Алюминий - главный конструкционный материал нашего времени
- 15 марта 2017 00:04:16
- Отзывы : 0
- Просмотров: 2201
Когда речь заходит об основном конструкционном материале современности, первое, что приходит на ум, это, конечно же, алюминий. В этом металле успешно сочетаются все важнейшие характеристики, идеально подходящие для создания различных конструкций: машин, поездов, самолетов.
Алюминий
присутствует даже в компьютерах или мобильных, незаменим при создании интерьера
в доме или офисе. Об этом функциональном, прочном, устойчивом к коррозии, и при
этом, легком материале, узнали сравнительно не так давно, и еще два века назад
его практически не использовали.
Открытие в истории
Алюминий, представляет собой металл, серебристо-белого цвета, в таблице Менделеева это 13-й по счету элемент. Следует отметить, что это наиболее распространенный металл на нашей планете, около 8% всей массы верхнего шара планеты, составляет именно алюминий. Это хим. активный элемент, и потому невозможно найти его в окружающей среде в первозданном виде.
Об алюминии человечество узнало достаточно не так давно, бумаги указывают на то, что алюминий в первый раз получили в1824 году, но лишь спустя половину столетия, стартовало промышленное производство материала. В природе он находится в составе квасцов, данные минералы включают в себя несколько солей серной кислоты, первая имеет в своем составе различные составляющие элементы, например: щелочный металл, натрий, цезий, либо же литий, а вторая чаще всего именно алюминий.
Наиболее оптимальное сырье
Сами квасцы и сегодня имеют широкую область применения, например в мед. индустрии, легкой, а также в хим. промышленности. Именно от квасцов, алюминий получил своё название, так как с латинского, они называются alumen.
Ценные минералы, такие как рубины, изумруды, аквамарины и сапфиры происходя тот алюминия. Половина из них это корунды – оксиды алюминия (Al2O3), представленные в форме кристаллов. По прочности, такой материал, превосходят только алмазы, поэтому его широко используют для изготовления иллюминаторов, экранов портативных устройств, и даже пуленепробиваемых стекол. Есть и менее ценные материалы корунда, к примеру, наждак, из которого производится наждачная бумага и т.д.
В наше время уже известно более 300 соединений и различных минералов на основе данного металла, начиная полевым шпатом, который и есть породообразующим минералом планеты, и заканчивая сапфирами и рубинами, которые, конечно же, не настолько многочисленны. Интересно то, что, даже являясь очень распространённым материалом, открытие алюминия стало реальным лишь после того, как у ученых появился особый инструмент, расщепляющий сложные вещества, благодаря которому можно было получить простые, а именно – электрический ток.
Первым удалось получить алюминий датскому физику Хансу Кристиану Эрстеду. Это произошло в1824 году, путем процесса электролиза. И хоть полученный металл имел множество примесей, которые задействовались в различных хим. реакциях, но это в действительности можно считать первым в истории случаем получения, почти чистого, алюминия. Именно таким путём получают его и в нынешних реалиях.
Еще одно очень распространённое сырье, из которого производят алюминий, это бокситы. Примерно из 5 тонн этой алюминиевой руды, которая является горной глинистой породой, можно произвести 1 тонну чистого алюминия. А сама порода состоит чуть ли не из половины всей периодической таблицы, и имеет примеси оксидов железа, титана, серы, хрома и т.д.
Впервые они были найдены во Франции, в1821 году, геологом Пьером Бертье. Сейчас же, подавляющие большинство запасов находится в различных странах субтропиков и тропиков.
Производство алюминия из бокситов осуществляется на заводах, при помощи электролиза, но перед этим из них получают глинозем, белый порошок, являющийся оксидом алюминия.
Характерные особенности металла и способы изготовления
Для промышленного создания алюминия требуется очень много электроэнергии, на одну тонну металла затрачивается приблизительно 14 МВт*ч энергии, это эквивалентно потреблению многоквартирного дома на протяжении целого месяца. Из этого следует, что строительство алюминиевых заводов, оптимально рядом с крупными источниками энергии, лучшим решением будут гидроэлектростанции, так как это один из мощнейших типов так называемой «зеленой энергетики».
Наибольшую
славу алюминий получил за счет сочетания своих уникальных характеристик:
очень легок;
достаточно прочен;
имеет отличную пластичность;
практически не подвергается коррозии;
не имеет магнитных свойств;
хорошо проводит электричество;
позволяет образовывать сплавы с огромным количеством других металлов.