Aluminij, njegove legure i njihova primjena. Primena aluminijuma u industriji

Aluminijum je hemijski element treće grupe periodnog sistema.

mi smo elementi D.I.Mendeljejeva. Njegov serijski broj je 13, atomska masa

26.98. Aluminijum nema stabilne izotope.

Hemijska svojstva

Interakcija sa nemetalima

Interagira s kisikom samo u fino usitnjenom stanju na visokim temperaturama:

4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3,

reakcija je praćena velikim oslobađanjem toplote.

Iznad 200°C reaguje sa sumporom i formira aluminijum sulfid:

2Al + 3S = Al 2 S 3.

Na 500°C – sa fosforom, formirajući aluminijum fosfid:

Na 800°C reaguje sa azotom, a na 2000°C – sa ugljenikom, formirajući nitrid i karbid:

2Al + N 2 = 2AlN,

4Al + 3C = Al 4 C 3.

Reaguje sa hlorom i bromom u normalnim uslovima, a sa jodom kada se zagreva, u prisustvu vode kao katalizatora:

2Al + 3Cl 2 = 2AlCl 3

Ne stupa u direktnu interakciju sa vodonikom.

Sa metalima stvara legure koje sadrže intermetalne spojeve - aluminide, na primjer, CuAl 2, CrAl 7, FeAl 3 itd.

Interakcija sa vodom

Aluminij pročišćen od oksidnog filma snažno stupa u interakciju s vodom:

2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2

Kao rezultat reakcije nastaje slabo topiv aluminij hidroksid i oslobađa se vodik.

Interakcija sa kiselinama

Lako reaguje sa razblaženim kiselinama, formirajući soli:

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2;

2Al + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2;

8Al + 30HNO 3 = 8Al(NO 3) 3 + 3N 2 O + 15H 2 O (azot i amonijum nitrat takođe mogu biti proizvod redukcije azotne kiseline).

Ne reaguje sa koncentriranom azotnom i sumpornom kiselinom na sobnoj temperaturi, kada se zagrije, stvara sol i produkt redukcije kiseline:

2Al + 6H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O;

Al + 6HNO 3 = Al(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O.

Interakcija sa alkalijama

Aluminijum je amfoterni metal, lako reaguje sa alkalijama:

u rastvoru da nastane natrijum tetrahidroksodiakvaaluminat:

2Al + 2NaOH + 10H 2 O = 2Na + 3H 2

kada se stapa u aluminate:

2Al + 6KOH = 2KAlO 2 + 2K 2 O + 3H 2.

Obnavljanje metala iz oksida i soli

Aluminij je aktivan metal, sposoban istisnuti metale iz njihovih oksida. Ovo svojstvo aluminijuma našlo je praktičnu primenu u metalurgiji:

2Al + Cr 2 O 3 = 2Cr + Al 2 O 3.

Prijave

Aluminij ima niz svojstava koja ga razlikuju od ostalih metala. To je niska gustoća aluminija, dobra duktilnost i dovoljna mehanička čvrstoća, visoka toplinska i električna provodljivost. Aluminij je netoksičan, nemagnetičan i otporan na koroziju na brojne kemikalije. Zahvaljujući svim ovim svojstvima, kao i relativno niskoj cijeni u odnosu na druge obojene metale, našao je izuzetno široku primjenu u većini razne industrije moderna tehnologija.

Značajan dio aluminijuma koristi se u obliku legura sa silicijumom, bakrom, magnezijumom, cinkom, manganom i drugim metalima. Industrijske legure aluminija obično sadrže najmanje dva ili tri legirajuća elementa, koji se uvode u aluminij uglavnom radi povećanja mehaničke čvrstoće.

Najvrednije osobine svih aluminijskih legura su niska gustina

(2,65÷2,8), visoke specifične čvrstoće (odnos zatezne čvrstoće i gustine) i zadovoljavajuće otpornosti na atmosfersku koroziju.

Legure aluminijuma se dele na kovane i livene legure. Kovane legure su podvrgnute toploj i hladnoj obradi, tako da moraju imati visoku duktilnost. Od kovanih legura, duralumin - legure aluminijuma sa bakrom, magnezijumom i manganom - široko se koriste. Imajući malu gustoću, duralumin ima mehanička svojstva blizu mekog čelika. Od deformabilnog

legure aluminijuma, kao i od čistog aluminijuma kao rezultat obrade pod pritiskom (valjanje, štancanje) dobijaju se limovi, trake, folije, žice, šipke različitih profila i cevi. Potrošnja aluminijuma za proizvodnju ovih poluproizvoda je oko 70% njegove globalne proizvodnje.

Ostatak aluminija koristi se za proizvodnju ljevačkih legura, praha, deoksidatora i u druge svrhe.

Oblikovani odljevci različitih konfiguracija proizvode se od ljevačkih legura. Nadaleko poznate legure za livenje na bazi aluminijuma su silumini, u kojima je glavni legirajući aditiv silicijum (do 13%).

