dizolvat în acizi sulfurici sau clorhidrici, chiar dacă acestea sunt diluate, mai ales dacă sunt încălzite. Cu toate acestea, nu se dizolvă nici în acid diluat, nici în concentrat și în același timp în acid azotic, datorită filmului de oxid. Soluțiile apoase alcaline au un anumit efect asupra metalului - stratul de oxid se dizolvă și se formează sărurile care conțin acest metal în compoziția anionilor - aluminați.
Este cunoscut faptul că aluminiul este cel mai frecvent întâlnit metal în natură, dar pentru prima dată în forma sa pură, a fost posibil ca un om de știință fizician din Danemarca, H. Oersted, să îl obțină înapoi în 1925 al secolului al XIX-lea. Acest metal este al treilea cel mai abundent dintre ele și este lider printre metale. 8, 8% aluminiu conține crustă de pământ. Acesta a fost găsit în compoziția mica, feldspați, argile și minerale.
Producția și utilizarea aluminiului
Procesul de producție este foarte energetic intens și, prin urmare, prima plantă mare din țara noastră a fost construită și lansată în secolul XX. Principala materie primă pentru producerea acestui metal este alumina. Pentru ao obține, aveți nevoie de minerale care conțin aluminiu sau bauxită, curățate de impurități. Apoi, se topeste electrolitic crisolitul natural sau artificial obtinut la o temperatura putin sub 1000 ° C. Apoi începeți să adăugați puțin alumină și substanțe aferente necesare pentru a îmbunătăți calitatea metalului. În acest proces, oxidul începe să se descompună și aluminiul este eliberat. Puritatea metalului produs este de 99, 7% și mai mare.
Acest element și-a găsit aplicația în producția de alimente ca folie și tacâmuri, în construcții se utilizează în aliajele sale cu alte metale, în aviație, în inginerie electrică, ca înlocuitor al cuprului pentru cabluri, ca aditiv de aliere în metalurgie, aluminothermie și alte industrii.
Care este punctul de topire al metalelor?
Temperatura de topire a metalelor este temperatura de încălzire a metalului, la care începe procesul de tranziție de la starea inițială la celălalt, adică procesul opus cristalizării (solidificării), dar legat în mod inextricabil de acesta.
Deci, pentru a topi, metalul este încălzit din exterior până la temperatura de topire și continuă să se încălzească pentru a depăși limita de tranziție de fază. Linia de fund este că indicele de temperatură de topire înseamnă temperatura la care metalul este în echilibru de fază, adică între un lichid și un solid. Cu alte cuvinte, există simultan, atât în acel, cât și în alt stat. Și pentru topire trebuie să-l încălziți mai mult decât temperatura de la limită, astfel încât procesul să meargă în direcția cea bună.
Merită să spunem că doar pentru compozițiile pure temperatura de topire este constantă. Dacă metalul conține impurități, acesta va schimba limita de tranziție de fază și, în consecință, punctul de topire va fi diferit. Acest lucru se explică prin faptul că compoziția cu impurități are o structură cristalină diferită, în care atomii interacționează unul cu celălalt într-un mod diferit. Pe baza acestui principiu, metalele pot fi împărțite în:
- ușor de topit, cum ar fi mercurul și galiul, de exemplu (temperatura de topire până la 600 ° C)
- topirea la mijloc este aluminiu și cupru (600-1600 ° С)
- refractar - molibden, tungsten (mai mult de 1600 ° С).
Cunoașterea indicelui punctului de topire este necesară atât în producerea de aliaje pentru calcularea corectă a parametrilor, cât și în funcționarea produselor din acestea, deoarece acest indicator determină limitările utilizării lor. De mult timp, fizicienii au rezumat științific aceste date într-un singur tabel. Există tabele cu temperaturi de topire ale metalelor și ale aliajelor lor.
Punctul de topire aluminiu
Topirea este procesul de prelucrare a metalelor, de obicei în cuptoare speciale, pentru a produce un aliaj de calitate dorită într-o stare lichidă. Așa cum am menționat mai sus, aluminiul aparține metalelor de topire medie și se topește când este încălzit la 660 ° C. În fabricarea produselor din metal, punctul de topire afectează alegerea cuptorului sau a unității de topire și, în consecință, formele refractare utilizate pentru turnare.
Temperatura indicată se referă la procesul de topire a aluminiului pur. Deoarece în forma sa pură se utilizează mai rar, iar introducerea impurităților în compoziția sa modifică punctul de topire. Aliajele de aluminiu sunt realizate pentru a schimba oricare din proprietățile sale, pentru a crește rezistența, de exemplu, sau rezistența la căldură . Ca aditivi utilizați:
- zinc
- cupru
- magneziu
- siliciu
- mangan.
Adăugarea de impurități atrage după sine o scădere a conductivității electrice, deteriorarea sau îmbunătățirea proprietăților de coroziune, o creștere a densității relative.
De obicei, adăugarea altor elemente la metal determină scăderea punctului de topire al aliajului, dar nu întotdeauna. De exemplu, adăugarea de cupru în cantitate de 5, 7% duce la o scădere a punctului de topire la 548 ° C. Aliajul rezultat este denumit duraluminiu, este supus unei alte întăriri termice. Și compușii de aluminiu-magneziu topesc la o temperatură de 700 - 750 ° C.
În timpul procesului de topire este necesar un control strict al temperaturii topiturii, precum și prezența gazelor în compoziție, detectate prin eșantioane de proces sau prin extracție în vid. În etapa finală de producție a aliajelor de aluminiu, ele sunt modificate.