Trenutno se aluminijum i njegove legure koriste u gotovo svim oblastima moderne tehnologije. Najznačajniji potrošači aluminijuma i njegovih legura su vazduhoplovna i automobilska industrija, železnički i vodni saobraćaj, mašinstvo, elektrotehnika i instrumentarija, industrijska i niskogradnja, hemijska industrija, proizvodnja robe široke potrošnje.

aplikacije. Konstrukcije aviona, motori, blokovi, glave cilindara, karteri, menjači, pumpe i drugi delovi izrađuju se od aluminijuma i njegovih legura.

Aluminij i njegove legure koriste se za obrezivanje željezničkih vagona, za izradu trupa i dimnjaka brodova, spasilačkih čamaca, radarskih jarbola i prolaza.

Aluminij i njegove legure se široko koriste u elektroindustriji za proizvodnju kablova, sabirnica, kondenzatora i AC ispravljača. U instrumentarstvu se aluminijum i njegove legure koriste u proizvodnji filmske i fotografske opreme, radiotelefonske opreme i raznih kontrolnih i mernih instrumenata.

Zbog svoje visoke otpornosti na koroziju i netoksičnosti, aluminijum se široko koristi u proizvodnji opreme za proizvodnju i skladištenje jake azotne kiseline, vodikovog peroksida, organskih supstanci i prehrambenih proizvoda. Aluminijska folija, čvršća i jeftinija od lima, u potpunosti ju je zamijenila kao materijal za pakovanje prehrambenih proizvoda. Aluminij se sve više koristi u proizvodnji posuda za konzerviranje i skladištenje hrane. poljoprivreda, za izgradnju žitnica i drugih montažnih objekata. Kao jedan od najvažnijih strateških metala, aluminijum, kao i njegove legure, ima široku primenu u konstrukciji aviona, tenkova, artiljerije, projektila, zapaljivih sredstava, kao i u druge svrhe u vojnoj opremi.

Aluminij visoke čistoće se široko koristi u novim područjima tehnologije - nuklearnoj energiji, poluvodičkoj elektronici, radaru, kao i za zaštitu metalnih površina od raznih kemikalija i atmosferske korozije. Visoka reflektivnost takvog aluminija koristi se za izradu reflektirajućih površina reflektora grijanja i osvjetljenja i ogledala od njega.

U metalurškoj industriji, aluminijum se koristi kao redukciono sredstvo u proizvodnji niza metala (npr. hrom, kalcijum, mangan) aluminotermnim metodama, za deoksidaciju čelika i zavarivanje čeličnih delova.

Aluminijum i njegove legure se široko koriste u industrijskoj i civilnoj građevini za izradu građevinskih okvira, rešetki, prozorskih okvira, stepenica itd. Po obimu proizvodnje i značaju u nacionalnoj ekonomiji, aluminijum je čvrsto zauzeo prvo mjesto među ostalim ne- crnih metala.

Uvod

1. Aluminijum

2. Legure aluminijuma

Zaključak

Uvod

Aluminijum je hemijski element treće grupe periodnog sistema elemenata D.I. Mendeljejev. Njegov serijski broj je 13, atomska masa je 26,98.

Aluminij je metal čija se područja potrošnje stalno šire. U nizu industrijskih područja uspješno zamjenjuje tradicionalno korištene metale i legure. Brzi razvoj potrošnje aluminijuma je posledica njegovih izuzetnih svojstava, među kojima je, pre svega, visoka čvrstoća u kombinaciji sa malom gustinom, zadovoljavajuća otpornost na koroziju, dobre sposobnosti na oblikovanje lijevanjem, presovanjem i rezanjem; mogućnost spajanja aluminijskih dijelova u različite strukture pomoću zavarivanja, lemljenja, lijepljenja i drugih metoda; mogućnost nanošenja zaštitnih i dekorativnih premaza.

Sve to, u kombinaciji sa velikim rezervama aluminijuma u zemljinoj kori, čini izglede za razvoj proizvodnje i potrošnje aluminijuma veoma širokim.

Danas je teško pronaći industriju u kojoj se koristi aluminijum ili njegove legure - od mikroelektronike do teške metalurgije. To je zbog dobrih mehaničkih svojstava, lakoće, niske tačke topljenja, što olakšava obradu, i visokih vanjskih kvaliteta, posebno nakon posebne obrade. Uzimajući u obzir navedena i mnoga druga fizičko-hemijska svojstva aluminijuma, njegovu nepresušnu količinu u zemljinoj kori, možemo reći da je aluminijum jedan od najperspektivnijih materijala budućnosti.

hemijski element legure aluminijuma

1. Aluminijum

Aluminijum je relativno mlad metal. Ime mu potiče od latinske riječi ALUMEN - dakle 500. godine prije Krista. nazvana aluminijska stipsa, koja se koristila za jetkanje prilikom bojenja tkanina i štavljenja kože.

Aluminijum kao element otkriven je 1825. godine, kada su dobijene prve male grudvice ovog metala. Početak njegovog industrijskog razvoja seže u kraj 19. stoljeća - nakon otkrića tehnologije za njegovu proizvodnju elektrolizom glinice otopljene u rastopljenom kriolitu. Ovaj princip je u osnovi moderne industrijske ekstrakcije aluminijuma iz glinice u svim zemljama sveta.

U Rusiji je poznati hemičar N.N. radio na tehnologiji za proizvodnju aluminijuma u drugoj polovini prošlog veka. Beketov, čiji su rad koristili Nemci koji su izgradili prvu fabriku aluminijuma u Gmelinginu. Prva topionica aluminijuma u našoj zemlji puštena je u rad 1932. godine. Na bazi hidroelektrane Volhov. Izgradnja Dnjeparske hidroelektrane omogućila je njeno pokretanje 1933. godine. druga topionica aluminijuma. Razvoj elektroenergetskog kompleksa 60-70-ih godina. omogućila je izgradnju velikog broja moćnih topionica aluminijuma i zauzela vodeće mjesto na svjetskom tržištu aluminija.

Aluminijum je srebrno-bijeli duktilni metal. U zraku se brzo prekriva oksidnim filmom koji ga štiti od korozije. Aluminij je hemijski otporan na dušične i organske kiseline, ali ga uništavaju lužine, kao i hlorovodonična i sumporna kiselina. Najvažnije svojstvo aluminijuma je njegova mala gustina, tri puta je lakši od gvožđa. Mehanička svojstva aluminijuma su niske: vlačna čvrstoća - 5-9 kgf/mm ², relativno izduženje - 25-45%. Visoka duktilnost (koja se postiže žarenjem na temperaturama od 350-410°C) ovog metala omogućava njegovo valjanje u vrlo tanke listove, na primjer, folija može imati debljinu do 0,005 mm. Aluminijum dobro zavari, ali ga je teško rezati. Da bi se povećala čvrstoća, silicijum, mangan, bakar i druge komponente se uvode u aluminijum. Značajne prirodne rezerve aluminijuma, njegova mala gustina, visoka antikorozivna svojstva i dobra električna provodljivost doprineli su širokoj upotrebi ovog metala u različitim granama tehnike. Aluminijum i njegove legure koriste se u avionskoj i mašinskoj industriji, u izgradnji zgrada i dalekovoda, te u mnogim industrijama. Od njega se izrađuju razni kontejneri i armature za hemijsku industriju, uključujući prehrambena industrija Koristi se folija za pakovanje od aluminijuma i njegovih legura (za pakovanje konditorskih i mlečnih proizvoda). Aluminijsko posuđe dobilo je široko priznanje. Aluminijum se lako premazuje i farba, zbog čega se koristi i kao dekorativni materijal.

2. Legure aluminijuma

Svi razredi aluminijuma sadrže više od 99% čistog aluminijuma. U zavisnosti od hemijski sastav deli se na aluminijum specijalne, visoke i tehničke frekvencije, označen slovom A i brojem koji pokazuje desetinke i stotinke procenta posle 99%, na primer A85 - sadrži 99,85% aluminijuma.

Duralumin je legura aluminijuma sa bakrom (2,2-5,2%), magnezijumom (2-2,7%) i manganom (0,2-1,0%). Podvrgava se stvrdnjavanju u vodi nakon zagrijavanja na temperaturu od oko 500°C i otvrdnjavanju starenja. Po svojim mehaničkim svojstvima približava se čelicima sa srednjim ugljikom. Koristi se uglavnom u obliku raznih valjanih proizvoda - limova, uglova, cijevi itd. Kao konstrukcijski materijal koristi se za transport i avijaciju.

Silumin je legura aluminijuma i silicijuma, ima dobra svojstva livenja, mekan je i koristi se za izradu nekritičnih delova livenjem i pritiskom. Pored aluminijuma i silicijuma (10-13%), ova legura uključuje: gvožđe (0,2-0,7%), mangan (0,05-0,5%), kalcijum (0,07-0,2%), titan (0,05-0,2%), bakar (0,03%) i cink (0,08%). Mogu se koristiti legure aluminijuma sa cinkom i magnezijumom.

Većina metalnih elemenata je legirana aluminijem, ali samo nekoliko njih djeluje kao glavne legirajuće komponente u industrijskim aluminijskim legurama. Međutim, značajan broj elemenata se koristi kao aditivi za poboljšanje svojstava legura. Najrasprostranjenije:

Berilijum se dodaje kako bi se smanjila oksidacija na povišenim temperaturama. Mali dodaci berilijuma (0,01 - 0,05%) se koriste u legurama za livenje aluminijuma za poboljšanje fluidnosti u proizvodnji delova motora sa unutrašnjim sagorevanjem (klipovi i glave cilindra).

Bor se uvodi za povećanje električne provodljivosti i kao aditiv za rafinaciju. Bor se unosi u legure aluminijuma koje se koriste u nuklearna energija(osim dijelova reaktora), jer apsorbuje neutrone, sprečavajući širenje radijacije. Bor se unosi u prosječnoj količini od 0,095 - 0,1%.

Bizmut. Metali sa niskim tačkama topljenja kao što su bizmut, olovo, kalaj, kadmijum se uvode u legure aluminijuma radi poboljšanja obradivosti. Ovi elementi formiraju meke, topljive faze koje doprinose krhkosti strugotine i podmazivanju rezača. U legure se dodaje galijum u količini od 0,01 - 0,1% od kojih se potom prave potrošne anode.

Iron. Uvodi se u malim količinama (0,04%) u proizvodnji žica radi povećanja čvrstoće i poboljšanja karakteristika puzanja. Gvožđe takođe smanjuje prianjanje na zidove kalupa prilikom livenja u kalupu za hlađenje.

Indija. Dodatak od 0,05 - 0,2% jača legure aluminijuma tokom starenja, posebno sa niskim sadržajem bakra. Aditivi indija se koriste u legurama aluminijum-kadmijum ležajeva.

Približno 0,3% kadmijuma se uvodi kako bi se povećala čvrstoća i poboljšala svojstva korozije legura. Kalcijum daje plastičnost. Sa sadržajem kalcijuma od 5%, legura ima efekat superplastičnosti.

Silicijum je najčešće korišćeni aditiv u livačkim legurama. U količini od 0,5 - 4% smanjuje sklonost pucanju. Kombinacija silicijuma i magnezijuma omogućava zagrevanje legure.

Magnezijum. Dodatak magnezijuma značajno povećava čvrstoću bez smanjenja duktilnosti, povećava zavarljivost i povećava otpornost legure na koroziju.

Bakar jača legure, maksimalno ojačanje se postiže sa sadržajem bakra od 4 - 6%. Legure bakra koriste se u proizvodnji klipova za motore sa unutrašnjim sagorevanjem i visokokvalitetnih livenih delova za avione. Limen poboljšava performanse rezanja.

Titanijum. Glavni zadatak titana u legurama je rafiniranje zrna u odljevcima i ingotima, što uvelike povećava čvrstoću i ujednačenost svojstava u cijeloj zapremini.

Iako se aluminij smatra jednim od najmanje plemenitih industrijskih metala, prilično je stabilan u mnogim oksidirajućim sredinama. Razlog ovakvog ponašanja je prisustvo kontinuiranog oksidnog filma na površini aluminija, koji se odmah ponovo formira na očišćenim površinama kada je izložen kisiku, vodi i drugim oksidantima.

U većini slučajeva topljenje se vrši na zraku. Ako je interakcija sa zrakom ograničena na stvaranje spojeva netopivih u talini na površini i nastali film ovih spojeva značajno usporava daljnju interakciju, tada se obično ne poduzimaju mjere za suzbijanje takve interakcije. U ovom slučaju topljenje se vrši u direktnom kontaktu taline sa atmosferom. To se radi u pripremi većine legura aluminijuma, cinka, kositra i olova.

Prostor u kojem se odvija proces topljenja legure ograničen je vatrostalnom oblogom koja može izdržati temperature od 1500 - 1800C. Svi procesi topljenja uključuju gasnu fazu, koja se formira tokom sagorevanja goriva, u interakciji sa okolinom i oblogom jedinice za topljenje.

3. Primena aluminijuma i njegovih legura

Trenutno se aluminijum i njegove legure koriste u gotovo svim oblastima moderne tehnologije. Najznačajniji potrošači aluminijuma i njegovih legura su vazduhoplovna i automobilska industrija, železnički i vodni saobraćaj, mašinstvo, elektrotehnika i instrumentarija, industrijska i civilna građevina, hemijska industrija i proizvodnja robe široke potrošnje.

Većina aluminijskih legura ima visoku otpornost na koroziju u prirodnoj atmosferi, morskoj vodi, otopinama mnogih soli i hemikalija, te u većini namirnica. Strukture od aluminijskih legura često se koriste u morskoj vodi. Pomorske plutače, čamci za spašavanje, brodovi, teglenice grade se od aluminijskih legura od 1930. godine. Trenutno, dužina brodskih trupova od aluminijskih legura dostiže 61 m. Postoji iskustvo u aluminijskim podzemnim cjevovodima. Godine 1951. na Aljasci je izgrađen cjevovod dužine 2,9 km. Nakon 30 godina rada, nije otkriveno niti jedno curenje niti ozbiljna oštećenja uslijed korozije.

Aluminij se u velikim količinama koristi u građevinarstvu u obliku obložnih ploča, vrata, prozorskih okvira i električnih kablova. Legure aluminijuma nisu podložne jakoj koroziji tokom dužeg vremenskog perioda kada su u kontaktu sa betonom, malterom ili malterom, posebno ako konstrukcije nisu često vlažne. Uz često vlaženje, ako površina aluminijskih proizvoda nije dodatno obrađena, može potamniti, pa čak i pocrniti u industrijskim gradovima s visokim sadržajem oksidirajućih sredstava u zraku. Da bi se to izbjeglo, proizvode se posebne legure za dobivanje sjajnih površina sjajnom anodizacijom - nanošenjem oksidnog filma na metalnu površinu. U ovom slučaju, površini se može dati mnogo boja i nijansi. Na primjer, legure aluminija i silicija omogućavaju dobivanje niza nijansi, od sive do crne. Legure aluminijuma i hroma imaju zlatnu boju.

S obzirom na visoku otpornost aluminijuma na oksidaciju, prah se koristi kao pigment u premazima za farbanje opreme, krovova, papira za štampanje i sjajnih površina auto panela. Proizvodi od čelika i livenog gvožđa su takođe presvučeni slojem aluminijuma kako bi se sprečila korozija.

Po obimu primjene, aluminijum i njegove legure zauzimaju drugo mjesto nakon željeza (Fe) i njegovih legura. Široka upotreba aluminijuma u različitim oblastima tehnologije i svakodnevnog života povezana je sa kombinacijom njegovih fizičkih, mehaničkih i hemijskih svojstava: niske gustine, otpornosti na koroziju u atmosferskom vazduhu, visoke toplotne i električne provodljivosti, duktilnosti i relativno visoke čvrstoće. Aluminijum se lako obrađuje na razne načine- kovanje, štancanje, valjanje itd. Za izradu žice koristi se čisti aluminijum (električna provodljivost aluminijuma je 65,5% električne provodljivosti bakra, ali je aluminijum više od tri puta lakši od bakra, tako da aluminijum često zamenjuje bakar u električnim inženjering) i folija, koja se koristi kao materijal za pakovanje. Glavni dio topljenog aluminija troši se na proizvodnju raznih legura. Zaštitni i dekorativni premazi lako se nanose na površine aluminijskih legura.

Raznolikost svojstava aluminijskih legura nastaje zbog uvođenja različitih aditiva u aluminij koji s njim stvaraju čvrste otopine ili intermetalne spojeve. Najveći deo aluminijuma se koristi za proizvodnju lakih legura - duralumin (94% aluminijum, 4% bakar (Cu), po 0,5% magnezijum (Mg), mangan (Mn), gvožđe (Fe) i silicijum (Si)), silumin ( 85-90% - aluminijum, 10-14% silicijum (Si), 0,1% natrijum (Na)) itd. U metalurgiji se aluminijum koristi ne samo kao baza za legure, već i kao jedan od široko rasprostranjenih legirajućih aditiva u legurama na bazi bakra (Cu), magnezijuma (Mg), gvožđa (Fe), >nikla (Ni) itd.

Aluminijske legure imaju široku primjenu u svakodnevnom životu, u građevinarstvu i arhitekturi, u automobilskoj industriji, brodogradnji, avijaciji i svemirskoj tehnici. Konkretno, prvi vještački satelit Zemlja. Legura aluminijuma i cirkonija (Zr) - široko se koristi u konstrukciji nuklearnih reaktora. Aluminij se koristi u proizvodnji eksploziva. Prilikom rukovanja aluminijem u svakodnevnom životu, morate imati na umu da se u aluminijskim posudama mogu zagrijavati i čuvati samo neutralne (kisele) tekućine (na primjer, prokuhana voda). Ako, na primjer, skuhate kiselu čorbu od kupusa u aluminijskoj šerpi, tada aluminijum prelazi u hranu i ona dobija neprijatan „metalni“ ukus. Budući da se oksidni film vrlo lako ošteti u svakodnevnom životu, upotreba aluminijskog posuđa je i dalje nepoželjna.

Upotreba aluminijuma i njegovih legura u svim vidovima transporta, a prvenstveno u vazdušnom saobraćaju, omogućila je rešavanje problema smanjenja sopstvene („mrtve“) mase. vozila i dramatično povećati efikasnost njihove upotrebe. Konstrukcije aviona, motori, blokovi, glave cilindara, kućišta radilice i mjenjači izrađeni su od aluminija i njegovih legura. Aluminij i njegove legure koriste se za obrezivanje željezničkih vagona, izradu trupa i dimnjaka brodova, spasilačkih čamaca, radarskih jarbola i prolaza. Aluminij i njegove legure se široko koriste u elektroindustriji za proizvodnju kablova, sabirnica, kondenzatora i AC ispravljača. U instrumentarstvu se aluminijum i njegove legure koriste u proizvodnji filmske i fotografske opreme, radiotelefonske opreme i raznih kontrolnih i mernih instrumenata. Zbog svoje visoke otpornosti na koroziju i netoksičnosti, aluminij se široko koristi u proizvodnji opreme za proizvodnju i skladištenje jake dušične kiseline, vodikovog peroksida, organskih tvari i prehrambenih proizvoda. Aluminijska folijačvršći i jeftiniji od lima u potpunosti ga je zamijenio kao ambalažni materijal za prehrambene proizvode. Aluminij se sve više koristi u proizvodnji kontejnera za konzerviranje i skladištenje poljoprivrednih proizvoda, za izgradnju žitnica i drugih montažnih objekata. Kao jedan od najvažnijih strateških metala, aluminijum, kao i njegove legure, ima široku primenu u konstrukciji aviona, tenkova, artiljerije, projektila, zapaljivih sredstava, kao i u druge svrhe u vojnoj opremi.

Aluminij visoke čistoće ima široku primjenu u novim područjima tehnologije - nuklearnoj energiji, poluvodičkoj elektronici, radaru, kao i za zaštitu metalnih površina od raznih kemikalija i atmosferske korozije. Visoka reflektivnost takvog aluminija koristi se za izradu reflektora i ogledala za grijanje i osvjetljenje od njegovih reflektirajućih površina. U metalurškoj industriji, aluminijum se koristi kao redukciono sredstvo u proizvodnji niza metala (npr. hrom, kalcijum, mangan) aluminotermnim metodama, za deoksidaciju čelika i zavarivanje čeličnih delova.

Aluminijum i njegove legure se široko koriste u industrijskoj i civilnoj građevini za proizvodnju građevinskih okvira, rešetki, prozorskih okvira, stepenica itd. U Kanadi, na primjer, potrošnja aluminija za ove namjene iznosi oko 30% ukupne potrošnje, u SAD-u - više od 20%. Po obimu proizvodnje i značaju u privredi, aluminijum je čvrsto zauzeo prvo mesto među ostalim obojenim metalima.

Zaključak

Proizvodnja aluminijuma će rasti u zemljama u kojima postoji pristup jeftinim izvorima električne energije, boksita i razvijene infrastrukture. Rusija je jedna od najatraktivnijih zemalja za energetski intenzivne industrije (prema CRU), kao i u pogledu troškova proizvodnje. Pretpostavlja se da implementacija ruski projekti omogućiće povećanje proizvodnje aluminijuma do 2015. godine na 5,39-5,743 miliona tona, odnosno 1,3-1,4 puta.

Već je teško naći industriju u kojoj se ne koristi aluminijum ili njegove legure - od mikroelektronike do teške metalurgije. To je zbog dobrih mehaničkih svojstava, lakoće, niske tačke topljenja, što olakšava obradu, i visokih vanjskih kvaliteta, posebno nakon posebne obrade. Uzimajući u obzir navedena i mnoga druga fizičko-hemijska svojstva aluminijuma, njegovu nepresušnu količinu u zemljinoj kori, možemo reći da je aluminijum jedan od najperspektivnijih materijala budućnosti.

Nakon proučavanja područja primjene aluminija i njegovih legura, mogu se izvući sljedeći zaključci:

Kombinacija svojstava (mala gustina (2,7 g/cm3), relativno visoke karakteristike čvrstoće, dobra toplotna i električna provodljivost, obradivost, visoka otpornost na koroziju) aluminijuma i njegovih velikih prirodnih rezervi omogućavaju svrstavanje aluminijuma u jedan od najvažnijih tehnički materijali.

Već je teško naći industriju u kojoj se ne koristi aluminijum ili njegove legure - od mikroelektronike do teške metalurgije.

Spisak korišćene literature

1.Bagrov, N.M. Osnove industrijskih tehnologija [Tekst] priručnik za obuku/ N.M. Bagrov, - Sankt Peterburg: Izdavačka kuća Sankt Peterburgskog državnog univerziteta ekonomije i ekonomije, 2006, - 251 str.

2.Gorynin, I.V. Aluminijske legure. Primjena aluminijskih legura [Tekst] referentni vodič / I.V. Gorynin, M.: 1978, str.

.3. Ključnikov, N.G. Aluminijum [tekst] udžbenik / N.G. Ključnikov, A.F. Kolodcev, M.: 2001, str.67.

4.4.

Aluminijum ima mnoga vrijedna svojstva:

mala gustina - oko 2,7 g/cm 3,
visoka toplotna provodljivost i visoka električna provodljivost 13,8 107 Ohm/m,
dobra duktilnost i dovoljna mehanička čvrstoća.

Aluminijum formira legure sa mnogo elemenata. U legurama, aluminijum zadržava svoja svojstva. U rastopljenom stanju, Al je fluidan i dobro ispunjava kalupe u svom čvrstom obliku, lako se deformiše i može se lako rezati, lemiti i zavarivati.

Afinitet aluminijuma prema kiseoniku je veoma visok. Tokom njegove oksidacije oslobađa se velika količina toplote (~ 1.670.000 J/mol). Fino mljeveni aluminijum, kada se zagrije, zapali se i gori na zraku. Al se kombinuje sa kiseonikom u vazduhu i atmosferskim uslovima. U ovom slučaju, aluminijum je prekriven tankim (debljine ~ 0,0002 mm) gustim filmom aluminijum oksida, koji ga štiti od dalje oksidacije; stoga je Al otporan na koroziju. Al površina je ovim filmom dobro zaštićena od oksidacije čak iu rastopljenom stanju.

Od legura aluminijuma najvažnije su duralumin i silumin . Sastav duraluminijuma, pored Al, uključuje 3,4-4% bakra, 0,5% Mn i 0,5% Mg, dozvoljeno je najviše 0,8% Fe i 0,8% Si. Duralumin se dobro deformira, a mehanička svojstva su mu bliska nekim vrstama čelika, iako je 2,7 puta lakši od čelika ( gustina duraluminija 2,85 g/cm 3).

Mehanička svojstva ove legure se nakon toga povećavaju termička obrada i hladne deformacije. Vlačna čvrstoća raste sa 147-216 MPa na 353-412 MPa, a tvrdoća po Brinelu sa 490-588 na 880-980 MPa. Istovremeno, relativno izduženje duralumina gotovo se ne mijenja i ostaje prilično visoko (18-24%).

Silumini su legure za livenje aluminijuma i silicijuma. Imaju dobre kvalitete livenja i mehanička svojstva.

Aplikacija

Aluminij i legure se široko koriste u mnogim industrijama, uključujući vazduhoplovstvo, transport, metalurgija, prehrambena industrija itd.. Aluminijum i njegove legure koriste se za izradu karoserija aviona, motora, blokova cilindara, mjenjača, pumpi i drugih dijelova u zrakoplovnoj, automobilskoj i traktorskoj industriji, te posuda za skladištenje kemijskih proizvoda. Aluminij se široko koristi u svakodnevnom životu, prehrambenoj industriji, nuklearnoj energiji i elektronici. Mnogi dijelovi umjetnih satelita i svemirskih letjelica naše planete napravljeni su od aluminija i njegovih legura.

Zbog visokog hemijskog afiniteta aluminijuma prema kiseoniku, koristi se u crnoj metalurgiji kao deoksidator, a takođe i za proizvodnju teško reducivih metala (kalcijum, litijum itd.) tzv. aluminotermnim postupkom..). Po ukupnoj proizvodnji metala u svijetu, aluminijum je na drugom mjestu nakon željeza.

Trenutno se aluminijum i njegove legure koriste u mnogim oblastima industrije i tehnologije. Aluminij i njegove legure prvenstveno se koriste u zrakoplovnoj i automobilskoj industriji. Aluminijum ima široku primenu i u drugim industrijama: mašinstvu, elektrotehnici i instrumentarstvu, industrijskoj i niskogradnji, hemijskoj industriji i proizvodnji robe široke potrošnje.

U zrakoplovnoj industriji, aluminij je postao glavni metal zbog činjenice da je njegova upotreba omogućila rješavanje problema smanjenja težine vozila i dramatično povećanje efikasnosti njihove upotrebe. Konstrukcije aviona, motori, blokovi, glave cilindara, karteri, menjači, pumpe i drugi delovi izrađuju se od aluminijuma i njegovih legura.

U elektroindustriji se aluminijum i njegove legure koriste za proizvodnju kablova, sabirnica, kondenzatora i ispravljača naizmenične struje. U instrumentarstvu se koristi u proizvodnji filmske i fotografske opreme, radiotelefonske opreme i raznih kontrolnih i mjernih instrumenata.

Aluminij je počeo da se široko koristi u proizvodnji opreme za proizvodnju i skladištenje jake dušične kiseline, vodikovog peroksida, organskih tvari i prehrambenih proizvoda zbog svoje visoke otpornosti na koroziju i netoksičnosti.

Aluminijska folija je postala vrlo čest materijal za pakovanje jer je mnogo čvršća i jeftinija od lima. Aluminij se također široko koristi za proizvodnju kontejnera za konzerviranje i skladištenje poljoprivrednih proizvoda. Ali skladištenje nije ograničeno na male tegle, aluminij se koristi za izgradnju žitnica i drugih montažnih objekata traženih u poljoprivredi.

Aluminijum se takođe široko koristi u vojnoj industriji u konstrukciji aviona, tenkova, artiljerije, projektila, zapaljivih sredstava i za mnoge druge svrhe u vojnoj opremi.

Aluminij visoke čistoće se široko koristi u novim područjima tehnologije kao što su nuklearna energija, poluvodička elektronika i radar.

Aluminij je postao široko rasprostranjen kao antikorozivni premaz, savršeno štiti metalne površine od djelovanja raznih kemikalija i atmosferske korozije, zbog čega se široko koristi u proizvodnji raznih materijala.

Još jedno korisno svojstvo aluminijuma se široko koristi - njegova visoka reflektivnost. Stoga se od njega izrađuju različite reflektirajuće površine reflektora za grijanje i osvjetljenje i ogledala.

Aluminijum se koristi u metalurškoj industriji kao redukciono sredstvo u proizvodnji niza metala, kao što su hrom, kalcijum i mangan. Također se koristi za deoksidaciju čelika i zavarivanje čeličnih dijelova.

Bez aluminijuma i njegovih legura u industrijskoj i građevinskoj građevini ne može se. Koristi se za izradu građevinskih okvira, rešetki, prozorskih okvira, stepenica itd. U Kanadi, na primjer, potrošnja aluminija za ove namjene iznosi oko 30% ukupne potrošnje, u SAD-u više od 20%.

Na osnovu svih navedenih metoda upotrebe aluminijuma, možemo reći da je aluminijum čvrsto zauzeo prvo mesto među ostalim obojenim metalima po obimu proizvodnje i značaju u privredi.

Trenutno se aluminijum i njegove legure koriste u gotovo svim oblastima moderne tehnologije. Najznačajniji potrošači aluminijuma i njegovih legura su vazduhoplovna i automobilska industrija, železnički i vodni saobraćaj, mašinstvo, elektrotehnika i instrumentarija, industrijska i civilna građevina, hemijska industrija i proizvodnja robe široke potrošnje.

Aluminijski prah se također koristi u industriji. Koriste se u metalurškoj industriji: u aluminotermiji, kao aditivi za legiranje, za proizvodnju poluproizvoda presovanjem i sinterovanjem. Ovom metodom se proizvode vrlo izdržljivi dijelovi (zupčanici, čaure, itd.). Prahovi se također koriste u hemiji za proizvodnju aluminijskih spojeva i kao katalizator (na primjer, u proizvodnji etilena i acetona). S obzirom na visoku reaktivnost aluminija, posebno u obliku praha, koristi se u eksplozivima i čvrsto gorivo za rakete, koristeći svoju sposobnost brzog paljenja.

Po obimu primjene, aluminijum i njegove legure zauzimaju drugo mjesto nakon željeza (Fe) i njegovih legura. Široka upotreba aluminijuma u različitim oblastima tehnologije i svakodnevnog života povezana je sa kombinacijom njegovih fizičkih, mehaničkih i hemijskih svojstava: niske gustine, otpornosti na koroziju u atmosferskom vazduhu, visoke toplotne i električne provodljivosti, duktilnosti i relativno visoke čvrstoće. Aluminijum se lako obrađuje na razne načine - kovanje, štancanje, valjanje itd. Za izradu žice koristi se čisti aluminijum (električna provodljivost aluminijuma je 65,5% električne provodljivosti bakra, ali je aluminijum više od tri puta lakši od bakra, pa aluminij često zamjenjuje bakar u elektrotehnici) i folija koja se koristi kao materijal za pakovanje. Glavni dio topljenog aluminija troši se na proizvodnju raznih legura. Zaštitni i dekorativni premazi lako se nanose na površine aluminijskih legura.

Aluminijske legure imaju široku primjenu u svakodnevnom životu, u građevinarstvu i arhitekturi, u automobilskoj industriji, brodogradnji, avijaciji i svemirskoj tehnici. Konkretno, prvi umjetni satelit Zemlje napravljen je od legure aluminija. Legura aluminijuma i cirkonija (Zr) - široko se koristi u konstrukciji nuklearnih reaktora. Aluminij se koristi u proizvodnji eksploziva. Prilikom rukovanja aluminijem u svakodnevnom životu, morate imati na umu da se u aluminijskim posudama mogu zagrijavati i čuvati samo neutralne (kisele) tekućine (na primjer, prokuhana voda). Ako, na primjer, skuhate kiselu čorbu od kupusa u aluminijskoj šerpi, tada aluminijum prelazi u hranu i ona dobija neprijatan „metalni“ ukus. Budući da se oksidni film vrlo lako ošteti u svakodnevnom životu, upotreba aluminijskog posuđa je i dalje nepoželjna.

Upotreba aluminijuma i njegovih legura u svim vidovima transporta, a prvenstveno u vazdušnom saobraćaju, omogućila je rešavanje problema smanjenja sopstvene težine vozila i dramatično povećanje efikasnosti njihovog korišćenja. Konstrukcije aviona, motori, blokovi, glave cilindara, kućišta radilice i mjenjači izrađeni su od aluminija i njegovih legura. Aluminij i njegove legure koriste se za obrezivanje željezničkih vagona, izradu trupa i dimnjaka brodova, spasilačkih čamaca, radarskih jarbola i prolaza. Aluminij i njegove legure se široko koriste u elektroindustriji za proizvodnju kablova, sabirnica, kondenzatora i AC ispravljača. U instrumentarstvu se aluminijum i njegove legure koriste u proizvodnji filmske i fotografske opreme, radiotelefonske opreme i raznih kontrolnih i mernih instrumenata. Zbog svoje visoke otpornosti na koroziju i netoksičnosti, aluminij se široko koristi u proizvodnji opreme za proizvodnju i skladištenje jake dušične kiseline, vodikovog peroksida, organskih tvari i prehrambenih proizvoda. Aluminijska folija, čvršća i jeftinija od lima, u potpunosti ju je zamijenila kao materijal za pakovanje prehrambenih proizvoda. Aluminij se sve više koristi u proizvodnji kontejnera za konzerviranje i skladištenje poljoprivrednih proizvoda, za izgradnju žitnica i drugih montažnih objekata. Kao jedan od najvažnijih strateških metala, aluminijum, kao i njegove legure, ima široku primenu u konstrukciji aviona, tenkova, artiljerije, projektila, zapaljivih sredstava, kao i u druge svrhe u vojnoj opremi.

Aluminij visoke čistoće ima široku primjenu u novim područjima tehnologije - nuklearnoj energiji, poluvodičkoj elektronici, radaru, kao i za zaštitu metalnih površina od raznih kemikalija i atmosferske korozije. Visoka reflektivnost takvog aluminija koristi se za izradu reflektora i ogledala za grijanje i osvjetljenje od njegovih reflektirajućih površina. U metalurškoj industriji, aluminijum se koristi kao redukciono sredstvo u proizvodnji niza metala (npr. hroma, kalcijuma, mangana) aluminijum-termičkim metodama, za deoksidaciju čelika i zavarivanje čeličnih delova.